Мухи розпізнають запахи завдяки квантовій механіці

Праця вже отримала своєрідну оцінку в науковому середовищі. Більшість науковців назвали її дуже «спірною».

Наразі провідне місце посідає теорія, яка постулює, що нюхова система живих істот відрізняє запахи за системою «ключ-замок». Це означає, що сигнал від нюхових рецепторів надходить у мозок лише в тому випадку, якщо молекула за формою точно підходить до відповідного рецептора. Ця теорія була підтверджена безліччю експериментів, однак поки вона не може пояснити деякі факти - наприклад, науковці до кінця не розуміють, чому деякі молекули з дуже схожою структурою тварини сприймають як такі, що дають абсолютно різні запахи.

Автори нової праці вирішили підійти до процесу інакше. Науковці, що працювали з дрозофілами, припустили, що нюхові рецептори мух можуть реагувати не на форму молекул, а на їхнє коливання. Кожне з'єднання коливається зі своєю індивідуальною частотою залежно від того, які атоми входять до його складу. Ізотопи водню протій і дейтерій відрізняються за масою - ядро протію складається з одного протона, а до складу ядра дейтерію входить ще й нейтрон. Ця різниця мало позначається на хімічних властивостях речовин, до складу яких входять різні ізотопи, проте вона спричиняє до різних частот коливання їхніх молекул.

Науковці проводили експерименти з ацетофеноном - речовиною, що приваблює мух. Дослідники помістили до різних рукавів лабіринту звичайний ацетофенон і ацетофенон, в якому частина протію була замінена на дейтерій. Виявилося, що дрозофіли частіше обирали рукав, у кінці якого знаходився ацетофенон з дейтерієм. Крім того, науковцям за допомогою слабких електричних зарядів, які пропускали підлогою лабіринту, вдалося натренувати мух уникати звичайного або «важкого» ацетофенону. Ці результати означають, що мухи здатні чітко відрізняти відповідну речовину з різними ізотопами.

Праця дослідників викликала неоднозначну реакцію в науковому співтоваристві. Частина критиків вказують, що дейтерій і протій сильно різняться за масою, що спричиняє до відчутної відмінності їхніх хімічних властивостей (для ізотопів важчих елементів різниця не така суттєва), і тому говорити про те, що мухи відчувають саме коливання, які мають квантово-механічну природу , завчасно. Крім того, скептики зазначають, що раніше було проведено дослідження, які продемонстрували, що люди не здатні відрізнити запах звичайного і «важкого» ацетофенону. Нюхова система у комах може бути влаштована інакше, але, як би там не було, нові дані вимагають додаткового підтвердження.

За матеріалами New Scientist