I slutningen af foråret 1906 blev Alexander Gavrilovich Gurvich, i midten af trediverne allerede en velkendt videnskabsmand, demobiliseret fra hæren. Under krigen med Japan tjente han som læge i det bagerste regiment, der var stationeret i Chernigov. (Det var der, hvor Gurvich med sine egne ord "flygtede fra tvungen ledighed" skrev og illustrerede "Atlas og sketch of Vertebrate Embryology", som blev offentliggjort på tre sprog i de næste tre år). Nu rejser han med sin unge kone og den lille datter i hele sommeren til Rostov den store - til hans kones forældre. Han har intet job, og han ved stadig ikke, om han bliver i Rusland eller rejser til udlandet igen.
Bag Det Medicinske Fakultet ved Universitetet i München, speciale forsvar, Strasbourg og Universitetet i Bern. Den unge russiske videnskabsmand er allerede kendt med mange europæiske biologer, og hans eksperimenter er meget værdsat af Hans Driesch og Wilhelm Roux. Og nu - tre måneders fuldstændig isolering fra videnskabeligt arbejde og kontakter med kolleger.
I sommer A. G. Gurvich reflekterer over spørgsmålet, som han selv formulerede som følger: "Hvad betyder det, at jeg kalder mig en biolog, og hvad vil jeg faktisk vide?" Derefter, i betragtning af den grundigt studerede og illustrerede proces med spermatogenese, kommer han til den konklusion, at essensen af manifestationen af levende ting består i forbindelserne mellem individuelle begivenheder, der forekommer synkront. Dette bestemte hans "synsvinkel" i biologien.
Den trykte arv fra A. G. Gurvich - mere end 150 videnskabelige artikler. De fleste af dem blev udgivet på tysk, fransk og engelsk, som ejes af Alexander Gavrilovich. Hans arbejde efterlod et godt præg inden for embryologi, cytologi, histologi, histofysiologi, generel biologi. Men måske ville det være korrekt at sige, at "hovedretningen for hans kreative aktivitet var biologiens filosofi" (fra bogen "Alexander Gavrilovich Gurvich. (1874-1954)". Moskva: Nauka, 1970).
A. G. Gurvich i 1912 var den første, der introducerede begrebet "felt" i biologien. Udviklingen af det biologiske feltkoncept var hovedtemaet for hans arbejde og varede i mere end et årti. I løbet af denne tid har Gurvich synspunkter på det biologiske felts natur gennemgået dybe ændringer, men de talte altid om feltet som en enkelt faktor, der bestemmer retningen og ordnigheden af biologiske processer.
Det er overflødigt at sige, hvilken trist skæbne ventede på dette koncept i det næste halve århundrede. Der var mange spekulationer, hvis forfattere hævdede at have forstået den fysiske natur af det såkaldte "biofelt", som nogen straks påtog sig at behandle mennesker. Nogle henviste til A. G. Gurvich uden overhovedet at bryde med forsøg på at gå i dybden med betydningen af sit arbejde. Flertallet vidste ikke om Gurvich og henviste heldigvis ikke, da hverken selve udtrykket "biofelt" eller forskellige forklaringer på dets handling fra A. G. Gurvich har intet forhold. Ikke desto mindre forårsager ordene "biologisk felt" i dag en skjult skepsis blandt uddannede samtalepartnere. Et af målene med denne artikel er at fortælle læserne den sande historie om det biologiske feltidé i videnskab.
Hvad der bevæger celler
Salgsfremmende video:
A. G. Gurvich var ikke tilfreds med tilstanden af teoretisk biologi i begyndelsen af det 20. århundrede. Han blev ikke tiltrukket af mulighederne for formel genetik, da han var klar over, at problemet med "transmission af arvelighed" grundlæggende er forskelligt fra problemet med "implementering" af træk i kroppen.
Måske er den biologiske hovedopgave til i dag søgningen efter et svar på det "barnlige" spørgsmål: hvordan opstår der fra en mikroskopisk kugle af en enkelt celle levende væsener i al deres mangfoldighed? Hvorfor danner opdelende celler ikke formløse klumpede kolonier, men komplekse og perfekte strukturer af organer og væv? I den tid mekanik for udvikling af den tid blev den årsagssanalytiske tilgang foreslået af W. Ru vedtaget: udviklingen af embryoet bestemmes af en lang række stive årsag-og-virkningsforhold. Men denne tilgang stemte ikke overens med resultaterne af eksperimenterne fra G. Driesch, der beviste, at eksperimentelt forårsagede pludselige afvigelser muligvis ikke ville forstyrre en vellykket udvikling. Samtidig dannes ikke individuelle dele af kroppen fra de strukturer, der er normale - men de dannes!På samme måde i Gurvichs egne eksperimenter, selv med intensiv centrifugering af amfibieæg, der krænker deres synlige struktur, fortsatte videreudviklingen ens. Det vil sige, at den endte på samme måde som i intakte æg.
Figur: 1 figur A. G. Gurvich fra værket i 1914 - skematiske billeder af cellelag i det neurale rør i et hajembryo. 1 - initial konfiguration af formationen (A), efterfølgende konfiguration (B) (fed linje - observeret form, stiplet - antaget), 2 - original (C) og observeret konfiguration (D), 3 - initial (E), forudsagt (F). Vinkelrette linjer viser cellernes lange akser - "hvis du bygger en kurve vinkelret på celleeakserne på et givet udviklingsmoment, kan du se, at det vil falde sammen med konturen til et senere udviklingsstadium af dette område"
A. G. Gurvich gennemførte en statistisk undersøgelse af mitoser (celledelinger) i symmetriske dele af det udviklende embryo eller individuelle organer og underbyggede konceptet om en "normaliserende faktor", hvorfra begrebet et felt senere voksede ud. Gurvich fandt, at en enkelt faktor kontrollerer den samlede fordeling af mitoser i dele af embryoet uden overhovedet at bestemme det nøjagtige tidspunkt og placering af hver af dem. Uden tvivl indeholdt forudsætningen for feltteori selv i den berømte formel af Driesch "den fremtidige skæbne for et element bestemmes af dets position som en helhed." Kombinationen af denne idé med normaliseringsprincippet fører Gurvich til en forståelse af ordnethed i det levende som "underordnelse" af elementer til en enkelt helhed - i modsætning til deres "interaktion". I sit arbejde "Arvelighed som en implementeringsproces" (1912) udvikler han først konceptet om det embryonale felt - morf. Faktisk var det et forslag om at bryde den onde cirkel: at forklare fremkomsten af heterogenitet blandt oprindeligt homogene elementer som en funktion af elementets position i de rumlige koordinater for helheden.
Derefter begyndte Gurvich at lede efter formuleringen af loven, der beskrev bevægelsen af celler i processen med morfogenese. Han fandt, at under udviklingen af hjernen i hajembryoer, “var de lange akser i cellerne i det indre lag af det neurale epitel orienteret på et hvilket som helst tidspunkt ikke vinkelret på formationens overflade, men i en bestemt (15-20 ') vinkel på det. Vinklenes orientering er naturlig: hvis du konstruerer en kurve vinkelret på celleakslerne på et givet udviklingsmoment, kan du se, at den vil falde sammen med konturen i et senere stadium i udviklingen af dette område”(fig. 1). Det så ud til, at cellerne "ved", hvor de skal læne sig, hvor de skal strække sig for at opbygge den ønskede form.
For at forklare disse observationer A. G. Gurvich introducerede begrebet en "kraftoverflade", der falder sammen med konturen af den endelige overflade af rudimentet og styrer bevægelsen af celler. Gurvich selv var imidlertid opmærksom på ufuldkommenheden i denne hypotese. Ud over kompleksiteten i den matematiske form var han ikke tilfreds med konceptets”teleologi” (det så ud til at underordne bevægelsen af celler til en ikke-eksisterende, fremtidig form). I det efterfølgende arbejde "På konceptet med embryonale felter" (1922) "betragtes den endelige konfiguration af rudimentet ikke som en tiltrækkende kraftoverflade, men som den ekvipotentiale overflade på feltet, der stammer fra punktkilder." I det samme arbejde blev konceptet "morfogenetisk felt" introduceret for første gang.
Biogen ultraviolet
"Fundamenterne og rødderne af mitogenese-problemet blev lagt i min aldrig aftagende interesse for det mirakuløse fænomen karyokinesis (sådan blev mitose kaldt tilbage i midten af forrige århundrede. - Red. Note)," skrev A. G. Gurvich i 1941 i sine selvbiografiske noter. "Mitogenese" - et arbejdsudtryk, der blev født i Gurvichs laboratorium og snart kom i almindelig brug, svarer til begrebet "mitogenetisk stråling" - en meget svag ultraviolet stråling af dyre- og plantevæv, der stimulerer processen med celledeling (mitose).
A. G. Gurvich kom til den konklusion, at det er nødvendigt at betragte mitoser i et levende objekt ikke som isolerede begivenheder, men samlet, som noget koordineret - uanset om det er strengt organiserede mitoser af de første faser af oocytklyvning eller tilsyneladende tilfældige mitoser i vævene fra et voksent dyr eller plante. Gurvich mente, at kun anerkendelsen af organismenes integritet ville gøre det muligt at kombinere processerne på molekyl- og cellulær niveau med de topografiske træk ved fordelingen af mitoser.
Siden begyndelsen af 1920'erne A. G. Gurvich overvejede forskellige muligheder for ydre påvirkninger, der stimulerer mitose. I hans synsfelt var begrebet plantehormoner udviklet på det tidspunkt af den tyske botaniker G. Haberlandt. (Han satte en opslæmning med knuste celler på plantevævet og observerede, hvordan vævsceller begynder at dele sig mere aktivt.) Men det var ikke klart, hvorfor det kemiske signal ikke påvirker alle celler på samme måde, hvorfor, for eksempel, små celler deler sig oftere end store celler. Gurvich antydede, at hele punktet er i strukturen af celleoverfladen: måske i unge celler er overfladeelementer organiseret på en speciel måde, der er gunstig for opfattelsen af signaler, og når cellen vokser, forstyrres denne organisation. (Selvfølgelig var der stadig intet begreb om hormonreceptorer.)
Hvis denne antagelse imidlertid er korrekt, og den rumlige fordeling af nogle elementer er vigtig for opfattelsen af signalet, antager antagelsen sig selv, at signalet muligvis ikke er kemisk, men fysisk: for eksempel er stråling, der påvirker nogle strukturer på celleoverfladen, resonant. Disse overvejelser blev i sidste ende bekræftet i et eksperiment, der senere blev almindeligt kendt.
Figur: 2 Induktion af mitose i spidsen af løgroten (tegning fra værket "Das Problem der Zellteilung fysiologisch betrachtet", Berlin, 1926). Forklaringer i teksten.
Her er en beskrivelse af dette eksperiment, der blev udført i 1923 på Krim-universitetet.”Den udsendende rod (induktor), der er forbundet med pæren, blev styrket vandret, og dens spids blev rettet mod meristemzonen (det vil sige til zonen for spredning af celler, i dette tilfælde også placeret nær rodspidsen - Ed. Note) af den anden lignende rod (detektor) fastgjort lodret. Afstanden mellem rødderne var 2-3 mm”(fig. 2). Ved afslutningen af eksponeringen blev den opfattende rod nøjagtigt markeret, fastgjort og skåret i en række langsgående sektioner, der løb parallelt med det mediale plan. Sektionerne blev undersøgt under et mikroskop, og antallet af mitoser blev talt på de bestrålede og kontrolsider.
På det tidspunkt var det allerede kendt, at forskellen mellem antallet af mitoser (normalt 1000-2000) i begge halvdele af rodspidsen normalt ikke overstiger 3-5%. Således "en signifikant, systematisk, skarpt begrænset overvægt i antallet af mitoser" i den centrale zone af den opfattende rod - og det er dette forskerne så på sektionerne - vidste uomtvisteligt om indflydelsen af en ekstern faktor. Noget, der stammede fra spidsen af induktionsroden, tvang cellerne i detektorroden til at dele sig mere aktivt (fig. 3).
Yderligere forskning viste tydeligt, at det handlede om stråling og ikke om flygtige kemikalier. Slaget spredte sig i form af en smal parallel stråle - så snart den inducerende rod var lidt afbøjet til siden, forsvandt effekten. Den forsvandt også, da en glasplade blev placeret mellem rødderne. Men hvis pladen var lavet af kvarts, var effekten vedvarende! Dette antydede, at strålingen var ultraviolet. Senere blev dens spektrale grænser sat mere nøjagtigt - 190-330 nm, og den gennemsnitlige intensitet blev estimeret til 300-1000 fotoner / s pr. Kvadratcentimeter. Med andre ord, den mitogenetiske stråling, der blev opdaget af Gurvich, var medium og nær ultraviolet med ekstremt lav intensitet. (I henhold til moderne data er intensiteten endnu lavere - den er i størrelsesordenen snesevis af fotoner / s pr. Kvadratcentimeter.)
Figur: 3 Grafisk gengivelse af virkningerne af fire eksperimenter. Den positive retning (over abskissaaksen) betyder overvægt af mitose på den bestrålede side.
Et naturligt spørgsmål: hvad med ultravioletten i solspektret, påvirker det celledelingen? I eksperimenter blev en sådan effekt udelukket: i bogen af A. G. Gurvich og L. D. Gurvich "Mitogenetisk stråling" (M., Medgiz, 1945), i afsnittet med retningslinjer, er det tydeligt indikeret, at vinduerne under eksperimenterne skal være lukket, der ikke bør være åben ild og kilder til elektriske gnister i laboratorier. Derudover blev eksperimenterne nødvendigvis ledsaget af kontroller. Det skal dog bemærkes, at intensiteten af UV-solenergien er meget højere, og derfor bør dens virkning på levende genstande i naturen sandsynligvis være helt anderledes.
Arbejdet med dette emne blev endnu mere intensivt efter overgangen fra A. G. Gurvich i 1925 ved Moskva Universitet - han blev enstemmigt valgt som leder af Institut for Histologi og Embryologi ved Det Medicinske Fakultet. Mitogenetisk stråling blev fundet i gær- og bakterieceller, spaltning af æg fra søpindsvin og amfibier, vævskulturer, celler i ondartede tumorer, nervøse (inklusive isolerede aksoner) og muskelsystemer og blod fra sunde organismer. Som det fremgår af listen, udsendes også ikke-fissile væv - lad os huske dette.
Udviklingsforstyrrelser hos søpindsvinlarver opbevaret i forseglede kvartsskibe under påvirkning af langvarig mitogenetisk stråling af bakteriekulturer i 30'erne af XX århundrede blev undersøgt af J. og M. Magra ved Pasteur Institute. (I dag udføres sådanne undersøgelser med embryoner af fisk og amfibier ved biofacierne ved Moskva statsuniversitet af A. B. Burlakov.)
Et andet vigtigt spørgsmål stillet af forskere i de samme år: hvor langt spredes virkningen af stråling i levende væv? Læseren vil huske, at der blev observeret en lokal effekt i eksperimentet med løgrødder. Er der foruden ham også handling på lang række? For at etablere dette blev der udført modeleksperimenter: med lokal bestråling af lange rør fyldt med opløsninger af glukose, pepton, nukleinsyrer og andre biomolekyler, udbredes strålingen gennem røret. Udbredelseshastigheden for den såkaldte sekundære stråling var ca. 30 m / s, hvilket bekræftede antagelsen om processens strålingskemiske karakter. (I moderne termer biomolekyler, absorberende UV-fotoner, fluorescerede, udsender en foton med en længere bølgelængde. Fotonerne gav på sin side anledning til efterfølgende kemiske transformationer.) Faktiski nogle eksperimenter blev stråleudbredelse observeret langs hele en biologisk genstands længde (for eksempel i de samme bueres lange rødder).
Gurvich og hans medarbejdere viste også, at den stærkt svækkede ultraviolette stråling af en fysisk kilde også fremmer celledeling i løgrødderne, ligesom en biologisk induktor gør.
Fotoner leder
Hvor kommer UV-stråling fra i en levende celle? A. G. Gurvich og medarbejdere registrerede spektret af enzymatiske og enkle uorganiske redoxreaktioner i deres eksperimenter. I nogen tid forblev spørgsmålet om kilderne til mitogenetisk stråling åben. Men i 1933, efter offentliggørelsen af hypotesen fra fotokemikeren V. Frankenburger, blev situationen med oprindelsen af intracellulære fotoner klar. Frankenburger mente, at kilden til udseendet af ultraviolet kvanta med høj energi var de sjældne rekombinationer af frie radikaler, der forekommer under kemiske og biokemiske processer, og på grund af deres sjældenhed påvirkede ikke den samlede energibalance af reaktioner.
Energien frigivet under rekombinationen af radikaler absorberes af substratmolekylerne og udsendes med et spektrum, der er karakteristisk for disse molekyler. Denne ordning blev forfinet af N. N. Semyonov (fremtidig nobelprisvinder) og i denne form blev inkluderet i alle efterfølgende artikler og monografier om mitogenese. Den moderne undersøgelse af levende systemers kemiluminescens har bekræftet rigtigheden af disse synspunkter, som generelt accepteres i dag. Her er blot et eksempel: fluorescerende proteinundersøgelser.
Naturligvis absorberes forskellige kemiske bindinger i proteinet, inklusive peptidbindinger - i midten ultraviolet (mest intensivt - 190-220 nm). Men for fluorescensundersøgelser er aromatiske aminosyrer, især tryptophan, relevante. Det har et absorptionsmaksimum ved 280 nm, phenylalanin ved 254 nm og tyrosin ved 274 nm. Ved at absorbere ultraviolet quanta udsender disse aminosyrer dem i form af sekundær stråling - naturligt med en længere bølgelængde med et spektrum, der er karakteristisk for en given proteintilstand. Hvis der i det mindste findes en tryptophan-rest i proteinet, vil det kun fluorescere - energien, der absorberes af resterne af tyrosin og phenylalanin, distribueres til det. Fluorescensspektret af en tryptophan-rest afhænger stærkt af miljøet - uanset om resten er fx nær overfladen af kuglen eller indeni osv.og dette spektrum varierer i båndet 310-340 nm.
A. G. Gurvich og hans kolleger viste i modeleksperimenter på peptidsyntese, at kædeprocesser, der involverer fotoner, kan føre til spaltning (fotodissociation) eller syntese (fotosyntesen). Fotodissocieringsreaktioner ledsages af stråling, mens fotosynteseprocesser ikke udsender.
Nu blev det klart, hvorfor alle celler udsender, men under mitose - især stærkt. Processen med mitose er energikrævende. Hvis akkumulering og forbrug af energi går i en voksende celle parallelt med assimilative processer, forbruges energien, der opbevares af cellen i interfasen, kun under mitose. Disintegrationen af komplekse intracellulære strukturer (f.eks. Kernen skal) og den energikrævende reversible oprettelse af nye strukturer - for eksempel kromatinsupercoils, finder sted.
A. G. Gurvich og hans kolleger udførte også arbejde med registrering af mitogenetisk stråling ved hjælp af fotontællere. Foruden Gurvich-laboratoriet ved Leningrad IEM er disse undersøgelser også i Leningrad, på Phystech under A. F. Ioffe, ledet af G. M. Frank sammen med fysikere Yu. B. Khariton og S. F. Rodionov.
I Vesten var sådanne fremtrædende specialister som B. Raevsky og R. Oduber beskæftiget med registrering af mitogenetisk stråling ved hjælp af fotomultiplikatorrør. Vi skal også huske G. Barth, en studerende af den berømte fysiker W. Gerlach (grundlægger af kvantitativ spektralanalyse). Bart arbejdede i to år på laboratoriet hos A. G. Gurvich og fortsatte sin forskning i Tyskland. Han modtog pålidelige positive resultater, der arbejdede med biologiske og kemiske kilder, og yder desuden et vigtigt bidrag til metodologien til påvisning af ultrasvag stråling. Barth udførte en foreløbig følsomhedskalibrering og valg af fotomultiplikatorer. I dag er denne procedure obligatorisk og rutinemæssig for alle, der er involveret i måling af svage lysstrømme. Imidlertid var det netop forsømmelsen af dette og nogle andre nødvendige krav, der forhindrede en række førkrigsforskere i at opnå overbevisende resultater.
I dag er der opnået imponerende data om registrering af superweak stråling fra biologiske kilder ved International Institute of Biophysics (Tyskland) under ledelse af F. Popp. Nogle af hans modstandere er imidlertid skeptiske over for disse værker. De har en tendens til at tro, at biofotoner er metaboliske biprodukter, en slags lysstøj, der ikke har nogen biologisk betydning.”Emission af lys er et helt naturligt og selvindlysende fænomen, der ledsager mange kemiske reaktioner,” understreger fysikeren Rainer Ulbrich fra University of Göttingen. Biolog Gunther Rothe vurderer situationen på følgende måde:”Biofotoner findes uden tvivl - i dag bekræftes det utvetydigt af meget følsomme apparater til rådighed for moderne fysik. Hvad angår Popps fortolkning (vi taler omat kromosomer angiveligt udsender kohærente fotoner. - Bemærk. Ed.), Så er dette en smuk hypotese, men den foreslåede eksperimentelle bekræftelse er stadig fuldstændig utilstrækkelig til at anerkende dens gyldighed. På den anden side må vi tage højde for, at det er meget vanskeligt at få bevis i dette tilfælde, fordi for det første intensiteten af denne fotonstråling er meget lav, og for det andet er de klassiske metoder til at detektere laserlys, der bruges i fysik, vanskelige at anvende her.og for det andet er de klassiske metoder til at detektere laserlys, der bruges i fysik, vanskelige at anvende her”.og for det andet er de klassiske metoder til at detektere laserlys, der bruges i fysik, vanskelige at anvende her”.
Kontrolleret ubalance
Regulerende fænomener i protoplasma A. G. Gurvich begyndte at spekulere efter sine tidlige eksperimenter med centrifugering af befrugtede æg af amfibier og pighuder. Næsten 30 år senere, når de forstod resultaterne af mitogenetiske eksperimenter, fik dette emne en ny drivkraft. Gurvich er overbevist om, at den strukturelle analyse af et materialesubstrat (et sæt biomolekyler), der reagerer på ydre påvirkninger, uanset dets funktionelle tilstand, er meningsløst. A. G. Gurvich formulerer den fysiologiske teori om protoplasma. Dets essens er, at levende systemer har et specifikt molekylært apparat til energilagring, hvilket grundlæggende ikke er nogen quilibrium. I en generel form er dette en fiksering af ideen om, at en tilstrømning af energi er nødvendig for kroppen ikke kun for vækst eller udførelse af arbejde, men primært for at opretholde denne tilstandsom vi kalder levende.
Forskerne henledte opmærksomheden på det faktum, at en burst af mitogenetisk stråling nødvendigvis blev observeret, når strømmen af energi var begrænset, hvilket opretholdt et vist niveau af stofskifte i det levende system. (Ved "at begrænse strømmen af energi" skal forstås et fald i aktiviteten af enzymatiske systemer, undertrykkelse af forskellige processer med transmembrantransport, et fald i syntese og forbrug af højenergiforbindelser - det vil sige alle processer, der giver cellen energi - for eksempel med reversibel afkøling af et objekt eller med mild anæstesi.) Gurvich formulerede konceptet med ekstremt labile molekylære formationer med et øget energipotentiale, ikke-ligevægt i naturen og forenet af en fælles funktion. Han kaldte dem molekylære konstellationer (ikke-ligevægt) (NMC).
A. G. Gurvich mente, at det var opløsningen af NMC, forstyrrelsen af organisationen af protoplasma, der forårsagede et udbrud af stråling. Her har han meget til fælles med ideerne fra A. Szent-Györgyi om migration af energi langs de generelle energiniveauer i proteinkomplekser. Lignende ideer til begrundelse af arten af "biofotonisk" stråling udtrykkes nu af F. Popp - han kalder de migrerende exciteringsregioner "polaritons". Fra fysisk synspunkt er der intet usædvanligt her. (Hvilken af de i øjeblikket kendte intracellulære strukturer kunne være egnet til rollen som NMC i Gurvichs teori - denne intellektuelle øvelse overlades til læseren.)
Det blev også vist eksperimentelt, at stråling også forekommer, når et underlag påvirkes mekanisk - under centrifugering eller anvendelse af en svag spænding. Dette gjorde det muligt at sige, at NMC også besidder rumlig rækkefølge, som blev forstyrret både af mekanisk indflydelse og af begrænsning af strømmen af energi.
Ved første øjekast bemærkes det, at NMC, hvis eksistens afhænger af tilstrømningen af energi, ligner meget dissipative strukturer, der opstår i termodynamisk ikke-quilibrium-systemer, som blev opdaget af Nobelprisen I. R. Prigogine. Imidlertid ved enhver, der har undersøgt sådanne strukturer (for eksempel Belousov-Zhabotinsky-reaktionen) godt, at de ikke gengives helt nøjagtigt fra erfaring til oplevelse, selvom deres generelle karakter stadig forbliver. Derudover er de ekstremt følsomme over for den mindste ændring i parametrene for en kemisk reaktion og eksterne forhold. Alt dette betyder, at da levende genstande også er ikke-ligevægtsformationer, kan de ikke opretholde den unikke dynamiske stabilitet i deres organisation kun på grund af strømmen af energi. En enkelt ordreringsfaktor af systemet er også påkrævet. Denne faktor A. G. Gurvich kaldte det et biologisk felt.
Gurvich forbundne feltkilden med midten af cellen, senere med kernen, og i den endelige version af teorien med kromosomerne. Efter hans mening stammer feltet ud under omdannelser (syntese) af kromatin, og kromatinområdet kunne blive kilden til feltet, der kun befandt sig i feltet i det nærliggende område, som allerede var i denne tilstand. Objektets felt som helhed eksisterede ifølge de senere ideer fra Gurvich som summen af cellerne.
I et kort resumé ser den endelige version af den biologiske (cellulære) feltteori sådan ud. Feltet har en vektor, ikke en kraft, karakter. (Vi minder dig om: et kraftfelt er et område i rummet, ved hvilket hvert punkt en bestemt kraft virker på et testobjekt, der er placeret i det; for eksempel et elektromagnetisk felt. Et vektorfelt er et område i rummet, på hvilket punkt der gives en bestemt vektor, for eksempel hastighedsvektorer af partikler i en bevægelig væske.) Molekyler, der er i en ophidset tilstand og således har et overskud af energi, falder under virkningen af vektorfeltet. De får en ny orientering, deformeres eller bevæger sig i marken ikke på bekostning af dens energi (det vil sige ikke på samme måde som det sker med en ladet partikel i et elektromagnetisk felt), men ved at bruge deres egen potentielle energi. En betydelig del af denne energi omdannes til kinetisk energi; når overskydende energi bruges, og molekylet vender tilbage til en upåvirket tilstand, stopper feltets virkning på det. Som et resultat dannes rumlig-tidsmæssig rækkefølge i det cellulære felt - NMC dannes, kendetegnet ved et øget energipotentiale.
I en forenklet form kan følgende sammenligning tydeliggøre dette. Hvis molekylerne, der bevæger sig i cellen, er biler, og deres overskydende energi er benzin, danner det biologiske felt lettelsen for det terræn, som bilerne kører på. Ved at adlyde "lettelse" danner molekyler med lignende energiegenskaber NMC. De er som allerede nævnt forenet ikke kun energisk, men også af en fælles funktion og eksisterer for det første på grund af tilstrømningen af energi (biler kan ikke gå uden benzin), og for det andet på grund af det biologiske felt (off-road) bilen passerer ikke). Individuelle molekyler trænger konstant ind og forlader NMC, men hele NMC forbliver stabil, indtil værdien af energistrømmen, der føder den, ændres. Med et fald i dens værdi nedbrydes NMC, og energien, der er lagret i den, frigøres.
Lad os forestille os, at i et bestemt område af levende væv er tilstrømningen af energi faldet: NMC's forfald er blevet mere intens, derfor er intensiteten af stråling steget, det samme som kontrollerer mitose. Naturligvis er mitogenetisk stråling tæt knyttet til feltet - selvom det ikke er en del af det! Som vi husker, udsendes overskydende energi under henfald (dissimilering), som ikke mobiliseres i NMC og ikke er involveret i synteseprocesserne; netop fordi processerne med assimilering og dissimilering i de fleste celler forekommer samtidig, skønt cellerne i forskellige forhold har et karakteristisk mitogenetisk regime. Det samme er tilfældet med energistrømme: feltet påvirker ikke deres intensitet direkte, men ved at danne en rumlig "lettelse" kan den effektivt regulere deres retning og distribution.
A. G. Gurvich arbejdede med den endelige version af feltteorien i de svære krigsår. "Teori om det biologiske felt" blev udgivet i 1944 (Moskva: Soviet Science) og i den efterfølgende udgave på fransk - i 1947. Teorien om cellulære biologiske felter har skabt kritik og misforståelse, selv blandt tilhængere af det forrige koncept. Deres vigtigste irettesættelse var, at Gurvich angiveligt opgav ideen om helheden og vendte tilbage til princippet om interaktion mellem individuelle elementer (det vil sige felterne i individuelle celler), som han selv afviste. I artiklen "Begrebet" helheden "i lyset af teorien om det cellulære felt" (Samling "Arbejder med mitogenese og teorien om biologiske felter." M.: Forlag for AMN, 1947) A. G. Gurvich viser, at dette ikke er tilfældet. Da felterne genereret af individuelle celler strækker sig ud over deres grænser,og feltvektorerne summeres på ethvert punkt i rummet i henhold til reglerne for geometrisk tilføjelse, det nye koncept underbygger begrebet et”faktisk” felt. Dette er faktisk et dynamisk integreret felt af alle celler i et organ (eller organisme), der ændrer sig over tid og har egenskaberne for en helhed.
Siden 1948 har A. G. Gurvich er tvunget til at koncentrere sig hovedsageligt i den teoretiske sfære. Efter VASKhNIL-mødet i august så han ikke muligheden for at fortsætte med at arbejde ved Institut for Eksperimentel Medicin ved Det Russiske Akademi for Medicinske Videnskaber (den direktør, som han havde været siden instituttet blev grundlagt i 1945), og i begyndelsen af september ansøgte han til Akademiets præsidium om pensionering. I de sidste år af sit liv skrev han mange værker om forskellige aspekter af biologisk feltteori, teoretisk biologi og biologisk forskningsmetode. Gurvich betragtede disse værker som kapitler i en enkelt bog, der blev udgivet i 1991 under titlen "Principles of Analytical Biology and Theory of Cell Fields" (Moskva: Nauka).
Empati uden forståelse
Værkerne fra A. G. Gurvich om mitogenese før 2. verdenskrig var meget populære både i vores land og i udlandet. På laboratoriet i Gurvich blev processerne med kræftfremkaldelse aktivt undersøgt, især blev det vist, at kræftpatienters blod i modsætning til sunde menneskers blod ikke er en kilde til mitogenetisk stråling. I 1940 A. G. Gurvich blev tildelt statsprisen for sit arbejde med den mitogenetiske undersøgelse af kræftproblemet. Gurvichs "felt" -koncepter nød aldrig bred popularitet, skønt de altid vække stor interesse. Men denne interesse i hans arbejde og rapporter er ofte forblevet overfladisk. A. A. Lyubishchev, der altid kaldte sig en studerende af A. G. Gurvich beskrev denne holdning som "sympati uden forståelse."
I vores tid er sympati erstattet af fjendtlighed. Et væsentligt bidrag til at miskreditere ideerne fra A. G. Gurvich blev introduceret af nogle efterfølgende tilhængere, der fortolkede videnskabsmandens tanker "i henhold til deres egen forståelse." Men det vigtigste er ikke engang det. Gurvichs ideer viste sig at være uden for den vej, der blev taget af "ortodoks" biologi. Efter opdagelsen af den dobbelte helix dukkede nye og attraktive perspektiver op for forskerne. Kæden "gen - protein - tegn" tiltrukket af sin konkretitet, tilsyneladende let at opnå et resultat. Naturligvis blev molekylærbiologi, molekylær genetik, biokemi hovedstrømme, og ikke-genetiske og ikke-enzymatiske kontrolprocesser i levende systemer blev gradvist skubbet til videnskabens periferi, og deres undersøgelse begyndte at betragtes som en tvivlsom, useriøs besættelse.
For moderne fysisk-kemiske og molekylære grene af biologi er forståelsen af integritet fremmed, som A. G. Gurvich betragtede det som en grundlæggende egenskab ved levende ting. På den anden side sidestilles nedbrydning praktisk med at få ny viden. Forskning på den kemiske side af fænomener foretrækkes. I studiet af kromatin flyttes vægten til den primære struktur af DNA, og i den foretrækker de primært at se et gen. Selv om uligevægten mellem biologiske processer formelt anerkendes, tildeler ingen den en vigtig rolle: det overvældende flertal af værker er rettet mod at skelne mellem "sort" og "hvid", tilstedeværelsen eller fraværet af protein, aktiviteten eller inaktiviteten af et gen. (Det er ikke for ingenting, at termodynamik blandt studerende på biologiske universiteter er en af de mest elskede og dårligt opfattede grene af fysik.) Hvad har vi mistet i et halvt århundrede efter Gurvich,hvor store tab er - videnskabens fremtid fortæller svaret.
Sandsynligvis har biologien endnu ikke taget højde for ideer om levende tings grundlæggende integritet og ulighed, om et enkelt ordreringsprincip, der sikrer denne integritet. Og måske er Gurvichs ideer stadig foran, og deres historie er lige begyndt.
O. G. Gavrish, kandidat til biologiske videnskaber
"Kemi og liv - XXI århundrede"