ПОДЛИННАЯ ИСТОРИЯ БИОПОЛЯ


ПОДЛИННАЯ ИСТОРИЯ БИОПОЛЯ

Автор: О. Г. Гавриш

Дата публикации: 03.01.21

В конце весны 1906 года Александр Гаврилович Гурвич, в свои тридцать с небольшим уже из-вестный учёный, демобилизовался из армии.
Во время войны с Японией он служил лекарем в тыловом полку, дислоцированном в Чернигове. (Именно там Гурвич, по его собственным словам, «спасаясь от вынужденного безделья», писал и иллюстрировал «Атлас и очерк эмбриологии позвоночных», который в последующие три года был издан на трёх языках). Теперь он уезжает с молодой супругой и маленькой дочкой на всё лето в Ростов Великий — к родителям жены. У него нет работы, и он ещё не знает, останется ли в России или вновь поедет за границу.
Позади медицинский факультет Мюнхенского университета, защита диссертации, Страсбург и Бернский университет. Молодой русский учёный уже знаком со многими европейскими биологами, его эксперименты высоко оценивают Ганс Дриш и Вильгельм Ру. И вот — три месяца полной оторванности от научной работы и контактов с коллегами.
В это лето А.Г. Гурвич размышляет над вопросом, который сам он формулировал так: «Что значит, что я называю себя биологом, и что, собственно, я хочу знать?» Тогда, рассматривая детально изу-ченный и проиллюстрированный процесс сперматогенеза, он приходит к выводу, что сущность про-явления живого состоит в связях между отдельными событиями, которые происходят синхронно. Это и определило его «угол зрения» в биологии.
Печатное наследие А.Г. Гурвича — более чем 150 научных работ. Большинство из них издано на не-мецком, французском и английском языках, которыми владел Александр Гаврилович. Работы его оставили яркий след в эмбриологии, цитологии, гистологии, гистофизиологии, общей биологии. Но пожалуй, правильно будет сказать, что «главным направлением его творческой деятельности была философия биологии» (из книги «Александр Гаврилович Гурвич. (1874-1954)». М.: Наука, 1970).
А.Г. Гурвич в 1912 году первым ввёл в биологию понятие «поле». Развитие концепции биологи-ческого поля было основной темой его творчества и длилось не одно десятилетие. За это время воз-зрения Гурвича на природу биологического поля претерпели глубокие изменения, однако всегда речь шла о поле как о едином факторе, определяющем направленность и упорядоченность биологических процессов.
Излишне говорить о том, какая печальная судьба ожидала эту концепцию в последующие полвека. Появилось множество спекуляций, авторы которых утверждали, что постигли физическую природу так называемого «биополя», кто-то тут же брался лечить людей. Некоторые ссылались на А.Г. Гур-вича, нимало не утруждая себя попытками вникнуть в смысл его работ. Большинство о Гурвиче не знали и, к счастью, не ссылались, поскольку ни к самому термину «биополе», ни к разного рода объ-яснениям его действия А.Г. Гурвич отношения не имеет. Тем не менее сегодня слова «биологическое поле» вызывают нескрываемый скепсис у образованных собеседников. Одна из целей данной статьи — рассказать читателям настоящую историю идеи биологического поля в науке.

Что движет клетками
А.Г. Гурвича не удовлетворяло состояние теоретической биологии начала XX века. Его не привлекали возможности формальной генетики, поскольку он сознавал, что проблема «передачи наследственности» коренным образом отличается от проблемы «осуществления» признаков в организме.
Может быть, главнейшая задача биологии и по сей день — поиски ответа на «детский» вопрос: ка-ким образом из микроскопического шарика единственной клетки возникают живые существа во всём их разнообразии? Почему делящиеся клетки образуют не бесформенные комья-колонии, а сложные и совершенные структуры органов и тканей?
В механике развития того времени был принят каузально-аналитический подход, предложенный В. Ру: развитие зародыша детерминируется множеством жёстких причинно-следственных связей. Но этот подход не согласовывался с результатами опытов Г. Дриша, доказавшего, что экспериментально вызванные резкие отклонения могут и не помешать благополучному развитию. При этом отдельные части организма формируются вовсе не из тех структур, что в норме, — но формируются! Точно так же в собственных опытах Гурвича даже при интенсивном центрифугировании яиц амфибий, нарушающем их видимую структуру, дальнейшее развитие происходило эквифинально — то есть завершалось так же, как и у неповрежденных яиц.
 
Рис. 1 На рисунках А.Г. Гурвича из работы 1914 года — схематические изображения клеточных пластов в нервной трубке зародыша акулы. 1 — исходная конфигурация пласта (А), последующая конфигурация (В) (жирная линия — наблюдаемая форма, штриховая — предполагаемая), 2 — исход-ная (С) и наблюдаемая конфигурации (D), 3 — исходная (Е), предсказанная (F). Перпендикулярными линиями показаны длинные оси клеток — «если построить кривую, перпендикулярную клеточным осям в данный момент развития, видно, что она совпадет с контуром более поздней стадии разви-тия данного участка»
А.Г. Гурвич провёл статистическое исследование митозов (клеточных делений) в симметричных частях развивающегося зародыша или отдельных органов и обосновал понятие «нормирующего фактора», из которого впоследствии выросла концепция поля. Гурвич установил, что единый фактор контролирует общую картину распределения митозов в частях зародыша, вовсе не определяя точное время и местоположение каждого из них. Несомненно, предпосылка теории поля содержалась ещё в знаменитой формуле Дриша «проспективная судьба элемента определяется его положением в целом».
Соединение этой идеи с принципом нормировки приводит Гурвича к пониманию упорядоченности в живом как «соподчинения» элементов единому целому — в противоположность их «взаимодейст-вию». В работе «Наследственность как процесс осуществления» (1912) он впервые развивает пред-ставление об эмбриональном поле — морфе. По сути, это было предложение разорвать порочный круг: объяснить возникновение неоднородности среди изначально однородных элементов как функ-цию положения элемента в пространственных координатах целого.
После этого Гурвич начал искать формулировку закона, описывающего перемещение клеток в про-цессе морфогенеза. Он установил, что при развитии головного мозга у зародышей акулы «длинные оси клеток внутреннего слоя нейрального эпителия ориентировались в каждый данный момент вре-мени не перпендикулярно к поверхности пласта, а под некоторым (15-20') углом к ней. Ориентация углов закономерна: если построить кривую, перпендикулярную клеточным осям в данный момент развития, видно, что она совпадет с контуром более поздней стадии развития данного участка» (рис. 1). Казалось, что клетки «знают», куда им наклоняться, куда тянуться, чтобы построить нуж-ную форму.
Чтобы объяснить эти наблюдения, А.Г. Гурвич ввёл понятие «силовой поверхности», совпадающей с контуром окончательной поверхности зачатка и направляющей движение клеток. Однако Гурвич сам сознавал несовершенство этой гипотезы. Помимо сложности математической формы, его не удовлетворяла «телеологичность» концепции (она как бы подчиняла движение клеток ещё не существующей, будущей форме). В последующей работе «О понятии эмбриональных полей» (1922) «окончательная конфигурация зачатка рассматривается не как притягивающая силовая поверхность, а как эквипотенциальная поверхность поля, исходящего от точечных источников». В этой же работе впервые вводится понятие «морфогенетическое поле».
Вопрос был поставлен Гурвичем настолько широко и исчерпывающе, что любая теория морфогене-за, которая может возникнуть впредь, будет, по существу, лишь ещё одной разновидностью теории поля.
Л.В. Белоусов, 1970

Биогенный ультрафиолет
«Основы и корни проблемы митогенеза были заложены в моём никогда не ослабевающем интересе к чудесному феномену кариокинеза (так ещё в середине прошлого века называли митоз. — Примеч. ред.)», — писал А.Г. Гурвич в 1941 году в автобиографических записках. «Митогенез» — рабочий термин, родившийся в лаборатории Гурвича и довольно скоро вошедший в общее употребление, равнозначен понятию «митогенетическое излучение» — очень слабое ультрафиолетовое излучение животных и растительных тканей, стимулирующее процесс клеточного деления (митоз).
А.Г. Гурвич пришёл к тому, что необходимо рассматривать митозы в живом объекте не как единич-ные события, а в совокупности, как нечто координированное — будь то строго организованные ми-тозы первых фаз дробления яйцеклетки или кажущиеся случайными митозы в тканях взрослого жи-вотного или растения. Гурвич полагал, что только признание целостности организма позволит объе-динить процессы молекулярного и клеточного уровней с топографическими особенностями распре-деления митозов.
С начала 20-х годов А.Г. Гурвич рассматривал различные возможности внешних влияний, стимули-рующих митоз. В поле его зрения была и концепция растительных гормонов, развиваемая в то время немецким ботаником Г. Габерландтом. (Он накладывал на растительную ткань кашицу из растёртых клеток и наблюдал, как клетки ткани начинают активнее делиться.) Но было непонятно, почему хи-мический сигнал не действует на все клетки одинаково, почему, скажем, мелкие клетки делятся чаще крупных. Гурвич предположил, что всё дело в структуре поверхности клеток: возможно, у молодых клеток элементы поверхности организованы особым образом, благоприятным для восприятия сигналов, а по мере роста клетки эта организация нарушается. (Представления о рецепторах гормонов тогда ещё, разумеется, не было.)
Однако если это предположение верно и для восприятия сигнала важно пространственное распреде-ление каких-то элементов, напрашивалось предположение, что сигнал может иметь не химическую, а физическую природу: скажем, излучение, воздействующее на какие-то структуры клеточной поверхности, резонансно. Эти соображения в конечном счёте были подтверждены в эксперименте, ставшем впоследствии широко известным.
Вот описание этого эксперимента, который был выполнен в 1923 году в Крымском университете. «Излучающий корешок (индуктор), соединённый с луковицей, укрепляли горизонтально, и его кон-чик направляли на меристемную зону (то есть на зону клеточного размножения, в данном случае также расположенную вблизи кончика корня. — Примеч. ред.) второго аналогичного корешка (де-тектора), закреплённого вертикально. Расстояние между корешками равнялось 2-3 мм» (рис. 2). По окончании экспозиции воспринимавший корешок точно маркировали, фиксировали и нарезали на серию продольных срезов, идущих параллельно медиальной плоскости. Срезы изучали под микро-скопом и подсчитывали количество митозов на облучённой и контрольной стороне.
В то время уже было известно, что расхождение между количеством митозов (обычно их бывает 1000-2000) в обоих половинах кончика корешка в норме не превышает 3-5%. Таким образом, «значи-тельный, систематический, резко ограниченный перевес в числе митозов» в центральной зоне вос-принимающего корешка — а именно это увидели исследователи на срезах — неоспоримо свидетель-ствовал о воздействии внешнего фактора. Нечто исходящее из кончика корня-индуктора заставляло активнее делиться клетки корня-детектора (рис. 3).
Дальнейшие исследования ясно показали, что речь идёт именно об излучении, а не о летучих хими-ческих веществах. Воздействие распространялось в виде узкого параллельного пучка — стоило слег-ка отклонить в сторону индуцирующий корешок, эффект пропадал. Пропадал он также, когда между корешками помещали стеклянную пластинку. А вот если пластинка была из кварца, эффект сохра-нялся! Это подсказывало, что излучение было ультрафиолетовым. Позже его спектральные границы установили более точно — 190-330 нм, а среднюю интенсивность оценили на уровне 300-1000 фото-нов/с на квадратный сантиметр. Иначе говоря, митогенетическое излучение, открытое Гурвичем, представляло собой средний и ближний ультрафиолет чрезвычайно низкой интенсивности. (По со-временным данным, интенсивность ещё ниже — она составляет порядка десятков фотонов/с на квадратный сантиметр.)
Естественный вопрос: а как же ультрафиолет солнечного спектра, действует ли он на деление кле-ток? В экспериментах такое воздействие исключалось: в книге А.Г. Гурвича и Л.Д. Гурвич «Митоге-нетическое излучение» (М., Медгиз, 1945), в разделе методических рекомендаций, ясно указано, что окна при проведении опытов должны быть закрыты, в лабораториях не должно быть открытого огня и источников электрической искры. Кроме того, опыты обязательно сопровождались контролями. Впрочем, надо заметить, что интенсивность солнечного УФ существенно выше, поэтому его дейст-вие на живые объекты в природе, скорее всего, должно быть совершенно иным.
Работы по этой теме стали ещё более интенсивными после перехода А.Г. Гурвича в 1925 г. в Мос-ковский университет — его единогласно избрали заведующим кафедрой гистологии и эмбриологии медицинского факультета. Митогенетическое излучение было обнаружено у дрожжевых и бактери-альных клеток, дробящихся яиц морских ежей и амфибий, культур тканей, клеток злокачественных опухолей, нервной (в том числе у изолированных аксонов) и мышечной систем, крови здоровых ор-ганизмов. Как видно из перечисления, излучали и неделящиеся ткани — запомним этот факт.
Нарушения развития личинок морских ежей, находившихся в герметичных кварцевых сосудах, под действием длительного митогенетического излучения бактериальных культур в 30-е годы XX века изучали Дж и М. Магру в Институте Пастера. (Сегодня подобные исследования с зародышами рыб и амфибий проводит на биофаке МГУ А.Б. Бурлаков.)
Ещё один важный вопрос, который поставили перед собой исследователи в те же годы: как далеко распространяется действие излучения в живой ткани? Читатель помнит, что в эксперименте с корешками лука наблюдался локальный эффект. Существует ли, кроме него, ещё и дальнодействие? Чтобы установить это, проводили модельные эксперименты: при локальном облучении длинных трубок, заполненных растворами глюкозы, пептона, нуклеиновых кислот и других биомолекул, излучение распространялось по трубке. Скорость распространения так называемого вторичного излучения составляла порядка 30 м/с, что подтвердило предположение о лучисто-химической природе процесса. (Говоря современным языком, биомолекулы, поглощая УФ-фотоны, флуоресцировали, испуская фотон с большей длиной волны. Фотоны, в свою очередь, давали начало последующим химическим преобразованиям.) Действительно, в некоторых опытах наблюдалось распространение излучения и по всей длине биологического объекта (например, в длинных корешках того же лука).
Гурвич с сотрудниками также показали, что сильно ослабленное ультрафиолетовое излучение физи-ческого источника так же способствует делению клеток в корешках лука, как и биологический ин-дуктор.
Наша формулировка основного свойства биологического поля не представляет по своему содержа-нию никаких аналогий с известными в физике полями (хотя, конечно, и не противоречит им).

А.Г. Гурвич. Принципы аналитической биологии и теории клеточных полей
Дирижируют фотоны
Откуда же берется УФ-излучение в живой клетке? А.Г. Гурвич и сотрудники в своих экспериментах регистрировали спектры ферментативных и простых неорганических окислительно-восстановительных реакций. Какое-то время оставался открытым вопрос об источниках митогенети-ческого излучения. Но в 1933 году, после опубликования гипотезы фотохимика В. Франкенбургера, ситуация с происхождением внутриклеточных фотонов прояснилась. Франкенбургер полагал источ-ником появления высокоэнергетических ультрафиолетовых квантов редкие акты рекомбинации свободных радикалов, происходящие при химических и биохимических процессах и в силу своей редкости не сказывающиеся на общем энергетическом балансе реакций.
 
А.Г. Гурвич 1934 год
Энергия, высвобождающаяся при рекомбинации радикалов, поглощается молекулами субстрата и высвечивается с характерным для этих молекул спектром. Эта схема была уточнена Н.Н. Семёновым (будущим нобелевским лауреатом) и в таком виде вошла во все последующие статьи и монографии по митогенезу. Современное изучение хемилюминесценции живых систем подтвердило правильность этих взглядов, которые сегодня являются общепринятыми. Вот только один пример: флуоресцентные исследования белков.
Разумеется, в белке поглощают разнообразные химические связи, в том числе пептидная — в сред-нем ультрафиолете (наиболее интенсивно — 190-220 нм). Но для флуоресцентных исследований ак-туальны ароматические аминокислоты, особенно триптофан. Он имеет максимум поглощения при 280 нм, фенилаланин — при 254 нм и тирозин — при 274 нм. Поглощая ультрафиолетовые кванты, эти аминокислоты высвечивают их потом в виде вторичного излучения — естественно, с большей длиной волны, со спектром, характерным для данного состояния белка. При этом если в белке при-сутствует хотя бы один остаток триптофана, то флуоресцировать будет лишь он — энергия, погло-щенная остатками тирозина и фенилаланина, перераспределяется к нему. Флуоресцентный спектр остатка триптофана сильно зависит от окружения — находится ли остаток, скажем, вблизи поверх-ности глобулы или внутри и т.п., и варьирует этот спектр в полосе 310-340 нм.
А.Г. Гурвичем с сотрудниками в модельных опытах по синтезу пептидов было показано, что цепные процессы с участием фотонов могут приводить к расщеплению (фотодиссоциация) или синтезу (фо-тосинтез). Реакции фотодиссоциаций сопровождаются излучением, тогда как процессы фотосинтеза не излучают.
Теперь становилось понятно, почему излучают все клетки, однако во время митоза — особенно сильно. Процесс митоза требует больших энергетических затрат. Причем если в растущей клетке на-копление и расходование энергии идёт параллельно с ассимилятивными процессами, то при митозе энергия, запасённая клеткой в интерфазе, только расходуется. Происходит распад сложных внутри-клеточных структур (например, оболочки ядра) и энергозатратное обратимое созидание новых — к примеру, суперспирали хроматина.
А.Г. Гурвич и его сотрудники проводили также работы по регистрации митогенетического излуче-ния с помощью счётчиков фотонов. Кроме лаборатории Гурвича в ленинградском ИЭМ эти исследо-вания также в Ленинграде, в Физтехе у А.Ф. Иоффе, вели Г.М. Франк совместно с физиками Ю.Б. Харитоном и С.Ф. Родионовым.
На Западе регистрацией митогенетического излучения с помощью фотоэлектронных умножителей занимались такие крупные специалисты, как Б. Раевский и Р. Одюбер. Следует вспомнить и Г. Барта, ученика известного физика В. Герлаха (основателя количественного спектрального анализа).
Барт проработал два года в лаборатории А.Г. Гурвича и продолжил свои исследования в Германии. Он получил достоверные положительные результаты, работая с биологическими и химическими ис-точниками, а кроме того, внёс важный вклад в методологию регистрации сверхслабых излучений. Барт проводил предварительную калибровку чувствительности и отбор фотоумножителей. Сегодня эта процедура — обязательная и рутинная для каждого, кто занимается измерением слабых световых потоков. Однако именно игнорирование этого и некоторых других необходимых требований не по-зволило ряду довоенных исследователей получить убедительные результаты.
В наши дни впечатляющие данные по регистрации сверхслабых излучений от биологических источ-ников получены в Международном институте биофизики (Германия) под руководством Ф. Поппа. Впрочем, некоторые его оппоненты относятся к этим работам скептически. Они склонны считать, что биофотоны суть побочные продукты обмена веществ, своего рода световой шум, не имеющий биологического смысла. «Испускание света — это абсолютно естественное и само собой разумею-щееся явление, сопровождающее многие химические реакции», — подчеркивает физик Райнер Ульбрих из Геттингенского университета.
Биолог Гюнтер Роте так оценивает ситуацию: «Биофотоны существуют вне всяких сомнений — се-годня это однозначно подтверждается высокочувствительными приборами, которыми располагает современная физика. Что касается интерпретации Поппа (речь идёт о том, что хромосомы якобы из-лучают когерентные фотоны. — Примеч. ред.), то это красивая гипотеза, но предложенное экспери-ментальное подтверждение пока совершенно недостаточно для того, чтобы признать её состоятель-ность. С другой стороны, надо принять во внимание, что добыть доказательства в данном случае весьма сложно, поскольку, во-первых, интенсивность этого фотонного излучения очень мала, а во-вторых, используемые в физике классические методы обнаружения лазерного света здесь трудно-применимы».
Среди биологических работ, которые публикуются из вашей страны, ничто так не привлекает внимание научного мира, как ваши работы.
Из письма Альбрехта Бете от 8.01.1930 к А.Г. Гурвичу

Управляемая неравновесность
О регуляционных явлениях в протоплазме А.Г. Гурвич начал размышлять после своих ранних опы-тов по центрифугированию оплодотворённых яиц амфибий и иглокожих. Почти через 30 лет, при осмысливании результатов митогенетических экспериментов, эта тема получила новый импульс. Гурвич убеждён, что структурный анализ материального субстрата (совокупности биомолекул), реа-гирующего на внешнее воздействие, вне зависимости от его функционального состояния, лишён смысла. А.Г. Гурвич формулирует физиологическую теорию протоплазмы. Её суть в том, что живые системы обладают специфическим молекулярным аппаратом накопления энергии, который принци-пиально неравновесен. В обобщенном виде — это фиксация представления о том, что приток энер-гии необходим организму не только для роста или выполнения работы, а прежде всего для поддер-жания того состояния, которое мы называем живым.
Исследователи обратили внимание, что вспышка митогенетического излучения обязательно наблю-далась при ограничении потока энергии, поддерживающего определённый уровень метаболизма живой системы. (Под «ограничением потока энергии» следует понимать понижение активности ферментативных систем, подавление разнообразных процессов трансмембранного транспорта, снижение уровня синтеза и потребления макроэргических соединений — т.е. любых процессов, обеспечивающих клетку энергией, — например, при обратимом охлаждении объекта или при слабом наркозе.) Гурвич сформулировал представление о чрезвычайно лабильных молекулярных образованиях, обладающих повышенным энергетическим потенциалом, неравновесных по своей природе и объединённых общей функцией. Он назвал их неравновесными молекулярными констелляциями (НМК).
А.Г. Гурвич полагал, что именно распад НМК, нарушение организации протоплазмы вызывает вспышку излучения. Здесь у него много общего с представлениями А. Сент-Дьерди о миграции энергии по общим энергетическим уровням белковых комплексов. Сходные идеи для обоснования природы «биофотонного» излучения сегодня высказывает Ф. Попп — мигрирующие области возбуждения он называет «поляритонами». С точки зрения физики ничего необычного здесь нет. (Какие из ныне известных внутриклеточных структур могли бы подойти на роль НМК в теории Гурвича — это интеллектуальное упражнение оставим читателю.)
Было также экспериментально показано, что излучение возникает и при механическом воздействии на субстрат — при центрифугировании или наложении слабого напряжения. Это позволяло говорить о том, что НМК обладают к тому же пространственной упорядоченностью, которая нарушалась и механическим влиянием, и ограничением притока энергии.
С первого взгляда заметно, что НМК, существование которых зависит от притока энергии, очень похожи на диссипативные структуры, возникающие в термодинамически неравновесных системах, которые были открыты нобелевским лауреатом И.Р. Пригожиным. Однако тот, кто изучал подобные структуры (например, реакцию Белоусова — Жаботинского), хорошо знает, что они не воспроизво-дятся абсолютно точно от опыта к опыту, хотя сохраняется их общий характер. К тому же они край-не чувствительны к малейшему изменению параметров химической реакции и внешним условиям. Всё это означает, что коль скоро живые объекты — тоже неравновесные образования, они не могут поддерживать уникальную динамическую стабильность своей организации лишь за счёт притока энергии. Необходим также единый упорядочивающий фактор системы. Этот фактор А.Г. Гурвич и назвал биологическим полем.
Источник поля Гурвич связывал с центром клетки, позже — с ядром, в конечном варианте теории — с хромосомами. По его мнению, поле зарождалось во время преобразований (синтеза) хроматина, причем участок хроматина мог стать источником поля, лишь находясь в поле соседнего участка, уже пребывающего в таком состоянии. Поле объекта в целом, согласно позднейшим представлениям Гурвича, существовало как сумма полей клеток.
В кратком изложении завершающий вариант теории биологического (клеточного) поля выглядит так. Поле имеет векторный, а не силовой характер. (Напоминаем: силовое поле — это область пространства, в каждой точке которого на помещённый в него пробный объект действует определённая сила; пример — электромагнитное поле. Векторное поле — область пространства, в каждой точке которой задан некий вектор, например векторы скоростей частиц в движущейся жидкости.)
Под действие векторного поля попадают молекулы, пребывающие в возбуждённом состоянии и об-ладающие, таким образом, избытком энергии. Они приобретают новую ориентацию, деформируются или перемещаются в поле не за счёт его энергии (то есть не так, как это происходит с заряженной частицей в электромагнитном поле), а расходуя собственную потенциальную энергию. Значительная часть этой энергии переходит в кинетическую; когда же избыточная энергия израсходована и молекула возвращается в невозбуждённое состояние, воздействие на неё поля прекращается. В результате в клеточном поле образуется пространственно-временная упорядоченность — формируются НМК, характеризующиеся повышенным энергетическим потенциалом.
В упрощённом виде это может пояснить следующее сравнение. Если движущиеся в клетке молекулы — машинки, а их избыточная энергия — бензин, то биологическое поле формирует рельеф местности, по которой ездят машинки. Подчиняясь «рельефу», молекулы со сходными энергетическими характеристиками образуют НМК. Они, как уже говорилось, объединены не только энергетически, но и общей функцией, и существуют, во-первых, за счёт притока энергии (машины без бензина ехать не могут), а во-вторых, за счёт упорядочивающего действия биологического поля (по бездорожью машина не проедет). Отдельные молекулы постоянно входят в НМК и покидают её, но вся НМК остаётся стабильной до тех пор, пока не меняется значение питающего её потока энергии. При снижении его величины НМК распадается, а запасённая в ней энергия высвобождается.
Теперь представим, что в некоем участке живой ткани снизился приток энергии: распад НМК стал более интенсивным, следовательно, возросла интенсивность излучения, того самого, которое управ-ляет митозами. Безусловно, митогенетическое излучение тесно связано с полем — хотя и не является его частью! Как мы помним, при распаде (диссимиляции) излучается избыточная энергия, которая не мобилизована в НМК и не задействована в процессах синтеза; именно потому, что в большинстве клеток процессы ассимиляции и диссимиляции происходят одновременно, хотя и в различном соот-ношении, клетки и обладают характерным митогенетическим режимом. Точно так же обстоит дело с потоками энергии: поле не влияет непосредственно на их интенсивность, но, формируя пространст-венный «рельеф», может эффективно регулировать их направление и распределение.
А.Г. Гурвич работал над окончательным вариантом теории поля в тяжёлые военные годы. «Теория биологического поля» была опубликована в 1944 году (М.: Советская наука) и в последующей ре-дакции на французском языке — в 1947 году. Теория клеточных биологических полей вызвала кри-тику и непонимание даже у сторонников прежней концепции. Главный их упрёк состоял в том, что Гурвич якобы отказался от представления о целом, и вернулся к отклонённому им же принципу взаимодействия отдельных элементов (то есть полей отдельных клеток). В статье «Понятие «целого» в свете теории клеточного поля» (Сб. «Работы по митогенезу и теории биологического поля». М.: Изд-во АМН, 1947) А.Г. Гурвич показывает, что это не так. Поскольку поля, порождаемые отдель-ными клетками, простираются за их пределы, а векторы поля суммируются в любой точке простран-ства по правилам геометрического сложения, то в новой концепции обосновывается понятие «акту-ального» поля. Это, по сути, динамическое интегральное поле всех клеток органа (или организма), изменяющееся с течением времени и обладающее свойствами целого.
С 1948 года научная деятельность А.Г. Гурвича вынужденно сосредотачивается главным образом в теоретической сфере. После августовской сессии ВАСХНИЛ он не видел возможности продолжать работу в Институте экспериментальной медицины РАМН (директором которого был с момента ос-нования института в 1945 году) и в начале сентября подал заявление в президиум Академии о выходе на пенсию. В последние годы жизни он написал множество работ по различным аспектам теории биологического поля, теоретической биологии и методологии биологических исследований. Гурвич рассматривал эти работы как главы единой книги, которая и была издана в 1991 году под названием «Принципы аналитической биологии и теории клеточных полей» (М.: Наука).
Само существование живой системы является, строго говоря, наиболее глубокой проблемой, по сравнению с которой её функционирование остаётся или должно оставаться в тени.
А.Г. Гурвич. Гистологические основы биологии. Йена, 1930 (на немецком языке)
«Сочувствие без понимания»
Работы А.Г. Гурвича по митогенезу до Второй мировой войны были весьма популярны и в нашей стране, и за рубежом. В лаборатории Гурвича активно изучали процессы канцерогенеза, в частности было показано, что кровь онкологических больных, в отличие от крови здоровых людей, не является источником митогенетического излучения. В 1940 году А.Г. Гурвичу за работы по митогенетическо-му изучению проблемы рака присудили Государственную премию. «Полевые» концепции Гурвича никогда широкой популярностью не пользовались, хотя и вызывали неизменно живой интерес. Но этот интерес к его работам и докладам чаще всего оставался поверхностным. А.А. Любищев, кото-рый всегда называл себя учеником А.Г. Гурвича, охарактеризовал это отношение как «сочувствие без понимания».
В наше время сочувствие сменилось неприязнью. Немалый вклад в дискредитацию идей А.Г. Гурви-ча внесли некоторые горе-последователи, которые трактовали мысли ученого «по разумению сво-ему». Но главное даже не в этом. Идеи Гурвича оказались в стороне от того пути, которым пошла «ортодоксальная» биология. После открытия двойной спирали перед исследователями появились новые манящие перспективы. Цепочка «ген — белок — признак» привлекала своей конкретностью, кажущейся легкостью получения результата. Естественно, что молекулярная биология, молекуляр-ная генетика, биохимия сделались магистральными направлениями, а негенетические и нефермента-тивные управляющие процессы в живых системах постепенно вытеснялись на периферию науки, и само их изучение стало считаться сомнительным, несерьёзным занятием.
Для современных физико-химических и молекулярных ответвлений биологии чуждо понимание це-лостности, которую А.Г. Гурвич считал основополагающим свойством живого. Зато расчленение практически приравнивается к получению нового знания. Предпочтение отдается исследованиям химической стороны явлений. В изучении хроматина акцент смещён к первичной структуре ДНК, а в ней предпочитают видеть прежде всего ген. Хотя неравновесность биологических процессов фор-мально и признаётся, важной роли ей никто не отводит: подавляющее большинство работ направле-но на различение «чёрного» и «белого», присутствия или отсутствия белка, активности или неактивности гена. (Недаром термодинамика у студентов биологических вузов — один из самых нелюбимых и плохо воспринимаемых разделов физики.) Что мы потеряли за полвека после Гурвича, насколько велики потери — ответ подскажет будущее науки.
Вероятно, биологии ещё предстоит усвоить идеи о принципиальной целостности и неравновесности живого, о едином упорядочивающем принципе, обеспечивающем эту целостность. И быть может, у идей Гурвича всё ещё впереди, а история их только начинается.
О. Г. Гавриш, кандидат биологических наук
«Химия и жизнь — XXI век»
Источник: vk.com
Подлинная история биологического поля. - Sage — КОНТ (cont.ws)

09-02-2021

Новые публикации в Нашей Билиотечке

Читайте по ссылке.


06-02-2021

Проект «Сталитек»

Представляем проект отраслевой программы в сфере строительства зданий и сооружений в арктических зонах и труднодоступных территориях по технологии «Сталитек» в блочно-модульной комплектации и процесс производства домокомплектов на специализированном предприятии в г.Новороссийск. Подробности.

 


13-01-2020

Запуск портала

Начал работу портал МИР ЯНАО и АРКТИКИ, где  мы будем рассказывать о модернизации и развитии ЯНАО и Арктики.