I slutet av våren 1906 demonterades Alexander Gavrilovich Gurvich, redan i mitten av trettiotalet, en välkänd forskare från armén. Under kriget med Japan tjänade han som läkare i det bakre regementet som var stationerat i Chernigov. (Det var där Gurvich, med hans egna ord, "fly från tvingad ledighet", skrev och illustrerade "Atlas och Sketch of Vertebrate Embryology", som publicerades på tre språk under de kommande tre åren). Nu lämnar han med sin unga fru och lilla dotter under hela sommaren till Rostov den stora - till hans hustrus föräldrar. Han har inget jobb och han vet fortfarande inte om han kommer att stanna i Ryssland eller åka utomlands igen.
Bakom fakulteten för medicin vid universitetet i München, disputation, Strasbourg och University of Bern. Den unga ryska forskaren är redan bekant med många europeiska biologer, och hans experiment uppskattas av Hans Driesch och Wilhelm Roux. Och nu - tre månader av fullständig isolering från vetenskapligt arbete och kontakter med kollegor.
I sommar A. G. Gurvich reflekterar över frågan, som han själv formulerade på följande sätt: "Vad betyder det att jag kallar mig själv en biolog, och vad jag faktiskt vill veta?" Sedan, med tanke på den grundligt studerade och illustrerade processen med spermatogenes, kommer han till slutsatsen att kärnan i manifestationen av levande saker består i kopplingar mellan enskilda händelser som inträffar synkront. Detta bestämde hans "synvinkel" i biologin.
Det tryckta arvet från A. G. Gurvich - mer än 150 vetenskapliga artiklar. De flesta av dem publicerades på tyska, franska och engelska, som ägs av Alexander Gavrilovich. Hans arbete gav ett starkt märke inom embryologi, cytologi, histologi, histofysiologi, allmän biologi. Men kanske skulle det vara korrekt att säga att "huvudriktningen för hans kreativa verksamhet var filosofin om biologi" (från boken "Alexander Gavrilovich Gurvich. (1874-1954)". Moskva: Nauka, 1970).
A. G. Gurvich 1912 var den första som introducerade begreppet "fält" i biologin. Utvecklingen av det biologiska fältkonceptet var huvudtemat i hans arbete och varade i mer än ett decennium. Under denna tid har Gurvichs åsikter om det biologiska fältets natur genomgått djupa förändringar, men de talade alltid om fältet som en enda faktor som bestämmer riktningen och ordningen för biologiska processer.
Det är onödigt att säga, vilket sorgliga öde väntade på detta koncept under nästa halva sekel. Det var många spekulationer, författarna som hävdade att ha förstått den fysiska naturen hos det så kallade "biofältet", någon åtog sig omedelbart att behandla människor. Några hänvisade till A. G. Gurvich, utan att bry sig alls med försök att fördjupa betydelsen av hans verk. Majoriteten visste inte om Gurvich och hänvisade lyckligtvis inte till, eftersom varken termen "biofält" själv eller olika förklaringar till A: s handling. Gurvich har ingen relation. Ändå orsakar orden "biologiskt fält" i dag otäckt skepsis bland utbildade samtalare. Ett av målen med denna artikel är att berätta läsarna om den verkliga historien om den biologiska fältidén i vetenskapen.
Vad som rör celler
Kampanjvideo:
A. G. Gurvich var inte nöjd med den teoretiska biologins tillstånd i början av 1900-talet. Han lockades inte av möjligheterna med formell genetik, eftersom han var medveten om att problemet med "överföring av ärftlighet" i grunden skiljer sig från problemet med "implementering" av egenskaper i kroppen.
Kanske är den biologiska huvuduppgiften fram till idag sökandet efter ett svar på den "barnsliga" frågan: hur uppstår levande varelser i all deras mångfald från en mikroskopisk boll i en enda cell? Varför bildar delande celler inte formlösa klumpiga kolonier, utan komplexa och perfekta strukturer av organ och vävnader? I den tidens mekanik för utvecklingen antogs den kausalanalytiska metoden som föreslagits av W. Ru: utvecklingen av embryot bestäms av en mängd styva kausala förhållanden. Men detta tillvägagångssätt stämde inte med resultaten från experimenten från G. Driesch, som bevisade att experimentellt orsakade skarpa avvikelser kanske inte stör den framgångsrika utvecklingen. Samtidigt bildas inte enskilda kroppsdelar av de strukturer som är normala - men de bildas!På samma sätt, i Gurvichs egna experiment, även med intensiv centrifugering av amfibieägg, som störde deras synliga struktur, fortsatte vidareutvecklingen likvärdigt - det vill säga, det slutade på samma sätt som i intakta ägg.
Figur: 1 figurer A. G. Gurvich från arbetet 1914 - schematiska bilder av celllager i neuralröret hos ett hajembryo. 1 - initial konfiguration av formationen (A), efterföljande konfiguration (B) (fet linje - observerad form, streckad - antagen), 2 - original (C) och observerad konfiguration (D), 3 - initial (E), förutspådd (F). Vinkelräta linjer visar cellernas långa axlar - "om du bygger en kurva vinkelrätt mot cellaxlarna vid en given utvecklingsmoment kan du se att den kommer att sammanfalla med konturen till ett senare utvecklingsstadium av detta område"
A. G. Gurvich genomförde en statistisk studie av mitoser (celldelningar) i symmetriska delar av det utvecklande embryot eller enskilda organ och underbyggde begreppet”normaliseringsfaktor”, från vilket begreppet fält därefter växte. Gurvich konstaterade att en enda faktor kontrollerar den övergripande bilden av fördelningen av mitoser i delar av embryot utan att bestämma den exakta tiden och platsen för var och en av dem. Utan tvivel innehöll förutsättningen för fältteorin även i den berömda formeln av Driesch "det framtida ödet för ett element bestäms av dess position som en helhet." Kombinationen av denna idé med normaliseringsprincipen leder Gurvich till en förståelse för ordning i det levande som "underordnad" av element till en enda helhet - i motsats till deras "interaktion". I sitt arbete "Ärftlighet som implementeringsprocess" (1912) utvecklar han först begreppet embryonfältet - morf. I själva verket var det ett förslag att bryta den onda cirkeln: att förklara uppkomsten av heterogenitet bland ursprungligen homogena element som en funktion av elementets position i de rumsliga koordinaterna för helheten.
Därefter började Gurvich leta efter formuleringen av lagen som beskrev rörelsen av celler i processen med morfogenes. Han fann att under utvecklingen av hjärnan i hajembryon, "var de långa axlarna i cellerna i det inre skiktet av det neurala epitelet orienterade vid en viss tidpunkt inte vinkelrätt mot formens yta, men i en viss (15-20 ') vinkel mot den. Vinklarnas orientering är naturlig: om du konstruerar en kurva vinkelrätt mot cellaxlarna vid en given utvecklingsmoment, kan du se att den kommer att sammanfalla med konturen i ett senare steg i utvecklingen av detta område”(fig. 1). Det verkade som att cellerna "vet" var de ska luta sig, var de ska sträcka för att bygga önskad form.
För att förklara dessa observationer, A. G. Gurvich introducerade konceptet en "kraftyta" som sammanfaller med konturen av den slutliga ytan av rudimentet och styr vägens rörelse. Gurvich själv var emellertid medveten om bristen på denna hypotes. Förutom komplexiteten i den matematiska formen, var han inte nöjd med begreppet "teleologi" (det verkade underordna rörelsen av celler till en icke-existerande, framtida form). I det efterföljande arbetet "On the concept of embryonic field" (1922) "betraktas rudimentets slutliga konfiguration inte som en attraktionskraftyta, utan som den ekvipotensiella ytan på fältet som härrör från punktkällor." I samma arbete introducerades begreppet "morfogenetiskt fält" för första gången.
Biogen ultraviolett
"Grunden och rötter till problemet med mitogenes läggs i mitt aldrig avtagande intresse för det mirakulösa fenomenet karyokinesis (så kallade mitos tillbaka i mitten av förra seklet. - Ed. Anmärkning)," skrev A. G. Gurvich 1941 i sina självbiografiska anteckningar. "Mitogenes" är en arbetsbeteckning som föddes i Gurvichs laboratorium och snart kom till allmän användning; det motsvarar begreppet "mitogenetisk strålning" - mycket svag ultraviolett strålning av djur- och växtvävnader som stimulerar processen för celldelning (mitos).
A. G. Gurvich kom till slutsatsen att det är nödvändigt att betrakta mitoser i ett levande föremål inte som isolerade händelser, men i det sammanlagda, som något samordnat - vare sig det är strikt organiserade mitoser av de första faserna av äggspjälkning eller till synes slumpmässiga mitoser i vävnaderna hos ett vuxet djur eller växt. Gurvich trodde att endast erkännandet av organismens integritet skulle göra det möjligt att kombinera processerna på molekyl- och cellnivåerna med de topografiska funktionerna i fördelningen av mitoser.
Sedan början av 1920-talet A. G. Gurvich övervägde olika möjligheter till yttre påverkan som stimulerar mitos. I hans synfält fanns begreppet växthormoner, som vid den tiden utvecklats av den tyska botanisten G. Haberlandt. (Han satte en uppslamning av krossade celler på växtvävnad och såg hur vävnadsceller börjar delas mer aktivt.) Men det var inte klart varför den kemiska signalen inte påverkar alla celler på samma sätt, varför, säger, små celler delar ofta än stora celler. Gurvich föreslog att hela punkten ligger i cellytans struktur: kanske, i unga celler, är ytelement organiserade på ett speciellt sätt, gynnsamma för uppfattningen av signaler, och när cellen växer störs denna organisation. (Naturligtvis fanns det fortfarande inget begrepp om hormonreceptorer.)
Men om detta antagande är korrekt och den rumsliga fördelningen av vissa element är viktig för uppfattningen av signalen, antyder antagandet sig självt att signalen kanske inte är kemisk, men fysisk till sin natur: till exempel strålning som påverkar vissa strukturer på cellytan är resonant. Dessa överväganden bekräftades i slutändan i ett experiment som senare blev allmänt känt.
Figur: 2 Induktion av mitos i spetsen av lökroten (ritning från verket "Das Problem der Zellteilung fysiologisch betrachtet", Berlin, 1926). Förklaringar i texten.
Här är en beskrivning av detta experiment som genomfördes 1923 vid Krimuniversitetet. Den emitterande roten (induktorn), ansluten till glödlampan, stärktes horisontellt, och dess spets riktades till meristemzonen (det vill säga till zonen för cellförökning, i detta fall också belägen nära rotspetsen - Ed. Anmärkning) av den andra liknande roten (detektor) fixeras vertikalt. Avståndet mellan rötterna var 2-3 mm”(fig. 2). I slutet av exponeringen var den uppfattande roten exakt markerad, fixerad och skuren i en serie längsgående sektioner som löper parallellt med medialplanet. Sektionerna undersöktes under ett mikroskop och antalet mitoser räknades på de bestrålade och kontrollsidorna.
Vid den tiden var det redan känt att skillnaden mellan antalet mitoser (vanligtvis 1000-2000) i båda halvorna av rotspetsen normalt inte överstiger 3-5%. Således, "en betydande, systematisk, starkt begränsad övervägande i antalet mitoser" i den uppfattande rotens centrala zon - och det är vad forskarna såg på avsnitten - vittnade otvetydigt om påverkan av en extern faktor. Något som härstammar från spetsen på induktorroten tvingade cellerna i detektorroten att dela sig mer aktivt (Fig. 3).
Ytterligare forskning visade tydligt att det handlade om strålning och inte om flyktiga kemikalier. Slaget spridit sig i form av en smal parallell balk - så snart den inducerande roten avböjdes något åt sidan försvann effekten. Det försvann också när en glasplatta placerades mellan rötterna. Men om plattan var gjord av kvarts, varade effekten! Detta antydde att strålningen var ultraviolett. Senare inställdes dess spektrala gränser mer exakt - 190-330 nm, och medelintensiteten uppskattades till 300-1000 foton / s per kvadratcentimeter. Med andra ord, den mitogenetiska strålningen som upptäcktes av Gurvich var medium och nära ultraviolett med extremt låg intensitet. (Enligt moderna data är intensiteten ännu lägre - den är i storleksordningen tiotals fotoner / s per kvadratcentimeter.)
Figur: 3 Grafisk representation av effekterna av fyra experiment. Den positiva riktningen (ovanför abscissaxeln) betyder övervägande av mitos på den bestrålade sidan.
En naturlig fråga: hur är det med solspektrumets ultraviolett, påverkar det celldelningen? I experiment uteslöts en sådan effekt: i boken av A. G. Gurvich och L. D. Gurvich "Mitogenetisk strålning" (M., Medgiz, 1945), i avsnittet om metodiska rekommendationer, är det tydligt att fönstren under experimenten ska stängas, det bör inte finnas någon öppen eld och källor till elektriska gnistor i laboratorier. Dessutom åtföljdes experimenten nödvändigtvis av kontroller. Det bör emellertid noteras att UV-solens intensitet är mycket högre, därför bör dess effekt på levande föremål i naturen, troligen, vara helt annorlunda.
Arbetet med detta ämne blev ännu mer intensivt efter övergången till A. G. Gurvich 1925 vid Moskva universitet - han valdes enhälligt som chef för institutionen för histologi och embryologi vid medicinska fakulteten. Mitogenetisk strålning hittades i jäst- och bakterieceller, klyvande ägg från sjöborrar och amfibier, vävnadskulturer, celler av maligna tumörer, nervösa (inklusive isolerade axoner) och muskelsystem, blod från friska organismer. Som framgår av listan släpptes också icke-fissila vävnader - låt oss komma ihåg detta.
Utvecklingsstörningar hos sjöborrelarver som hålls i förseglade kvartsfartyg under påverkan av långvarig mitogenetisk strålning av bakteriekulturer på 30-talet av XX-talet studerades av J. och M. Magrou vid Pasteur Institute. (Idag genomförs sådana studier med embryon av fisk och amfibier vid biofacierna vid Moskva statsuniversitetet av A. B. Burlakov.)
En annan viktig fråga som forskarna ställde på samma år: hur långt sprider strålningens verkan i levande vävnad? Läsaren kommer ihåg att en lokal effekt observerades i experimentet med lökrötter. Finns det förutom honom också långsiktig handling? För att fastställa detta genomfördes modellförsök: med lokal bestrålning av långa rör fyllda med lösningar av glukos, pepton, nukleinsyror och andra biomolekyler, utbreddes strålningen genom röret. Förökningshastigheten för den så kallade sekundära strålningen var cirka 30 m / s, vilket bekräftade antagandet om processens strålningskemiska natur. (I moderna termer, biomolekyler, absorberande UV-fotoner, fluorescerade, avger en foton med en längre våglängd. Fotonerna gav i sin tur upphov till efterföljande kemiska transformationer.)i vissa experiment observerades strålningsutbredning längs hela biologiska objektets längd (till exempel i samma bågs långa rötter).
Gurvich och hans medarbetare visade också att den mycket dämpade ultravioletta strålningen av en fysisk källa också främjar celldelning i lökrötterna, liksom en biologisk induktor.
Fotoner leder
Var kommer UV-strålning från en levande cell? A. G. Gurvich och medarbetare registrerade spektra av enzymatiska och enkla oorganiska redoxreaktioner i sina experiment. Under en tid förblev frågan om källorna till mitogenetisk strålning öppen. Men 1933, efter publiceringen av hypotesen från fotokemisten V. Frankenburger, blev situationen med ursprunget till intracellulära fotoner tydlig. Frankenburger trodde att källan till uppkomsten av ultraviolett kvanta med hög energi var sällsynta handlingar av rekombination av fria radikaler som uppträder under kemiska och biokemiska processer och på grund av deras sällsynthet inte påverkade reaktionernas totala energibalans.
Energin som frigörs under rekombinationen av radikaler absorberas av substratmolekylerna och avges med ett spektrum som är karakteristiskt för dessa molekyler. Detta schema förfinades av N. N. Semyonov (framtida nobelpristagare) och i denna form ingick i alla efterföljande artiklar och monografier om mitogenes. Den moderna studien av levande systemers kemiluminescens har bekräftat riktigheten av dessa åsikter, som är allmänt accepterade idag. Här är bara ett exempel: fluorescerande proteinstudier.
Naturligtvis absorberas olika kemiska bindningar i proteinet, inklusive peptidbindningar - i mitten ultraviolett (mest intensivt - 190-220 nm). Men aromatiska aminosyror, särskilt tryptofan, är relevanta för fluorescensstudier. Den har ett absorptions maximum vid 280 nm, fenylalanin vid 254 nm och tyrosin vid 274 nm. Absorberande ultraviolett kvanta avger dessa aminosyror sedan i form av sekundär strålning - naturligtvis med en längre våglängd, med ett spektrum som är karakteristiskt för ett givet proteintillstånd. Om åtminstone en tryptofanrest finns i proteinet, kommer det bara att fluorescera - energin som absorberas av resterna av tyrosin och fenylalanin omfördelas till den. Fluorescensspektrumet för en tryptofanrest beror starkt på miljön - oavsett om återstoden är, till exempel, nära ytan på kula eller inuti, etc.och detta spektrum varierar i bandet 310-340 nm.
A. G. Gurvich och hans kollegor visade i modellexperiment på peptidsyntes att kedjeprocesser som involverar fotoner kan leda till klyvning (fotodissociation) eller syntes (fotosyntes). Fotodissocieringsreaktioner åtföljs av strålning, medan fotosyntesprocesser inte avger.
Nu blev det klart varför alla celler avger, men under mitos - särskilt starkt. Processen med mitos är energiintensiv. Om ackumulering och energiförbrukning i en växande cell går parallellt med de assimilativa processerna, förbrukas den energi som lagras av cellen i intervallet endast under mitos. Sönderdelningen av komplexa intracellulära strukturer (till exempel kärnans skal) och den energikrävande reversibla skapandet av nya - till exempel kromatinsuperbatterier, äger rum.
A. G. Gurvich och hans kollegor utförde också arbete med registrering av mitogenetisk strålning med fotonräknare. Förutom Gurvich-laboratoriet vid Leningrad IEM, är dessa studier också i Leningrad, vid Phystech under A. F. Ioffe, ledd av G. M. Frank, tillsammans med fysiker Yu. B. Khariton och S. F. Rodionov.
I väst var sådana framstående specialister som B. Raevsky och R. Oduber engagerade i registreringen av mitogenetisk strålning med hjälp av fotomultiplikatorrör. Vi bör också komma ihåg G. Barth, en student till den berömda fysikern W. Gerlach (grundare av kvantitativ spektralanalys). Bart arbetade i två år på laboratoriet hos A. G. Gurvich och fortsatte sin forskning i Tyskland. Han erhöll tillförlitliga positiva resultat som arbetade med biologiska och kemiska källor och gav dessutom ett viktigt bidrag till metodiken för att upptäcka ultravatt strålning. Barth utförde preliminär känslighetskalibrering och val av fotomultiplikatorer. Idag är denna procedur obligatorisk och rutinmässig för alla som är involverade i att mäta svaga ljusflöden. Men det var exakt försummelsen av detta och några andra nödvändiga krav som hindrade ett antal forskare från förkrigstiden att få övertygande resultat.
Idag har imponerande data om registrering av superweak-strålning från biologiska källor erhållits vid International Institute of Biophysics (Tyskland) under ledning av F. Popp. Men några av hans motståndare är skeptiska till dessa verk. De tenderar att tro att biofotoner är metaboliska biprodukter, ett slags ljusbrus som inte har någon biologisk betydelse. "Utsläpp av ljus är ett helt naturligt och självklart fenomen som följer med många kemiska reaktioner," betonar fysikern Rainer Ulbrich vid universitetet i Göttingen. Biologen Gunther Rothe bedömer situationen på följande sätt:”Biofotoner existerar utan tvekan - idag bekräftas detta otvetydigt av mycket känsliga anordningar som står till förfogande för modern fysik. Vad gäller Popps tolkning (vi pratar omatt kromosomer förmodligen avger koherenta fotoner. - Notera. Ed.), Då är detta en vacker hypotes, men den föreslagna experimentella bekräftelsen är fortfarande helt otillräcklig för att erkänna dess giltighet. Å andra sidan måste vi ta hänsyn till att det är mycket svårt att få bevis i detta fall, eftersom för det första intensiteten hos denna fotonstrålning är mycket låg, och för det andra är de klassiska metoderna för att upptäcka laserljus som används i fysiken svåra att tillämpa här.och för det andra är de klassiska metoderna för att upptäcka laserljus som används i fysik svåra att tillämpa här.och för det andra är de klassiska metoderna för att detektera laserljus som används i fysik svåra att tillämpa här.
Kontrollerad ojämvikt
Reglerande fenomen i protoplasma A. G. Gurvich började spekulera efter sina tidiga experiment med att centrifugera befruktade ägg av paddor och hästdjur. Nästan 30 år senare, när förståelsen av resultaten av mitogenetiska experiment, fick detta ämne en ny drivkraft. Gurvich är övertygad om att den strukturella analysen av ett materialunderlag (en uppsättning biomolekyler) som reagerar på yttre påverkan, oavsett dess funktionella tillstånd, är meningslös. A. G. Gurvich formulerar den fysiologiska teorin om protoplasma. Kärnan är att levande system har en specifik molekylär anordning för energilagring, vilket i grund och botten är obevakat. I en generaliserad form är detta en fixering av idén att ett tillströmning av energi är nödvändigt för kroppen inte bara för tillväxt eller utförande av arbetet, utan främst för att upprätthålla detta tillstånd,som vi kallar levande.
Forskarna uppmärksammade det faktum att en explosion av mitogenetisk strålning nödvändigtvis observerades när energiflödet var begränsat, vilket upprätthöll en viss nivå av metabolism i det levande systemet. (Genom att "begränsa flödet av energi" bör förstås en minskning av aktiviteten i enzymatiska system, undertryckning av olika processer för transmembrantransport, en minskning av syntesnivån och förbrukningen av högenergiföreningar - det vill säga alla processer som ger cellen energi - till exempel med reversibel kylning av ett föremål eller med mild anestesi.) Gurvich formulerade konceptet extremt labila molekylära formationer med en ökad energipotential, utan jämvikt i naturen och förenas av en gemensam funktion. Han kallade dem icke-jämviktsmolekylära konstellationer (NMC).
A. G. Gurvich trodde att det var upplösningen av NMC, störningen av organisationen av protoplasma, som orsakade en strålning av strålning. Här har han mycket gemensamt med idéerna från A. Szent-Györgyi om migrering av energi längs de allmänna energinivåerna för proteinkomplex. Liknande idéer för att underbygga naturen av "biofotonisk" strålning uttrycks nu av F. Popp - han kallar de migrerande exciteringsregionerna "polariton". Ur fysikens synvinkel finns det inget ovanligt här. (Vilken av de för närvarande kända intracellulära strukturerna kan vara lämplig för rollen som NMC i Gurvichs teori - denna intellektuella övning kommer att lämnas till läsaren.)
Det visades också experimentellt att strålning också uppstår när ett substrat påverkas mekaniskt - under centrifugering eller applicering av en svag spänning. Detta gjorde det möjligt att säga att NMC: er också har rumslig ordning, vilket stördes både av mekaniskt inflytande och genom begränsning av energiflödet.
Vid första anblicken märks det att NMC, vars existens beror på energiinflödet, är mycket lika de dissipativa strukturerna som uppstår i termodynamiskt icke-quilibrium-system, som upptäcktes av Nobelpristagaren I. R. Prigogine. Men alla som har studerat sådana strukturer (till exempel Belousov-Zhabotinsky-reaktionen) vet väl att de inte reproduceras exakt exakt från erfarenhet till erfarenhet, även om deras allmänna karaktär kvarstår. Dessutom är de extremt känsliga för den minsta förändringen av parametrarna för en kemisk reaktion och yttre förhållanden. Allt detta innebär att eftersom levande föremål också är icke-jämviktsformationer, kan de inte bibehålla den unika dynamiska stabiliteten i deras organisation endast på grund av energiflödet. En enda beställningsfaktor i systemet krävs också. Denna faktor A. G. Gurvich kallade det ett biologiskt fält.
Gurvich anslöt källan till fältet med centrum av cellen, senare med kärnan, och i den slutliga versionen av teorin med kromosomerna. Han anser att fältet har sitt ursprung under kromatintransformationerna (syntesen), och kromatinområdet kunde bli källan till fältet endast i fältet i grannregionen, som redan var i detta tillstånd. Objektets fält som helhet, enligt de senare idéerna från Gurvich, fanns som summan av cellerna.
I en kort sammanfattning ser den slutliga versionen av den biologiska (cellulära) fältteorin så ut. Fältet har en vektor, inte en kraft, karaktär. (Vi påminner er: ett kraftfält är ett område i rymden, vid varje punkt som en viss kraft verkar på ett testobjekt som är placerat i det, till exempel ett elektromagnetiskt fält. Ett vektorfält är ett område i rymden, vid varje punkt som en viss vektor ges, till exempel hastighetsvektorerna för partiklar i en rörlig vätska.) Molekyler som är i ett upphetsat tillstånd och därmed har ett överskott av energi faller under vektorfältets verkan. De får en ny orientering, deformeras eller rör sig i fältet inte på bekostnad av dess energi (det vill säga inte på samma sätt som det händer med en laddad partikel i ett elektromagnetiskt fält), utan genom att spendera sin egen potentiella energi. En betydande del av denna energi omvandlas till kinetisk energi; när överskottsenergin förbrukas och molekylen återgår till ett opåverkat tillstånd, stoppar fältets effekt på det. Som ett resultat bildas rumlig-temporär ordning i det cellulära fältet - NMC bildas, kännetecknat av en ökad energipotential.
I en förenklad form kan följande jämförelse klargöra detta. Om molekylerna som rör sig i cellen är bilar, och deras överskottsenergi är bensin, bildar det biologiska fältet befrielsen från terrängen som bilarna kör på. Genom att följa "lättnaden" bildar molekyler med liknande energikarakteristik NMC. De, som redan nämnts, förenas inte bara energiskt, utan också av en gemensam funktion, och existerar för det första på grund av tillströmningen av energi (bilar kan inte gå utan bensin), och för det andra på grund av det biologiska fältets (off-road) ordning bilen passerar inte). Enskilda molekyler kommer konstant in i och lämnar NMC, men hela NMC förblir stabilt tills värdet på energiflödet som matar det ändras. Med en minskning i dess värde sönderdelas NMC och energin lagrad i den frigörs.
Föreställ dig nu att i ett visst område av levande vävnad har inflödet av energi minskat: NMC: s sönderfall har blivit mer intensivt, därför har strålningsintensiteten ökat, den som kontrollerar mitos. Naturligtvis är mitogenetisk strålning nära besläktad med fältet - även om det inte är en del av det! Som vi minns emitteras överskottsenergi under sönderfall (spridning), som inte mobiliseras i NMC och inte är involverat i syntesprocesserna; just för att i de flesta celler processerna för assimilering och spridning sker samtidigt, om än i olika proportioner, har cellerna en karakteristisk mitogenetisk regim. Situationen är exakt densamma med energiflöden: fältet påverkar inte direkt deras intensitet, men genom att bilda en rumslig "lättnad" kan den effektivt reglera deras riktning och distribution.
A. G. Gurvich arbetade med den slutliga versionen av fältteorin under de svåra krigsåren. "Teorin om det biologiska fältet" publicerades 1944 (Moskva: Soviet Science) och i den efterföljande utgåvan på franska - 1947. Teorin om cellulära biologiska fält har orsakat kritik och missförstånd även bland anhängare av det tidigare konceptet. Deras huvudsakliga anklagelse var att Gurvich påstås överge ideen om helheten och återvände till principen om interaktion mellan enskilda element (det vill säga fälten för enskilda celler), som han själv förkastade. I artikeln "Begreppet" helheten "mot bakgrund av teorin om det cellulära fältet" (Samling "Fungerar med mitogenes och teorin om biologiska fält." M.: Publishing of the AMN, 1947) A. G. Gurvich visar att detta inte är fallet. Eftersom fälten som genereras av enskilda celler sträcker sig utöver deras gränser,och fältvektorerna summeras när som helst i rymden enligt reglerna för geometrisk tillägg, det nya konceptet underbygger begreppet ett "verkligt" fält. Detta är i själva verket ett dynamiskt integrerat fält för alla celler i ett organ (eller organism), som förändras över tid och har egenskaperna för en helhet.
Sedan 1948 har A. G. Gurvich tvingas koncentrera sig huvudsakligen i den teoretiska sfären. Efter augusti-sessionen i VASKhNIL såg han inte möjligheten att fortsätta arbeta vid Institutet för experimentell medicin vid den ryska akademin för medicinska vetenskaper (den chef som han varit sedan institutet grundades 1945) och i början av september ansökte han till Akademins presidium om pension. Under de sista åren av sitt liv skrev han många verk om olika aspekter av biologisk fältteori, teoretisk biologi och biologisk forskningsmetodik. Gurvich betraktade dessa verk som kapitel i en enda bok, som publicerades 1991 under titeln "Principles of Analytical Biology and Theory of Cell Fields" (Moskva: Nauka).
Empati utan förståelse
Verken av A. G. Gurvich om mitogenes före andra världskriget var mycket populärt både i vårt land och utomlands. I laboratoriet i Gurvich studerades processerna för cancerframkallande aktivt, i synnerhet visades det att blod från cancerpatienter, till skillnad från friska människors blod, inte är en källa till mitogenetisk strålning. 1940 A. G. Gurvich tilldelades statspriset för sitt arbete med den mitogenetiska studien av cancerproblemet. Gurvichs "fält" -koncept hade aldrig stor popularitet, även om de alltid väckte stort intresse. Men detta intresse för hans arbete och rapporter har ofta varit ytligt. A. A. Lyubishchev, som alltid kallade sig en student av A. G. Gurvich beskrev denna attityd som "sympati utan förståelse."
Under vår tid har sympati ersatts av fientlighet. Ett betydande bidrag till att diskreditera A. G. Gurvich introducerades av några efterföljande följare, som tolkade forskarens tankar "enligt deras egen förståelse." Men det viktigaste är inte ens det. Gurvichs idéer visade sig vara utanför den väg som den "ortodoxa" biologin tog. Efter upptäckten av den dubbla helixen dykte upp nya och attraktiva perspektiv inför forskarna. Kedjan "gen - protein - tecken" lockade till med sin konkretitet, tycks vara enkel att få ett resultat. Naturligtvis blev molekylärbiologi, molekylär genetik, biokemi huvudströmmar, och icke-genetiska och icke-enzymatiska kontrollprocesser i levande system drevs gradvis till vetenskapens periferi, och deras studie började betraktas som en tvivelaktig, oseriös ockupation.
För moderna fysikalisk-kemiska och molekylära grenar av biologi är förståelsen för integritet främmande, vilket A. G. Gurvich ansåg det vara en grundläggande egenskap för levande saker. Å andra sidan jämställs praktiskt taget med att få ny kunskap. Forskning på den kemiska sidan av fenomen föredras. I studien av kromatin förskjuts tonvikten till den primära strukturen för DNA, och i den föredrar de att se primärt en gen. Även om ojämnheten i biologiska processer formellt erkänns, tilldelar ingen den en viktig roll: den överväldigande majoriteten av arbetena syftar till att skilja mellan "svart" och "vit", närvaron eller frånvaron av protein, aktiviteten eller inaktiviteten av en gen. (Det är inte för ingenting att termodynamik bland studenter vid biologiska universitet är en av de mest oälskade och dåligt upplevda grenarna av fysik.) Vad har vi förlorat ett halvt sekel efter Gurvich,hur stora förlusterna är - vetenskapens framtid kommer att säga svaret.
Förmodligen har biologin ännu inte sammanställt idéer om levande tingens grundläggande integritet och ojämvikt, om en enda beställningsprincip som säkerställer denna integritet. Och kanske Gurvichs idéer är fortfarande framåt, och deras historia börjar precis.
O. G. Gavrish, kandidat för biologiska vetenskaper
"Kemi och liv - XXI Century"