Evoluzione quantica

Le origini della teoria

L’evoluzione quantica è

una teoria esposta integralmente

per la prima volta nel 2000 da

Johnjoe McFadden,

docente di genetica

molecolare all’università di Surrey.

Caratteri generali

• L’applicazione delle leggi

quantistiche alla genetica

• Manifestazioni dei fenomeni quantici

nell’evoluzione di un essere vivente

• La cellula come misuratrice quantica

• Essa non mira a sostituire la teoria

classica ma solo a colmarne i buchi

I buchi della teoria classica

L’origine della prima proteina

•

autoreplicante

Le evoluzioni adattive

• L’origine della proteina autoreplicante

Il brodo primordiale può

spiegare

la comparsa dei primi

aminoadici, ma NON quella

della prima proteina in

grado di replicarsi.

Le probabiltà che essa

si sia formata

casualmente sono:

1 su 10⁴¹ *

* Fonte: http://www3.surrey.ac.uk/qe/O5.htm

Le evoluzioni adattative

La teoria neo-darwiniana dell'evoluzione è

basata sull'ipotesi fondamentale che le

mutazioni avvengano in maniera casuale.

L’esperimento di Cairns ha

però

posto dei dubbi.

Il 2% di una colonia di

*

E.Coli,

sprovvisto di enzima

digeritore di

Un’evoluzione così rapida è impossibile.

lattosio è riuscito a digerlo

in

The origin of Mutants Nature

*Fonte: John Cairns, , 335, 142 - 145

Qui entra in

scena

l’evoluzione

quantica

Nozioni base di meccanica

quantistica

Per capire i punti chiave della teoria

esposta, è necessario conoscere

almeno a grandi linee:

• La doppia natura delle particelle

subatomiche

• L’esperimento della doppia fenditura

• Il principio di indeterminazione di

doppia natura delle particelle subatomic

Dagli studi ed esperimenti

di Planck e Einstein fu necessario

attribuire ad una

qualsiasi radiazione

elettromagnetica

la duplice natura di onda e

corpuscolo. Il primo ad esprimere tale

concetto tramite una legge fu de Broglie

che associò le caratteristiche dell’onda a

Esperimento della doppia

fenditura

Le particelle “sparate” (fig.1) si comporta

come un onda (fig.2),

creando interferenze.

Fig.1

Se il fenomeno è misurato, Fig.2

“quantificato”, si nota

come la particella cambi natura (fig.3),

comportandosi come un corpuscolo.

Fig.3

Il principio di indeterminazione

Non è possibile conoscere simultaneamente posizione e

quantità di moto di un dato oggetto con precisione

arbitraria. (Werner Heisenberg)

Questo poiché misurare vuol dire perturba

Come abbiamo visto nell’esperimento, il so

osservare ha cambiato la natura della

particella.

Finchè non avviene l’osservazione la partic

sbatomica è sia onda sia corpuscolo.

Queste particelle esistono sotto forma di

potenziale

Meccanica quantistica ed evoluzione

utti questi fenomeni avvengono anche all’interno del

ellula.

a capacità della cellula vivente di

isurare le posizioni dei protoni

l'interno della doppia elica del DNA

arà determinata dalla composizione

ol suo ambiente, nel

aso dell’esperimento di Cairns, con

resenza di lattosio.

La cellula: strumento di misura quantica

cellula, influenzata dall’ambiente, diventa l’osservat

l’esperimento della doppia fenditura.

eguendo una fitta serie di misure sulla posizione dell

si del DNA che turba le dinamiche

questi protoni, si aumentano quindi

assi di mutazione.

misurazione quantistica può dunque

mentare il tasso di mutazioni

nefiche, ossia mutazioni adattive.

Non c’è contraddizione

Sono le cellule stesse che dirigono la

mutazione, reagendo all’ambiente e

condensando il potenziale in cui si tro

i protoni del DNA, per adattarvisi me

Poi entra in gioco la selezione

naturale Darwiniana, per

preservare tale mutazioni.