På slutten av våren 1906 ble Alexander Gavrilovich Gurvich, i midten av trettiårene allerede en kjent forsker, demobilisert fra hæren. Under krigen med Japan tjente han som lege i det bakre regimentet stasjonert i Tsjernigov. (Det var der Gurvich, med hans egne ord, "på flukt fra tvungen lediggang", skrev og illustrerte "Atlas and Sketch of Vertebrate Embryology", som ble utgitt på tre språk i løpet av de neste tre årene). Nå drar han sammen med sin unge kone og lille datter hele sommeren til Rostov den store - til konas foreldre. Han har ingen jobb, og han vet fortsatt ikke om han blir i Russland eller skal reise til utlandet igjen.
Bak Fakultet for medisin ved Universitetet i München, avhandlingsforsvar, Strasbourg og Universitetet i Bern. Den unge russiske forskeren er allerede kjent med mange europeiske biologer, og eksperimentene hans blir høyt verdsatt av Hans Driesch og Wilhelm Roux. Og nå - tre måneder med fullstendig isolasjon fra vitenskapelig arbeid og kontakter med kolleger.
I sommer A. G. Gurvich reflekterer over spørsmålet, som han selv formulerte som følger: "Hva betyr det at jeg kaller meg en biolog, og hva vil jeg faktisk vite?" Da han vurderer den grundig studerte og illustrerte prosessen med spermatogenese, kommer han til konklusjonen at essensen av manifestasjonen av levende ting består i forbindelser mellom individuelle hendelser som oppstår synkront. Dette bestemte hans "synsvinkel" i biologien.
Den trykte arven fra A. G. Gurvich - mer enn 150 vitenskapelige artikler. De fleste av dem ble utgitt på tysk, fransk og engelsk, som var eid av Alexander Gavrilovich. Arbeidet hans satte et sterkt preg innen embryologi, cytologi, histologi, histofysiologi, generell biologi. Men kanskje det ville være riktig å si at "hovedretningen for hans kreative aktivitet var biologiens filosofi" (fra boken "Alexander Gavrilovich Gurvich. (1874-1954)". Moskva: Nauka, 1970).
A. G. Gurvich i 1912 var den første som introduserte begrepet "felt" i biologien. Utviklingen av det biologiske feltkonseptet var hovedtemaet i arbeidet hans og varte i mer enn ett tiår. I løpet av denne tiden har Gurvichs synspunkter på det biologiske feltets natur gjennomgått dyptgripende forandringer, men de snakket alltid om feltet som en enkelt faktor som bestemmer retningen og ordenen til biologiske prosesser.
Unødvendig å si, hvilken trist skjebne ventet dette konseptet i det neste halve århundre. Det var mange spekulasjoner, forfatterne som hevdet å ha forstått den fysiske naturen til det såkalte "biofeltet", påtok noen seg straks å behandle mennesker. Noen henviste til A. G. Gurvich, uten å i det hele tatt bry seg med forsøk på å fordype betydningen av sitt arbeid. Flertallet visste ikke om Gurvich og henviste heldigvis ikke, siden verken til selve begrepet "biofelt", eller til forskjellige forklaringer på dets handling fra A. G. Gurvich har ikke noe forhold. Ikke desto mindre forårsaker ordene "biologisk felt" i dag uforstått skepsis blant utdannede samtalepartnere. Et av målene med denne artikkelen er å fortelle leserne den sanne historien om den biologiske feltideen i vitenskapen.
Hva som beveger celler
Salgsfremmende video:
A. G. Gurvich var ikke fornøyd med tilstanden til teoretisk biologi på begynnelsen av 1900-tallet. Han ble ikke tiltrukket av mulighetene for formell genetikk, siden han var klar over at problemet med "overføring av arvelighet" er grunnleggende forskjellig fra problemet med "implementering" av trekk i kroppen.
Kanskje er biologiens viktigste oppgave frem til i dag jakten på et svar på det "barnlige" spørsmålet: hvordan oppstår levende vesener i alt deres mangfold fra en mikroskopisk ball av en enkelt celle? Hvorfor danner delende celler ikke formløse klumpete kolonier, men komplekse og perfekte strukturer av organer og vev? I den datidens utviklingsmekanikk ble den kausalanalytiske tilnærmingen foreslått av W. Ru tatt i bruk: utviklingen av embryoet bestemmes av en rekke stive årsakssammenhenger. Men denne tilnærmingen stemte ikke overens med resultatene fra eksperimentene til G. Driesch, som beviste at eksperimentelt forårsaket skarpe avvik kanskje ikke forstyrrer vellykket utvikling. Samtidig dannes ikke individuelle deler av kroppen fra de strukturer som er normale - men de dannes!På samme måte, i Gurvichs egne eksperimenter, selv med intensiv sentrifugering av amfibieegg, som bryter med deres synlige struktur, fortsatte videreutviklingen på lik linje - det vil si at den endte på samme måte som i intakte egg.
Figur: 1 figurer A. G. Gurvich fra arbeidet i 1914 - skjematiske bilder av cellelag i det nevrale røret til et haiembryo. 1 - initial konfigurasjon av formasjonen (A), påfølgende konfigurasjon (B) (fet linje - observert form, stiplet - antatt), 2 - original (C) og observert konfigurasjon (D), 3 - initial (E), forutsagt (F). Vinkelrette linjer viser de lange aksene til cellene - "hvis du bygger en kurve vinkelrett på celleaksene i et gitt utviklingsmoment, kan du se at det vil sammenfalle med konturen til et senere utviklingsstadium av dette området"
A. G. Gurvich gjennomførte en statistisk studie av mitoser (celledelinger) i symmetriske deler av det utviklende embryoet eller individuelle organer og underbygget konseptet om en "normaliserende faktor", hvor begrepet et felt senere vokste ut. Gurvich slo fast at en enkelt faktor kontrollerer det totale bildet av fordelingen av mitoser i deler av embryoet, uten i det hele tatt å bestemme nøyaktig tid og sted for hver av dem. Uten tvil var forutsetningen for feltteori til og med inneholdt i den berømte formelen av Driesch "den fremtidige skjebnen til et element bestemmes av dets posisjon som en helhet." Kombinasjonen av denne ideen med normaliseringsprinsippet fører Gurvich til en forståelse av ordnethet i det levende som "underordnelse" av elementer til en enkelt helhet - i motsetning til deres "samhandling". I sitt arbeid "Arvelighet som en prosess for implementering" (1912) utvikler han først konseptet med det embryonale feltet - morph. Det var faktisk et forslag om å bryte den onde sirkelen: å forklare fremveksten av heterogenitet blant opprinnelig homogene elementer som en funksjon av elementets plassering i de romlige koordinatene til helheten.
Etter dette begynte Gurvich å lete etter formuleringen av loven som beskrev bevegelse av celler i prosessen med morfogenese. Han fant ut at under utviklingen av hjernen i haiembryoer, “var de lange aksene til cellene i det indre laget av det nevrale epitelet til enhver tid orientert ikke vinkelrett på overflaten av formasjonen, men i en viss (15-20 ') vinkel på den. Vinkelenes orientering er naturlig: hvis du konstruerer en kurve vinkelrett på celleaksene i et gitt utviklingsmoment, kan du se at den vil sammenfalle med konturen til et senere stadium i utviklingen av dette området”(fig. 1). Det virket som om cellene "vet" hvor de skal lene seg, hvor de skal strekke seg for å bygge ønsket form.
For å forklare disse observasjonene, A. G. Gurvich introduserte konseptet om en "kraftoverflate" som sammenfaller med konturen til den endelige overflaten av rudimentet og styrer bevegelsen av celler. Gurvich selv var imidlertid klar over ufullkommenheten i denne hypotesen. I tillegg til kompleksiteten i den matematiske formen, var han ikke fornøyd med konseptets "teleologi" (det så ut til å underordne bevegelsen av celler til en ikke-eksisterende fremtidig form). I det påfølgende arbeidet "On the concept of embryonic field" (1922) "regnes den endelige konfigurasjonen av rudimentet ikke som en tiltrekkende kraftoverflate, men som en ekvipotensiell overflate av feltet som kommer fra punktkilder." I det samme arbeidet ble konseptet "morfogenetisk felt" introdusert for første gang.
Biogen ultrafiolett
"Grunnlaget og røttene til problemet med mitogenese ble lagt i min aldri avtagende interesse for det mirakuløse fenomenet karyokinesis (dette er hvordan mitose ble kalt tilbake i midten av forrige århundre. - Red. Anm.)," Skrev A. G. Gurvich i 1941 i sine selvbiografiske notater. "Mitogenese" - et arbeidsbegrep som ble født i Gurvichs laboratorium og snart kom i generell bruk, tilsvarer begrepet "mitogenetisk stråling" - en veldig svak ultrafiolett stråling av dyre- og plantevev, som stimulerer prosessen med celledeling (mitose).
A. G. Gurvich kom til den konklusjon at det er nødvendig å vurdere mitoser i en levende gjenstand ikke som isolerte hendelser, men samlet, som noe koordinert - det være seg strengt organiserte mitoser av de første fasene med eggspaltning eller tilsynelatende tilfeldige mitoser i vevet til et voksent dyr eller plante. Gurvich mente at bare erkjennelsen av organismenes integritet ville gjøre det mulig å kombinere prosessene på molekylære og cellulære nivåer med de topografiske trekk ved fordelingen av mitoser.
Siden begynnelsen av 1920-tallet A. G. Gurvich vurderte ulike muligheter for ytre påvirkninger som stimulerer mitose. I sitt synsfelt var begrepet plantehormoner, utviklet på den tiden av den tyske botanikeren G. Haberlandt. (Han la en oppslemming av knuste celler på plantevev og observerte hvordan vevsceller begynner å dele seg mer aktivt.) Men det var ikke klart hvorfor det kjemiske signalet ikke påvirker alle celler på samme måte, hvorfor, for eksempel, små celler deler seg oftere enn store celler. Gurvich antydet at hele poenget ligger i strukturen på celleoverflaten: kanskje, i unge celler, er overflateelementer organisert på en spesiell måte, gunstig for oppfatningen av signaler, og når cellen vokser blir denne organisasjonen forstyrret. (Selvfølgelig var det fremdeles ingen begrep om hormonreseptorer.)
Imidlertid, hvis denne antakelsen er riktig, og den romlige fordelingen av noen elementer er viktig for oppfatningen av signalet, antyder antagelsen seg selv at signalet kanskje ikke er kjemisk, men fysisk av natur: for eksempel er strålingen som påvirker noen strukturer på celleoverflaten resonans. Disse hensynene ble til slutt bekreftet i et eksperiment som senere ble kjent.
Figur: 2 Induksjon av mitose på spissen av løkroten (tegning fra verket "Das Problem der Zellteilung fysiologisch betrachtet", Berlin, 1926). Forklaringer i teksten.
Her er en beskrivelse av dette eksperimentet, som ble utført i 1923 ved Krim-universitetet. Den emitterende roten (induktoren), koblet til pæren, ble styrket horisontalt, og dens spiss ble rettet til meristemsonen (det vil si til sonen for spredning av celler, i dette tilfellet også lokalisert nær rotspissen. - Red. Anm.) Til den andre lignende roten (detektoren) festes loddrett. Avstanden mellom røttene var 2–3 mm”(fig. 2). På slutten av eksponeringen ble den oppfatte roten nøyaktig markert, fikset og kuttet i en serie langsgående seksjoner som løp parallelt med medialplanet. Seksjonene ble undersøkt under et mikroskop og antall mitoser ble talt på de bestrålte og kontrollsidene.
På det tidspunktet var det allerede kjent at avviket mellom antall mitoser (vanligvis 1000-2000) i begge halvdeler av rotspissen normalt ikke overskrider 3-5%. Dermed vitnet "en betydelig, systematisk, kraftig begrenset overvekt i antall mitoser" i den sentrale sonen til den oppfatte roten - og det er dette forskerne så på seksjonene - udiskutabelt om påvirkning fra en ekstern faktor. Noe som kom ut fra spissen av induktorroten tvang cellene til detektorroten til å dele seg mer aktivt (fig. 3).
Videre forskning viste tydelig at det dreide seg om stråling og ikke om flyktige kjemikalier. Slaget spredte seg i form av en smal parallell bjelke - så snart den induserende roten var litt avbøyd til siden, forsvant effekten. Den forsvant også da en glassplate ble plassert mellom røttene. Men hvis platen var laget av kvarts, vedvarte effekten! Dette antydet at strålingen var ultrafiolett. Senere ble dens spektrale grenser satt mer nøyaktig - 190-330 nm, og gjennomsnittlig intensitet ble estimert til 300-1000 foton / s per kvadratcentimeter. Med andre ord, den mitogenetiske strålingen som Gurvich oppdaget var middels og nær ultrafiolett med ekstremt lav intensitet. (I følge moderne data er intensiteten enda lavere - den er i størrelsesorden titalls fotoner / s per kvadratcentimeter.)
Figur: 3 Grafisk fremstilling av virkningene av fire eksperimenter. Den positive retningen (over abscisseaksen) betyr overvekt av mitose på den bestrålte siden.
Et naturlig spørsmål: hva med ultrafiolett i solspekteret, påvirker det celledelingen? I eksperimenter ble en slik effekt ekskludert: i boken av A. G. Gurvich og L. D. Gurvich "Mitogenetisk stråling" (M., Medgiz, 1945), i seksjonen av retningslinjer, er det tydelig indikert at vinduene under eksperimentene skal være lukket, det skal ikke være åpen ild og kilder til elektriske gnister i laboratorier. I tillegg ble eksperimentene nødvendigvis ledsaget av kontroller. Imidlertid bør det bemerkes at intensiteten til UV-solenergien er mye høyere, og derfor bør effekten av den på levende gjenstander i naturen, sannsynligvis, være helt annerledes.
Arbeidet med dette temaet ble enda mer intensivt etter overgangen til A. G. Gurvich i 1925 ved Moskva universitet - han ble enstemmig valgt som leder for Institutt for histologi og embryologi ved Det medisinske fakultet. Mitogenetisk stråling ble funnet i gjær- og bakterieceller, spaltende egg fra sjøaure og amfibier, vevskulturer, celler med ondartede svulster, nervøse (inkludert isolerte aksoner) og muskelsystemer og blod fra sunne organismer. Som det fremgår av oppføringen, slippes det også ut ikke-spaltelige vev - la oss huske dette.
Utviklingsforstyrrelsene til sjøaure-larver som holdes i forseglede kvartsfartøyer under påvirkning av langvarig mitogenetisk stråling av bakteriekulturer på 30-tallet av det XX århundre ble studert av J. og M. Magra ved Pasteur Institute. (I dag blir slike studier med embryoer av fisk og amfibier utført ved biofasiene ved Moskva statsuniversitet av A. B. Burlakov.)
Et annet viktig spørsmål stilt av forskere i de samme årene: hvor langt spredes virkningen av stråling i levende vev? Leseren vil huske at en lokal effekt ble observert i eksperimentet med løkrøtter. Er det foruten ham også handling på lang sikt? For å etablere dette ble det utført modelleksperimenter: med lokal bestråling av lange rør fylt med oppløsninger av glukose, pepton, nukleinsyrer og andre biomolekyler, spredte strålingen seg gjennom røret. Forplantningshastigheten til den såkalte sekundære strålingen var omtrent 30 m / s, noe som bekreftet antakelsen om prosessens strålings-kjemiske natur. (I moderne termer, biomolekyler, absorberende UV-fotoner, fluorescerte, avgir et foton med en lengre bølgelengde. Fotonene ga på sin side opphav til påfølgende kjemiske transformasjoner.)i noen eksperimenter ble stråleutbredelse observert langs hele en biologisk gjenstand (for eksempel i de lange røttene til den samme baugen).
Gurvich og hans medarbeidere viste også at den sterkt dempede ultrafiolette strålingen av en fysisk kilde også fremmer celledeling i løkrøttene, og det samme gjør en biologisk induktor.
Fotoner leder
Hvor kommer UV-stråling fra i en levende celle? A. G. Gurvich og medarbeidere registrerte spektrene til enzymatiske og enkle uorganiske redoksreaksjoner i sine eksperimenter. I noen tid forble spørsmålet om kilder til mitogenetisk stråling åpent. Men i 1933, etter publiseringen av hypotesen til fotokjemikeren V. Frankenburger, ble situasjonen med opprinnelsen til intracellulære fotoner klar. Frankenburger mente at kilden til utseendet til ultrafiolett kvanta med høy energi var de sjeldne rekombinasjonene av frie radikaler som oppstår under kjemiske og biokjemiske prosesser, og på grunn av deres sjeldenhet, påvirket ikke den totale energibalansen i reaksjonene.
Energien som frigjøres under rekombinasjonen av radikaler blir absorbert av substratmolekylene og avgis med et spektrum som er karakteristisk for disse molekylene. Denne ordningen ble foredlet av N. N. Semyonov (fremtidig nobelprisvinner) og i denne formen ble inkludert i alle påfølgende artikler og monografier om mitogenese. Den moderne studien av kjemiluminescens i levende systemer har bekreftet riktigheten av disse synspunktene, som er generelt akseptert i dag. Her er bare ett eksempel: fluorescerende proteinstudier.
Selvfølgelig blir forskjellige kjemiske bindinger absorbert i proteinet, inkludert peptidbindinger - i midten ultrafiolett (mest intensivt - 190-220 nm). Men aromatiske aminosyrer, spesielt tryptofan, er relevante for fluorescensstudier. Det har et absorpsjonsmaksimum ved 280 nm, fenylalanin ved 254 nm og tyrosin ved 274 nm. Disse aminosyrene absorberer ultrafiolett kvanta, og sender dem deretter ut i form av sekundær stråling - naturlig, med en lengre bølgelengde, med et spektrum som er karakteristisk for en gitt tilstand av proteinet. Hvis dessuten minst en tryptofanrest er til stede i proteinet, vil det bare fluorescere - energien som absorberes av restene av tyrosin og fenylalanin blir distribuert til det. Fluorescensspekteret til en tryptofanrest avhenger sterkt av omgivelsene - om resten er, for eksempel nær overflaten av kulen eller inne, etc.og dette spekteret varierer i båndet 310-340 nm.
A. G. Gurvich og hans kolleger viste i modelleksperimenter på peptidsyntese at kjedeprosesser som involverer fotoner kan føre til spaltning (fotodissosiasjon) eller syntese (fotosyntesen). Fotodissosieringsreaksjoner er ledsaget av stråling, mens fotosynteseprosesser ikke avgir.
Nå ble det klart hvorfor alle celler avgir, men under mitose - spesielt sterkt. Prosessen med mitose er energikrevende. Hvis akkumulering og forbruk av energi går i parallell med de assimilerende prosessene i en voksende celle, forbruker energien som lagres av cellen i grensen bare under mitose. Oppløsningen av komplekse intracellulære strukturer (for eksempel skallet i kjernen) og den energikrevende reversible opprettelsen av nye - for eksempel kromatinsupercoils, finner sted.
A. G. Gurvich og kollegene utførte også arbeid med registrering av mitogenetisk stråling ved bruk av fotonteller. I tillegg til Gurvich-laboratoriet ved Leningrad IEM, er disse studiene også i Leningrad, ved Phystech under A. F. Ioffe, ledet av G. M. Frank sammen med fysikere Yu. B. Khariton og S. F. Rodionov.
I Vesten var så prominente spesialister som B. Raevsky og R. Oduber engasjert i registreringen av mitogenetisk stråling ved bruk av fotomultiplikatorrør. Vi bør også minne om G. Barth, en student av den berømte fysikeren W. Gerlach (grunnlegger av kvantitativ spektralanalyse). Bart jobbet i to år i laboratoriet til A. G. Gurvich og fortsatte forskningen i Tyskland. Han oppnådde pålitelige positive resultater som arbeidet med biologiske og kjemiske kilder, og ga i tillegg et viktig bidrag til metodikken for å oppdage ultrasvak stråling. Barth utførte foreløpig følsomhetskalibrering og utvalg av fotomultiplikatorer. I dag er denne prosedyren obligatorisk og rutinemessig for alle som er involvert i måling av svake lysstrømmer. Imidlertid var det nettopp forsømmelsen av dette og noen andre nødvendige krav som forhindret en rekke forskere fra før krigen fra å oppnå overbevisende resultater.
I dag er det innhentet imponerende data om registrering av superweak stråling fra biologiske kilder ved International Institute of Biophysics (Tyskland) under ledelse av F. Popp. Noen av motstanderne hans er imidlertid skeptiske til disse verkene. De har en tendens til å tro at biofotoner er metabolske biprodukter, en slags lysstøy som ikke har noen biologisk betydning. "Utslipp av lys er et helt naturlig og selvinnlysende fenomen som følger med mange kjemiske reaksjoner," understreker fysikeren Rainer Ulbrich ved University of Göttingen. Biolog Gunther Rothe vurderer situasjonen på følgende måte:”Biofotoner eksisterer uten tvil - i dag blir dette utvetydig bekreftet av svært følsomme apparater til disposisjon for moderne fysikk. Når det gjelder Popps tolkning (vi snakker omat kromosomer visstnok avgir koherente fotoner. - Merk. Ed.), Så er dette en vakker hypotese, men den foreslåtte eksperimentelle bekreftelsen er fremdeles fullstendig utilstrekkelig til å anerkjenne dens gyldighet. På den annen side må vi ta med i betraktningen at det er veldig vanskelig å få bevis i dette tilfellet, fordi for det første intensiteten til denne fotonstrålingen er veldig lav, og for det andre er de klassiske metodene for å oppdage laserlys brukt i fysikk vanskelig å anvende her.og for det andre er de klassiske metodene for å oppdage laserlys brukt i fysikk vanskelig å anvende her.og for det andre er de klassiske metodene for å oppdage laserlys brukt i fysikk vanskelig å anvende her.
Kontrollert ulikhet
Regulerende fenomener i protoplasma A. G. Gurvich begynte å spekulere etter sine tidlige eksperimenter med å sentrifugere befruktede egg av amfibier og pigghuder. Nesten 30 år senere, når de forsto resultatene fra mitogenetiske eksperimenter, fikk dette emnet en ny drivkraft. Gurvich er overbevist om at den strukturelle analysen av et materialunderlag (et sett med biomolekyler) som reagerer på ytre påvirkninger, uavhengig av funksjonell tilstand, er meningsløst. A. G. Gurvich formulerer den fysiologiske teorien om protoplasma. Essensen er at levende systemer har et spesifikt molekylært apparat for energilagring, noe som i utgangspunktet ikke er noen quilibrium. I en generell form er dette en fiksering av ideen om at en tilstrømning av energi er nødvendig for kroppen ikke bare for vekst eller utførelse av arbeid, men først og fremst for å opprettholde den tilstanden,som vi kaller levende.
Forskerne trakk oppmerksomhet på det faktum at en burst av mitogenetisk stråling nødvendigvis ble observert når strømmen av energi var begrenset, noe som opprettholdt et visst nivå av metabolisme i det levende systemet. (Ved å "begrense strømmen av energi" bør forstås en nedgang i aktiviteten til enzymatiske systemer, undertrykkelse av forskjellige prosesser med transmembrantransport, en reduksjon i syntese og forbruk av høyeenergiforbindelser - det vil si alle prosesser som gir cellen energi - for eksempel med reversibel avkjøling av en gjenstand eller med mild bedøvelse.) Gurvich formulerte konseptet ekstremt labile molekylære formasjoner med et økt energipotensial, ikke-likevekt i naturen og forenet av en felles funksjon. Han kalte dem ikke-likevektmolekylære konstellasjoner (NMC).
A. G. Gurvich mente at det var oppløsningen av NMC, forstyrrelsen av organisasjonen av protoplasma, som forårsaket et stråling av stråling. Her har han mye til felles med ideene fra A. Szent-Györgyi om migrering av energi langs de generelle energinivåene til proteinkomplekser. Lignende ideer for å underbygge naturen til "biofotonisk" stråling uttrykkes nå av F. Popp - han kaller de migrerende eksitasjonsregionene "polaritons". Fra fysisk synspunkt er det ikke noe uvanlig her. (Hvilken av de for tiden kjente intracellulære strukturer kan være egnet for rollen som NMC i Gurvichs teori - denne intellektuelle øvelsen blir overlatt til leseren.)
Det ble også vist eksperimentelt at stråling også oppstår når et underlag påvirkes mekanisk - under sentrifugering eller påføring av en svak spenning. Dette gjorde det mulig å si at NMC også hadde romlig bestilling, noe som ble forstyrret både av mekanisk påvirkning og av begrensning av strømmen av energi.
Ved første øyekast merkes det at NMC, hvis eksistens avhenger av tilstrømningen av energi, er veldig lik dissipative strukturer som oppstår i termodynamisk ikke-quilibrium systemer, som ble oppdaget av Nobelprisen I. R. Prigogine. Imidlertid vet alle som har studert slike strukturer (for eksempel Belousov-Zhabotinsky-reaksjonen) godt at de ikke er gjengitt helt nøyaktig fra erfaring til erfaring, selv om deres generelle karakter forblir. I tillegg er de ekstremt følsomme for den minste endring i parametrene for en kjemisk reaksjon og ytre forhold. Alt dette betyr at siden levende objekter også er ikke-likevektsformasjoner, kan de ikke opprettholde den unike dynamiske stabiliteten i organisasjonen bare på grunn av strømmen av energi. En enkelt bestillingsfaktor av systemet er også nødvendig. Denne faktoren A. G. Gurvich kalte det et biologisk felt.
Gurvich koblet feltkilden med sentrum av cellen, senere med kjernen, og i den endelige versjonen av teorien med kromosomene. Etter hans mening oppsto feltet under transformasjonene (syntese) av kromatin, og kromatinområdet kunne bli kilden til feltet bare å være i feltet til nabolandet, som allerede var i denne tilstanden. Feltet til objektet som helhet, i følge de senere ideene fra Gurvich, eksisterte som summen av feltene til celler.
I en kort oppsummering ser den endelige versjonen av den biologiske (cellulære) feltteorien slik ut. Feltet har en vektor, ikke en styrke, karakter. (Vi minner deg om: et kraftfelt er et område i rommet, på hvert punkt som en viss kraft virker på et testobjekt som er plassert i det; for eksempel et elektromagnetisk felt. Et vektorfelt er et område i rommet, på hvert punkt hvor en bestemt vektor er gitt, for eksempel hastighetsvektorene til partikler i en bevegelig væske.) Molekyler som er i en spent tilstand og dermed har et overskudd av energi, faller inn under virkningen av vektorfeltet. De får en ny orientering, deformeres eller beveger seg i feltet ikke på bekostning av energien (det vil si ikke på samme måte som det skjer med en ladet partikkel i et elektromagnetisk felt), men ved å bruke sin egen potensielle energi. En betydelig del av denne energien blir omdannet til kinetisk energi; når overskuddsenergien blir brukt og molekylet returnerer til en uopphisset tilstand, stopper effekten av feltet på det. Som et resultat dannes romlig-tidsbestilling i det cellefeltet - NMC dannes, karakterisert av et økt energipotensial.
I en forenklet form kan følgende sammenligning tydeliggjøre dette. Hvis molekylene som beveger seg i cellen er biler, og overflødig energi er bensin, danner det biologiske feltet lettelsen av terrenget som bilene kjører på. Ved å adlyde "lettelsen" danner molekyler med lignende energikarakteristika NMC. De er som allerede nevnt forenet ikke bare energisk, men også av en felles funksjon, og eksisterer for det første på grunn av strømmen av energi (biler kan ikke gå uten bensin), og for det andre på grunn av den bestillende handlingen til det biologiske feltet (off-road) bilen vil ikke passere). Individuelle molekyler kommer kontinuerlig inn og forlater NMC, men hele NMC forblir stabil inntil verdien av energiflyten som mater den. Med en reduksjon i verdien, brytes NMC ned, og energien som er lagret i den frigjøres.
La oss tenke oss at i et visst område av levende vev har tilstrømningen av energi gått ned: forfallet til NMC har blitt mer intenst, derfor har intensiteten av stråling økt, den som kontrollerer mitose. Naturligvis er mitogenetisk stråling nært knyttet til feltet - selv om det ikke er en del av det! Som vi husker, blir det sendt ut overflødig energi under forfall (dissimilering), som ikke mobiliseres i NMC og ikke er involvert i synteseprosessene; nettopp fordi i de fleste celler prosessene med assimilering og dissimilering forekommer samtidig, selv om cellene i forskjellige proporsjoner har et karakteristisk mitogenetisk regime. Det samme er tilfellet med energistrømmer: Feltet påvirker ikke deres intensitet direkte, men ved å danne en romlig "lettelse", kan den effektivt regulere retning og distribusjon.
A. G. Gurvich arbeidet med den endelige versjonen av feltteorien i de vanskelige krigsårene. "Theory of the biological field" ble utgitt i 1944 (Moskva: Soviet Science) og i den påfølgende utgaven på fransk - i 1947. Teorien om cellulære biologiske felt har forårsaket kritikk og misforståelse selv blant tilhengerne av det forrige konseptet. Deres viktigste irettesettelse var at Gurvich angivelig forlot ideen om helheten, og vendte tilbake til prinsippet om samhandling av enkeltelementer (det vil si feltene til individuelle celler), som han selv avviste. I artikkelen "Begrepet" helheten "i lys av teorien om det cellulære feltet" (Samling "Arbeider med mitogenese og teorien om biologiske felt." M.: Publishing house of the AMN, 1947) A. G. Gurvich viser at dette ikke er tilfelle. Siden feltene generert av individuelle celler strekker seg utenfor deres grenser,og feltvektorene summeres når som helst i rommet i henhold til reglene for geometrisk tillegg, underbygger det nye konseptet konseptet om et "faktisk" felt. Dette er faktisk et dynamisk integrert felt av alle celler i et organ (eller organisme), som endrer seg over tid og har egenskapene til en helhet.
Siden 1948 har A. G. Gurvich tvinges til å konsentrere seg hovedsakelig i den teoretiske sfæren. Etter august-sesjonen i VASKhNIL, så han ikke muligheten til å fortsette å jobbe ved Institute of Experimental Medicine ved Russian Academy of Medical Sciences (direktøren som han hadde vært siden instituttet ble grunnlagt i 1945), og i begynnelsen av september søkte han seg til Presidium of the Academy for pensjonisttilværelse. I de siste årene av sitt liv skrev han mange arbeider om forskjellige aspekter av biologisk feltteori, teoretisk biologi og biologisk forskningsmetodikk. Gurvich betraktet disse verkene som kapitler i en enkelt bok, som ble utgitt i 1991 under tittelen "Principles of Analytical Biology and Theory of Cell Fields" (Moskva: Nauka).
Empati uten forståelse
Verkene til A. G. Gurvich om mitogenese før andre verdenskrig var veldig populære både i vårt land og i utlandet. I Gurvichs laboratorium ble prosessene med karsinogenese aktivt studert, spesielt ble det vist at blodet til kreftpasienter, i motsetning til blodet fra friske mennesker, ikke er en kilde til mitogenetisk stråling. I 1940 A. G. Gurvich ble tildelt statsprisen for sitt arbeid med mitogenetisk studie av kreftproblemet. Gurvichs "felt" -konsepter likte aldri bred popularitet, selv om de alltid vekket voldsom interesse. Men denne interessen for hans arbeid og rapporter har ofte vært overflatisk. A. A. Lyubishchev, som alltid kalte seg en student av A. G. Gurvich beskrev denne holdningen som "sympati uten forståelse."
I vår tid er sympati erstattet av fiendtlighet. Et betydelig bidrag til å diskreditere ideene til A. G. Gurvich ble introdusert av noen vilje-tilhengere, som tolket forskerens tanker "i henhold til deres egen forståelse." Men det viktigste er ikke engang det. Gurvichs ideer viste seg å være utenfor banen som ble tatt av "ortodoks" biologi. Etter oppdagelsen av den doble heliksen dukket nye og attraktive perspektiver opp før forskere. Kjeden "gen - protein - tegn" tiltrekkes med sin konkretitet, og virker tilsynelatende lett å oppnå et resultat. Naturligvis ble molekylærbiologi, molekylær genetikk, biokjemi mainstream-strømmer, og ikke-genetiske og ikke-enzymatiske kontrollprosesser i levende systemer ble gradvis presset til vitenskapens periferi, og selve studien deres ble ansett som en tvilsom, useriøs okkupasjon.
For moderne fysisk-kjemiske og molekylære grener av biologi er forståelsen av integritet fremmed, som A. G. Gurvich anså det som en grunnleggende egenskap ved levende ting. På den annen side likestilles demontering praktisk med å skaffe ny kunnskap. Forskning på den kjemiske siden av fenomener blir foretrukket. I studien av kromatin forskyves vektleggingen til den primære strukturen til DNA, og i den foretrekker de først og fremst å se et gen. Selv om ulikheten i biologiske prosesser formelt anerkjennes, tildeler ingen den en viktig rolle: det overveldende flertallet av verkene er rettet mot å skille mellom “svart” og “hvitt”, tilstedeværelsen eller fraværet av protein, aktiviteten eller inaktiviteten til et gen. (Det er ikke for ingenting at termodynamikk blant studenter ved biologiske universiteter er en av de mest elskede og dårlig oppfattede grenene av fysikk.) Hva har vi mistet i et halvt århundre etter Gurvich,hvor store tapene er - vitenskapens fremtid vil si svaret.
Sannsynligvis har biologien ennå ikke tilegnet seg ideer om den grunnleggende integriteten og ulikheten i levende ting, om et enkelt bestillingsprinsipp som sikrer denne integriteten. Og kanskje er Gurvichs ideer fremdeles, og deres historie er bare begynt.
O. G. Gavrish, kandidat for biologiske vitenskaper
"Kjemi og liv - XXI Century"
