Ada Kemungkinan Zat Setan Bersemayam di Sel Organisme Hidup

VIVA Tekno – Pada 1867, dalam upaya menguji pemikirannya tentang ilmu termodinamika yang sedang berkembang, fisikawan James Clerk Maxwell membayangkan 'setan' cerdas menyortir molekul di antara dua wadah berdasarkan energinya.

Pada tahun 2023, versi setan fiktif Maxwell yang tidak terlalu jahat mungkin telah ditemukan, mengutip dari laman Science Alert, Jumat, 1 September 2023.

Menurut studi baru dari para peneliti di Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) di Swiss, protein yang tertanam dalam membran sel yang disebut transporter ATP-Binding Cassette (ABC) memiliki fitur yang mirip dengan setan Maxwell, memungkinkan mereka untuk menyortir substrat.

Faktanya, pengangkut ABC ini telah ada selama miliaran tahun dan dapat ditemukan di hampir setiap organisme hidup. Terlebih lagi, mereka sesuai dengan hukum termodinamika alam.

Ternyata Maxwell tanpa sadar sedang menjelaskan aspek mendasar dari landasan kehidupan.



Ilustrasi setan Maxwell.

Photo :

• Flatt et al

“Kami menunjukkan bahwa ABC adalah setan Maxwell yang sebenarnya. Pengukuran, umpan balik, dan langkah-langkah pengaturan ulang setan Maxwell, kebutuhan energi, dan deskripsi dalam termodinamika informasi adalah fitur-fitur yang muncul dari model ini," kata Paolo De Los Rios, kepala Laboratorium Biofisika Statistik di EPFL.

Setan yang dideskripsikan oleh Maxwell mengendalikan sebuah pintu di antara dua wadah gas, sehingga memungkinkan molekul-molekul berenergi bergerak ke satu arah dan molekul-molekul yang lebih dingin menuju ke arah lain sehingga bertentangan dengan keseimbangan yang akan meratakan distribusinya.

Sebagai bagian dari sistem, setan akan menciptakan energi dari perbedaan suhu yang dihasilkan dari ketiadaan. Tentu saja hukum termodinamika menyatakan bahwa energi tidak dapat muncul dari ketiadaan karena diperlukan usaha untuk mengukur dan mengingat kecepatan partikel.

Para ilmuwan sebelumnya menduga sesuatu seperti setan Maxwell mungkin terlibat dalam proses pengangkutan molekul yang intensif melawan aliran gradien konsentrasi alaminya. 

Namun ini adalah pertama kalinya kerangka informasi dari sistem semacam itu dideskripsikan dan dimodelkan sedemikian rupa sehingga mengingatkan kembali pada eksperimen pemikiran Maxwell yang terkenal.

Halaman Selanjutnya

Setan yang dideskripsikan oleh Maxwell mengendalikan sebuah pintu di antara dua wadah gas, sehingga memungkinkan molekul-molekul berenergi bergerak ke satu arah dan molekul-molekul yang lebih dingin menuju ke arah lain sehingga bertentangan dengan keseimbangan yang akan meratakan distribusinya.