Uma folha recebe luz solar e transforma essa energia em recursos para sustentar a planta. Por trás desse processo familiar, elétrons e moléculas seguem regras que pertencem ao mundo quântico. Entender quando essas regras fazem diferença para os organismos é o objetivo da biologia quântica. O campo reúne física, química e biologia para investigar mecanismos que acontecem em escalas minúsculas e, muitas vezes, em intervalos extremamente curtos.
Uma pergunta que atravessa décadas
A aproximação entre física quântica e vida ganhou um marco em 1944, quando Erwin Schrödinger publicou o livro “O que é a vida?”. O físico procurava compreender como as leis da física e da química explicavam o funcionamento dos organismos.
Entretanto, essa discussão começou antes. Uma revisão sobre as origens da biologia quântica, publicada por Johnjoe McFadden e Jim Al-Khalili, recupera perguntas formuladas pelos pioneiros da mecânica quântica nas primeiras décadas do século passado.
Há uma distinção fundamental nesse campo. Toda molécula obedece às leis quânticas, inclusive as que formam nosso corpo. A questão mais específica é descobrir quando fenômenos como o tunelamento ou a coerência quântica ajudam a explicar uma função biológica.
No tunelamento, uma partícula pode atravessar uma barreira energética que a descrição clássica impediria. Já a coerência envolve relações entre estados quânticos que podem influenciar a dinâmica de um sistema. Pesquisadores estudam a importância desses efeitos em diferentes mecanismos celulares.
A fotossíntese oferece uma janela para esse mundo
Nas plantas, pigmentos como as clorofilas absorvem luz. Essa absorção inicia uma sequência de transferências de energia e de elétrons, que permite converter energia luminosa em energia química.
Em sua explicação para o elDiario.es, a pesquisadora Inmaculada Yruela Guerrero, do Conselho Superior de Pesquisas Científicas da Espanha, destaca essas etapas iniciais da fotossíntese. Também aponta o transporte de elétrons na respiração celular como um processo cuja descrição envolve princípios quânticos.
Experimentos ajudam a investigar os detalhes. Um estudo publicado na Nature sobre proteínas fotossintéticas de algas observou coerência quântica na transferência de excitação eletrônica em temperatura ambiente.
O resultado oferece evidências sobre o comportamento dessas estruturas. Ainda assim, observar um efeito quântico e estabelecer quanto ele contribui para a eficiência de um organismo são perguntas diferentes. Essa distinção orienta a interpretação das descobertas.
Fenômenos quânticos podem ocorrer sem frio extremo
A associação entre física quântica e temperaturas muito baixas costuma gerar confusão. Alguns experimentos precisam de resfriamento para controlar o ambiente e preservar determinados estados. Isso não significa que todos os efeitos quânticos dependam dessas condições.
A observação em proteínas de algas mostra justamente que pesquisadores podem detectar fenômenos relevantes em temperatura ambiente. Técnicas de espectroscopia permitem acompanhar mudanças muito rápidas ao analisar como a matéria interage com a luz.
Das bússolas das aves às dúvidas sobre o cérebro
A orientação de aves migratórias oferece outro exemplo. Um experimento com a proteína criptocromo 4, presente em uma espécie migratória, demonstrou sensibilidade a campos magnéticos em laboratório. O mecanismo envolve reações iniciadas pela luz e propriedades quânticas dos elétrons.
A descoberta sustenta uma possível explicação para a bússola biológica dessas aves. Porém, o experimento com a proteína isolada não demonstra, sozinho, todo o funcionamento desse sentido no animal.
No cérebro, a discussão permanece mais incerta. Yruela ressalta que não existe consenso sobre as propostas de efeitos quânticos específicos nas conexões neuronais. A existência de processos quânticos na química dos seres vivos não basta para comprovar uma explicação quântica da consciência.
O avanço do campo depende de identificar mecanismos, medir seus efeitos e testar sua relevância biológica. É nesse trabalho experimental que a ligação entre o mundo das partículas e o funcionamento da vida ganha contornos mais claros.
