Fjerngentransmission: forskning af videnskabsmanden Alexander Gurvich

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

I det sene forår 1906 blev Alexander Gavrilovich Gurvich, i midten af trediverne allerede en kendt videnskabsmand, demobiliseret fra hæren. Under krigen med Japan tjente han som læge i det bagerste regiment stationeret i Chernigov. (Det var der, Gurvich, med hans egne ord, "flugt fra tvungen lediggang", skrev og illustrerede "Atlas og essay om embryologi af hvirveldyr", som blev udgivet på tre sprog i de næste tre år).

Nu rejser han med sin unge kone og lille datter for hele sommeren til Rostov den Store - til sin kones forældre. Han har intet arbejde, og han ved stadig ikke, om han bliver i Rusland eller skal til udlandet igen.

Bag det medicinske fakultet ved universitetet i München, afhandlingsforsvar, Strasbourg og universitetet i Bern. Den unge russiske videnskabsmand er allerede bekendt med mange europæiske biologer, hans eksperimenter er meget værdsat af Hans Driesch og Wilhelm Roux. Og nu - tre måneders fuldstændig isolation fra videnskabeligt arbejde og kontakter med kolleger.

Denne sommer har A. G. Gurvich reflekterer over spørgsmålet, som han selv formulerede således: "Hvad vil det sige, at jeg kalder mig selv biolog, og hvad vil jeg egentlig vide?" I betragtning af den grundigt undersøgte og illustrerede proces med spermatogenese kommer han til den konklusion, at essensen af manifestationen af levende ting består i forbindelser mellem separate begivenheder, der forekommer synkront. Dette bestemte hans "synsvinkel" i biologi.

Den trykte arv fra A. G. Gurvich - mere end 150 videnskabelige artikler. De fleste af dem blev udgivet på tysk, fransk og engelsk, som var ejet af Alexander Gavrilovich. Hans arbejde efterlod et lysende mærke 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 til at introducere begrebet "felt" i biologien. Udviklingen af det biologiske feltkoncept var hovedtemaet i hans arbejde og varede i mere end et årti. I løbet af denne tid har Gurvichs syn på det biologiske felts natur undergået dybe forandringer, men de talte altid om feltet som en enkelt faktor, der bestemmer retningen og ordenen af biologiske processer.

Det er overflødigt at sige, hvilken trist skæbne der ventede dette koncept i det næste halve århundrede. Der var mange spekulationer, hvis forfattere hævdede at have forstået den fysiske natur af det såkaldte "biofelt", nogen påtog sig straks at behandle mennesker. Nogle henviste til A. G. Gurvich, uden overhovedet at bekymre sig om forsøg på at dykke ned i betydningen af sit værk. Flertallet kendte ikke til Gurvich og henviste heldigvis ikke til det, da hverken til selve udtrykket "biofelt" eller til forskellige forklaringer på dets handling fra A. G. Gurvich har intet med det at gøre. Ikke desto mindre forårsager ordene "biologisk felt" i dag utilsløret skepsis blandt uddannede samtalepartnere. Et af målene med denne artikel er at fortælle læserne den sande historie om ideen om et biologisk felt i videnskaben.

Hvad bevæger celler

A. G. Gurvich var ikke tilfreds med den teoretiske biologis tilstand i begyndelsen af det 20. århundrede. Han var ikke tiltrukket af den formelle genetiks muligheder, da han var klar over, at problemet med "overførsel af arvelighed" er fundamentalt forskelligt fra problemet med "implementering" af egenskaber i kroppen.

Biologiens måske vigtigste opgave den dag i dag er søgen efter et svar på det "barnlige" spørgsmål: hvordan opstår levende væsener i al deres mangfoldighed fra en mikroskopisk kugle af en enkelt celle? Hvorfor danner delende celler ikke formløse klumpede kolonier, men komplekse og perfekte strukturer af organer og væv? I datidens udviklingsmekanik blev den kausal-analytiske tilgang foreslået af W. Ru vedtaget: udviklingen af embryoet er bestemt af en mangfoldighed af rigide årsag-og-virkning-forhold. Men denne tilgang stemte ikke overens med resultaterne af eksperimenterne fra G. Driesch, som beviste, at eksperimentelt forårsagede skarpe afvigelser muligvis ikke forstyrrer en vellykket udvikling. Samtidig dannes enkelte dele af kroppen slet ikke ud fra de strukturer, der er normale – men de er dannet! På samme måde forløb videreudviklingen i Gurvichs egne eksperimenter, selv med intensiv centrifugering af paddeæg, der krænker deres synlige struktur, ligetil sidst - det vil sige, den endte på samme måde som i intakte æg.

Ris. 1 figurer A. G. Gurvich fra 1914 - skematiske billeder af cellelag i neuralrøret på et hajfoster. 1 - initial formation konfiguration (A), efterfølgende konfiguration (B) (fed linje - observeret form, stiplet - antaget), 2 - initial (C) og observeret konfiguration (D), 3 - initial (E), forudsagt (F) … Vinkelrette linjer viser cellernes lange akser - "hvis du bygger en kurve vinkelret på celleakserne i et givet udviklingsmoment, kan du se, at det vil falde sammen med konturen af et senere udviklingsstadium af dette område"

A. G. Gurvich gennemførte en statistisk undersøgelse af mitoser (celledelinger) i symmetriske dele af det udviklende embryo eller enkelte organer og underbyggede konceptet om en "normaliserende faktor", hvorfra begrebet et felt senere opstod. Gurvich fastslog, at en enkelt faktor styrer det overordnede billede af fordelingen af mitoser i dele af embryoet, uden overhovedet at bestemme den nøjagtige tid og placering af hver af dem. Uden tvivl var forudsætningen for feltteori indeholdt i den berømte Driesch-formel "et grundstofs fremtidige skæbne bestemmes af dets position som helhed." Kombinationen af denne idé med normaliseringsprincippet fører Gurvich til en forståelse af orden i det levende som "underordning" af elementer til en enkelt helhed - i modsætning til deres "samspil". I sit værk "Heredity as a Process of Realization" (1912) udvikler han for første gang begrebet det embryonale felt - morfen. 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 helhedens rumlige koordinater.

Derefter begyndte Gurvich at lede efter en formulering af loven, der beskriver bevægelsen af celler i processen med morfogenese. Han fandt ud af, at under udviklingen af hjernen i haj-embryoner, "var de lange akser af cellerne i det indre lag af det neurale epitel orienteret på et givet tidspunkt ikke vinkelret på overfladen af formationen, men på en vis (15- 20 ') vinkel til det. Vinklernes orientering er naturlig: hvis man konstruerer en kurve vinkelret på celleakserne i et givet udviklingsmoment, kan man se, at den vil falde sammen med konturen af et senere trin 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 bygge den ønskede form.

For at forklare disse observationer har A. G. Gurvich introducerede konceptet om en "kraftoverflade", der falder sammen med konturen af rudimentets endelige overflade og styrer bevægelsen af celler. Gurvich var dog selv klar over denne hypoteses ufuldkommenhed. Ud over kompleksiteten af den matematiske form var han ikke tilfreds med konceptets "teleologi" (det så ud til at underordne cellernes bevægelse til en ikke-eksisterende, fremtidig form). I det efterfølgende værk "On the concept of embryonic fields" (1922) "betragtes den endelige konfiguration af rudimentet ikke som en attraktiv kraftoverflade, men som den ækvipotentielle overflade af feltet, der udgår fra punktkilder." I samme værk blev begrebet "morfogenetisk felt" introduceret for første gang.

Spørgsmålet blev stillet af Gurvich så bredt og udtømmende, at enhver teori om morfogenese, der måtte opstå i fremtiden, i bund og grund blot vil være en anden slags feltteori.

L. V. Belousov, 1970

Biogen ultraviolet

"Grunden og rødderne til problemet med mitogenese blev lagt i min aldrig aftagende interesse for det mirakuløse fænomen karyokinesis (det er sådan mitose blev 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 laboratoriet i Gurvich og snart kom i generel brug, svarer til begrebet "mitogenetisk stråling" - meget svag ultraviolet stråling af dyre- og plantevæv, der stimulerer celledelingsprocessen (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 - hvad enten det er strengt organiserede mitoser af de første faser af ægspaltning eller tilsyneladende tilfældige mitoser i vævene i et voksent dyr eller en plante. Gurvich mente, at kun anerkendelsen af organismens integritet ville gøre det muligt at kombinere processerne på de molekylære og cellulære niveauer med de topografiske træk ved fordelingen af mitoser.

Siden begyndelsen af 1920'erne har 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 lagde en opslæmning af knuste celler på plantevæv 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 f.eks. små celler deler sig mere ofte end store. Gurvich foreslog, at hele pointen er i strukturen af celleoverfladen: måske i unge celler er overfladeelementerne organiseret på en særlig måde, som er gunstige for opfattelsen af signaler, og efterhånden som cellen vokser, forstyrres denne organisation. (Selvfølgelig var der ikke noget begreb om hormonreceptorer på det tidspunkt.)

Men hvis denne antagelse er korrekt, og den rumlige fordeling af nogle elementer er vigtig for opfattelsen af signalet, tyder antagelsen på, at signalet måske ikke er kemisk, men fysisk af natur: for eksempel stråling, der påvirker nogle strukturer i cellen overfladen er resonans. Disse overvejelser blev i sidste ende bekræftet i et eksperiment, der senere blev almindeligt kendt.

Ris. 2 Induktion af mitose i spidsen af løgroden (tegning fra værket "Das Problem der Zellteilung physiologisch betrachtet", Berlin, 1926). Forklaringer i teksten

Her er en beskrivelse af dette eksperiment, som blev udført i 1923 på Krim Universitet. Den emitterende rod (induktor), forbundet med pæren, blev styrket vandret, og dens spids blev rettet mod meristemzonen (det vil sige til celleproliferationszonen, i dette tilfælde også placeret nær rodspidsen. - Red. Bemærk) 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 præcist markeret, fikseret og skåret i en række langsgående sektioner, der løb parallelt med det mediale plan. Snit blev undersøgt under et mikroskop, og antallet af mitoser blev talt på den bestrålede side og kontrolsiden.

På det tidspunkt vidste man allerede, at uoverensstemmelsen mellem antallet af mitoser (normalt 1000-2000) i begge halvdele af rodspidsen normalt ikke overstiger 3-5%. Således vidnede "en betydelig, systematisk, skarpt begrænset overvægt i antallet af mitoser" i den opfattende rods centrale zone - og det var det, forskerne så på snittene - uomtvisteligt om påvirkningen fra en ydre faktor. Noget, der kom fra spidsen af induktorroden, 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. Påvirkningen spredte sig i form af en smal parallel stråle - så snart den inducerende rod blev afbøjet lidt til siden, forsvandt effekten. Det forsvandt også, da der blev lagt en glasplade mellem rødderne. Men hvis pladen var lavet af kvarts, vedblev effekten! Dette tydede på, at strålingen var ultraviolet. Senere blev dens spektrale grænser indstillet mere præcist - 190-330 nm, og den gennemsnitlige intensitet blev estimeret til niveauet 300-1000 fotoner / s pr. kvadratcentimeter. Med andre ord var den mitogenetiske stråling opdaget af Gurvich medium og nær ultraviolet med ekstrem lav intensitet. (Ifølge moderne data er intensiteten endnu lavere - den er i størrelsesordenen snesevis af fotoner / s pr. kvadratcentimeter.)

Ris. 3 Grafisk fremstilling af virkningerne af fire eksperimenter. Den positive retning (over abscisseaksen) betyder overvægten af mitose på den bestrålede side

Et naturligt spørgsmål: hvad med solspektrets ultraviolette lys, påvirker det celledeling? I eksperimenter blev en sådan effekt udelukket: i bogen af A. G. Gurvich og L. D. Gurvich "Mitogenetic stråling" (M., Medgiz, 1945), i afsnittet om metodiske anbefalinger, er det klart angivet, at vinduerne under eksperimenter skal lukkes, der bør ikke være åbne flammer og kilder til elektriske gnister i laboratorier. Derudover var eksperimenterne nødvendigvis ledsaget af kontroller. Det skal dog bemærkes, at intensiteten af sol-UV er betydeligt højere, derfor bør dens effekt på levende genstande i naturen højst sandsynligt være helt anderledes.

Arbejdet med dette emne blev endnu mere intensivt efter overgangen til A. G. Gurvich i 1925 ved Moskva Universitet - han blev enstemmigt valgt til leder af Institut for Histologi og Embryologi ved Det Medicinske Fakultet. Mitogenetisk stråling blev fundet i gær- og bakterieceller, spaltende æg fra søpindsvin og padder, vævskulturer, celler af ondartede tumorer, nerve- (inklusive isolerede axoner) og muskelsystemer, blod fra sunde organismer. Som det kan ses på listen, udsendte ikke-spalteligt væv også - lad os huske dette faktum.

Udviklingsforstyrrelser af søpindsvinlarver holdt i forseglede kvartsbeholdere under påvirkning af langvarig mitogenetisk stråling af bakteriekulturer i 30'erne af det XX århundrede blev undersøgt af J. og M. Magrou ved Pasteur Institute. (I dag udføres lignende undersøgelser med fisk og paddeembryoner på biofacies af Moscow State University af A. B. Burlakov.)

Et andet vigtigt spørgsmål, som forskerne stillede sig selv i de samme år: hvor langt spredes strålingens virkning i levende væv? Læseren vil huske, at der i forsøget med løgrødder blev observeret en lokal effekt. Er der udover ham også langdistanceaktion? For at fastslå dette blev der udført modelforsøg: med lokal bestråling af lange rør fyldt med opløsninger af glucose, pepton, nukleinsyrer og andre biomolekyler, forplantede strålingen sig gennem røret. Udbredelseshastigheden af den såkaldte sekundære stråling var omkring 30 m/s, hvilket bekræftede antagelsen om processens strålingskemiske karakter. (I moderne termer fluorescerede biomolekyler, der absorberede UV-fotoner, og udsendte en foton med en længere bølgelængde. Fotonerne gav til gengæld anledning til efterfølgende kemiske transformationer.) I nogle eksperimenter blev der faktisk observeret strålingsudbredelse langs hele længden af en biologisk genstand (for eksempel i de lange rødder af den samme bue).

Gurvich og hans medarbejdere viste også, at den stærkt svækkede ultraviolette stråling fra en fysisk kilde også fremmer celledeling i løgrødderne, ligesom en biologisk induktor.

Vores formulering af den grundlæggende egenskab ved et biologisk felt repræsenterer ikke i sit indhold nogen analogier med felter kendt i fysikken (selvom den naturligvis ikke modsiger dem).

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

Fotoner leder

Hvor kommer UV-stråling fra i en levende celle? A. G. Gurvich og kolleger registrerede i deres eksperimenter spektrene af enzymatiske og simple uorganiske redoxreaktioner. I nogen tid forblev spørgsmålet om kilderne til mitogenetisk stråling åbent. Men i 1933, efter offentliggørelsen af hypotesen om fotokemikeren V. Frankenburger, blev situationen med oprindelsen af intracellulære fotoner klar. Frankenburger mente, at kilden til forekomsten af højenergi-ultraviolette kvanter var sjældne handlinger af rekombination af frie radikaler, der forekommer under kemiske og biokemiske processer og på grund af deres sjældenhed ikke påvirkede den overordnede energibalance af reaktioner.

Den energi, der frigives 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 nobelpristager) og i denne form blev inkluderet i alle efterfølgende artikler og monografier om mitogenese. Den moderne undersøgelse af kemiluminescensen af levende systemer har bekræftet rigtigheden af disse synspunkter, som er almindeligt accepterede i dag. Her er blot et eksempel: fluorescerende proteinundersøgelser.

Selvfølgelig absorberes forskellige kemiske bindinger i proteinet, herunder peptidbindinger - i midten ultraviolet (mest intenst - 190-220 nm). Men til fluorescensundersøgelser er aromatiske aminosyrer, især tryptofan, relevante. Det har et absorptionsmaksimum ved 280 nm, phenylalanin ved 254 nm og tyrosin ved 274 nm. Disse aminosyrer absorberer ultraviolette kvanter og udsender dem derefter i form af sekundær stråling - naturligvis med en længere bølgelængde, med et spektrum, der er karakteristisk for en given tilstand af proteinet. Desuden, hvis mindst en tryptofanrest er til stede i proteinet, så vil kun den fluorescere - energien absorberet af tyrosin og phenylalaninrester omfordeles til det. Fluorescensspektret af tryptofanresten afhænger stærkt af miljøet - om resten er f.eks. nær overfladen af kuglen eller inde osv., og dette spektrum varierer i 310-340 nm båndet.

A. G. Gurvich og hans medarbejdere viste i modelforsøg på peptidsyntese, at kædeprocesser, der involverer fotoner, kan føre til spaltning (fotodissociation) eller syntese (fotosyntese). Fotodissociationsreaktioner ledsages af stråling, mens fotosynteseprocesserne ikke udsender.

Nu blev det klart, hvorfor alle celler udsender, men under mitose – især kraftigt. Processen med mitose er energikrævende. Desuden, hvis akkumuleringen og forbruget af energi i en voksende celle forløber parallelt med de assimilative processer, så forbruges energien, der er lagret af cellen i interfasen, kun under mitose. Der er en opløsning af komplekse intracellulære strukturer (for eksempel kernens skal) og energikrævende reversibel skabelse af nye - for eksempel kromatin-superspoler.

A. G. Gurvich og hans kolleger udførte også arbejde med registrering af mitogenetisk stråling ved hjælp af fotontællere. Ud over Gurvich-laboratoriet ved Leningrad IEM, er disse studier også i Leningrad, på Phystech under A. F. Ioffe, ledet af G. M. Frank, sammen med fysikerne Yu. B. Khariton og S. F. Rodionov.

I Vesten var så fremtrædende specialister som B. Raevsky og R. Oduber engageret i registreringen af mitogenetisk stråling ved hjælp af fotomultiplikatorrør. Vi bør også huske G. Barth, en elev af den berømte fysiker W. Gerlach (grundlægger af kvantitativ spektralanalyse). Barth arbejdede i to år i laboratoriet hos A. G. Gurvich og fortsatte sin forskning i Tyskland. Han modtog pålidelige positive resultater ved at arbejde med biologiske og kemiske kilder og ydede desuden et vigtigt bidrag til metoden til at detektere ultrasvag stråling. Barth udførte foreløbig følsomhedskalibrering og udvælgelse af fotomultiplikatorer. I dag er denne procedure obligatorisk og rutinemæssig for alle, der måler svage lysstrømme. Men det var netop forsømmelsen af dette og nogle andre nødvendige krav, der ikke gjorde det muligt for en række førkrigsforskere at opnå overbevisende resultater.

I dag er der indhentet imponerende data om registrering af supersvag stråling fra biologiske kilder på International Institute of Biophysics (Tyskland) under ledelse af F. Popp. Nogle af hans modstandere er dog 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. "Emissionen af lys er et helt naturligt og indlysende fænomen, der ledsager mange kemiske reaktioner," understreger fysikeren Rainer Ulbrich fra universitetet i Göttingen. Biolog Gunther Rothe vurderer situationen på følgende måde: "Biofotoner eksisterer uden tvivl - i dag bekræftes dette utvetydigt af meget følsomme apparater, som moderne fysik råder over. Hvad angår Popps fortolkning (vi taler om det faktum, at kromosomer angiveligt udsender sammenhængende fotoner. - Red. note), er dette en smuk hypotese, men den foreslåede eksperimentelle bekræftelse er stadig fuldstændig utilstrækkelig til at anerkende dens gyldighed. På den anden side skal vi tage i betragtning, at det er meget vanskeligt at skaffe beviser i dette tilfælde, fordi for det første er intensiteten af denne fotonstråling meget lav, og for det andet er de klassiske metoder til detektering af laserlys, der bruges i fysik, svært at anvende her."

Blandt biologiske værker udgivet fra dit land er der intet, der tiltrækker den videnskabelige verdens opmærksomhed mere end dit arbejde.

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

Kontrolleret uligevægt

Regulatoriske fænomener i protoplasma A. G. Gurvich begyndte at spekulere efter sine tidlige eksperimenter med at centrifugere befrugtede æg fra padder og pighuder. Næsten 30 år senere, da man forstod resultaterne af mitogenetiske eksperimenter, fik dette emne en ny fremdrift. Gurvich er overbevist om, at den strukturelle analyse af et materialesubstrat (et sæt biomolekyler), der reagerer på ydre påvirkninger, uanset dets funktionelle tilstand, er meningsløs. A. G. Gurvich formulerer den fysiologiske teori om protoplasma. Dens essens er, at levende systemer har et specifikt molekylært apparat til energilagring, som grundlæggende er uligevægt. I en generaliseret form er dette en fiksering af ideen om, at en tilstrømning af energi er nødvendig for kroppen, ikke kun for vækst eller arbejde, men primært for at opretholde den tilstand, vi kalder i live.

Forskerne henledte opmærksomheden på det faktum, at et udbrud af mitogenetisk stråling nødvendigvis blev observeret, når strømmen af energi var begrænset, hvilket opretholdt et vist niveau af metabolisme i det levende system. (Ved at "begrænse strømmen af energi" skal forstås et fald i aktiviteten af enzymatiske systemer, undertrykkelse af forskellige processer af transmembran transport, et fald i niveauet af syntese og forbrug af højenergiforbindelser - det vil sige alle processer, der forsyne cellen med energi - for eksempel med reversibel afkøling af en genstand eller med mild bedøvelse.) Gurvich formulerede konceptet om ekstremt labile molekylære formationer med et øget energipotentiale, uligevægt i naturen og forenet af en fælles funktion. Han kaldte dem non-equilibrium molekylære konstellationer (NMC'er).

A. G. Gurvich mente, at det var opløsningen af NMC, forstyrrelsen af organiseringen af protoplasma, der forårsagede et udbrud af stråling. Her har han meget til fælles med A. Szent-Györgyis ideer om migration af energi langs proteinkompleksernes generelle energiniveauer. Lignende ideer til at underbygge arten af "biofotonisk" stråling er udtrykt i dag af F. Popp - han kalder de migrerende excitationsområder for "polaritoner". Fra et fysiks synspunkt er der ikke noget usædvanligt her. (Hvilken af de aktuelt kendte intracellulære strukturer kunne være egnet til rollen som NMC i Gurvichs teori - vi vil overlade denne intellektuelle øvelse til læseren.)

Det er også vist eksperimentelt, at stråling også opstår, når substratet er mekanisk påvirket af centrifugering eller påføring af en svag spænding. Dette gjorde det muligt at sige, at NMC også besidder rumlig orden, som blev forstyrret både af mekanisk påvirkning og af begrænsning af energistrømmen.

Ved første øjekast er det bemærkelsesværdigt, at NMC, hvis eksistens afhænger af tilstrømningen af energi, ligner meget de dissipative strukturer, der opstår i termodynamisk ikke-ligevægtssystemer, som blev opdaget af nobelpristageren I. R. Prigogine. Men enhver, der har studeret sådanne strukturer (for eksempel Belousov - Zhabotinsky-reaktionen), ved godt, at de ikke gengives helt nøjagtigt fra erfaring til oplevelse, selvom deres generelle karakter er bevaret. 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 objekter også er ikke-ligevægtsformationer, kan de ikke opretholde den unikke dynamiske stabilitet i deres organisation kun på grund af energistrømmen. En enkelt bestillingsfaktor for systemet er også påkrævet. Denne faktor A. G. Gurvich kaldte det et biologisk felt.

I et kort resumé ser den endelige version af den biologiske (cellulære) feltteori således ud. Feltet har en vektor, ikke en kraft, karakter. (Husk: et kraftfelt er et område i rummet, hvor en bestemt kraft virker på et testobjekt, der er placeret i det; for eksempel et elektromagnetisk felt. Et vektorfelt er et område i rummet, hvor hvert punkt en bestemt vektor er givet, for eksempel hastighedsvektorerne for partikler i en væske i bevægelse.) Molekyler, der er i en exciteret tilstand og dermed har et overskud af energi, falder ind under vektorfeltets påvirkning. De får en ny orientering, deformerer eller bevæger sig i feltet, ikke på grund af dets energi (det vil sige ikke på samme måde, som det sker med en ladet partikel i et elektromagnetisk felt), men bruger deres egen potentielle energi. En væsentlig del af denne energi omdannes til kinetisk energi; når den overskydende energi er brugt og molekylet vender tilbage til en uexciteret tilstand, ophører feltets effekt på det. Som et resultat dannes spatio-temporal bestilling i det cellulære felt - NMC dannes, karakteriseret ved et øget energipotentiale.

I en forenklet form kan følgende sammenligning afklare dette. Hvis molekylerne, der bevæger sig i cellen, er biler, og deres overskudsenergi er benzin, så danner det biologiske felt aflastningen af det terræn, som bilerne kører på. Ved at adlyde "lettelsen" danner molekyler med lignende energikarakteristika NMC. De er, som allerede nævnt, forenet ikke kun energimæssigt, 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 felts ordnende handling (off-road vil bilen ikke passere). Individuelle molekyler kommer konstant ind i og forlader NMC, men hele NMC forbliver stabil, indtil værdien af energistrømmen, der fodrer den, ændres. Med et fald i dens værdi nedbrydes NMC, og energien, der er lagret i den, frigives.

Forestil dig nu, at i et bestemt område af levende væv er tilstrømningen af energi faldet: henfaldet af NMC er blevet mere intens, derfor er strålingsintensiteten steget, netop den, der styrer mitose. Naturligvis er mitogen stråling tæt knyttet til feltet – selvom det ikke er en del af det! Som vi husker, udsendes der under henfald (dissimilation) overskydende energi, som ikke mobiliseres i NMC og ikke er involveret i synteseprocesserne; netop fordi i de fleste celler foregår assimilerings- og dissimileringsprocesserne samtidigt, selvom cellerne i forskellige proportioner har et karakteristisk mitogenetisk regime. Det samme er tilfældet med energistrømme: feltet påvirker ikke direkte deres intensitet, men kan effektivt regulere deres retning og fordeling ved at danne en rumlig "relief".

A. G. Gurvich arbejdede på den endelige version af feltteorien i de svære krigsår. "Teori om det biologiske felt" blev udgivet i 1944 (Moskva: Sovjetvidenskab) og i den efterfølgende udgave på fransk - i 1947. Teorien om cellulære biologiske felter har forårsaget kritik og misforståelser selv blandt tilhængerne af det tidligere koncept. Deres vigtigste bebrejdelse var, at Gurvich angiveligt opgav ideen om helheden og vendte tilbage til princippet om interaktion mellem individuelle elementer (det vil sige felterne af individuelle celler), som han selv afviste. I artiklen "Begrebet" hele "i lyset af teorien om det cellulære felt" (Samling "Works on mitogenesis and theory of biologiske felter." Gurvich viser, at det 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 addition, underbygger det nye koncept konceptet om et "faktisk" felt. Det er faktisk et dynamisk integreret felt af alle celler i et organ (eller en organisme), der ændrer sig over tid og besidder egenskaberne af en helhed.

Siden 1948 har den videnskabelige aktivitet af A. G. Gurvich er tvunget til hovedsageligt at koncentrere sig om den teoretiske sfære. Efter august-sessionen for All-Union Agricultural Academy så han ikke muligheden for at fortsætte med at arbejde på Institut for Eksperimentel Medicin ved Det Russiske Akademi for Medicinske Videnskaber (hvis direktør han havde været siden instituttet blev grundlagt i 1945) og i begyndelsen af september søgte Akademiets Præsidium om pension. I de sidste år af sit liv skrev han mange værker om forskellige aspekter af biologisk feltteori, teoretisk biologi og biologisk forskningsmetodologi. 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).

Selve eksistensen af et levende system er strengt taget det mest dybtgående problem, i sammenligning med hvilket dets funktion forbliver eller burde forblive i skyggen.

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

"Empati uden forståelse"

Værker af A. G. Gurvich om mitogenese før Anden Verdenskrig var meget populære både i vores land og i udlandet. I laboratoriet i Gurvich blev kræftfremkaldende processer aktivt undersøgt, især blev det vist, at blodet fra kræftpatienter, i modsætning til blodet fra raske mennesker, 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 har aldrig nydt stor popularitet, selvom de uvægerligt vakte stor interesse. Men denne interesse for hans arbejde og rapporter har ofte forblevet overfladisk. A. A. Lyubishchev, der altid kaldte sig selv en elev af A. G. Gurvich beskrev denne holdning som "sympati uden forståelse."

I vor tid er sympati blevet erstattet af fjendtlighed. Et væsentligt bidrag til at miskreditere ideerne fra A. G. Gurvich blev introduceret af nogle kommende tilhængere, der fortolkede videnskabsmandens tanker "i henhold til deres egen forståelse." Men det vigtigste er ikke engang det. Gurvichs ideer befandt sig på sidelinjen af den "ortodokse" biologis vej. Efter opdagelsen af den dobbelte helix dukkede nye og dragende perspektiver op for forskere. Kæden "gen - protein - tegn" tiltrukket af sin konkrethed, tilsyneladende let at opnå et resultat. Naturligvis blev molekylærbiologi, molekylær genetik, biokemi mainstreams, og ikke-genetiske og ikke-enzymatiske kontrolprocesser i levende systemer blev gradvist skubbet til videnskabens periferi, og selve deres undersøgelse begyndte at blive betragtet som en tvivlsom, useriøs beskæftigelse.

For moderne fysisk-kemiske og molekylære grene af biologien er forståelsen af integritet fremmed, hvilket A. G. Gurvich betragtede levende tings grundlæggende egenskab. På den anden side sidestilles sønderdeling praktisk talt med tilegnelse af ny viden. Der gives fortrinsret til forskning i den kemiske side af fænomener. I studiet af kromatin flyttes vægten til den primære struktur af DNA, og i den ser man helst primært et gen. Selvom uligevægten mellem biologiske processer formelt erkendes, 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 uelskede og dårligt opfattede grene af fysikken.) Hvad har vi mistet i et halvt århundrede efter Gurvich, hvor store er tabene - svaret vil blive foranlediget af videnskabens fremtid.

Sandsynligvis har biologien endnu ikke assimileret ideer om den grundlæggende integritet og uligevægt af levende ting, om et enkelt ordensprincip, der sikrer denne integritet. Og måske er Gurvichs ideer stadig foran, og deres historie er lige begyndt.

O. G. Gavrish, kandidat for biologiske videnskaber