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科學家發現，綠硫細菌會(hui) 主動利用量子效應來調節光合作用進程。
太陽是地球上萬(wan) 千生命的生長源泉，通過光合作用，太陽光被轉化成化學能。作為(wei) 生物界規模最大的有機物合成過程，光合作用可以說是對生命最重要的化學反應。
能進行光合作用的生物，除了我們(men) 常見的綠色植物之外，還有一些光合細菌，例如，綠硫細菌(Chlorobium tepidum)！
最近，美國科學家發現，綠硫細菌能利用量子力學效應來調節光合作用的進程。“我們(men) 第一次看到生物主動利用量子效應。”論文作者Greg Engel如此說。
綠硫細菌是世界上最古老的光合細菌之一，早在遙遠的三十多億(yi) 年前，它就誕生了。早期的地球極端缺氧，綠硫細菌是一類厭氧型光合細菌。
研究人員研究了有氧和無氧環境下綠硫細菌的光合作用表現：在光合蛋白中，能量是如何轉移的？又是什麽(me) 控製了能量轉移途徑的選擇？
電子振動耦合（vibronic coupling）這一量子效應，是問題的關(guan) 鍵！它引導能量向哪裏轉移。
“vibronic”一詞源於(yu) vibrational(振動的)和electronic(電子的)，指的是這樣一種概念：在分子中，電子運動和核振動相互牽連——兩(liang) 者深深的交織在一起，渾然不分。
在綠硫細菌體(ti) 內(nei) ，一種叫做FMO的複合物，用於(yu) 捕獲光能；而菌綠素，就像植物葉綠素一樣，是光合作用發生的場所。
在無氧狀態下，FMO的兩(liang) 個(ge) 電子態的能級之差和菌綠素分子的振動能量一致。於(yu) 是，通過電子振動耦合，開啟了一條能量轉移的“高速公路”，能量暢行無阻地直通光合作用的“反應中心”，那裏充滿了菌綠素分子。
當環境中富含氧時，情況就變得很不一樣了。FMO複合物中的一對半胱氨酸殘基和環境中的氧發生反應，各自失去一個(ge) 質子。這打破了電子態能級和分子振動能的和諧。
電子振動耦合被破壞，能量傳(chuan) 輸的“高速公路”也就被中斷了，能量轉而走通往各處的其他道路，在那裏，能量被不斷損耗。這一機製是生物進化的選擇，綠硫細菌雖然損失了能量，但卻免受了氧化性損傷(shang) ，得以“保全小命”。
通過調控量子效應來實現生存選擇，這給生物學研究帶來啟示。對分子中的量子力學耦合進行動態調節，這一簡單機製如果存在於(yu) 更多生物演化中，那麽(me) ，可能有一套我們(men) 還不知道、全新的自然選擇法則。
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