Blijkt het leven dus heel anders in elkaar te zitten

Lees 'Life on the Edge' van Jim Al-Khalili en Johnjoe McFadden, zegt Martijn van Calmthout, wetenschapsredacteur. Het biedt een verbazingwekkende reeks eyeopeners voor liefhebbers van echt nieuwe wetenschap.

Beeld Judith Baas

In 1943 hield de Oostenrijkste natuurkundige Erwin Schrödinger een reeks lezingen in Dublin die een jaar later werden gebundeld. What is Life, heette het boekje, dat nadrukkelijk voor een lekenpubliek was bedoeld, maar dat in feite vooral de kiem bleek te bevatten voor een revolutie in de biologie.

Schrödinger vroeg zich af hoe levende organismen in staat waren van generatie op generatie eigenschappen over te dragen zonder noemenswaardige vergissingen. Daartoe, bedacht hij, moest er ergens in hun systeem onnoemelijk veel informatie opgeslagen zijn, vermoedelijk in de vorm van een a-periodiek kristal, waarvan chemische onderdelen op de een of andere manier een code vormden. Tien jaar later ontdekten James Watson en Francis Crick de dubbele wenteltrap van het dna, precies het voorspelde kristal, en de moderne genetica was geboren.

Erwin Schrödinger was in die tijd niet de enige fysicus die de sprong naar de biologie maakte. Bijvoorbeeld ook de latere tweevoudig Nobelprijswinnaar Linus Pauling raakte als theoretisch natuurkundige gegrepen door het raadsel van het leven. In het besef dat daarbij waarschijnlijk meer fysica komt kijken dan de modale bioloog zich realiseerde, zeker in die tijd.

Maar ook nu, benadrukken ook Jim Al-Khalili en Johnjoe McFadden in hun veelgeprezen prachtboek Life on the Edge, begrijpen biologen in feite nog steeds niks van het leven. Waar alle botjes en pezen zitten, weten ze natuurlijk, hoe evolutie werkt, wat genen doen en eiwitten, waarom vogels en vissen zwermen en gras groeit en ze kunnen het leven zelfs in toenemende mate naar believen manipuleren. Hoe het leven werkt, weten we. Waaróm, dat is een andere vraag.

Een antwoord daarop lijkt de laatste jaren meer en meer te komen uit een kruising van natuurkunde en biologie, de quantumbiologie. Dat is een tak van de biologie waar de merkwaardige eigenschappen een hoofdrol spelen van de materie op de allerkleinste schaal, waar deeltjes ook golven zijn en zomaar op alle plaatsen tegelijk. Dat is niet alleen voor biologen een ongemakkelijke waarheid. De meeste natuurkundigen gaan er haast blind van uit dat de subtiele quantumverschijnselen van de deeltjeswereld subiet verzuipen in de warme en rommelige omgeving van levende organismen.

Dat is echter niet het geval, laten Al-Khalili en McFadden glashelder zien. Hun boek bestaat uit een verbazingwekkende reeks eyeopeners voor liefhebbers van echt nieuwe wetenschap. Op tal van plaatsen in de levende natuur, is de boodschap, leggen quantumverschijnselen de basis voor het leven zelf, van het bindweefsel in ons lichaam en de fotosynthese van het gras tot het richtinggevoel van het roodborstje in de achtertuin.

Een prachtig voorbeeld is de fotosynthese in groene planten en sommige bacteriën. Op school leren we allemaal hoe dat werkt: zonlicht wordt door een molecuul ingevangen, de energie zet via een ingewikkelde reeks chemische reacties koolzuur en water om in suikers en zuurstof. Tot zover geen nieuws, maar als fysici de sommen van het systeem proberen te maken, blijkt dat gewone chemische reacties veel te traag verlopen om planten te laten groeien. Dat ze dat toch doen, is te danken aan een buitengewoon vreemd quantumverschijnsel, waarbij de binnenkomende energie niet via één route zijn weg in het bladgroen moet vinden, maar in feite alle mogelijke routes tegelijk aftast. Dat kan, aldus McFadden en Al-Khalili, doordat die energie een quantumdeeltje is, dat niet op één plaats is, maar overal tegelijk.

Op dezelfde manier blijkt bindweefsel alleen zo sterk te kunnen zijn, doordat elektronen er doorheen kunnen springen. Blijkt het roodborstje een quantumkompas in zijn oogeiwitten te hebben, waardoor het het magnetische zuiden tijdens de jaarlijkse trek letterlijk zíét, als een onontkoombare heldere vlek aan de hemel. Blijkt onze neus dankzij quantumgevoeligheden losse moleculen te kunnen ruiken. En blijkt dna veel stabieler dan logisch lijkt voor een meterslang molecuul.

Life on the Edge is een zeldzaam verrassend boek, dat de leek zomaar écht nieuwe wetenschap laat zien, en en passant waarschijnlijk heel wat biologen gaat wakkerschudden zoals Schrödinger in zijn tijd deed.

Op 20 augustus verschijnt bij Atlas Contact de Nederlandse vertaling onder de titel Hoe leven ontstaat.

Martijn van Calmthout neemt mee

1 Kip Thorne - The Science of Interstellar De baanbrekende wetenschap achter de sciencefictionfilm.

2 Thomas Piketty - Capital in the 21th Century Omdat iedereen het inmiddels gelezen zegt te hebben.

3 Steve Jones - Almost Like a Whale Bijspijkeren met eigenlijk alweer te oude update van Darwins The Origin of Species.

4 Russell Shorto - Amsterdam Buitenstaander over de geschiedenis van de stad waar ik woon.

5 Fjodor Dostojevski - De gebroeders Karamazov Plusminus tiende poging om dit meesterwerk uit te krijgen.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden