Uma equipa de cientistas descobriu um mecanismo celular com um comportamento semelhante ao da hipotética partícula “Demónio de Maxwell”.
Estamos em tempo de descobrir partículas demoníacas.
No mês passado, foi anunciada a descoberta do “Demónio de Pines“, uma estranha partícula que pode desvendar um Santo Graal da Física.
Agora, num estudo inovador, investigadores da École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), na Suíça, identificaram um mecanismo celular que se comporta como o hipotético “demónio” concebido pelo físico James Clerk Maxwell em 1867.
O “Demónio de Maxwell”, uma experiência teórica no campo da termodinâmica, postulava a existência de uma entidade inteligente capaz de ordenar moléculas com base nos seus níveis de energia, desafiando aparentemente as leis da termodinâmica.
O novo estudo permitiu concluir que determinadas proteínas, conhecidas como”transportadores “ATP-Binding Cassette” (ABC), que estão presentes nas membranas celulares, têm a capacidade de ordenar substratos, à semelhança do comportamento teórico do “Demónio de Maxwell”.
Estes transportadores existem há milhares de milhões de anos e são comuns em quase todos os organismos vivos. Ao contrário do “Demónio de Maxwell”, que parecia gerar energia do nada, os transportadores ABC conformam-se às leis naturais da termodinâmica.
“Mostrámos que os ABC são verdadeiros demónios de Maxwell. As etapas de medição, feedback e reinicialização dos demónios de Maxwell, a necessidade de energia e uma descrição em termos de termodinâmica da informação são todas características emergentes do modelo”, explicou Paolo De Los Rios, diretor do Laboratório de Biofísica Estatística na EPFL, citado pelo Science Alert.
A experiência teórica original de Maxwell envolvia um ‘demónio’ que controlava o fluxo de moléculas entre dois recipientes, gerando diferenças de energia.
Embora tenha sido posteriormente estabelecido que as leis da termodinâmica impedem a geração de energia a partir do nada, os investigadores descobriram agora que os ABC atuam eficazmente como demónios de Maxwell no contexto celular — usando energia de moléculas de ATP (adenosina trifosfato) para regular o fluxo de moléculas através das membranas celulares.
O estudo, que foi apresentado num artigo publicado o mês passado na Communications Physics, não apenas revisita uma das experiências mentais mais famosas da história da física, mas fornece também informações valiosas sobre os processos celulares que regulam as concentrações moleculares.
“Esta abordagem serve como um enquadramento conceptual útil para compreender a complexidade dos mecanismos bioquímicos destes sistemas”, concluem os autores do estudo.
