Verstrengeling, tunnelling en coherentie – bekend uit de strak georganiseerde labopstellingen van de kwantummechanica – doen mogelijk ook hun werk in de warme, rommelige omgeving van de biologische cel.

Trekvogels zoals duiven, maar ook roodborstjes, oriënteren zich onderweg op het aardmagnetisch veld. Chemisch onderzoek wijst erop dat ze dat zwakke magneetveld kunnen waarnemen met hulp van een kwantumchemisch verschijnsel in hun netvlies. Dat is verrassend, want normaal gesproken zijn chemische reacties tamelijk ongevoelig voor magnetische velden. ‘Maar het lijkt erop dat moleculen in het netvlies van vogels juist heel gevoelig zijn voor magnetische velden’, zegt fysisch chemicus Peter Hore van de Universiteit Oxford. Hij onderzoekt deze chemische magnetoreceptie al twee decennia.

Het is een van de voorbeelden van het onderzoeksgebied van de kwantumbiochemie: de rol van kwantummechanische effecten als verstrengeling, tunnelling en coherentie in de biochemie. Kwantumbiologische effecten zouden bijvoorbeeld de efficiëntie van bepaalde enzymen dramatisch verbeteren, een rol spelen in de molecuul-detectie in reuksensoren in de neus, en bij de waterstofbindingen tussen baseparen in DNA. Zelfs de wonderbaarlijk versnelde rekencapaciteit die kwantumcomputers beloven, zou de natuur al miljoenen jaren eerder ontdekt hebben om de efficiëntie van fotosynthese te verhogen. Zóu, want óf kwantummechanische effecten een cruciale rol spelen is nog nergens definitief bewezen. ‘Ik ben er zelf niet van overtuigd dat we hét mechanisme hebben’, zegt Hore over de magnetoreceptie. ‘Al denk ik dat er meer bewijs voor is dan voor enig ander mechanisme. Maar anderen denken dat het allemaal een load of rubbish is.’