생명, 경계에 서다 - 양자생물학의 시대가 온다

“ 동물이 지구 전체에 걸쳐 어떻게 길을 찾는지에 관한 수수께끼는 수 세기 동안 풀리지 않았다. 이제 우리는 동물이 다양한 방법을 이용해 길을 찾는다는 것을 알고 있다. 어떤 동물은 낮에는 태양, 밤에는 별자리를 이용해 길을 찾는다. 어떤 동물은 지형지물을 기억한다. 심지어 냄새로 이동 경로를 찾는 동물도 있다. 그러나 그중에서도 가장 불가사의한 항법 감각은 지구 자기장의 방향과 세기를 감지하는 유럽울새의 자기 수용 감각magnetoreception이다. ”

“ 측정에는 어떤 특별함이 있기에 양자적 행동을 일반적인 행동으로 바꾸는 것일까? 이문제에 대한 해답은 우리 이야기에서 중요하다. 측정은 양자세계와 전통적 세계의 경계선에 위치한 양자적 경계이기 때문이다. 이 책의 제목에서 짐작했겠지만, 우리는생명도 이 경계에 있다고 주장한다. ”

“ 유럽 울새는 야간에 이동하지만, 체내의 나침반이 활성화되려면 (가시광선 스펙트럼에서 파란색 근처의) 빛이 소량 필요하다. 이것은 나침반의 작용을 위해서는 울새의 눈이 중요한 역할을 한다는 것을 암시한다. (...) 슐텐은 동물의 눈에서 발견되는 크립토크룸cryptochrome이라는 특이한 광수용체에 관한 논문을 읽고 좋은 생각이 스쳤다. 크립토크롬은 유리기 쌍을 만들어낼 가능성이 있는 단백질로 알려져 있었기 때문이다. (...) 리츠는 연구 주제를 자기 수용 감각으로 바꾸고, 2000년 슐텐과 함께 <새의 자기 수용 감각을 토대로 한 광수용체 모형 A Model for Photoreceptor-Based Magnetoreception in Birds>이라는 제목의 논문을 발표했다. 이 논문은 크립토크롬이 어떻게 새의 눈에 양자 나침반을 제공할 수 있는지를 설명했다. 4년 뒤 리츠는 빌치코 부부와의 유럽울새에 대한 공동 연구를 통해서, 새가 양자 얽힘을 이용해 길을 찾는다는 학설을 뒷받침하는 최초의 실험적 증거를 내놓았다. 슐텐은 줄곧 옳았던 것으로 보인다. 영국에 본사를 둔 권위 있는 과학 잡지인 <네이처>에서 발표된 그들의 2004년 논문은 엄청난 관심을 불러일으켰고, 조류의 양자 나침반은 곧바로 양자생물학이라는 새로운 과학 분야의 상징이 되었다. ”