Can bacteria reveal something about electrons and charge?

In ogni cellula vivente, dal più piccolo batterio all'essere umano più grande, c'è una centrale elettrica microscopica al lavoro. Questo macchinario, noto come catena di trasporto degli elettroni, è responsabile della generazione dell'energia che mantiene in vita l'organismo. Esso opera muovendo minuscole particelle cariche negativamente, chiamate elettroni, attraverso una serie di stazioni molecolari. Per decenni, gli scienziati hanno compreso questo processo come un flusso costante di singoli elettroni che saltano da una stazione all'altra, proprio come in una staffetta dove ogni corridore trasporta un singolo testimone. Questo flusso è così fondamentale per la biologia che qualsiasi interruzione è collegata a gravi malattie, incluse quelle che colpiscono il cervello e il sistema nervoso. Tuttavia, un recente articolo di Mark Dumke di Allergy Adapt, Inc., pone una domanda sorprendente: e se questi elettroni non viaggiassero da soli? E se, in certe condizioni, viaggiassero in coppia, e se le leggi della fisica che governano il comportamento di queste coppie non fossero quelle che pensiamo siano?

L'articolo esamina un momento specifico nel processo di produzione energetica, in cui due elettroni vengono passati da una molecola chiamata FMN a un gruppo vicino di atomi di ferro e zolfo. Nella visione standard, questi due elettroni dovrebbero respingersi ferocemente perché portano la stessa carica negativa. Spingerli in una tale stretta vicinanza richiederebbe una quantità enorme di energia, apparentemente superiore a quella che la cellula potrebbe effettivamente fornire. Dumke suggerisce che questa apparente violazione delle leggi fisiche indichi una possibilità nascosta: che gli elettroni possano in realtà essere legati insieme in una nuova forma stabile che lui chiama "dielettrone". In questo stato, i due elettroni agirebbero come un'unica unità senza spin magnetico, neutralizzando efficacementmente la loro repulsione. Se ciò fosse vero, significherebbe che la catena di trasporto degli elettroni non sta muovendo singoli corridori, ma piuttosto coppie di corridori che si tengono per mano, per poi separarsi più avanti nel processo.

Per testare questa idea, il ricercatore si è rivolto ai batteri, che utilizzano esattamente gli stessi passaggi iniziali della catena energetica umana. L'esperimento si è basato su una specifica debolezza del sistema: la molecola che avvia il processo, la FMN, è composta da una vitamina chiamata riboflavina. Il ricercatore ha creato due tipi di colture batteriche. Un gruppo è stato nutrito con riboflavina normale e integra, mentre l'altro gruppo è stato nutrito con riboflavina esposta alla luce ultravioletta, che ne ha danneggiato la struttura. La teoria era che, se i dielettroni esistono, la riboflavina danneggiata causerebbe la rottura prematura delle coppie di elettroni. Quando una coppia si rompe, i due elettroni volano via ad alta velocità, scontrandosi con le molecole d'acqua e rilasciando un'ondata di energia sotto forma di raggi X molli.

L'allestimento era semplice ma preciso. I batteri sono stati coltivati su piastre di agar e fogli di pellicola fotografica in bianco e nero sono stati posizionati direttamente accanto ad essi. La pellicola era schermata dalla luce visibile ma era abbastanza sensibile da rilevare i raggi X molli che potrebbero essere emessi se le coppie di elettroni si stessero effettivamente rompendo. Il ricercatore ha inoltre posizionato un fitto foglio di grafite tra i batteri e un set di pellicole per bloccare qualsiasi radiazione ordinaria, assicurando che solo l'energia più penetrante potesse lasciare un segno. Dopo aver lasciato crescere i batteri per trentasei ore, la pellicola è stata sviluppata per vedere cosa fosse accaduto.

I risultati hanno mostrato una chiara differenza tra i due gruppi. La pellicola posta accanto ai batteri nutriti con riboflavina normale e integra è rimasta completamente trasparente, non mostrando segni di esposizione. Tuttavia, la pellicola accanto ai batteri nutriti con riboflavina danneggiata dal UV mostrava distinti punti di esposizione. Questi punti apparivano nelle aree in cui crescevano le colonie batteriche, in particolare lungo i bordi dove i batteri erano più attivi. Il ricercatore ha escluso errori comuni, come perdite di luce o contaminazioni fisiche, notando che i punti sulle piastre con riboflavina danneggiata erano distinti da qualsiasi segno fisico sulla pellicola. La presenza di questi punti suggerisce che i batteri danneggiati stiano emettendo radiazioni che i batteri sani non emettono.

Dumke sostiene che questa radiazione sia la firma dei dielettroni che si rompono. Egli nota che nessun batterio noto può generare le alte tensioni necessarie per produrre tali raggi X attraverso mezzi elettrici standard, e il calore generato dai batteri è troppo basso per spiegare l'effetto. Invece, l'articolo suggerisce che il danno alla riboflavina abbia causato la disintegrazione delle coppie di elettroni, rilasciando l'energia osservata sulla pellicola. Sebbene l'articolo non sostenga di aver dimostrato definitivamente l'esistenza dei dielettroni, presenta questo esperimento come una forte prova del fatto che tali coppie potrebbero esistere e che la loro rottura prematura potrebbe rilasciare energia dannosa.

Le implicazioni di questa scoperta vanno oltre il laboratorio. Se i dielettroni sono una parte reale del modo in cui le cellule generano energia, allora la loro rottura accidentale potrebbe essere una fonte di danni all'interno del corpo umano. L'articolo sottolinea che il cervello produce un pigmento chiamato neuromelanina nelle aree che richiedono più energia, e questo pigmento è spesso collegato a malattie neurodegenerative come l'Alzheimer. Se la rottura delle coppie di elettroni rilascia raggi X molli, potrebbe essere che il cervello stia cercando di proteggersi da questa radiazione interna. Il ricercatore suggerisce che condizioni che influenzano la stabilità di queste coppie di elettroni, come la mancanza di una corretta riboflavina, potrebbero contribuire a disturbi neurologici. Sebbene l'articolo non proponga una cura, suggerisce che comprendere questo meccanismo nascosto potrebbe aprire nuove strade per investigare il motivo per cui queste malattie si verificano e come potrebbero essere prevenute. Lo studio rimane un suggerimento, un'ipotesi supportata da un set specifico di osservazioni, che invita a ulteriori indagini con strumenti più avanzati per vedere se la catena di trasporto degli elettroni stia effettivamente nascondendo un segreto sulla natura della carica e della materia.