Ekstern genoverføring: forskning av forskeren Alexander Gurvich

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

På slutten av våren 1906 ble Alexander Gavrilovich Gurvich, i midten av trettiårene allerede en kjent vitenskapsmann, demobilisert fra hæren. Under krigen med Japan tjente han som lege i det bakre regimentet stasjonert i Chernigov. (Det var der Gurvich, med hans egne ord, "flykting fra tvungen lediggang", skrev og illustrerte "Atlas og essay om embryologi av virveldyr", som ble utgitt på tre språk i løpet av de neste tre årene).

Nå reiser han med sin unge kone og lille datter for 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 til utlandet igjen.

Bak Det medisinske fakultet ved Universitetet i München, forsvar av oppgaven, Strasbourg og Universitetet i Bern. Den unge russiske forskeren er allerede kjent med mange europeiske biologer, eksperimentene hans er høyt verdsatt av Hans Driesch og Wilhelm Roux. Og nå - tre måneder med fullstendig isolasjon fra vitenskapelig arbeid og kontakter med kolleger.

Denne sommeren har A. G. Gurvich reflekterer over spørsmålet, som han selv formulerte slik: "Hva betyr det at jeg kaller meg biolog, og hva vil jeg egentlig vite?" Så, med tanke på den grundig studerte og illustrerte prosessen med spermatogenese, kommer han til den konklusjon at essensen av manifestasjonen av levende ting består i forbindelser mellom separate hendelser som skjer synkront. Dette bestemte hans "synsvinkel" i biologi.

Den trykte arven til 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 etterlot et lysende 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 for hans arbeid og varte i mer enn ett tiår. I løpet av denne tiden har Gurvichs syn på det biologiske feltets natur gjennomgått dyptgripende endringer, men de snakket alltid om feltet som en enkelt faktor som bestemmer retningen og orden i biologiske prosesser.

Unødvendig å si, hvilken trist skjebne som ventet dette konseptet i det neste halve århundret. Det var mange spekulasjoner, forfatterne av disse hevdet å ha forstått den fysiske naturen til det såkalte "biofeltet", noen påtok seg umiddelbart å behandle mennesker. Noen viste til A. G. Gurvich, uten å bry seg i det hele tatt med forsøk på å fordype seg i betydningen av arbeidet hans. Flertallet visste ikke om Gurvich og refererte heldigvis ikke til det, siden verken til selve begrepet "biofelt" eller til ulike forklaringer på handlingen av A. G. Gurvich har ingenting med det å gjøre. Ikke desto mindre forårsaker ordene "biologisk felt" i dag utilslørt skepsis blant utdannede samtalepartnere. Et av målene med denne artikkelen er å fortelle leserne den sanne historien om ideen om et biologisk felt i vitenskapen.

Hva beveger celler

A. G. Gurvich var ikke fornøyd med tilstanden til teoretisk biologi på begynnelsen av 1900-tallet. Han ble ikke tiltrukket av mulighetene til formell genetikk, siden han var klar over at problemet med "overføring av arvelighet" er fundamentalt forskjellig fra problemet med "implementering" av egenskaper i kroppen.

Den kanskje viktigste oppgaven for biologi til i dag er å søke etter et svar på det "barnslige" spørsmålet: hvordan oppstår levende vesener i all deres mangfold fra en mikroskopisk kule av en enkelt celle? Hvorfor danner delende celler ikke formløse klumpete kolonier, men komplekse og perfekte strukturer av organer og vev? I datidens utviklingsmekanikk ble den kausal-analytiske tilnærmingen foreslått av W. Ru tatt i bruk: utviklingen av embryoet bestemmes av en mengde rigide årsak-virkningsforhold. Men denne tilnærmingen stemte ikke overens med resultatene av eksperimentene til G. Driesch, som beviste at eksperimentelt forårsaket skarpe avvik kanskje ikke forstyrrer vellykket utvikling. Samtidig dannes ikke individuelle deler av kroppen i det hele tatt fra de strukturene som er normale - men de dannes! På samme måte, i Gurvichs egne eksperimenter, selv med intensiv sentrifugering av amfibieegg, som krenket deres synlige struktur, fortsatte videreutviklingen likeendelig - det vil si at den endte på samme måte som i intakte egg.

Ris. 1 Figurer A. G. Gurvich fra 1914 - skjematiske bilder av cellelag i nevralrøret til et hai-embryo. 1 - innledende formasjonskonfigurasjon (A), etterfølgende konfigurasjon (B) (fet linje - observert form, stiplet - antatt), 2 - initial (C) og observert konfigurasjon (D), 3 - initial (E), antatt (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 falle sammen med konturen av et senere utviklingsstadium av dette området"

A. G. Gurvich utførte en statistisk studie av mitoser (celledelinger) i symmetriske deler av det utviklende embryoet eller individuelle organer og underbygget konseptet om en "normaliserende faktor", som konseptet om et felt senere oppsto fra. Gurvich slo fast at en enkelt faktor kontrollerer det overordnede bildet av fordelingen av mitoser i deler av embryoet, uten i det hele tatt å bestemme nøyaktig tid og plassering av hver av dem. Utvilsomt var premisset for feltteori inneholdt i den berømte Driesch-formelen "den potensielle skjebnen til et element bestemmes av dets posisjon som helhet." Kombinasjonen av denne ideen med normaliseringsprinsippet fører Gurvich til en forståelse av orden i det levende som "underordning" av elementer til en enkelt helhet - i motsetning til deres "samhandling". I sitt verk «Heredity as a Process of Realization» (1912) utvikler han for første gang begrepet det embryonale feltet – morfen. Faktisk var det 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 det begynte Gurvich å lete etter en formulering av loven som beskriver bevegelsen av celler i prosessen med morfogenese. Han fant at under utviklingen av hjernen i hai-embryoer, "var de lange aksene til cellene i det indre laget av det nevrale epitelet orientert til enhver tid ikke vinkelrett på overflaten av formasjonen, men på en viss (15- 20 ') vinkel til den. Orienteringen av vinklene er naturlig: hvis du konstruerer en kurve vinkelrett på celleaksene i et gitt utviklingsmoment, kan du se at den vil falle sammen med konturen til et senere stadium i utviklingen av dette området”(fig. 1)). Det så ut til at cellene "vet" hvor de skal lene seg, hvor de skal strekke seg for å bygge ønsket form.

For å forklare disse observasjonene har A. G. Gurvich introduserte konseptet med en "kraftoverflate" som sammenfaller med konturen til den endelige overflaten av rudimentet og styrer bevegelsen av celler. Imidlertid var Gurvich selv klar over ufullkommenheten i denne hypotesen. I tillegg til kompleksiteten til den matematiske formen, var han ikke fornøyd med "teleologien" til konseptet (det så ut til å underordne bevegelsen av celler til en ikke-eksisterende, fremtidig form). I det påfølgende verket "On the concept of embryonic fields" (1922) "betraktes den endelige konfigurasjonen av rudimentet ikke som en attraktiv kraftoverflate, men som ekvipotensialoverflaten til feltet som kommer fra punktkilder." I det samme arbeidet ble begrepet «morfogenetisk felt» introdusert for første gang.

Spørsmålet ble stilt av Gurvich så bredt og uttømmende at enhver teori om morfogenese som kan oppstå i fremtiden, i hovedsak bare vil være en annen type feltteori.

L. V. Belousov, 1970

Biogen ultrafiolett

"Grunnlaget og røttene til problemet med mitogenese ble lagt i min aldri avtagende interesse for det mirakuløse fenomenet karyokinesis (det er slik mitose ble kalt tilbake i midten av forrige århundre. - Red. Merk)," skrev A. G. Gurvich i 1941 i sine selvbiografiske notater."Mitogenesis" - et arbeidsbegrep som ble født i laboratoriet til Gurvich og snart kom i generell bruk, tilsvarer konseptet "mitogenetisk stråling" - 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 betrakte mitoser i et levende objekt ikke som isolerte hendelser, men samlet, som noe koordinert - enten det er strengt organiserte mitoser av de første fasene av eggspalting eller tilsynelatende tilfeldige mitoser i vevet til et voksent dyr eller en plante. Gurvich mente at bare anerkjennelsen av organismens integritet ville gjøre det mulig å kombinere prosessene til de molekylære og cellulære nivåene med de topografiske egenskapene til fordelingen av mitoser.

Siden begynnelsen av 1920-årene har A. G. Gurvich vurderte ulike muligheter for ytre påvirkninger som stimulerer mitose. I hans synsfelt var begrepet plantehormoner, utviklet på den tiden av den tyske botanikeren G. Haberlandt. (Han la en slurry av knuste celler på plantevev og observerte hvordan vevsceller begynte 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 mer ofte enn store. Gurvich antydet at hele poenget ligger i strukturen til celleoverflaten: kanskje, i unge celler, er overflateelementene organisert på en spesiell måte, gunstig for oppfatningen av signaler, og når cellen vokser, blir denne organisasjonen forstyrret. (Selvfølgelig var det ingen begrep om hormonreseptorer på den tiden.)

Imidlertid, hvis denne antagelsen er korrekt 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 stråling som påvirker noen strukturer i cellen overflaten er resonans. Disse betraktningene ble til slutt bekreftet i et eksperiment som senere ble allment kjent.

Ris. 2 Induksjon av mitose på spissen av løkroten (tegning fra verket "Das Problem der Zellteilung physiologisch 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 forsterket horisontalt, og spissen ble rettet mot meristemsonen (det vil si til sonen for celleproliferasjon, i dette tilfellet også lokalisert nær rotspissen. - Red. Merk) av den andre lignende roten (detektor) festet vertikalt. Avstanden mellom røttene var 2–3 mm”(fig. 2). På slutten av eksponeringen ble den oppfattende roten nøyaktig merket, fiksert og kuttet i en serie av langsgående seksjoner som løp parallelt med det mediale planet. Snitt ble undersøkt under et mikroskop og antall mitoser ble talt på den bestrålte siden og kontrollsiden.

På det tidspunktet var det allerede kjent at avviket mellom antall mitoser (vanligvis 1000-2000) i begge halvdeler av rotspissen normalt ikke overstiger 3-5%. Dermed vitnet «en betydelig, systematisk, skarpt begrenset overvekt i antall mitoser» i den sentrale sonen av den oppfattende roten – og det var dette forskerne så på snittene – om påvirkning fra en ytre faktor. Noe som kom fra spissen av induktorroten tvang cellene til detektorroten til å dele seg mer aktivt (fig. 3).

Videre forskning viste tydelig at det handlet om stråling og ikke om flyktige kjemikalier. Slaget spredte seg i form av en smal parallell stråle - så snart den induserende roten ble litt avbøyd til siden, forsvant effekten. Den forsvant også når en glassplate ble plassert mellom røttene. Men hvis platen var laget av kvarts, vedvarte effekten! Dette antydet at strålingen var ultrafiolett. Senere ble dens spektralgrenser satt mer nøyaktig - 190-330 nm, og den gjennomsnittlige intensiteten ble estimert til nivået 300-1000 fotoner / s per kvadratcentimeter. Med andre ord, den mitogenetiske strålingen oppdaget av Gurvich 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.)

Ris. 3 Grafisk fremstilling av effektene av fire eksperimenter. Den positive retningen (over abscisseaksen) betyr overvekt av mitose på den bestrålte siden

Et naturlig spørsmål: hva med ultrafiolett av solspekteret, påvirker det celledelingen? I eksperimenter ble en slik effekt utelukket: i boken av A. G. Gurvich og L. D. Gurvich "Mitogenetic stråling" (M., Medgiz, 1945), i delen av metodologiske anbefalinger, er det tydelig indikert at vinduene under eksperimenter bør lukkes, det bør ikke være åpne flammer og kilder til elektriske gnister i laboratorier. I tillegg ble forsøkene nødvendigvis ledsaget av kontroller. Imidlertid bør det bemerkes at intensiteten til solenergi UV er betydelig høyere, derfor bør effekten på levende gjenstander i naturen, mest sannsynlig, være helt annerledes.

Arbeidet med dette temaet ble enda mer intensivt etter overgangen til A. G. Gurvich i 1925 ved Moskva-universitetet - han ble enstemmig valgt til leder av Institutt for histologi og embryologi ved Det medisinske fakultet. Mitogenetisk stråling ble funnet i gjær- og bakterieceller, spaltende egg fra kråkeboller og amfibier, vevskulturer, celler fra ondartede svulster, nervesystemet (inkludert isolerte aksoner) og muskelsystemer, blod fra friske organismer. Som det fremgår av listen, ble det også sendt ut ikke-fisjonbart vev - la oss huske dette faktum.

Utviklingsforstyrrelser av kråkebollelarver holdt i forseglede kvartsbeholdere under påvirkning av langvarig mitogenetisk stråling av bakteriekulturer på 30-tallet av XX-tallet ble studert av J. og M. Magrou ved Pasteur Institute. (I dag utføres lignende studier med fisk og amfibieembryoer ved biofacies ved Moscow State University av A. B. Burlakov.)

Et annet viktig spørsmål som forskere stilte til seg selv i de samme årene: hvor langt sprer virkningen av stråling i levende vev? Leseren vil huske at i forsøket med løkrøtter ble det observert en lokal effekt. Er det, foruten ham, også langdistanseaksjon? For å fastslå dette ble det utført modelleksperimenter: med lokal bestråling av lange rør fylt med løsninger av glukose, pepton, nukleinsyrer og andre biomolekyler forplantet strålingen seg gjennom røret. Forplantningshastigheten til den såkalte sekundære strålingen var omtrent 30 m / s, noe som bekreftet antagelsen om prosessens strålingskjemiske natur. (I moderne termer fluoreserte biomolekyler, som absorberte UV-fotoner, og sendte ut et foton med lengre bølgelengde. Fotonene ga på sin side opphav til påfølgende kjemiske transformasjoner.) I noen eksperimenter ble det faktisk observert strålingsforplantning langs hele lengden av et biologisk objekt (for eksempel i de lange røttene til samme bue).

Gurvich og hans medarbeidere viste også at den svært svekkede ultrafiolette strålingen fra en fysisk kilde også fremmer celledeling i løkrøttene, det samme gjør en biologisk induktor.

Vår formulering av den grunnleggende egenskapen til et biologisk felt representerer ikke i innholdet noen analogier med felt kjent i fysikk (selv om den selvfølgelig ikke motsier dem).

A. G. Gurvich. Prinsipper for analytisk biologi og cellefeltteori

Fotoner leder

Hvor kommer UV-stråling fra i en levende celle? A. G. Gurvich og kolleger registrerte i deres eksperimenter spektrene til enzymatiske og enkle uorganiske redoksreaksjoner. I noen tid forble spørsmålet om kildene 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 ultrafiolette kvanter med høy energi var sjeldne handlinger av rekombinasjon av frie radikaler som oppstår under kjemiske og biokjemiske prosesser og, på grunn av deres sjeldenhet, ikke påvirket den generelle energibalansen til reaksjoner.

Energien som frigjøres under rekombinasjonen av radikaler absorberes av substratmolekylene og sendes ut 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 kjemiluminescensen til levende systemer har bekreftet riktigheten av disse synspunktene, som er generelt akseptert i dag. Her er bare ett eksempel: fluorescerende proteinstudier.

Selvfølgelig absorberes forskjellige kjemiske bindinger i proteinet, inkludert peptidbindinger - i midten ultrafiolett (mest intenst - 190-220 nm). Men for fluorescensstudier er aromatiske aminosyrer, spesielt tryptofan, aktuelle. Den har et absorpsjonsmaksimum ved 280 nm, fenylalanin ved 254 nm og tyrosin ved 274 nm. Disse aminosyrene absorberer ultrafiolette kvanter og sender dem ut i form av sekundær stråling - naturlig nok med lengre bølgelengde, med et spektrum som er karakteristisk for en gitt tilstand av proteinet. Videre, hvis minst en tryptofanrest er tilstede i proteinet, vil bare den fluorescere - energien som absorberes av tyrosin og fenylalaninrester blir omfordelt til den. Fluorescensspekteret til tryptofanresten avhenger sterkt av miljøet - om resten er for eksempel nær overflaten av kulen eller inne osv., og dette spekteret varierer i båndet 310-340 nm.

A. G. Gurvich og hans medarbeidere viste i modelleksperimenter på peptidsyntese at kjedeprosesser som involverer fotoner kan føre til spaltning (fotodissosiasjon) eller syntese (fotosyntese). Fotodissosiasjonsreaksjoner er ledsaget av stråling, mens prosessene med fotosyntese ikke avgir.

Nå ble det klart hvorfor alle celler avgir, men under mitose – spesielt sterkt. Prosessen med mitose er energikrevende. Videre, hvis i en voksende celle akkumuleringen og forbruket av energi fortsetter parallelt med de assimilative prosessene, så forbrukes energien som er lagret av cellen i interfasen under mitose bare. Det er en oppløsning av komplekse intracellulære strukturer (for eksempel skallet til kjernen) og energikrevende reversibel dannelse av nye - for eksempel kromatin-superspoler.

A. G. Gurvich og hans kolleger utførte også arbeid med registrering av mitogenetisk stråling ved hjelp av foton-tellere. 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 fysikerne Yu. B. Khariton og S. F. Rodionov.

I Vesten var så fremtredende spesialister som B. Raevsky og R. Oduber engasjert i registrering 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). Barth jobbet i to år i laboratoriet til A. G. Gurvich og fortsatte sin forskning i Tyskland. Han fikk pålitelige positive resultater ved å jobbe med biologiske og kjemiske kilder, og ga i tillegg et viktig bidrag til metodikken for å oppdage ultrasvak stråling. Barth utførte foreløpig sensitivitetskalibrering og valg av fotomultiplikatorer. I dag er denne prosedyren obligatorisk og rutinemessig for alle som måler svake lysstrømmer. Men det var nettopp neglisjeringen av dette og noen andre nødvendige krav som ikke tillot en rekke førkrigsforskere å oppnå overbevisende resultater.

I dag er det innhentet imponerende data om registrering av supersvak 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. "Emisjonen av lys er et helt naturlig og selvinnlysende fenomen som følger med mange kjemiske reaksjoner," understreker fysikeren Rainer Ulbrich ved Universitetet i Göttingen. Biolog Gunther Rothe vurderer situasjonen på følgende måte: «Biofotoner eksisterer uten tvil - i dag er dette entydig bekreftet av svært sensitive enheter som moderne fysikk har til rådighet. Når det gjelder Popps tolkning (vi snakker om det faktum at kromosomer angivelig avgir koherente fotoner. – Red.anm.), er dette en vakker hypotese, men den foreslåtte eksperimentelle bekreftelsen er fortsatt fullstendig utilstrekkelig til å gjenkjenne dens gyldighet. På den annen side må vi ta i betraktning at det er svært vanskelig å få bevis i dette tilfellet, fordi for det første er intensiteten til denne fotonstrålingen veldig lav, og for det andre er de klassiske metodene for å oppdage laserlys brukt i fysikk. vanskelig å søke her."

Blant biologiske verk publisert fra ditt land er det ingenting som tiltrekker seg oppmerksomheten til den vitenskapelige verden mer enn arbeidet ditt.

Fra et brev fra Albrecht Bethe datert 01.08.1930 til A. G. Gurvich

Kontrollert ubalanse

Reguleringsfenomener i protoplasma A. G. Gurvich begynte å spekulere etter sine tidlige eksperimenter med sentrifugering av befruktede egg fra amfibier og pigghuder. Nesten 30 år senere, da man forsto resultatene av mitogenetiske eksperimenter, fikk dette emnet en ny drivkraft. Gurvich er overbevist om at den strukturelle analysen av et materialsubstrat (et sett med biomolekyler) som reagerer på ytre påvirkninger, uavhengig av funksjonstilstanden, er meningsløs. A. G. Gurvich formulerer den fysiologiske teorien om protoplasma. Dens essens er at levende systemer har et spesifikt molekylært apparat for energilagring, som i bunn og grunn ikke er likevekt. I en generalisert form er dette en fiksering av ideen om at en tilstrømning av energi er nødvendig for kroppen, ikke bare for vekst eller arbeid, men først og fremst for å opprettholde tilstanden som vi kaller levende.

Forskerne trakk oppmerksomheten til det faktum at et utbrudd 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" skal forstås en reduksjon i aktiviteten til enzymatiske systemer, undertrykkelse av ulike prosesser for transmembrantransport, en reduksjon i nivået av syntese og forbruk av høyenergiforbindelser - det vil si alle prosesser som gi cellen energi - for eksempel med reversibel avkjøling av en gjenstand eller med mild anestesi.) Gurvich formulerte konseptet ekstremt labile molekylære formasjoner med et økt energipotensial, ulikvekt i naturen og forent av en felles funksjon. Han kalte dem ikke-likevektsmolekylære konstellasjoner (NMCs).

A. G. Gurvich mente at det var oppløsningen av NMC, forstyrrelsen av organiseringen av protoplasma, som forårsaket et utbrudd av stråling. Her har han mye til felles med ideene til A. Szent-Györgyi om migrering av energi langs de generelle energinivåene til proteinkomplekser. Lignende ideer for å underbygge naturen til "biofotonisk" stråling uttrykkes i dag av F. Popp - han kaller de migrerende eksitasjonsområdene "polaritoner". Fra et fysikksynspunkt er det ikke noe uvanlig her. (Hvilken av de for tiden kjente intracellulære strukturene kan være egnet for rollen som NMC i Gurvichs teori - vi vil overlate denne intellektuelle øvelsen til leseren.)

Det er også vist eksperimentelt at stråling også oppstår når substratet påvirkes mekanisk av sentrifugering eller påføring av svak spenning. Dette gjorde det mulig å si at NMC også besitter romlig orden, som ble forstyrret både av mekanisk påvirkning og av begrensning av energiflyten.

Ved første øyekast er det merkbart at NMC, hvis eksistens avhenger av tilstrømningen av energi, ligner veldig på de dissipative strukturene som oppstår i termodynamisk ikke-likevektssystemer, som ble oppdaget av Nobelprisvinneren I. R. Prigogine. Imidlertid vet alle som har studert slike strukturer (for eksempel Belousov - Zhabotinsky-reaksjonen) godt at de ikke er reprodusert helt nøyaktig fra erfaring til erfaring, selv om deres generelle karakter er bevart. 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 til organisasjonen bare på grunn av energistrømmen. En enkelt bestillingsfaktor for systemet er også nødvendig. Denne faktoren A. G. Gurvich kalte det et biologisk felt.

I en kort oppsummering ser den endelige versjonen av den biologiske (cellulære) feltteorien slik ut. Feltet har en vektor, ikke en kraft, karakter. (Husk: et kraftfelt er et område i rommet, ved hvert punkt der en viss kraft virker på et testobjekt plassert i det; for eksempel et elektromagnetisk felt. Et vektorfelt er et område i rommet, ved hvert punkt som en viss vektor er gitt, for eksempel hastighetsvektorene til partikler i et fluid i bevegelse.) Molekyler som er i en eksitert tilstand og dermed har et overskudd av energi faller inn under vektorfeltets påvirkning. De får en ny orientering, deformerer eller beveger seg i feltet ikke på grunn av dets energi (det vil si ikke på samme måte som det skjer med en ladet partikkel i et elektromagnetisk felt), men bruker sin egen potensielle energi. En betydelig del av denne energien omdannes til kinetisk energi; når overskuddsenergien er brukt og molekylet går tilbake til en ueksitert tilstand, opphører effekten av feltet på det. Som et resultat dannes spatio-temporal bestilling i det cellulære feltet - NMC dannes, preget av et økt energipotensial.

I en forenklet form kan følgende sammenligning klargjøre dette. Hvis molekylene som beveger seg i cellen er biler, og deres overskuddsenergi er bensin, danner det biologiske feltet avlastningen av terrenget bilene kjører på. Ved å adlyde "avlastningen", danner molekyler med lignende energiegenskaper NMC. De er, som allerede nevnt, forenet ikke bare energisk, men også av en felles funksjon, og eksisterer for det første på grunn av tilstrømningen av energi (biler kan ikke gå uten bensin), og for det andre på grunn av det biologiske feltets bestillingsvirkning. (off-road bilen vil ikke passere). Individuelle molekyler går konstant inn og forlater NMC, men hele NMC forblir stabil inntil verdien av energistrømmen som mater den endres. Med en reduksjon i verdien dekomponerer NMC, og energien som er lagret i den frigjøres.

Tenk deg nå at i et visst område av levende vev har tilstrømningen av energi redusert: forfallet av NMC har blitt mer intens, derfor har intensiteten av stråling økt, selve den som kontrollerer mitose. Selvfølgelig er mitogenetisk stråling nært knyttet til feltet - selv om det ikke er en del av det! Som vi husker, under forfall (dissimilering), sendes overskuddsenergi ut, som ikke mobiliseres i NMC og ikke er involvert i synteseprosessene; nettopp fordi prosessene med assimilering og dissimilering i de fleste celler skjer samtidig, selv om cellene har et karakteristisk mitogenetisk regime i forskjellige proporsjoner. Det samme er tilfellet med energistrømmer: feltet påvirker ikke deres intensitet direkte, men kan effektivt regulere deres retning og distribusjon ved å danne en romlig "relieff".

A. G. Gurvich jobbet med den endelige versjonen av feltteorien under de vanskelige krigsårene. "Teori om det biologiske feltet" 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 misforståelser selv blant tilhengerne av det forrige konseptet. Deres viktigste bebreidelse var at Gurvich angivelig forlot ideen om helheten og vendte tilbake til prinsippet om samhandling mellom individuelle elementer (det vil si feltene til individuelle celler), som han selv avviste. I artikkelen "The concept of the" whole "i lys av teorien om det cellulære feltet" (Samling "Works on mitogenesis and theory of biological fields." Gurvich viser at dette ikke er tilfelle. Siden feltene generert av individuelle celler strekker seg utover deres grenser, og feltvektorene summeres når som helst i rommet i henhold til reglene for geometrisk addisjon, underbygger det nye konseptet konseptet om et "faktisk" felt. Det er faktisk et dynamisk integrert felt av alle celler i et organ (eller en organisme), som endrer seg over tid og har egenskapene til en helhet.

Siden 1948 har den vitenskapelige aktiviteten til A. G. Gurvich er tvunget til å konsentrere seg hovedsakelig om den teoretiske sfæren. Etter august-sesjonen til All-Union Agricultural Academy så han ikke muligheten til å fortsette å jobbe ved Institutt for eksperimentell medisin ved det russiske akademiet for medisinske vitenskaper (hvor direktøren han hadde vært siden instituttet ble grunnlagt i 1945) og søkte i begynnelsen av september Akademiets presidium om pensjonisttilværelse. I de siste årene av sitt liv skrev han mange arbeider om ulike 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).

Selve eksistensen av et levende system er, strengt tatt, det mest dyptgripende problemet, sammenlignet med hvilket dets funksjon forblir eller bør forbli i skyggen.

A. G. Gurvich. Histologiske grunnlag for biologi. Jena, 1930 (på tysk)

"Empati uten forståelse"

Verkene til A. G. Gurvich om mitogenese før andre verdenskrig var svært populære både i vårt land og i utlandet. I laboratoriet til Gurvich ble prosessene med karsinogenese aktivt studert, spesielt ble det vist at blodet til kreftpasienter, i motsetning til blodet til friske mennesker, ikke er en kilde til mitogenetisk stråling. I 1940 A. G. Gurvich ble tildelt statsprisen for sitt arbeid med den mitogenetiske studien av kreftproblemet. Gurvichs "felt"-konsepter nøt aldri stor popularitet, selv om de alltid vekket stor interesse. Men denne interessen for hans arbeid og rapporter har ofte holdt seg overfladisk. A. A. Lyubishchev, som alltid kalte seg en student av A. G. Gurvich beskrev denne holdningen som "sympati uten forståelse."

I vår tid har sympati blitt erstattet av fiendtlighet. Et betydelig bidrag til å diskreditere ideene til A. G. Gurvich ble introdusert av noen kommende tilhengere som tolket forskerens tanker "i henhold til deres egen forståelse." Men det viktigste er ikke engang det. Gurvichs ideer befant seg på sidelinjen av den "ortodokse" biologiens vei. Etter oppdagelsen av den doble helixen dukket det opp nye og forlokkende perspektiver for forskere. Kjeden "gen - protein - tegn" tiltrukket av sin konkrethet, tilsynelatende lett å oppnå et resultat. Naturligvis ble molekylærbiologi, molekylær genetikk, biokjemi mainstreams, og ikke-genetiske og ikke-enzymatiske kontrollprosesser i levende systemer ble gradvis skjøvet til periferien av vitenskapen, og selve studiet deres begynte å bli betraktet som en tvilsom, useriøs okkupasjon.

For moderne fysisk-kjemiske og molekylære grener av biologien er forståelsen av integritet fremmed, noe A. G. Gurvich betraktet den grunnleggende egenskapen til levende ting. På den annen side likestilles sønderdeling praktisk talt med tilegnelse av ny kunnskap. Det gis preferanse til forskning på den kjemiske siden av fenomener. I studiet av kromatin flyttes vekten til den primære strukturen til DNA, og i den foretrekker de å først og fremst se et gen. Selv om ulikvekten i biologiske prosesser er formelt anerkjent, tildeler ingen den en viktig rolle: det overveldende flertallet av arbeidene 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 uelskede og dårlig oppfattede grenene av fysikk.) Hva har vi tapt på et halvt århundre etter Gurvich, hvor store er tapene - svaret vil bli bedt om av vitenskapens fremtid.

Sannsynligvis har biologien ennå ikke assimilert ideer om den grunnleggende integriteten og ulikvekten til levende ting, om et enkelt ordensprinsipp som sikrer denne integriteten. Og kanskje er Gurvichs ideer fortsatt foran, og historien deres har bare begynt.

O. G. Gavrish, kandidat for biologiske vitenskaper