Jak voní deuterium?

Jaroslav Petr  |  Příroda
Octomilka

Podle stávajících teorií nelze různé izotopy jednoho prvku odlišit čichem. Octomilky tyto teorie neznají, a tak rozeznávají čichem vodík od deuteria.

Atom těžkého vodíku – deuteria – je díky jednomu neutronu v jádru navíc přibližně dvakrát těžší než atom obyčejného vodíku. Tvarem se však atomy deuteria a vodíku prakticky neliší. Také molekuly, které obsahují místo vodíku deuterium, mají sice odlišné vlastnosti, ale tvarem jsou prakticky shodné. Taková těžká voda, ve které se s kyslíkem váže místo vodíku deuterium, je pro nás jedovatá, zatímco obyčejná voda s vodíkem nám svědčí. Tvarem molekuly jsou si však obě vody k nerozeznání podobné.

Buřičské octomilky

Čichem rozlišujeme podle stávajících teorií tvar molekul. Na povrchu čichových buněk máme „antény“ pro příjem pachových signálů. Fungují jako klíčové dírky, do kterých musí zapadnout pachová molekula jako klíč. Jakmile se „klíč“ pachové molekuly zasune do „zámku“, vznikne v buňce nervový vzruch, který je veden do příslušného centra mozku. My si pak uvědomíme třeba vůni rozkvetlého jasmínu nebo pach zkaženého vejce.

Pro ilustraci funkce čichu můžete zhlédnout toto video.

Pokud nahradíme v pachových molekulách vodíky deuteriem, jejich tvar se nezmění a zapadají stále do týchž „zámků“. Pro náš čich by se jejich vůně či pach neměly měnit. Jenže tahle představa je zřejmě mylná. Pokusy na muškách octomilkách prokázaly, že jim není jedno, jestli jedna a tatáž pachová molekula obsahuje vodík nebo deuterium. Dokážou oba izotopy vodíku v pachových molekulách odlišit čichem.

Frekvenční teorie čichu

Vědci se dozvědí, co mušky poznají čichem, na základě celkem jednoduchého experimentu. Dají octomilkám na vybranou mezi dvěma vůněmi v trubici ve tvaru T. Pokud si vyberou jedno rameno trubice a jeho vůni, nestane se jim nic. Pokud si vlezou do druhého ramene trubice, dostanou citelný úder elektrickým výbojem. Když se mušky naučí vyhledávat vůni, za kterou nejsou trestány, je jasné, že ji poznají po čichu (viz video níže).

Vědci nabídli octomilkám jednu a tutéž pachovou molekulu s různým zastoupením vodíku a deuteria. Octomilky v testu prokázaly, že obě vůně odliší. Popřely tak teorie o tom, jak funguje čich. Zároveň však potvrdily notně neortodoxní teorii amerického fyziologa Lucy Turina z Massachusetts Institute of Technology o frekvenčním vnímání pachů a vůní.

Podle Turina dochází při vazbě pachové molekuly na „anténu“ čichové buňky k vibracím, jež jsou důsledkem kvantově mechanických jevů. Molekula s deuteriem vibruje jinak než molekula s vodíkem, a proto může muška octomilka obě molekuly odlišit.


Tip: Podívejte se na video, kde Luca Turin vysvětluje svou frekvenční teorii čichu.

Nejčtenější