Gli aspetti subatomici capaci di influenzarci
Venerdì 11 agosto 2023, La Ragione
La meccanica quantistica descrive le interazioni fra le particelle subatomiche come protoni, elettroni, fotoni e molte altre di dimensioni infinitesimali di recente scoperta. Molte di queste non si presentano come elementi fatti di materia ma di energia, spesso con massa pari a zero. Il loro comportamento non è intuitivo: viaggiano a velocità luce, passano attraverso gli ostacoli, si possono trovare in più posizioni simultaneamente, dialogano fra loro istantaneamente anche a distanze siderali.
In questi ultimi anni si è fatta sempre più concreta l’ipotesi che le forze quantistiche possano avere una responsabilita anche nei processi biologici. Questi rispondono maggiormente ai principi della fisica classica secondo le leggi della materia, ma è possibile che vengano influenzati da interferenze di tipo subatomico.
Di recente è quindi nata la biologia quantistica, una branca scientifica che cerca di applicare alla biologia i principi della fisica delle microparticelle. I campi più studiati sono la fotosintesi del regno vegetale, la traduzione del segnale nelle cellule nervose, il trasporto di elettroni all’interno delle proteine. Ma non solo, con questa metodologia si stanno studiando le origini delle mutazioni che spesso compaiono nel nostro codice genetico: il Dna, la lunghissima molecola a doppia elica presente in ogni nostra cellula e che contiene tutte le informazioni necessarie alla vita.
Le mutazioni del Dna sono responsabili di malattie genetiche come di neoplasie, quindi capirne l’origine è di fondamentale importanza per la medicina. Già nel 2021 uno studio dei ricercatori del Leverhulme Quantum Biology Doctoral Training Center dell’Università del Surrey, vicino a Londra, aveva dimostrato come alcuni fenomeni riconducibili alla fisica quantistica possano causare mutazioni spontanee nel nostro Dna. Lo studio è stato pubblicato su “Physical Chemistry Chemical Physics”. Per giungere a questa conclusione era stato analizzato l’effetto tunnel che comporta la scomparsa di una particella da una precisa posizione e la ricomparsa della stessa nelle vicinanze.
Gli studi sono continuati e, nel maggio 2022, lo stesso team di scienziati ha dimostrato che il salto di particelle da un filamento all’altro di Dna e molto più diffuso di quanto si pensasse finora. In particolare, sembra che i protoni degli atomi di idrogeno – responsabili delle forze di legame fra i due filamenti di Dna – cambino frequentemente di posizione. Lo spostamento di queste particelle subatomiche da un filamento all’altro modificherebbe i legami fra le basi azotate e le basi azotate stesse, mutando di fatto il Dna. Anche questa ricerca è stata pubblicata sulla rivista “Communications Physics”. Nel loro studio gli autori chiariscono che questi protoni hanno caratteristiche sia di particella sia di onda e si muovono continuamente e molto rapidamente avanti e indietro fra i due filamenti. Quando, durante la replicazione cellulare, i due filamenti del Dna si separano alcuni dei protoni possono trovarsi nella parte sbagliata causando un errore del codice e quindi una mutazione.
A oggi la maggior parte degli scienziati ritiene che i principi quantistici possano svolgere soltanto un ruolo marginale nella biologia, alcuni invece ipotizzano che possano avere un impatto più significativo. Le ricerche sono comunque ancora in corso e richiedono ulteriori prove sperimentali. Di certo è affascinante rilevare come gli aspetti subatomici possano in qualche maniera influenzare molecole complesse e organismi macroscopici.
