Клетки, строящие организм, не только точно вовремя перестают расти, делиться и принимать разную форму, они специализируются или дифференцируются, а порой даже отмирают, чтобы получилась необходимая пространственная структура. Например, так появляются пальцы на конечностях зародыша – ткани между будущими пальцами гибнут, а из пластинки – зачатка кисти – формируется пятипалая рука. Неведомый скульптор, ваяя живое существо, не только перераспределяет, но и удаляет ненужный материал, чтобы воплотить то, что намечено генетической программой.
Молекулярная генетика выяснила пути передачи информации от ДНК к информационной РНК, которая в свою очередь служит матрицей для синтеза белков из аминокислот. Сейчас тщательно исследуют влияние генов на обмен веществ в клетке и на их синтез. Но при воплощении пространственной структуры, скажем, клубня редиски или причудливой раковины вряд ли обойдешься одними генами. Сомнения такого рода давно будоражат умы эмбрионологов, и именно у них, у людей, занимающихся пространственной дифференцировкой клеток, появилась концепция так называемого морфогенетического поля. Смысл множества теорий на эту тему сводится к тому, что вокруг эмбриона или зародыша присутствует особое поле, которое как бы лепит из клеточной массы органы и целые организмы.
Наиболее разработанные концепции эмбрионального поля принадлежат австрийцу П. Вейсу, долгие годы работавшему в США, и советским ученым А.Г.Гурвичу и Н.К.Кольцову (см. А.Г.Гурвич, «Теория биологического поля», М., 1944, и главу «Теория полей» в книге Б.П.Токина «Общая эмбриология», М., 1968). По мнению Вейса и Гурвича, морфогенетическое поле не обладает обычными физико-химическими характеристиками. Гурвич назвал его биологическим полем. В противоположность этому Н.К.Кольцов полагал, что поле, командующее целостностью развития организма, сложено обычными физическими полями.
Вейс писал, что первоначальное поле действует на клеточный материал, формирует из него те или иные зачатки организма и что по мере развития образуются все новые и новые поля, командующие развитием органов и всего тела особи. Короче говоря, развивается поле, затем сам зародыш, причем клетки организма вроде бы пассивны – их деятельностью руководит морфогенетическое поле. Концепция же биологического поля А.Г.Гурвича зиждется на том, что оно присуще каждой клетке организма. Однако сфера действия поля выходит за пределы клетки, клеточные поля как бы сливаются в единое поле, которое меняется при пространственном перераспределении клеток.
Согласно обеим концепциям, биологическое поле развивается так же, как и зародыш; Однако по Вейсу, оно делает это самостоятельно, а по теории Гурвича – под влиянием клеток зародыша. Но если взять за аксиому самостоятельное развитие биологического поля, то наши знания вряд ли продвинутся вперед.
Ибо, чтобы хоть как-то объяснить пространственное развитие самого биологического поля, нужно вводить некие поля 2-го, 3-го порядков и так далее. Если же клетки сами строят себе такое поле, а затем изменяются и перемещаются под его воздействием, то морфогенетическое поле выступает как орудие для распределения клеток в пространстве. Но как тогда объяснить форму будущего организма? Скажем, форму лютика или бегемота.
По теории Гурвича, источником векторного поля служит ядро клетки и только при сложении векторов получается общее поле. А ведь вовсе неплохо себя чувствуют организмы, у которых только одно ядро. Например, трехсантиметровая одноклеточная водоросль ацетабулярия обладает ризоидами, напоминающими корни, тонкой ножкой и зонтиком. Как одно-единственное ядерное поле дало такую причудливую форму? Если у ацетабулярии отрезать ризоид, в котором содержится ядро, она не потеряет способности к регенерации. Например, если ее лишить зонтика, он снова вырастет. Где же тогда заключена пространственная память?
Давайте поищем выход из всех этих несоответствий. Почему биологическое поле непременно должно меняться при развитии организма, как и сам зародыш? Не логичнее ли думать, что поле с первых же стадий развития не меняется, а служит той матрицей, которую зародыш стремится заполнить? Но тогда откуда взялось само поле и почему оно столь четко соответствует генетической записи, присущей данному организму.
И не стоит ли предположить, что поле, управляющее развитием, порождено взаимодействием спиральной структуры ДНК, где хранится изначальная генетическая запись, с окружающим пространством? Ведь это может дать как бы пространственную запись будущего существа, будь то тот же лютик или бегемот. При увеличении числа клеток в ходе их деления поля, образованные ДНК, суммируются, общее поле растет, но сохраняет некую присущую только ему организацию.
Поле организма, спаивающее воедино все его части и командующее развитием, по-моему, точнее именовать информационным индивидуальным полем. Какова же его предполагаемая природа? По одним понятиям, это комплекс физико-химических факторов, которые образуют единое «силовое поле» (Н.К.Кольцов). По мнению других исследователей, биологическое поле, возможно, вбирает в себя все ныне известные физико-химические полевые взаимодействия, но представляет собой качественно новый уровень этих взаимодействий. А так как любому существу присуща индивидуальность, заданная генетическим кодом, то и информационное поле организма сугубо индивидуально.
В 1981 году западногерманский исследователь А.Гирер опубликовал идею о том, что роль генетического аппарата сводится преимущественно к генерации сигналов для замены одного морфогенетического поля другим. Если это так, то вокруг любого существа, как «рубашки», меняются поля, когда организм дорастает до границ очередной «одежды». С этой точки зрения на развитие морфогенетического поля можно смотреть как на цепь скачков в перестройке пространственной информации.
Никто не отрицает, что ядро любой живой клетки таит в себе всю генетическую программу организма. В ходе дифференцировки в разных органах начинает работать только та часть генетической программы, которая командует синтезом белков в этом конкретном органе или даже в отдельной клетке. А вот у информационного поля, наверное, нет такой специализации – оно всегда целое. Иначе просто не объяснить его сохранность даже в малой части организма.
Такое предположение не умозрительно. Чтобы показать целостность информационного поля в каждой части организма, возьмем удобные для этого живые существа.
У слизистого грибка миксомицета – диктиостелиума любопытный жизненный цикл. Сначала его клетки как бы рассыпаны и передвигаются в виде «амеб» по почве, затем одна или несколько клеток выделяют вещество акразин, что служит сигналом «все ко мне». «Амебы» сползаются и образуют многоклеточный плазмодий, который выглядит червеобразным слизнем. Этот слизень выползает на сухое место и превращается в маленький тонконогий грибок с круглой головкой, где находятся споры. Прямо-таки на глазах из клеток собирается причудливый организм, который как бы заполняет свое уже имеющееся информационное поле. Ну, а если наполовину сократить количество сливающихся клеток, что получится – половина грибка или целый? Так и делали в лабораториях.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144
Молекулярная генетика выяснила пути передачи информации от ДНК к информационной РНК, которая в свою очередь служит матрицей для синтеза белков из аминокислот. Сейчас тщательно исследуют влияние генов на обмен веществ в клетке и на их синтез. Но при воплощении пространственной структуры, скажем, клубня редиски или причудливой раковины вряд ли обойдешься одними генами. Сомнения такого рода давно будоражат умы эмбрионологов, и именно у них, у людей, занимающихся пространственной дифференцировкой клеток, появилась концепция так называемого морфогенетического поля. Смысл множества теорий на эту тему сводится к тому, что вокруг эмбриона или зародыша присутствует особое поле, которое как бы лепит из клеточной массы органы и целые организмы.
Наиболее разработанные концепции эмбрионального поля принадлежат австрийцу П. Вейсу, долгие годы работавшему в США, и советским ученым А.Г.Гурвичу и Н.К.Кольцову (см. А.Г.Гурвич, «Теория биологического поля», М., 1944, и главу «Теория полей» в книге Б.П.Токина «Общая эмбриология», М., 1968). По мнению Вейса и Гурвича, морфогенетическое поле не обладает обычными физико-химическими характеристиками. Гурвич назвал его биологическим полем. В противоположность этому Н.К.Кольцов полагал, что поле, командующее целостностью развития организма, сложено обычными физическими полями.
Вейс писал, что первоначальное поле действует на клеточный материал, формирует из него те или иные зачатки организма и что по мере развития образуются все новые и новые поля, командующие развитием органов и всего тела особи. Короче говоря, развивается поле, затем сам зародыш, причем клетки организма вроде бы пассивны – их деятельностью руководит морфогенетическое поле. Концепция же биологического поля А.Г.Гурвича зиждется на том, что оно присуще каждой клетке организма. Однако сфера действия поля выходит за пределы клетки, клеточные поля как бы сливаются в единое поле, которое меняется при пространственном перераспределении клеток.
Согласно обеим концепциям, биологическое поле развивается так же, как и зародыш; Однако по Вейсу, оно делает это самостоятельно, а по теории Гурвича – под влиянием клеток зародыша. Но если взять за аксиому самостоятельное развитие биологического поля, то наши знания вряд ли продвинутся вперед.
Ибо, чтобы хоть как-то объяснить пространственное развитие самого биологического поля, нужно вводить некие поля 2-го, 3-го порядков и так далее. Если же клетки сами строят себе такое поле, а затем изменяются и перемещаются под его воздействием, то морфогенетическое поле выступает как орудие для распределения клеток в пространстве. Но как тогда объяснить форму будущего организма? Скажем, форму лютика или бегемота.
По теории Гурвича, источником векторного поля служит ядро клетки и только при сложении векторов получается общее поле. А ведь вовсе неплохо себя чувствуют организмы, у которых только одно ядро. Например, трехсантиметровая одноклеточная водоросль ацетабулярия обладает ризоидами, напоминающими корни, тонкой ножкой и зонтиком. Как одно-единственное ядерное поле дало такую причудливую форму? Если у ацетабулярии отрезать ризоид, в котором содержится ядро, она не потеряет способности к регенерации. Например, если ее лишить зонтика, он снова вырастет. Где же тогда заключена пространственная память?
Давайте поищем выход из всех этих несоответствий. Почему биологическое поле непременно должно меняться при развитии организма, как и сам зародыш? Не логичнее ли думать, что поле с первых же стадий развития не меняется, а служит той матрицей, которую зародыш стремится заполнить? Но тогда откуда взялось само поле и почему оно столь четко соответствует генетической записи, присущей данному организму.
И не стоит ли предположить, что поле, управляющее развитием, порождено взаимодействием спиральной структуры ДНК, где хранится изначальная генетическая запись, с окружающим пространством? Ведь это может дать как бы пространственную запись будущего существа, будь то тот же лютик или бегемот. При увеличении числа клеток в ходе их деления поля, образованные ДНК, суммируются, общее поле растет, но сохраняет некую присущую только ему организацию.
Поле организма, спаивающее воедино все его части и командующее развитием, по-моему, точнее именовать информационным индивидуальным полем. Какова же его предполагаемая природа? По одним понятиям, это комплекс физико-химических факторов, которые образуют единое «силовое поле» (Н.К.Кольцов). По мнению других исследователей, биологическое поле, возможно, вбирает в себя все ныне известные физико-химические полевые взаимодействия, но представляет собой качественно новый уровень этих взаимодействий. А так как любому существу присуща индивидуальность, заданная генетическим кодом, то и информационное поле организма сугубо индивидуально.
В 1981 году западногерманский исследователь А.Гирер опубликовал идею о том, что роль генетического аппарата сводится преимущественно к генерации сигналов для замены одного морфогенетического поля другим. Если это так, то вокруг любого существа, как «рубашки», меняются поля, когда организм дорастает до границ очередной «одежды». С этой точки зрения на развитие морфогенетического поля можно смотреть как на цепь скачков в перестройке пространственной информации.
Никто не отрицает, что ядро любой живой клетки таит в себе всю генетическую программу организма. В ходе дифференцировки в разных органах начинает работать только та часть генетической программы, которая командует синтезом белков в этом конкретном органе или даже в отдельной клетке. А вот у информационного поля, наверное, нет такой специализации – оно всегда целое. Иначе просто не объяснить его сохранность даже в малой части организма.
Такое предположение не умозрительно. Чтобы показать целостность информационного поля в каждой части организма, возьмем удобные для этого живые существа.
У слизистого грибка миксомицета – диктиостелиума любопытный жизненный цикл. Сначала его клетки как бы рассыпаны и передвигаются в виде «амеб» по почве, затем одна или несколько клеток выделяют вещество акразин, что служит сигналом «все ко мне». «Амебы» сползаются и образуют многоклеточный плазмодий, который выглядит червеобразным слизнем. Этот слизень выползает на сухое место и превращается в маленький тонконогий грибок с круглой головкой, где находятся споры. Прямо-таки на глазах из клеток собирается причудливый организм, который как бы заполняет свое уже имеющееся информационное поле. Ну, а если наполовину сократить количество сливающихся клеток, что получится – половина грибка или целый? Так и делали в лабораториях.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144