¿Alguna vez te has preguntado cómo organismos simples como bacterias u hongos toman decisiones complejas? sin cerebro? ¿O cómo una sola célula puede gestionar miles de millones de operaciones simultáneas sin colapsar? Durante décadas, hemos atribuido estas capacidades a reacciones químicas y señales eléctricas. Pero algo no cuadraba: la velocidad de cálculo parecía demasiado alta para ser explicada únicamente por la bioquímica tradicional. Es casi como si nuestras células escondieran un secreto. Y quizá sea exactamente así. Un nuevo estudio de los efectos cuánticos en los sistemas biológicos está revolucionando nuestra comprensión de cómo la vida procesa la información.
El cuerpo Philip Kurian de la Universidad Howard descubrió que Nuestras células podrían aprovechar los fenómenos cuánticos para procesar datos miles de millones de veces más rápido de lo que creíamos posible. Un descubrimiento que no sólo confirma la intuición que tuvo hace 80 años el legendario físico Erwin Schrodinger, pero también abre escenarios completamente nuevos sobre la naturaleza computacional de la vida.
Cuando la física cuántica se encuentra con la biología
La biología y la mecánica cuántica siempre se han considerado disciplinas separadas, sin casi ningún punto de contacto. la primera se ocupa de sistemas calientes, complejos e impredecibles; el segundo Opera a temperaturas cercanas al cero absoluto, en condiciones ultraprecisas. Un matrimonio imposible, al menos en el papel.
Sin embargo, ya hace ochenta años, Schrödinger se atrevió a sugerir lo contrario. En su famosa serie de conferencias “¿Qué es la vida?”, planteó la hipótesis de que efectos cuánticos aún no descubiertos podrían desempeñar un papel crucial en el mantenimiento de la estabilidad genética en los organismos vivos. Una teoría futurista que permaneció sin confirmación concreta durante décadas.
El problema principal era obvio: ¿cómo podrían existir procesos cuánticos dentro de un sistema biológico? ¿Cómo podría algo tan delicado sobrevivir en el caos térmico y molecular de un organismo vivo?
Éste es precisamente el nudo que Kurian ha comenzado a desentrañar, conectando finalmente el mundo biológico con la mecánica cuántica.
Triptófano y superradiancia cuántica
La clave de estos nuevos estudios de Kurian parte de un trabajo anterior suyo en una molécula que ingerimos diariamente: la triptófano, un aminoácido esencial que se encuentra en la leche, los huevos, la carne y las nueces. Una sustancia que simplemente consideramos “nutricional”, pero que podría ser mucho más.
Normalmente, una sola molécula de triptófano absorbe luz (un fotón) en una frecuencia y emite otra en una frecuencia diferente. Este fenómeno, llamado fluorescencia, se utiliza ampliamente para estudiar proteínas. Nada particularmente sorprendente.
La magia ocurre cuando muchas moléculas de triptófano interactúan con un solo fotón de forma coordinada, dentro de grandes estructuras biológicas como neuronas, microtúbulos o centriolos. En estas condiciones, exhiben un comportamiento cuántico llamado “superradiancia“, lo que produce una fluorescencia mucho más intensa que la que se observaría con una sola molécula. Es como si todas las moléculas de triptófano se comportaran como una orquesta perfectamente sincronizada, en lugar de como músicos solistas.
Secondo El estudio de KurianEsta superradiancia sugiere algo revolucionario: el procesamiento de la información en los sistemas biológicos no depende únicamente de la señalización química tradicional.
Es posible que la red de triptófano funcione como una especie de “fibra óptica cuántica”, permitiendo que las células eucariotas transmitan información a velocidades miles de millones de veces más rápidas que las vías bioquímicas convencionales.
Piénselo: nuestras computadoras más avanzadas “trabajan duro” para manejar cálculos complejos, pero una célula simple podría usar efectos cuánticos para procesar información a velocidades vertiginosas. Es como descubrir que la vieja bicicleta del garaje es en realidad un Ferrari disfrazado.
Efectos cuánticos para un poder computacional extraordinario
El triptófano no es exclusivo de organismos complejos como nosotros. Es un aminoácido esencial para el cuerpo humano y contribuye al crecimiento de las plantas, pero su presencia también se extiende a formas de vida más simples. Las bacterias, los hongos y las plantas pueden metabolizar esta molécula. Y este detalle aparentemente insignificante podría tener enormes implicaciones.
Kurian señala un hecho que a menudo pasamos por alto:
Muchos científicos no consideran que los organismos sin sistema nervioso, como las bacterias, los hongos y las plantas, que constituyen la mayor parte de la biomasa terrestre, realizan cálculos complejos. Dado que estos organismos han estado en nuestro planeta mucho más tiempo que los animales, representan la gran mayoría de los cálculos basados en el carbono de la Tierra.
Esto me hace pensar en cuántas veces subestimamos la inteligencia de los organismos más simples. Un hongo que se extiende por el suelo del bosque podría tener capacidades computacionales que avergonzarían a nuestras supercomputadoras.
La evolución bajo una nueva luz
Es posible que efectos cuánticos como la superradiancia hayan jugado un papel fundamental en la evolución de los organismos eucariotas. Y si la superradiancia cuántica es una parte integral del procesamiento de información en las formas de vida más simples, podría significar que los seres vivos basados en el carbono tienen un poder computacional muy superior al de los sistemas cuánticos artificiales.
Seth lloyd, físico cuántico del MIT, comenta con entusiasmo el estudio de Kurian: «Aplaudo los audaces e imaginativos esfuerzos del Dr. Kurian por aplicar la física fundamental de la computación al procesamiento total de información que realizan los sistemas vivos a lo largo de la vida en la Tierra. Es importante recordar que la computación que realizan los sistemas vivos es mucho más potente que la de los sistemas artificiales».
Me parece extraordinario: mientras nos apresuramos a desarrollar computadoras cuánticas que funcionen en condiciones extremadamente controladas, la naturaleza puede haber encontrado una forma de explotar los efectos cuánticos a temperatura ambiente hace miles de millones de años. La vida nunca deja de sorprendernos.
Si bien se necesita más investigación para encontrar más evidencia que respalde los hallazgos de Kurian, este estudio representa un nuevo capítulo en el campo de la biología. Nos anima a reconsiderar la evolución de la vida en la Tierra desde una perspectiva completamente nueva, donde la física cuántica y la biología ya no son disciplinas separadas, sino dos caras de la misma fascinante moneda.
