Was die Quantenmechanik mit dem Wunder des Lebens zu tun hat

Auf den ersten Blick behindert die Quantentheorie lebende Wesen: Heisenbergs Unschärferelation bedrohe die akkurate molekulare Choreographie einer Zelle eher, als dass sie ihr nutze, so Davies. Aber es sei durchaus möglich, dass die Zellen auch Quanteneffekte nutzen und dadurch effektiver arbeiten können. Beim Aufbau eines neuen DNA-Strangs muss das Polymerase-Enzym zum Beispiel das geeignete Rohmaterial in der Zelle finden ? diejenige der Basen Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin, die gerade an der Reihe ist. Mit einem ähnlichen Algorithmus, wie er auch in Quantencomputern benutzt wird und der ausnutzt, dass ein Molekül in der Quantentheorie gleichzeitig als Überlagerung mehrerer Zustände existiert, könnte das Enzym die Wahrscheinlichkeit verdoppeln, die richtige Base zu finden.

Womöglich hat auch der genetische Code eine tiefere, quantentheoretische Bedeutung, spekuliert Davies: Dass der Code aus vier Buchstaben besteht, von denen jeweils drei ein Wort bilden, und die Wörter wiederum 20 verschiedene Aminosäuren codieren, ergebe sich ganz natürlich bei Anwendung eben jenes Quanten-Algorithmus. Lebende Zellen mit einem Quantencomputer zu vergleichen, sei zwar übertrieben, aber man könne durchaus von “quantenverstärkter Informationsverarbeitung” sprechen, berichtet Davies.

Auch andere Wunder aus der Quantenwelt, zum Beispiel der Tunneleffekt oder das Bose-Einstein-Kondensat könnten in Zellen eine Rolle spielen, spekuliert der Physiker. Es gelte zu erforschen, ob die Zellen einen Weg gefunden haben, die Dekohärenz zu verzögern. Mit diesem Begriff bezeichnen Physiker die Grenze zwischen Quantenwelt und der klassischen Alltagswelt. Ein isoliertes Atom hält sich an die Gesetze der Quantenwelt, doch sobald zu viele Einflüsse aus der Umwelt auf es einstürzen, verhält es sich, wie man es von einem Alltagsobjekt erwarten würde.

Davies hält es für durchaus möglich, dass die Zellen einen Weg gefunden haben, die Dekohärenz teilweise zu verhindern. Genau an dem gleichen Problem arbeiten die Entwickler von Quantencomputern. Davies schlägt ihnen vor, nachzuprüfen, ob lebende Zellen bereits den entscheidenden Trick gefunden haben.