Afgeleë geenoordrag: navorsing van die wetenskaplike Alexander Gurvich

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

In die laat lente van 1906 is Alexander Gavrilovich Gurvich, in sy middel dertigerjare reeds 'n bekende wetenskaplike, uit die weermag gedemobiliseer. Tydens die oorlog met Japan het hy as dokter gedien in die agterste regiment wat in Chernigov gestasioneer was. (Dit was daar dat Gurvich, in sy eie woorde, "vlug van gedwonge ledigheid", geskryf en geïllustreer het "Atlas en opstel oor embriologie van vertebrate", wat in die volgende drie jaar in drie tale gepubliseer is).

Nou vertrek hy saam met sy jong vrou en dogtertjie vir die hele somer na Rostov die Grote – na sy vrou se ouers. Hy het geen werk nie, en hy weet steeds nie of hy in Rusland gaan bly of weer oorsee gaan nie.

Agter die Fakulteit Geneeskunde van die Universiteit van München, proefskrif verdediging, Straatsburg en die Universiteit van Bern. Die jong Russiese wetenskaplike is reeds vertroud met baie Europese bioloë, sy eksperimente word hoog op prys gestel deur Hans Driesch en Wilhelm Roux. En nou - drie maande van volledige isolasie van wetenskaplike werk en kontakte met kollegas.

Hierdie somer het A. G. Gurvich besin oor die vraag, wat hy self soos volg geformuleer het: "Wat beteken dit dat ek myself 'n bioloog noem, en wat wil ek eintlik weet?" Dan, met inagneming van die deeglik bestudeerde en geïllustreerde proses van spermatogenese, kom hy tot die gevolgtrekking dat die essensie van die manifestasie van lewende dinge bestaan uit verbande tussen afsonderlike gebeurtenisse wat sinchronies plaasvind. Dit het sy “invalshoek” in biologie bepaal.

Die gedrukte erfenis van A. G. Gurvich - meer as 150 wetenskaplike referate. Die meeste daarvan is in Duits, Frans en Engels gepubliseer, wat deur Alexander Gavrilovich besit is. Sy werk het 'n blink merk gelaat in embriologie, sitologie, histologie, histofisiologie, algemene biologie. Maar miskien sou dit korrek wees om te sê dat "die hoofrigting van sy kreatiewe aktiwiteit die filosofie van biologie was" (uit die boek "Alexander Gavrilovich Gurvich. (1874-1954)". Moskou: Nauka, 1970).

A. G. Gurvich in 1912 was die eerste om die konsep van "veld" in biologie bekend te stel. Die ontwikkeling van die biologiese veldkonsep was die hooftema van sy werk en het vir meer as een dekade geduur. Gedurende hierdie tyd het Gurvich se sienings oor die aard van die biologiese veld diepgaande veranderinge ondergaan, maar hulle het altyd gepraat van die veld as 'n enkele faktor wat die rigting en ordelikheid van biologiese prosesse bepaal.

Nodeloos om te sê, watter treurige lot het hierdie konsep in die volgende halfeeu gewag. Daar was baie spekulasie, waarvan die skrywers beweer het dat hulle die fisiese aard van die sogenaamde "bioveld" begryp het, iemand het dadelik onderneem om mense te behandel. Sommige het verwys na A. G. Gurvich, sonder om hom enigsins te steur aan pogings om in die betekenis van sy werk te delf. Die meerderheid het nie geweet van Gurvich nie en het gelukkig nie daarna verwys nie, aangesien nóg na die term "bioveld" self, nóg na verskeie verduidelikings van die optrede daarvan deur A. G. Gurvich het niks daarmee te doen nie. Nietemin veroorsaak die woorde "biologiese veld" vandag onverbloemde skeptisisme onder opgevoede gespreksgenote. Een van die doelwitte van hierdie artikel is om lesers die ware verhaal van die idee van 'n biologiese veld in die wetenskap te vertel.

Wat beweeg selle

A. G. Gurvich was nie tevrede met die stand van teoretiese biologie aan die begin van die 20ste eeu nie. Hy was nie aangetrek deur die moontlikhede van formele genetika nie, aangesien hy bewus was dat die probleem van die "oordrag van oorerwing" fundamenteel verskil van die probleem van die "implementering" van eienskappe in die liggaam.

Miskien is die belangrikste taak van biologie tot vandag toe die soeke na 'n antwoord op die "kinderlike" vraag: hoe ontstaan lewende wesens in al hul diversiteit uit 'n mikroskopiese bal van 'n enkele sel? Waarom vorm delende selle nie vormlose klonterige kolonies nie, maar komplekse en volmaakte strukture van organe en weefsels? In die ontwikkelingsmeganika van daardie tyd is die kousaal-analitiese benadering wat deur W. Ru voorgestel is, aanvaar: die ontwikkeling van die embrio word bepaal deur 'n menigte rigiede oorsaak-en-gevolg verhoudings. Maar hierdie benadering het nie ooreengestem met die resultate van die eksperimente van G. Driesch nie, wat bewys het dat eksperimenteel veroorsaak skerp afwykings nie met suksesvolle ontwikkeling mag inmeng nie. Terselfdertyd word individuele dele van die liggaam glad nie gevorm uit daardie strukture wat normaal is nie – maar hulle word gevorm! Op dieselfde manier het verdere ontwikkeling in Gurvich se eie eksperimente, selfs met intensiewe sentrifugering van amfibiese eiers, wat hul sigbare struktuur geskend het, ewe finaal voortgegaan - dit wil sê, dit het op dieselfde manier geëindig as in ongeskonde eiers.

Rys. 1 Figure A. G. Gurvich van 1914 - skematiese beelde van sellae in die neurale buis van 'n haai-embrio. 1 - aanvanklike formasie konfigurasie (A), daaropvolgende konfigurasie (B) (vet lyn - waargenome vorm, stippellyn - aangeneem), 2 - aanvanklike (C) en waargenome konfigurasie (D), 3 - aanvanklike (E), voorspel (F) … Loodregte lyne wys die lang asse van die selle - "as jy 'n kromme bou loodreg op die se asse op 'n gegewe oomblik van ontwikkeling, kan jy sien dat dit sal saamval met die kontoer van 'n later stadium van ontwikkeling van hierdie area"

A. G. Gurvich het 'n statistiese studie van mitoses (seldelings) in simmetriese dele van die ontwikkelende embrio of individuele organe gedoen en die konsep van 'n "normaliserende faktor" gestaaf, waaruit die konsep van 'n veld later ontstaan het. Gurvich het vasgestel dat’n enkele faktor die algehele prentjie van die verspreiding van mitoses in dele van die embrio beheer, sonder om enigsins die presiese tyd en ligging van elk van hulle te bepaal. Ongetwyfeld is die uitgangspunt van veldteorie vervat in die bekende Driesch-formule "die toekomstige lot van 'n element word bepaal deur sy posisie as 'n geheel." Die kombinasie van hierdie idee met die beginsel van normalisering lei Gurvich tot 'n begrip van ordelikheid in die lewe as die "ondergeskiktheid" van elemente aan 'n enkele geheel - in teenstelling met hul "interaksie". In sy werk "Erflikheid as 'n proses van verwesenliking" (1912) ontwikkel hy vir die eerste keer die konsep van die embrioniese veld - die morf. Trouens, dit was 'n voorstel om die bose kringloop te breek: om die ontstaan van heterogeniteit onder aanvanklik homogene elemente te verduidelik as 'n funksie van die posisie van die element in die ruimtelike koördinate van die geheel.

Daarna het Gurvich begin soek na 'n formulering van die wet wat die beweging van selle in die proses van morfogenese beskryf. Hy het gevind dat tydens die ontwikkeling van die brein in haai-embrio's, "die lang asse van die selle van die binneste laag van die neurale epiteel op enige gegewe tydstip nie loodreg op die oppervlak van die formasie georiënteer was nie, maar op 'n sekere (15- 20 ') hoek daarmee. Die oriëntasie van die hoeke is natuurlik: as jy 'n kromme loodreg op die sel-asse op 'n gegewe oomblik van ontwikkeling konstrueer, kan jy sien dat dit sal saamval met die kontoer van 'n latere stadium in die ontwikkeling van hierdie area”(Fig. 1)). Dit het gelyk of die selle "weet" waar om te leun, waar om te strek om die gewenste vorm te bou.

Om hierdie waarnemings te verduidelik, het A. G. Gurvich het die konsep van 'n "kragoppervlak" bekendgestel wat saamval met die kontoer van die finale oppervlak van die rudiment en die beweging van selle lei. Gurvich was egter self bewus van die onvolmaaktheid van hierdie hipotese. Benewens die kompleksiteit van die wiskundige vorm, was hy nie tevrede met die "teleologie" van die konsep nie (dit het gelyk of dit die beweging van selle ondergeskik gestel het aan 'n nie-bestaande, toekomstige vorm). In die daaropvolgende werk "On the concept of embryonic fields" (1922) "word die finale konfigurasie van die rudiment nie beskou as 'n aantreklike kragoppervlak nie, maar as die ekwipotensiële oppervlak van die veld wat uit puntbronne voortspruit." In dieselfde werk is die konsep van "morfogenetiese veld" vir die eerste keer bekendgestel.

Die vraag is so breed en volledig deur Gurvich gestel dat enige teorie van morfogenese wat in die toekoms mag ontstaan, in wese net nog 'n soort veldteorie sal wees.

L. V. Belousov, 1970

Biogene ultraviolet

"Die fondamente en wortels van die probleem van mitogenese is gelê in my nooit kwynende belangstelling in die wonderbaarlike verskynsel van karyokinesis (dit is hoe mitose teruggeroep is in die middel van die vorige eeu. - Red. Nota)," het A. G. Gurvich in 1941 in sy outobiografiese aantekeninge."Mitogenese" - 'n werkterm wat in die laboratorium van Gurvich gebore is en gou in algemene gebruik gekom het, is gelykstaande aan die konsep van "mitogenetiese bestraling" - baie swak ultraviolet bestraling van dier- en plantweefsels, wat die proses van seldeling stimuleer (mitose).

A. G. Gurvich het tot die gevolgtrekking gekom dat dit nodig is om mitoses in 'n lewende voorwerp nie as geïsoleerde gebeurtenisse te beskou nie, maar in totaal, as iets gekoördineer - of dit nou streng georganiseerde mitoses van die eerste fases van eiersplyting of oënskynlik willekeurige mitoses in die weefsels van 'n volwasse dier of plant. Gurvich het geglo dat slegs die erkenning van die integriteit van die organisme dit moontlik sou maak om die prosesse van die molekulêre en sellulêre vlakke met die topografiese kenmerke van die verspreiding van mitoses te kombineer.

Sedert die begin van die 1920's het A. G. Gurvich het verskeie moontlikhede oorweeg van eksterne invloede wat mitose stimuleer. In sy gesigsveld was die konsep van planthormone, wat destyds deur die Duitse plantkundige G. Haberlandt ontwikkel is. (Hy het 'n suspensie van gebreekte selle op plantweefsel gesit en waargeneem hoe weefselselle meer aktief begin verdeel.) Maar dit was nie duidelik hoekom die chemiese sein nie alle selle op dieselfde manier beïnvloed nie, hoekom byvoorbeeld klein selle meer verdeel dikwels as grootes. Gurvich het voorgestel dat die hele punt in die struktuur van die seloppervlak lê: miskien, in jong selle, is die oppervlakelemente op 'n spesiale manier georganiseer, gunstig vir die persepsie van seine, en soos die sel groei, word hierdie organisasie ontwrig. (Natuurlik was daar geen konsep van hormoonreseptore op daardie tydstip nie.)

As hierdie aanname egter korrek is en die ruimtelike verspreiding van sommige elemente belangrik is vir die persepsie van die sein, suggereer die aanname self dat die sein dalk nie chemies is nie, maar fisies van aard: byvoorbeeld straling wat sommige strukture van die sel beïnvloed. oppervlak is resonant. Hierdie oorwegings is uiteindelik bevestig in 'n eksperiment wat later wyd bekend geword het.

Rys. 2 Induksie van mitose aan die punt van die uiewortel (tekening uit die werk "Das Problem der Zellteilung physiologisch betrachtet", Berlyn, 1926). Verduidelikings in die teks

Hier is 'n beskrywing van hierdie eksperiment, wat in 1923 by die Krim Universiteit uitgevoer is. Die emitterende wortel (induktor), gekoppel aan die gloeilamp, is horisontaal versterk, en sy punt is na die meristeemsone gerig (dit wil sê na die sone van selproliferasie, in hierdie geval ook naby die wortelpunt geleë. - Red. Let wel) van die tweede soortgelyke wortel (detektor) vertikaal vasgemaak. Die afstand tussen die wortels was 2–3 mm”(Fig. 2). Aan die einde van die blootstelling is die waarnemende wortel presies gemerk, vasgemaak en gesny in 'n reeks longitudinale snitte wat parallel aan die mediale vlak loop. Snedes is onder 'n mikroskoop ondersoek en die aantal mitoses is aan die bestraalde en kontrolekant getel.

Dit was toe reeds bekend dat die verskil tussen die aantal mitoses (gewoonlik 1000-2000) in beide helftes van die wortelpunt nie normaalweg 3-5% oorskry nie. Dus het "'n beduidende, sistematiese, skerp beperkte oorwig in die aantal mitoses" in die sentrale sone van die waarnemende wortel - en dit is wat die navorsers op die gedeeltes gesien het - onbetwisbaar getuig van die invloed van 'n eksterne faktor. Iets wat uit die punt van die induktorwortel voortspruit, het die selle van die detektorwortel gedwing om meer aktief te verdeel (Fig. 3).

Verdere navorsing het duidelik getoon dat dit oor bestraling gegaan het en nie oor vlugtige chemikalieë nie. Die impak het versprei in die vorm van 'n smal parallelle balk - sodra die induserende wortel effens na die kant gebuig is, het die effek verdwyn. Dit het ook verdwyn toe 'n glasplaat tussen die wortels geplaas is. Maar as die plaat van kwarts gemaak is, het die effek voortgeduur! Dit dui daarop dat die bestraling ultraviolet was. Later is sy spektrale grense meer akkuraat gestel - 190-330 nm, en die gemiddelde intensiteit is geskat op die vlak van 300-1000 fotone / s per vierkante sentimeter. Met ander woorde, die mitogenetiese bestraling wat deur Gurvich ontdek is, was medium en naby ultraviolet van uiters lae intensiteit. (Volgens moderne data is die intensiteit selfs laer - dit is in die orde van tientalle fotone / s per vierkante sentimeter.)

Rys. 3 Grafiese voorstelling van die effekte van vier eksperimente. Die positiewe rigting (bokant die abskis-as) beteken die oorheersing van mitose aan die bestraalde kant

'n Natuurlike vraag: wat van die ultraviolet van die sonspektrum, beïnvloed dit seldeling? In eksperimente is so 'n effek uitgesluit: in die boek van A. G. Gurvich en L. D. Gurvich "Mitogenetiese straling" (M., Medgiz, 1945), in die afdeling van metodologiese aanbevelings, word dit duidelik aangedui dat die vensters tydens eksperimente toegemaak moet word, daar moet nie oop vlamme en bronne van elektriese vonke in laboratoriums wees nie. Daarbenewens het die eksperimente noodwendig gepaard gegaan met kontroles. Daar moet egter op gelet word dat die intensiteit van sonkrag UV aansienlik hoër is, daarom moet die effek daarvan op lewende voorwerpe in die natuur heel waarskynlik heeltemal anders wees.

Werk aan hierdie onderwerp het selfs meer intensief geword ná die oorgang van A. G. Gurvich in 1925 aan die Universiteit van Moskou - hy is eenparig verkies tot hoof van die Departement Histologie en Embriologie van die Fakulteit Geneeskunde. Mitogenetiese bestraling is gevind in gis- en bakterieselle, splitsende eiers van see-egels en amfibieë, weefselkulture, selle van kwaadaardige gewasse, senuwee- (insluitend geïsoleerde aksone) en spierstelsels, bloed van gesonde organismes. Soos uit die lys gesien kan word, het nie-klytbare weefsels ook vrygestel - laat ons hierdie feit onthou.

Ontwikkelingsversteurings van see-egelslarwes wat in verseëlde kwartsvate onder die invloed van langdurige mitogenetiese bestraling van bakteriese kulture in die 30's van die XX eeu gehou is, is bestudeer deur J. en M. Magrou by die Pasteur Instituut. (Vandag word soortgelyke studies met visse en amfibiese embrio's by die biofacies van die Moscow State University deur A. B. Burlakov uitgevoer.)

Nog 'n belangrike vraag wat navorsers in daardie selfde jare aan hulself gestel het: hoe ver versprei die werking van bestraling in lewende weefsel? Die leser sal onthou dat in die eksperiment met uiewortels 'n plaaslike effek waargeneem is. Is daar naas hom ook langafstandaksie? Om dit vas te stel is modeleksperimente uitgevoer: met plaaslike bestraling van lang buise gevul met oplossings van glukose, peptoon, nukleïensure en ander biomolekules, het die bestraling deur die buis voortgeplant. Die voortplantingsspoed van die sogenaamde sekondêre straling was ongeveer 30 m/s, wat die aanname oor die stralingschemiese aard van die proses bevestig het. (In moderne terme het biomolekules, wat UV-fotone absorbeer, gefluoreseer en 'n foton met 'n langer golflengte uitgestraal. Die fotone het op hul beurt aanleiding gegee tot daaropvolgende chemiese transformasies.) Inderdaad, in sommige eksperimente is stralingsvoortplanting oor die hele lengte van 'n biologiese voorwerp (byvoorbeeld in die lang wortels van dieselfde boog).

Gurvich en sy medewerkers het ook gewys dat die hoogs verswakte ultravioletstraling van 'n fisiese bron ook seldeling in die uiewortels bevorder, net soos 'n biologiese induktor.

Ons formulering van die basiese eienskap van 'n biologiese veld verteenwoordig in sy inhoud geen analogieë met velde wat in fisika bekend is nie (alhoewel dit dit natuurlik nie weerspreek nie).

A. G. Gurvich. Beginsels van Analitiese Biologie en Selveldteorie

Fotone is besig om te gelei

Waar kom UV-straling vandaan in 'n lewende sel? A. G. Gurvich en kollegas het in hul eksperimente die spektra van ensiematiese en eenvoudige anorganiese redoksreaksies aangeteken. Vir 'n geruime tyd het die vraag na die bronne van mitogenetiese bestraling oop gebly. Maar in 1933, na die publikasie van die hipotese van die fotochemikus V. Frankenburger, het die situasie met die oorsprong van intrasellulêre fotone duidelik geword. Frankenburger het geglo dat die bron van die voorkoms van hoë-energie ultraviolet kwanta seldsame dade van rekombinasie van vrye radikale was wat tydens chemiese en biochemiese prosesse plaasvind en, as gevolg van hul seldsaamheid, nie die algehele energiebalans van reaksies beïnvloed het nie.

Die energie wat tydens die herkombinasie van radikale vrygestel word, word deur die substraatmolekules geabsorbeer en word uitgestraal met 'n spektrum kenmerk van hierdie molekules. Hierdie skema is verfyn deur N. N. Semyonov (toekomstige Nobelpryswenner) en in hierdie vorm is ingesluit in alle daaropvolgende artikels en monografieë oor mitogenese. Die moderne studie van die chemiluminesensie van lewende sisteme het die korrektheid van hierdie sienings, wat vandag algemeen aanvaar word, bevestig. Hier is net een voorbeeld: fluoresserende proteïenstudies.

Natuurlik word verskeie chemiese bindings in die proteïen geabsorbeer, insluitend peptiedbindings - in die middel ultraviolet (mees intens - 190-220 nm). Maar vir fluoressensiestudies is aromatiese aminosure, veral triptofaan, relevant. Dit het 'n absorpsiemaksimum by 280 nm, fenielalanien by 254 nm, en tirosien by 274 nm. Deur ultravioletkwanta te absorbeer, gee hierdie aminosure hulle dan uit in die vorm van sekondêre bestraling - natuurlik, met 'n langer golflengte, met 'n spektrum kenmerkend van 'n gegewe toestand van die proteïen. Verder, as ten minste een triptofaanresidu in die proteïen teenwoordig is, sal slegs dit fluoresseer - die energie wat deur tirosien- en fenielalanienreste geabsorbeer word, word daarna herverdeel. Die fluoressensiespektrum van die triptofaanresidu hang sterk af van die omgewing - of die residu byvoorbeeld naby die oppervlak van die bol of binne is, ens., en hierdie spektrum wissel in die 310-340 nm-band.

A. G. Gurvich en sy medewerkers het in modeleksperimente oor peptiedsintese gewys dat kettingprosesse waarby fotone betrokke is, kan lei tot splitsing (fotodissosiasie) of sintese (fotosintese). Fotodissosiasiereaksies gaan gepaard met bestraling, terwyl die prosesse van fotosintese nie uitstraal nie.

Nou het dit duidelik geword hoekom alle selle uitstraal, maar tydens mitose – veral sterk. Die proses van mitose is energie-intensief. Verder, as in 'n groeiende sel die ophoping en verbruik van energie parallel met die assimilatiewe prosesse voortgaan, dan word die energie wat deur die sel in die interfase gestoor word, slegs verbruik tydens mitose. Daar is 'n disintegrasie van komplekse intrasellulêre strukture (byvoorbeeld die dop van die kern) en energieverbruikende omkeerbare skepping van nuwes - byvoorbeeld chromatien-superspoele.

A. G. Gurvich en sy kollegas het ook werk gedoen oor die registrasie van mitogenetiese bestraling met behulp van fotontellers. Benewens die Gurvich-laboratorium by die Leningrad IEM, is hierdie studies ook in Leningrad, by die Phystech onder A. F. Ioffe, onder leiding van G. M. Frank het saam met fisici Yu. B. Khariton en S. F. Rodionov.

In die Weste was sulke prominente spesialiste soos B. Raevsky en R. Oduber besig met die registrasie van mitogenetiese bestraling met behulp van fotovermenigvuldigerbuise. Ons moet ook onthou G. Barth, 'n student van die beroemde fisikus W. Gerlach (stigter van kwantitatiewe spektrale analise). Barth het vir twee jaar in die laboratorium van A. G. Gurvich en het sy navorsing in Duitsland voortgesit. Hy het betroubare positiewe resultate ontvang wat met biologiese en chemiese bronne gewerk het, en het boonop 'n belangrike bydrae gelewer tot die metodologie vir die opsporing van ultra-swak bestraling. Barth het voorlopige sensitiwiteitskalibrasie en seleksie van fotovermenigvuldigers uitgevoer. Vandag is hierdie prosedure verpligtend en roetine vir almal wat swak ligstrome meet. Dit was egter juis die verwaarlosing van hierdie en enkele ander nodige vereistes wat 'n aantal vooroorlogse navorsers nie toegelaat het om oortuigende resultate te verkry nie.

Vandag is indrukwekkende data oor die registrasie van superswak bestraling van biologiese bronne by die Internasionale Instituut vir Biofisika (Duitsland) onder leiding van F. Popp verkry. Sommige van sy opponente is egter skepties oor hierdie werke. Hulle is geneig om te glo dat biofotone metaboliese neweprodukte is, 'n soort liggeraas wat geen biologiese betekenis het nie. "Die uitstraling van lig is 'n heeltemal natuurlike en vanselfsprekende verskynsel wat met baie chemiese reaksies gepaardgaan," beklemtoon die fisikus Rainer Ulbrich van die Universiteit van Göttingen. Bioloog Gunther Rothe beoordeel die situasie op die volgende manier: “Biofotone bestaan sonder twyfel - vandag word dit ondubbelsinnig bevestig deur hoogs sensitiewe toestelle tot die beskikking van moderne fisika. Wat Popp se interpretasie betref (ons praat van die feit dat chromosome na bewering samehangende fotone uitstraal. - Redakteursnota), is dit 'n pragtige hipotese, maar die voorgestelde eksperimentele bevestiging is steeds heeltemal onvoldoende om die geldigheid daarvan te erken. Aan die ander kant moet ons in ag neem dat dit baie moeilik is om bewyse in hierdie geval te verkry, want eerstens is die intensiteit van hierdie fotonbestraling baie laag, en tweedens is die klassieke metodes om laserlig op te spoor wat in fisika gebruik word. moeilik om hier toe te pas."

Onder biologiese werke wat uit jou land gepubliseer is, trek niks die aandag van die wetenskaplike wêreld meer as jou werk nie.

Uit 'n brief van Albrecht Bethe gedateer 1930-08-01 aan A. G. Gurvich

Beheerde onewewig

Regulerende verskynsels in protoplasma A. G. Gurvich het begin spekuleer ná sy vroeë eksperimente in die sentrifugering van bevrugte eiers van amfibieë en stekelhuidigen. Byna 30 jaar later, toe die resultate van mitogenetiese eksperimente verstaan word, het hierdie onderwerp 'n nuwe stukrag gekry. Gurvich is oortuig daarvan dat die strukturele ontleding van 'n materiaalsubstraat ('n stel biomolekules) wat op eksterne invloede reageer, ongeag die funksionele toestand daarvan, betekenisloos is. A. G. Gurvich formuleer die fisiologiese teorie van protoplasma. Die essensie daarvan is dat lewende sisteme 'n spesifieke molekulêre apparaat vir energieberging het, wat fundamenteel nie ewewig is nie. In 'n algemene vorm is dit 'n fiksasie van die idee dat 'n instroming van energie vir die liggaam nodig is, nie net vir groei of werk nie, maar hoofsaaklik om die toestand wat ons lewendig noem te handhaaf.

Die navorsers het die aandag daarop gevestig dat 'n uitbarsting van mitogenetiese bestraling noodwendig waargeneem is wanneer die vloei van energie beperk is, wat 'n sekere vlak van metabolisme van die lewende sisteem gehandhaaf het. (Deur "die vloei van energie te beperk" moet verstaan word 'n afname in die aktiwiteit van ensiematiese stelsels, onderdrukking van verskeie prosesse van transmembraanvervoer, 'n afname in die vlak van sintese en verbruik van hoë-energie verbindings - dit wil sê enige prosesse wat voorsien die sel van energie - byvoorbeeld met omkeerbare afkoeling van 'n voorwerp of met ligte narkose.) Gurvich het die konsep van uiters labiele molekulêre formasies met 'n verhoogde energiepotensiaal, nie-ewewig van aard en verenig deur 'n gemeenskaplike funksie geformuleer. Hy het hulle nie-ewewig molekulêre konstellasies (NMC's) genoem.

A. G. Gurvich het geglo dit was die disintegrasie van NMC, die ontwrigting van die organisasie van protoplasma, wat 'n uitbarsting van bestraling veroorsaak het. Hier het hy baie gemeen met die idees van A. Szent-Györgyi oor die migrasie van energie langs die algemene energievlakke van proteïenkomplekse. Soortgelyke idees om die aard van "biofotoniese" bestraling te staaf, word vandag deur F. Popp uitgedruk - hy noem die migrerende opwekkingsstreke "polaritons". Uit die oogpunt van fisika is hier niks ongewoons nie. (Watter van die tans bekende intrasellulêre strukture kan geskik wees vir die rol van NMC in Gurvich se teorie - ons sal hierdie intellektuele oefening aan die leser oorlaat.)

Dit is ook eksperimenteel aangetoon dat bestraling ook plaasvind wanneer die substraat meganies beïnvloed word deur sentrifugering of die aanwending van 'n swak spanning. Dit het dit moontlik gemaak om te sê dat NMC ook oor ruimtelike ordening beskik, wat beide deur meganiese invloed en deur beperking van die vloei van energie versteur is.

Met die eerste oogopslag is dit opvallend dat NMC, waarvan die bestaan afhang van die invloei van energie, baie soortgelyk is aan die dissipatiewe strukture wat in termodinamies nie-ewewigstelsels ontstaan, wat deur die Nobelpryswenner I. R. Prigogine. Enigiemand wat sulke strukture bestudeer het (byvoorbeeld die Belousov - Zhabotinsky-reaksie) weet egter baie goed dat hulle nie absoluut presies van ervaring tot ervaring weergegee word nie, alhoewel hul algemene karakter behoue bly. Daarbenewens is hulle uiters sensitief vir die geringste verandering in die parameters van 'n chemiese reaksie en eksterne toestande. Dit alles beteken dat, aangesien lewende voorwerpe ook nie-ewewig formasies is, hulle nie die unieke dinamiese stabiliteit van hul organisasie kan handhaaf slegs as gevolg van die vloei van energie. 'n Enkele bestelfaktor van die stelsel word ook vereis. Hierdie faktor A. G. Gurvich het dit 'n biologiese veld genoem.

In 'n kort opsomming lyk die finale weergawe van die biologiese (sellulêre) veldteorie so. Die veld het 'n vektor, nie 'n krag nie, karakter. (Onthou: 'n kragveld is 'n gebied van die ruimte, by elke punt waarvan 'n sekere krag inwerk op 'n toetsvoorwerp wat daarin geplaas is; byvoorbeeld 'n elektromagnetiese veld. 'n Vektorveld is 'n gebied van die ruimte, by elke punt waarvan 'n sekere vektor word gegee, byvoorbeeld die snelheidsvektore van deeltjies in 'n bewegende vloeistof.) Molekules wat in 'n opgewekte toestand is en dus 'n oormaat energie het, val onder die werking van die vektorveld. Hulle verkry 'n nuwe oriëntasie, vervorm of beweeg in die veld nie as gevolg van sy energie nie (dit wil sê nie op dieselfde manier as wat dit gebeur met 'n gelaaide deeltjie in 'n elektromagnetiese veld nie), maar spandeer hul eie potensiële energie. 'n Beduidende deel van hierdie energie word in kinetiese energie omgesit; wanneer die oortollige energie verbruik word en die molekule terugkeer na 'n onopgewonde toestand, hou die effek van die veld daarop op. As gevolg hiervan word ruimtelike-temporele ordening in die sellulêre veld gevorm - NMC word gevorm, gekenmerk deur 'n verhoogde energiepotensiaal.

In 'n vereenvoudigde vorm kan die volgende vergelyking dit duidelik maak. As die molekules wat in die sel beweeg motors is, en hul oortollige energie is petrol, dan vorm die biologiese veld die reliëf van die terrein waarop die motors ry. Deur die "verligting" te gehoorsaam, vorm molekules met soortgelyke energie-eienskappe NMC. Hulle, soos reeds genoem, is nie net energeties verenig nie, maar ook deur 'n gemeenskaplike funksie, en bestaan eerstens as gevolg van die invloei van energie (motors kan nie sonder petrol gaan nie), en tweedens as gevolg van die ordenende werking van die biologiese veld (veldry sal die kar nie verbygaan nie). Individuele molekules gaan voortdurend die NMC binne en verlaat dit, maar die hele NMC bly stabiel totdat die waarde van die energievloei wat dit voed verander. Met 'n afname in sy waarde ontbind die NMC, en die energie wat daarin gestoor word, word vrygestel.

Stel jou nou voor dat die invloei van energie in 'n sekere area van lewende weefsel afgeneem het: die verval van NMC het meer intens geword, daarom het die intensiteit van bestraling toegeneem, die einste een wat mitose beheer. Natuurlik is mitogenetiese bestraling nou verwant aan die veld – hoewel dit nie deel daarvan is nie! Soos ons onthou, word tydens verval (dissimilasie) oortollige energie vrygestel, wat nie in die NMC gemobiliseer word nie en nie by die sinteseprosesse betrokke is nie; juis omdat in die meeste selle die prosesse van assimilasie en dissimilasie gelyktydig plaasvind, hoewel in verskillende verhoudings, die selle 'n kenmerkende mitogenetiese regime het. Dieselfde is die geval met energievloei: die veld beïnvloed nie hul intensiteit direk nie, maar, wat 'n ruimtelike "reliëf" vorm, kan hul rigting en verspreiding effektief reguleer.

A. G. Gurvich het gedurende die moeilike oorlogsjare aan die finale weergawe van die veldteorie gewerk. "Teorie van die biologiese veld" is in 1944 gepubliseer (Moskou: Sowjetwetenskap) en in die daaropvolgende uitgawe in Frans - in 1947. Die teorie van sellulêre biologiese velde het selfs onder die ondersteuners van die vorige konsep kritiek en misverstand veroorsaak. Hul vernaamste verwyt was dat Gurvich na bewering die idee van die geheel laat vaar het en teruggekeer het na die beginsel van interaksie van individuele elemente (dit is die velde van individuele selle), wat hy self verwerp het. In die artikel "Die konsep van die" geheel "in die lig van die teorie van die sellulêre veld" (Versameling "Werke op mitogenese en die teorie van biologiese velde." Gurvich wys dat dit nie die geval is nie. Aangesien die velde wat deur individuele selle gegenereer word, buite hul perke strek, en die veldvektore op enige punt in die ruimte volgens die reëls van meetkundige optelling opgetel word, staaf die nuwe konsep die konsep van 'n "werklike" veld. Dit is in werklikheid 'n dinamiese integrale veld van alle selle van 'n orgaan (of organisme), wat oor tyd verander en die eienskappe van 'n geheel besit.

Sedert 1948 het die wetenskaplike aktiwiteit van A. G. Gurvich word gedwing om hoofsaaklik op die teoretiese sfeer te konsentreer. Na die Augustus-sessie van die All-Union Agricultural Academy, het hy nie die geleentheid gesien om voort te gaan werk by die Instituut vir Eksperimentele Geneeskunde van die Russiese Akademie vir Mediese Wetenskappe (die direkteur waarvan hy was sedert die instituut gestig is in 1945) en vroeg in September by die Presidium van die Akademie aansoek gedoen om aftrede. In die laaste jare van sy lewe het hy baie werke geskryf oor verskeie aspekte van biologiese veldteorie, teoretiese biologie en biologiese navorsingsmetodologie. Gurvich het hierdie werke as hoofstukke van 'n enkele boek beskou, wat in 1991 gepubliseer is onder die titel "Principles of Analytical Biology and Theory of Cell Fields" (Moskou: Nauka).

Die bestaan van 'n lewende sisteem is, streng gesproke, die mees diepgaande probleem, in vergelyking waarmee die funksionering daarvan in die skaduwees bly of behoort te bly.

A. G. Gurvich. Histologiese grondslae van biologie. Jena, 1930 (in Duits)

Empatie sonder begrip

Die werke van A. G. Gurvich oor mitogenese voor die Tweede Wêreldoorlog was baie gewild sowel in ons land as in die buiteland. In die laboratorium van Gurvich is die prosesse van karsinogenese aktief bestudeer, veral daar is getoon dat die bloed van kankerpasiënte, anders as die bloed van gesonde mense, nie 'n bron van mitogenetiese bestraling is nie. In 1940 het A. G. Gurvich is met die Staatsprys bekroon vir sy werk oor die mitogenetiese studie van die probleem van kanker. Gurvich se "veld"-konsepte het nooit wye gewildheid geniet nie, hoewel dit sonder uitsondering groot belangstelling gewek het. Maar hierdie belangstelling in sy werk en verslae het dikwels oppervlakkig gebly. A. A. Lyubishchev, wat homself altyd 'n student van A. G. Gurvich, het hierdie houding beskryf as "simpatie sonder begrip."

In ons tyd is simpatie deur vyandigheid vervang.’n Beduidende bydrae om die idees van A. G. Gurvich is bekendgestel deur sommige toekomstige volgelinge wat die wetenskaplike se gedagtes "volgens hul eie begrip" geïnterpreteer het. Maar die belangrikste ding is nie eers dit nie. Gurvich se idees het hulself op die kantlyn bevind van die pad wat deur "ortodokse" biologie geneem is. Na die ontdekking van die dubbelheliks het nuwe en aanloklike perspektiewe voor navorsers verskyn. Die ketting "geen - proteïen - teken" aangetrek deur sy konkreetheid, skynbaar maklik om 'n resultaat te verkry. Natuurlik het molekulêre biologie, molekulêre genetika, biochemie hoofstrome geword, en nie-genetiese en nie-ensiematiese beheerprosesse in lewende sisteme is geleidelik na die periferie van die wetenskap gedruk, en hul eie studie het as 'n twyfelagtige, ligsinnige beroep begin word.

Vir moderne fisieschemiese en molekulêre takke van biologie is die begrip van integriteit vreemd, wat A. G. Gurvich het die fundamentele eienskap van lewende dinge beskou. Aan die ander kant word verbrokkeling prakties gelykgestel aan die verkryging van nuwe kennis. Voorkeur word gegee aan navorsing oor die chemiese sy van verskynsels. In die studie van chromatien word die klem verskuif na die primêre struktuur van DNS, en daarin verkies hulle om hoofsaaklik 'n geen te sien. Alhoewel die ongelykheid van biologiese prosesse formeel erken word, ken niemand dit 'n belangrike rol toe nie: die oorweldigende meerderheid werke is daarop gemik om te onderskei tussen "swart" en "wit", die teenwoordigheid of afwesigheid van proteïen, die aktiwiteit of onaktiwiteit van 'n geen. (Dit is nie verniet dat termodinamika onder studente van biologiese universiteite een van die mees ongeliefde en swak waargenome vertakkings van fisika is nie.) Wat het ons verloor in 'n halwe eeu na Gurvich, hoe groot is die verliese - die antwoord sal gevra word deur die toekoms van die wetenskap.

Waarskynlik moet biologie nog idees oor die fundamentele integriteit en onewewig van lewende dinge assimileer, oor 'n enkele ordenende beginsel wat hierdie integriteit verseker. En miskien lê Gurvich se idees nog voor, en begin hul geskiedenis net.

O. G. Gavrish, kandidaat vir biologiese wetenskappe