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StartseiteWissenschaft im BrennpunktWie die Quantentheorie die Welt neu erklärt18.10.2015

BiologieWie die Quantentheorie die Welt neu erklärt

Nachdem Biologen lange dachten, sie könnten die bizarren Gesetze des Mikrokosmos getrost vernachlässigen, reift nun die Einsicht, dass Phänomene aus der Quantenwelt ihnen Antworten auf große offene Fragen liefern könnten. In ihrem Buch "Der Quantenbeat des Lebens" beschreiben Jim Al-Khalili und Johnjoe McFadden diesen Paradigmenwechsel.

Von Ralf Krauter

Waldbeeren in Schweden (imago/INSADCO)
Wie entstehen aus unbelebter Materie Pflanzen, Tiere und Menschen? Und warum verwandeln Pflanzen Sonnenlicht viel effizienter in Energie als Solarzellen? Fragen, bei denen die Quantentheorie helfen könnte. (imago/INSADCO)

Biologie und Quantentheorie: Bislang sind das zwei Wissenschaftszweige, die nur wenig miteinander zu tun haben. Doch das könnte sich ändern. In ihrem Sachbuch "Der Quantenbeat des Lebens" beschreiben der Kernphysiker Jim Al-Khalili und der Molekulargenetiker Johnjoe McFadden einen Paradigmenwechsel, der sich eben vollzieht.

Nachdem Biologen lange dachten, sie könnten die bizarren Gesetze des Mikrokosmos getrost vernachlässigen, reift nun die Einsicht, dass Phänomene aus der Quantenwelt ihnen Antworten auf große offene Fragen liefern könnten. Wie entstehen aus unbelebter Materie Pflanzen, Tiere und Menschen? Wie verrichten Enzyme, die Motoren alles Lebendigen, so unglaublich effektiv ihre Arbeit? Und warum verwandeln Pflanzen Sonnenlicht viel effizienter in Energie als Solarzellen?

Quanteneffekte mit Schlüsselrolle

Experimente deuten darauf hin, dass Quanteneffekte auf molekularer Ebene eine Schlüsselrolle für das Verständnis der zugrunde liegenden Prozesse spielen. Der berühmte Tunneleffekt zum Beispiel potenziert die katalytische Wirkung mancher Enzyme. Die Wellenfunktion der Elektronen des Chlorophyllmoleküls beschleunigt den Ladungstransfer nach dem Einfang von Lichtteilchen. Und sogar beim erstaunlichen Geruchs- und Orientierungssinn von Tieren nutzt die Natur offenbar Quantentricks.

Wer das Geheimnis des Lebens lüften will und den Verlauf der Evolution verstehen, so die Botschaft der Autoren, der sollte sich der aufstrebenden Quantenbiologie verschreiben. Der Appell überzeugt. Seine erzählerischen Qualitäten machen das Buch auch für Laien gut verdaulich und bestens geeignet, um Berührungsängste abzubauen - bei Biologen und Physikern gleichermaßen.

Jim Al-Khalili und Johnjoe McFadden: "Der Quantenbeat des Lebens. Wie Quantenbiologie die Welt neu erklärt." Aus dem Englischen übersetzt von Sebastian Vogel. Illstein-Verlag, 423 Seiten, 24,00 Euro, ISBN 978-3-550-08110-1.

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