Simakov Yu g câmpuri biologice fantomă. Câmpul informațional al vieții. Căutare aproximativă de cuvinte

http://urss.ru/220499
Simakov Yu.G.
Câmpuri biologice fantomă
2016. 432 p. Volum broşat. ISBN 978-5-9908473-1-6.

Suntem obișnuiți cu credința că genele controlează întreaga dezvoltare a organismului. Acum această viziune se schimbă. Genele singure nu pot asigura morfogeneza și creează forma unei ființe vii, ele conțin puține informații. Genele sunt importante, dar acționează ca o „adresă”, datorită căreia o matrice de informații (biomatrice) este selectată pentru un organism în curs de dezvoltare. Și pentru a implementa informațiile conținute în biomatrice și pentru a controla celulele vii, se folosește un biocâmp fantomă, controlând distribuția spațială a celulelor și specializarea acestora în diverse țesuturi și organe.
Toate acestea se întâmplă în timpul dezvoltării individuale a organismului. Un mecanism similar este aparent folosit în dezvoltarea istorică, în procesul de evoluție. Apoi se dovedește că doar materia vie evoluează, iar calea evoluției în sine este predeterminată (preformată) de aceleași biomatrici, care sunt stăpânite în mod constant prin dezvoltarea progresivă a materiei vii.
Această monografie este destinată atât cercetătorilor implicați în biologia dezvoltării, cât și unei game largi de cititori interesați de problemele embriologiei și evoluției.

Simakov Yuri Georgievici, doctor în științe biologice, profesor. În 1966 a absolvit Departamentul de Embriologie a Universității de Stat din Moscova, în 1969 și-a susținut teza de candidat la Universitatea de Stat din Moscova, iar în 1986 teza de doctorat. Subiectele acestor disertații sunt legate de studiul biosistemelor care se descompun sub influența antropică. În prezent, este profesor la Departamentul de Bioecologie și Ihtiologie de la Universitatea de Stat din Moscova.
http://urss.ru/157827
Nazarov V.I.
Evoluția nu conform lui Darwin: Schimbarea modelului evolutiv. Ed.4, stereot.
URSS. 2012. 520 p. Volum broşat. ISBN 978-5-397-02536-2.

Biologii își compară adesea știința cu fizica. Ei ar dori pentru biologie aceeași precizie și aceleași legi de neclintit, stabilite odată pentru totdeauna pentru condițiile noastre pământești. Dar viața este cu câteva ordine de mărime mai complexă decât fenomenele fizice și, prin urmare, puține astfel de legi au fost găsite în ea până acum. Modul natural de a le stabili este printr-o schimbare de idei și noi descoperiri. Dacă ideile nu se schimbă mult timp, atunci cel mai adesea din două motive: predarea fie reflectă esența obiectului de studiu, fie s-a transformat într-o dogmă pe care se străduiesc să o perpetueze.

De fapt, nu este întotdeauna ușor să distingem aceste două cazuri. Cine admite că crede într-o teorie pentru că este mai convenabil și mai liniștit pentru el să trăiască? Mai degrabă, ei pot spune că nu se îndoiesc de asta, deoarece se bucură de recunoaștere universală. Dar este un astfel de argument demn de știință reală, în continuă evoluție, care în cea mai mare parte a fost făcută de oameni de știință singuri străluciți? Deja în virtutea singurătății lor, ei erau întotdeauna sortiți să meargă împotriva credinței predominante. Și, în cele din urmă, în știință, nu au predominat ideile general acceptate, ci ideile corecte.

O coliziune similară este caracteristică teoriei evoluționiste reprezentate de darwinismul modern. Darwinismul este protejat, susținut, „dezvoltat” și predat în Rusia, Europa, SUA - în întreaga lume civilizată - ca singura învățătură adevărată. Dar de unde știi dacă este cu adevărat adevărat?

Învățătura adevărată este întotdeauna deschisă criticii. Propria sa reflecție înseamnă capacitatea de a se autocritica. Să ne amintim că Charles Darwin a inclus în „Originea speciilor” capitolele VI „Dificultățile teoriei” și VII „Diferitele obiecții la teoria selecției naturale”. Adepții moderni ai lui Darwin evită menționarea dificultăților (de multe ori le mascând cu extrapolări arbitrare), nu acceptă criticile și preferă să ignore cu aroganță tot ceea ce ei consideră a fi o provocare pentru ideile consacrate. De remarcat că însuși faptul existenței îndelungate a paradigmei evoluționiste pe care o apără creează o impresie înșelătoare a validității sale solide și a fecundității nemărginite.

O doctrină corectă, sau mai degrabă corect construită, se bazează pe prevederi care pot fi verificate experimental și presupune posibilitatea de infirmare (falsificare). Darwinismul și mai ales teoria sintetică a evoluției, ca constructe ipotetico-deductive care neagă aplicabilitatea experimentului și observației la cunoașterea mecanismelor evolutive, nu pot fi infirmate. Plăcându-se deasupra faptelor, păreau să-și facă griji cu privire la perpetuarea lor în avans.

Se pare că comparația cu progresul geneticii, o disciplină deosebit de apropiată de teoria evoluționistă și pe care selecționiștii o consideră fundamentul, oferă dovezi foarte elocvente ale stării teoriei sintetice. Timp de 60 de ani - un timp în care dezvoltarea acestei teorii practic s-a oprit - genetica moleculară, în special cunoștințele despre organizarea și funcționarea genomului, a avut o ascensiune fantastică. De ce o asemenea diferență în destinele acestor științe?

Să revenim la comparația dintre biologie și fizică. Nu există oameni de știință în lume care, să zicem, în loc de legile lui Newton, Dalton, Huygens sau Faraday, să propună ceva diferit. Și ideea însăși a posibilității de a le înlocui ar părea absurdă. În teoria evoluționistă situația este diferită. Aici, o alternativă la darwinism a existat de-a lungul istoriei sale și este deosebit de relevantă astăzi. Nu au lipsit autorii care propuneau noi teorii. Aceștia erau gânditori și naturaliști remarcabili, oameni cu o înaltă intuiție științifică, dar la un moment dat au fost ridiculizati sau ignorați și considerați „fii risipali” ai științei. Acum a sosit ceasul lor cel mai frumos și vom spune în carte despre ipotezele lor îndrăznețe.

Prin urmare, este firesc să întrebăm pe toți cei implicați în păstrarea status quo-ului în teoria evoluționistă: de ce ni se mai prezintă modelul de evoluție al anilor 1930 și 1940 în manualele despre această disciplină și, în consecință, în prelegerile profesorilor și profesorilor. ? De ce nu sunt nici măcar menționate modele noi? Este clar că în manuale sunt incluse numai idei stabilite, testate cuprinzător, dar atunci întrebarea este adecvată: câți ani ar trebui să fie „păstrate” cunoștințe noi care au trecut testele experimentale și să aștepte rândul lor? Nu ar fi mai corect să începem prin a prezenta în manual, alături de teoria canonică, și alte puncte de vedere?

Nu avem nicio îndoială că, mai devreme sau mai târziu, noi cunoștințe își vor face drum. Dorind să apropiem acest moment în toate modurile posibile, am decis să scriem o carte în care să fie adunate împreună toate cele mai recente realizări ale gândirii evoluționiste de orientare non-darwiniană, precum și idei similare din trecut. Mai precis, am încercat să urmărim soarta fiecărei idei demne de remarcat de la începuturi până în zilele noastre.
...
Autorul își exprimă recunoștința lui Yu.P Altukhov, L.I. Korochkin, M.D. Golubovsky, E.A , O.Ya Pilipchuk (Kiev) și P.E. Tarasov pentru participarea lor la proiectarea tehnică a cărții. De asemenea, consider că este datoria mea plăcută să le exprim sinceră recunoștință colegilor mei din Olanda - doamnei Wendy Faber și domnul Wim Heiting - pentru că au oferit portretul lui J.P.Lotsi, care nu a fost niciodată publicat în Rusia.
...
Vadim Ivanovici Nazarov (1933--2009)

Absolvent al Facultății de Biologie și Soluri a Universității de Stat din Moscova numită după M.V Lomonosov în 1957, cu specializare în zoologie; în 1969 - studii postuniversitare prin corespondență la Universitatea de Stat din Moscova. Din 24 iunie 1968 a lucrat la Institutul de Istoria Științelor și Tehnologiei Naturii. În 1969 și-a susținut teza de candidat, iar în 1990 teza de doctorat. În 2000, a fost ales în funcția de cercetător șef.

Principalele lucrări, inclusiv patru cărți, sunt consacrate studiului istoriei gândirii evoluționiste a orientării non-darwiniste a secolului al XX-lea, precum și istoriei biologiei secolului al XX-lea în general. Potrivit comunității științifice, monografia „The Doctrine of Macroevolution On the Path to a New Synthesis” (1991) a adus o contribuție semnificativă la teoria evoluționistă. Cartea este citată pe scară largă și utilizată pe scară largă în practica pedagogică a învățământului superior din Rusia și țările vecine. Este inclusă în lista de literatură recomandată dată într-o serie de manuale.

Solicitanții care intră în școala absolventă la IIET folosesc pe scară largă monografia colectivă „Istoria biologiei de la începutul secolului al XX-lea până în zilele noastre” (1975), materialul cules și editat de autor, de aproape 30 de ani.

Între 1970 și 1989 V.I Nazarov a fost secretarul executiv al seriei „Cercetări istorice și biologice”. Până în 2001, timp de 22 de ani a fost secretar permanent al consiliului de disertație K003.11.01. În această perioadă, circa 45 de candidați și mai mulți solicitanți la doctorat și-au susținut cu succes disertațiile.

Timp de 5 ani (până în 2001) a condus un grup problematic în istoria socială a biologiei.

Pentru a restrânge rezultatele căutării, vă puteți rafina interogarea specificând câmpurile de căutat. Lista câmpurilor este prezentată mai sus. De exemplu:

Puteți căuta în mai multe câmpuri în același timp:

Operatori logici

Operatorul implicit este ŞI.
Operator ŞIînseamnă că documentul trebuie să se potrivească cu toate elementele din grup:

cercetare dezvoltare

Operator SAUînseamnă că documentul trebuie să se potrivească cu una dintre valorile din grup:

studiu SAU dezvoltare

Operator NU exclude documentele care conțin acest element:

studiu NU dezvoltare

Tipul de căutare

Când scrieți o interogare, puteți specifica metoda în care va fi căutată expresia. Sunt acceptate patru metode: căutare cu morfologie, fără morfologie, căutare prin prefix, căutare frază.
În mod implicit, căutarea este efectuată ținând cont de morfologie.
Pentru a căuta fără morfologie, trebuie doar să puneți un semn „dolar” în fața cuvintelor dintr-o frază:

$ studiu $ dezvoltare

Pentru a căuta un prefix, trebuie să puneți un asterisc după interogare:

studiu *

Pentru a căuta o expresie, trebuie să includeți interogarea între ghilimele duble:

" cercetare si dezvoltare "

Căutați după sinonime

Pentru a include sinonime ale unui cuvânt în rezultatele căutării, trebuie să puneți un hash " # „ înaintea unui cuvânt sau înaintea unei expresii între paranteze.
Când se aplică unui cuvânt, vor fi găsite până la trei sinonime pentru acesta.
Când se aplică unei expresii între paranteze, la fiecare cuvânt se va adăuga un sinonim dacă se găsește unul.
Nu este compatibil cu căutarea fără morfologie, căutarea de prefixe sau căutarea de expresii.

# studiu

Gruparea

Pentru a grupa expresiile de căutare, trebuie să utilizați paranteze. Acest lucru vă permite să controlați logica booleană a cererii.
De exemplu, trebuie să faceți o cerere: găsiți documente al căror autor este Ivanov sau Petrov, iar titlul conține cuvintele cercetare sau dezvoltare:

Căutare aproximativă de cuvinte

Pentru o căutare aproximativă trebuie să puneți un tilde " ~ " la sfârșitul unui cuvânt dintr-o frază. De exemplu:

brom ~

La căutare se vor găsi cuvinte precum „brom”, „rom”, „industrial”, etc.
În plus, puteți specifica numărul maxim de editări posibile: 0, 1 sau 2. De exemplu:

brom ~1

În mod implicit, sunt permise 2 editări.

Criteriul de proximitate

Pentru a căuta după criteriul de proximitate, trebuie să puneți un tilde " ~ " la sfârșitul frazei. De exemplu, pentru a găsi documente cu cuvintele cercetare și dezvoltare în termen de 2 cuvinte, utilizați următoarea interogare:

" cercetare dezvoltare "~2

Relevanța expresiilor

Pentru a modifica relevanța expresiilor individuale în căutare, utilizați semnul „ ^ „ la finalul expresiei, urmat de nivelul de relevanță al acestei expresii în raport cu celelalte.
Cu cât nivelul este mai ridicat, cu atât expresia este mai relevantă.
De exemplu, în această expresie, cuvântul „cercetare” este de patru ori mai relevant decât cuvântul „dezvoltare”:

studiu ^4 dezvoltare

În mod implicit, nivelul este 1. Valorile valide sunt un număr real pozitiv.

Căutați într-un interval

Pentru a indica intervalul în care ar trebui să fie situată valoarea unui câmp, trebuie să indicați valorile limită în paranteze, separate de operator LA.
Se va efectua sortarea lexicografică.

O astfel de interogare va returna rezultate cu un autor care începe de la Ivanov și se termină cu Petrov, dar Ivanov și Petrov nu vor fi incluși în rezultat.
Pentru a include o valoare într-un interval, utilizați paranteze pătrate. Pentru a exclude o valoare, utilizați acolade.

Imaginea dezvoltării organismelor, sau morfogeneza, apare constant în fața ochilor noștri. Și nu degeaba proeminentul biolog american E. Sinnot spunea că „morfogeneza, deoarece este asociată cu cea mai distinctivă trăsătură a viețuitoarelor - organizarea, este o răscruce în care converg toate căile cercetării biologice... Este aici că ar trebui să ne așteptăm probabil la cele mai mari descoperiri.”

Ce semne există la această intersecție? Unde este stocat „dispozitivul viu” care monitorizează modul în care înregistrarea genetică din limbajul chimic este tradusă într-o structură tridimensională reală, în organism? Este imposibil ca un program genetic să realizeze acest lucru singur. Iar experimentele menționate mai devreme confirmă că este imposibil să faci fără un centru organizațional. La urma urmei, fiecare celulă a corpului conține același program genetic, fiecare celulă conține substanțe care provin din centrul organizațional. Cum se realizează managementul general al aranjamentului spațial și al formei celulelor?

Celulele care construiesc organisme se specializează și uneori chiar mor pentru a obține structura spațială necesară. De exemplu, așa se formează degetele de pe membrele unui embrion, când țesuturile dintre viitoarele degete mor și din placă se formează o mână cu cinci degete - rudimentul mâinii. Un sculptor necunoscut, care sculptează o creatură vie, nu numai că redistribuie, ci chiar îndepărtează materialul inutil pentru a crea ceea ce este intenționat de programul genetic.

Genetica moleculară a elucidat modalitățile de transmitere a informațiilor de la ADN la ARN-ul mesager, care, la rândul său, servește ca matrice pentru sinteza proteinelor din aminoacizi. Influența genelor asupra metabolismului celular și asupra sintezei lor este acum studiată intens. Dar numai genele sunt cu greu suficiente pentru a crea structura spațială a, să zicem, un tubercul de ridiche sau o coajă fantezică. Îndoieli de acest gen au bântuit mintea embriologilor și a persoanelor implicate în diferențierea spațială a celulelor de zeci de ani și, ca urmare, a apărut conceptul de „câmp morfogenetic”. Semnificația multor teorii ale câmpului embrionar se rezumă la faptul că în jurul embrionului, sau fătului, există un câmp special, care, așa cum spune, mulează organe și organisme întregi din masa celulară.

Cele mai dezvoltate concepte ale câmpului embrionar aparțin austriacului P. Weiss și oamenilor de știință sovietici A. G. Gurvich și N. K. Koltsov. Potrivit lui Weiss și Gurvich, domeniul nu are caracteristicile fizice și chimice obișnuite. A.G. Gurvich l-a numit un câmp biologic. În schimb, N.K Koltsov credea că câmpul care controlează integritatea organismului în curs de dezvoltare este compus din câmpuri fizice obișnuite.

Weiss scria că câmpul morfogenetic inițial acționează asupra materialului celular, formează din acesta anumite rudimente ale organelor corpului și că, pe măsură ce dezvoltarea progresează, se formează tot mai multe câmpuri noi, care comandă dezvoltarea organelor și a întregului corp al individului. . Pe scurt, câmpul se dezvoltă, apoi embrionul său, iar celulele corpului sunt foarte pasive - sunt ghidate de câmpul morfogenetic. Conceptul de câmp biologic al lui A.G. Gurvich se bazează pe faptul că câmpul este creat în fiecare celulă a corpului. Cu toate acestea, domeniul de acțiune al câmpului celular depășește limitele sale, câmpurile celulare par să se contopească într-un singur câmp, care se modifică odată cu redistribuirea spațială a celulelor.

Conform ambelor concepte, câmpul embrionar se dezvoltă la fel ca întregul embrion. Cu toate acestea, potrivit lui Weiss, face acest lucru independent și conform teoriei lui Gurvich, sub influența celulelor embrionare.

Dar dacă luăm ca axiomă dezvoltarea independentă a câmpului morfogenetic, atunci cunoștințele noastre nu vor avansa nici un pas. Căci, pentru a explica cumva dezvoltarea spațială a câmpului morfogenetic în sine, este necesar să se introducă noi câmpuri de ordinul 2, 3 etc. Dacă celulele înseși își construiesc un câmp morfogenetic și apoi se schimbă și se mișcă sub influența sa, atunci acest câmp acționează ca un instrument pentru distribuirea celulelor în spațiu. Dar atunci cum putem explica forma viitorului organism? Să zicem forma unui ranuncul sau a unui hipopotam. În plus, conform teoriei lui Gurvich, sursa câmpului vectorial este nucleul celulei și numai prin adăugarea vectorilor iese câmpul total.

Dar organismele care au un singur nucleu se simt bine. De exemplu, alga unicelulară, lungă de trei centimetri, Acetobularia, are rizoizi care seamănă cu rădăcini, o tulpină subțire și o umbrelă. Cum a dat un singur nucleu cu câmpul său o formă atât de complexă și cum a fost construită o structură spațială atât de complexă sub influența sa? Dacă rizoidul care conține nucleul este tăiat dintr-o acetobularia, acesta nu își va pierde capacitatea de a se regenera. De exemplu, dacă o privezi de o umbrelă, aceasta crește din nou. Atunci unde se află memoria spațială? Experimentele cu acetobularia convin că conceptul lui Gurvich despre câmpul biologic nu este aplicabil organismelor unicelulare.

Este posibil să găsim o cale de ieșire din contradicțiile create? Să speculăm. De ce trebuie neapărat să se schimbe câmpul embrionar în timpul dezvoltării organismului, ca și embrionul însuși? Nu este mai logic să credem că domeniul nu se schimbă încă din primele etape de dezvoltare, ci servește drept matrice pe care embrionul încearcă să o umple? Dar de unde provine domeniul în sine și de ce corespunde atât de clar programului genetic inerent unui organism dat?

Și nu merită să sugerăm că câmpul care controlează dezvoltarea este generat de interacțiunea structurii elicoidale a ADN-ului, unde este stocată înregistrarea genetică originală, cu spațiul înconjurător? La urma urmei, acest lucru poate oferi, parcă, o înregistrare spațială a organismului, fie că este același ranuncul sau un hipopotam. Pe măsură ce numărul celulelor crește în timpul diviziunii lor, se însumează câmpurile formate prin influența ADN-ului asupra spațiului, câmpul total crește, dar nu își modifică organizarea spațială și păstrează structura inerentă doar unui organism dat. De îndată ce organismul tânăr epuizează programul ereditar și contururile unor componente ale câmpului embrionar și organismul însuși coincid, creșterea trebuie să se oprească. Câmpul corpului, care sudează împreună toate părțile și comandă dezvoltarea, după părerea mea, se numește mai exact un câmp de informații individual. Care este natura sa presupusă?

Potrivit unor concepte, acesta este un complex de factori fizici și chimici care formează un singur câmp (N.K. Koltsov). Potrivit altor cercetători, domeniul morfogenetic poate include toate interacțiunile fizico-chimice cunoscute în prezent, dar reprezentând un nivel calitativ nou al acestor interacțiuni. Și întrucât fiecare creatură are o individualitate inerentă, înregistrată prin cod genetic, câmpul de informații este pur individual. Nimeni nu este surprins că nucleul oricărei celule din organism conține toată memoria genetică. În timpul diferențierii în diferite organe, începe să funcționeze doar acea parte a programului genetic, care comandă sinteza proteinelor într-un anumit organ sau chiar într-o celulă separată. Dar câmpul de informații este probabil întotdeauna intact. În caz contrar, este pur și simplu imposibil de explicat conservarea sa chiar și într-o mică parte a corpului.

Această presupunere nu este deloc speculativă. Pentru a arăta integritatea câmpului informațional din fiecare parte a corpului, să luăm ființe vii care sunt convenabile pentru asta.

Ciuperca mucoasă mixomicet-dictiostelium. El, așa cum am scris, are un ciclu de viață curios. La început, toate celulele par să fie împrăștiate și se mișcă în jurul solului sub formă de „amebe”, apoi una sau mai multe celule secretă substanța akrazină, care servește drept semnal „toată lumea vin la mine”. Amebele se târăsc împreună și formează organismul multicelular Plasmodium, care arată ca un melc asemănător viermilor. Acest melc se târăște într-un loc uscat și se transformă într-o ciupercă mică, cu picioare subțiri, cu un cap rotund, care conține spori. Chiar în fața ochilor noștri, un organism complex este asamblat din celule, care, așa cum ar fi, umple câmpul său de informații existent. Ei bine, dacă reduceți numărul de celule care se unesc la jumătate, ce veți obține - o jumătate de ciupercă sau una întreagă? Asta au făcut în laborator. Din jumătate din „amebe” se obține o ciupercă de aceeași formă, doar jumătate din dimensiune. Au lăsat 1/4 din celule, au fuzionat din nou și au dat naștere unei ciuperci cu toate proprietățile ei inerente și formele determinate genetic, doar mai mici ca dimensiuni. Se pare că orice număr de celule poartă informații despre forma pe care trebuie să o adauge atunci când se unesc. Adevărat, există o limită undeva și un număr mic de celule poate să nu fie suficient pentru a construi o ciupercă. Cu toate acestea, știind toate acestea, este dificil să refuzi concluzia că forma ciupercii este încorporată în câmpul de informații chiar și atunci când corpul este împrăștiat în celule individuale. Când celulele fuzionează, câmpurile lor de informații sunt însumate, dar această însumare arată mai mult ca o proliferare, o inflație a unui anumit câmp.

Și viermii plati planari își pot restabili aspectul din 1/300 de părți ale corpului lor. Dacă tăiați o planară în bucăți cu un brici și le lăsați în pace timp de trei săptămâni, celulele își schimbă specializarea și se reconstruiesc în animale întregi. După trei săptămâni, în loc de viermi plati tăiați în bucăți, planaria se târăște de-a lungul fundului cristalizatorului, aproape egale cu adulții și firimituri abia vizibile pentru ochi. Dar toate au un cap vizibil cu ochi și urechi olfactive așezate în lateral, toate au aceeași formă, deși diferă de sute de ori ca mărime. Fiecare creatură a fost formată dintr-un număr diferit de celule, dar conform unui „plan”. Așadar, se dovedește că orice bucată din corpul planariei avea un întreg câmp de informații.

Am efectuat experimente similare cu organisme unicelulare, cu spirostomi mari, de 2 milimetri înălțime, ciliați. Astfel de ciliați pot fi tăiați în 60 de părți cu un microscalpel la microscop și fiecare dintre ei este restaurat din nou într-o celulă întreagă. Ciliații cresc, dar nu la infinit. Celulele, după ce au atins dimensiunea cerută, par să se confrunte cu o graniță invizibilă. Aceasta este limita pe care o poate stabili câmpul de informații.

Se dovedește că câmpul informațional servește în mod egal organismelor unicelulare, coloniale și multicelulare. Și nu ar trebui să presupunem că, chiar înainte de fertilizare, celulele sexuale poartă câmpuri de informații codificate? Iar atunci când ovulul și spermatozoidul se îmbină, câmpurile lor informaționale sunt de asemenea combinate, dând un tip intermediar, sau generalizat, care poartă caracteristicile tatălui și ale mamei.

Celulele pot trăi fără nuclee, dar își pierd capacitatea de a se regenera și de a se autovindeca. Adevărat, regenerarea se observă uneori chiar și în absența unui nucleu. Să ne amintim despre acetobularia poate crește o nouă umbrelă chiar și fără nucleu. Deși regenerarea umbrelei în acetobularia în absența unui nucleu poate avea loc o singură dată, acest lucru este deja suficient pentru a sugera incredibilul - câmpul de informații rămâne în jurul celulei de ceva timp, chiar dacă este lipsită de materialul genetic principal!

Dimensiunile ființelor vii sunt fixate genetic. Un șoarece mic și un elefant uriaș cresc din ouă care sunt aproape egale ca mărime. Chiar și creaturi din aceeași specie, al căror program de dezvoltare genetică este foarte apropiat și care se încrucișează cu ușurință, pot avea dimensiuni foarte diferite. Comparați, de exemplu, un câine Chihuahua pe care îl puteți pune în buzunar și un mare danez uriaș.

Condițiile pentru organism pot fi bune sau rele. Un organism poate crește rapid sau lent, dar în mod normal nu depășește limita invizibilă, fixată genetic, a dimensiunii sale. Până acum, pe lângă câmpul informațional, este poate imposibil să presupunem vreun alt mecanism care să controleze creșterea, care să reproducă cu exactitate înregistrarea ereditară din nucleul oricărei celule și, în același timp, să unească toate celulele într-un singur întreg.

Biologii au muncit mult pentru a identifica motivele care determină o celulă să înceapă diviziunea-mitoză. Dacă oamenii învață să controleze acest proces, sabia va fi ridicată asupra tumorilor maligne, în care diviziunea celulară este încă incontrolabilă.

Uită-te la vârful degetului, vei vedea linii papilare care sunt unice pentru tine. Dacă sunt deteriorate, pot fi complet distruse. Cu toate acestea, dacă nu se formează o cicatrice, după regenerare modelul papilar va apărea din nou. Este greu de crezut că Kaylonii sunt capabili de o artă atât de sofisticată. Însă domeniul informațional ar fi destul de potrivit pentru rolul unui pictor.

Am experimentat recent cu epiteliul cristalinului unui ochi de broaște. De fiecare dată când cristalinul a fost rănit, mitozele au apărut în părțile nedeteriorate ale epiteliului, iar banda de mitoze a repetat exact configurația leziunii. Și încă o caracteristică ciudată: zona limitată de banda mitotică nu depinde de amploarea leziunii (Fig. 16, a, b). Teoriile hormonilor și kelonilor nu explică nimic aici. Cu reglementarea chimică, zona acoperită de mitoze ar depinde de amploarea leziunii. Și nu este câmpul informațional care transmite forma traumei?

Desigur, este prea devreme pentru a trage concluzii, iar speculațiile ulterioare nu pot duce decât la noi întrebări. Dar încă cred că va veni vremea când multe lucruri din biologia dezvoltării vor trebui privite diferit.

Totul se rezumă la faptul că dezvoltarea organismelor și formarea lor este condusă, parcă, de o triadă: un program genetic, un centru organizațional și un câmp informațional unic pentru ei. Programul genetic acționează ca un index, iar centrul organizațional selectează sau creează un câmp caracteristic unui organism dat care corespunde indicelui.

Câmpul informațional al vieții.

Simakov Yu.G.

„Chimie și viață”, 1983, nr. 3, p. 88.
http://ttizm.narod.ru/gizn/infpg.htm

O persoană consideră armonia lucrurilor vii de la sine înțeles, uneori o admiră și adesea nu se gândește la modul în care se construiește și se dezvoltă această armonie. Dar programul genetic al creaturilor vii nu este scris trăsăturile inerente lor și descendenților lor, până la punctul mic de pe cochilia unei moluște sau mișcarea caracteristică a capului unei mame și fiice? Inregistrat! Totuși, cum poate fi desfășurată această înregistrare în spațiu, în timpul dezvoltării organismului? La urma urmei, este necesar să se observe nu numai dimensiunea, forma, structura și funcțiile oricărui organ al unei plante sau animale, ci și cea mai bună biochimie a acestora. Chiar și creșterea trebuie oprită la timp.
Biologii nu pot răspunde încă la multe întrebări pe care le-a pus imaginea cea mai prozaică - imaginea dezvoltării organismelor sau, după cum se spune în știință, morfogeneza. Și nu degeaba proeminentul biolog american E. Sinnot a spus că „morfogeneza, deoarece este asociată cu cea mai distinctivă trăsătură a viețuitoarelor - organizarea, este o răscruce în care converg toate căile cercetării biologice”.
Ce semne există la această intersecție? Unde este stocată înregistrarea spațială în sine, care „traduce” limbajul chimic al codului genetic într-o structură tridimensională reală, în corp?
Cel mai probabil, orice celulă vie stochează un program pentru locația sa viitoare, celula pare să „știe” unde trebuie să se oprească, când să nu se mai divizeze și ce formă să ia pentru a deveni parte dintr-un anumit organ. Celulele care construiesc corpul nu numai că încetează să crească, să se divizeze și să ia forme diferite exact la momentul potrivit, ci se specializează sau se diferențiază, iar uneori chiar mor, pentru a obține structura spațială necesară. De exemplu, așa apar degetele pe membrele embrionului - țesuturile dintre viitoarele degete mor, iar din placă se formează o mână cu cinci degete - rudimentul mâinii. Un sculptor necunoscut, care sculptează o creatură vie, nu numai că redistribuie, ci și îndepărtează materialul inutil pentru a realiza ceea ce se dorește programul genetic.
Genetica moleculară a elucidat modalitățile de transmitere a informațiilor de la ADN la ARN-ul mesager, care, la rândul său, servește ca matrice pentru sinteza proteinelor din aminoacizi. Influența genelor asupra metabolismului celular și asupra sintezei lor este acum studiată cu atenție. Dar atunci când întruchipează structura spațială a, să zicem, un tubercul de ridiche sau o coajă fantezică, cu greu te poți descurca doar cu genele. Îndoielile de acest fel au agitat de multă vreme mințile embriologilor și tocmai printre aceștia, oameni implicați în diferențierea spațială a celulelor, a apărut conceptul așa-numitului câmp morfogenetic. Semnificația multor teorii pe această temă se rezumă la faptul că există un câmp special în jurul embrionului sau fătului, care, așa cum ar fi, mulează organe și organisme întregi din masa celulară.
Cele mai dezvoltate concepte ale câmpului embrionar aparțin austriacului P. Weiss, care a lucrat mulți ani în SUA, și savantului sovietic A.G. Gurvich și N.K. Koltsov (vezi A.G. Gurvich „Theory of Biological Field”, M.” 1944, și capitolul „Field Theory” în cartea lui B.P. Tokin „General Embryology”, M., 1968 Conform lui Weiss și Gurvich, domeniul morfogenetic o face nu au caracteristicile fizice și chimice obișnuite, Gurvich a numit-o un câmp biologic.
Weiss a scris că câmpul inițial acționează asupra materialului celular, formează din acesta anumite rudimente ale organismului și că pe măsură ce dezvoltarea progresează, se formează tot mai multe câmpuri noi, care comandă dezvoltarea organelor și a întregului corp al individului. Pe scurt, se dezvoltă câmpul, apoi embrionul însuși, iar celulele corpului par a fi pasive - activitatea lor este controlată de câmpul morfogenetic. Conceptul de câmp biologic de A.G. Gurvich se bazează pe faptul că este inerent fiecărei celule a corpului. Cu toate acestea, domeniul de aplicare al câmpului se extinde dincolo de granițele celulei, câmpurile celulelor par să se îmbine într-un singur câmp, care se modifică odată cu redistribuirea spațială a celulelor.
Conform ambelor concepte, câmpul biologic se dezvoltă în același mod ca și embrionul. Cu toate acestea, potrivit lui Weiss, face acest lucru independent și conform teoriei lui Gurvich, sub influența celulelor embrionare.
Dar cred că dacă luăm ca axiomă dezvoltarea independentă a domeniului biologic, atunci este puțin probabil ca cunoștințele noastre să avanseze. Căci, pentru a explica cumva dezvoltarea spațială a câmpului biologic în sine, este necesar să se introducă anumite câmpuri de ordinul 2, 3 etc. Dacă celulele însele construiesc un astfel de câmp, apoi se schimbă și se mișcă sub influența sa, atunci câmpul morfogenetic acționează ca un instrument pentru distribuirea celulelor în spațiu. Dar atunci cum putem explica forma viitorului organism? Să zicem forma unui ranuncul sau a unui hipopotam.
Conform teoriei lui Gurvich, sursa câmpului vectorial este nucleul celulei și numai prin adăugarea vectorilor se obține câmpul total. Dar organismele care au un singur nucleu se simt destul de bine. De exemplu, alga unicelulară de trei centimetri lungime Acetabularia are rizoizi care seamănă cu rădăcini, o tulpină subțire și o umbrelă. Cum a produs un singur câmp nuclear o formă atât de bizară? Dacă rizoidul care conține nucleul este tăiat dintr-o acetabulară, acesta nu își va pierde capacitatea de a se regenera. De exemplu, dacă este lipsită de umbrela ei, aceasta va crește din nou. Atunci unde se află memoria spațială?
Să căutăm o cale de ieșire din toate aceste neconcordanțe. De ce trebuie să se schimbe în mod necesar câmpul biologic în timpul dezvoltării organismului, la fel ca embrionul însuși? Nu este mai logic să credem că domeniul nu se schimbă încă din primele etape de dezvoltare, ci servește drept matrice pe care embrionul încearcă să o umple? Dar atunci de unde provine câmpul în sine și de ce corespunde atât de clar cu înregistrarea genetică inerentă unui anumit organism?
Și nu merită să sugerăm că câmpul care controlează dezvoltarea este generat de interacțiunea structurii elicoidale a ADN-ului, unde este stocată înregistrarea genetică originală, cu spațiul înconjurător?
La urma urmei, acest lucru poate oferi, așa cum ar fi, o înregistrare spațială a unei viitoare creaturi, fie că este aceeași rancul sau un hipopotam. Pe măsură ce numărul celulelor crește în timpul diviziunii lor, câmpurile formate de ADN sunt însumate, câmpul general crește, dar păstrează o anumită organizare unică.
Câmpul corpului, care sudează împreună toate părțile sale și comandă dezvoltarea, după părerea mea, se numește mai exact un câmp informațional individual. Care este natura sa presupusă? Potrivit unor concepte, acesta este un complex de factori fizici și chimici care formează un singur „câmp de forță” (N.K. Koltsov). Potrivit altor cercetători, câmpul biologic poate absorbi toate interacțiunile de câmp fizic și chimic cunoscute în prezent, dar reprezintă un nivel calitativ nou al acestor interacțiuni. Și întrucât orice creatură are o individualitate inerentă, dată de codul genetic, câmpul informațional al organismului este pur individual.
În 1981, cercetătorul vest-german A. Gierer a publicat ideea că rolul aparatului genetic se reduce în primul rând la generarea de semnale care să înlocuiască un câmp morfogenetic cu altul. Dacă este așa, atunci câmpurile din jurul oricărei creaturi, ca o „cămașă”, se schimbă atunci când organismul crește până la limitele următoarei „îmbrăcăminte”. Din acest punct de vedere, dezvoltarea câmpului morfogenetic poate fi privită ca un lanț de salturi în restructurarea informațiilor spațiale.
Nimeni nu neagă că nucleul oricărei celule vii conține întregul program genetic al organismului. În timpul diferențierii în diferite organe, începe să funcționeze numai acea parte a programului genetic, care comandă sinteza proteinelor în acest organ special sau chiar într-o celulă separată. Însă domeniul informațional probabil că nu are o astfel de specializare - este întotdeauna întreg. În caz contrar, este pur și simplu imposibil de explicat conservarea sa chiar și într-o mică parte a corpului.
Această presupunere nu este speculativă. Pentru a arăta integritatea câmpului informațional din fiecare parte a corpului, să luăm ființe vii care sunt convenabile pentru asta.
Ciuperca vâscoasă Myxomycete Dictyostelium are un ciclu de viață curios. La început, celulele sale par să fie împrăștiate și se mișcă sub formă de „amebe” prin sol, apoi una sau mai multe celule secretă substanța akrazină, care servește drept semnal „toată lumea vin la mine”. „Amebe” se târăsc împreună și formează un plasmodiu multicelular, care arată ca un melc asemănător viermilor. Acest melc se târăște într-un loc uscat și se transformă într-o ciupercă mică, cu picioare subțiri, cu un cap rotund, care conține spori. Chiar în fața ochilor noștri, un organism bizar este asamblat din celule, care, așa cum ar fi, umple câmpul său de informații deja existent. Ei bine, dacă reduceți numărul de celule care se unesc la jumătate, ce veți obține - o jumătate de ciupercă sau una întreagă? Așa au făcut ei în laboratoare. (Experimentele cu ciuperci sunt prezentate în cărțile lui D. Trinkaus „From Cells to Organs”, „World”, 1971 și D. Ibert „Interaction of Developing Systems”, „World”, 1968.) Din jumătate din „amoeba” se obține o ciupercă de aceeași formă, doar jumătate. Au lăsat 1/4 din celule, au fuzionat din nou și au dat naștere unei ciuperci cu toate formele ei inerente, doar și mai mici ca dimensiuni.
Și nu este posibil ca orice număr de celule să poarte informații despre forma pe care trebuie să o alcătuiască atunci când se unesc? Adevărat, există o limită undeva și un număr mic de celule poate să nu fie suficient pentru a construi o ciupercă. Cu toate acestea, știind acest lucru, este dificil să renunțăm la ideea că forma ciupercii este încorporată în câmpul informațional chiar și atunci când corpul este împrăștiat în celule individuale. Când celulele se îmbină, câmpurile lor de informații sunt însumate, dar această însumare arată mai mult ca o proliferare, o umflare de aceeași formă.
Iar viermii plati planari pot reda aspectul a 1/300 din corpul lor. Acesta este ceea ce se spune despre aceasta în cartea lui C. Bodemer „Embriologie modernă” (World, 1971). Dacă tăiați planaria cu un brici în bucăți de diferite dimensiuni și le lăsați în pace timp de trei săptămâni, celulele își vor schimba specializarea și se vor reconstrui în animale întregi. După trei săptămâni, în loc de viermi plati nemișcați tăiați în bucăți, planarii se târăsc de-a lungul fundului cristalizatorului, aproape egale cu adulții, și firimituri care abia sunt vizibile pentru ochi. Dar în toate, mari și mici, se vede un cap cu ochi și „urechi” olfactive așezate în lateral, toate au aceeași formă, deși diferă de sute de ori ca mărime. Fiecare creatură a apărut dintr-un număr diferit de celule, dar conform unui „plan”. Așadar, se dovedește că orice bucată din corpul planariei avea un întreg câmp de informații.
Am efectuat experimente similare cu organisme unicelulare, cu spirostoame ciliate mari, de doi milimetri înălțime („Tsitology”, 1978, vol. 20, nr. 7). Astfel de ciliați pot fi tăiați în 60 de părți cu un microscalpel la microscop și fiecare dintre ei este restaurat din nou într-o celulă întreagă. Ciliații cresc, dar nu la infinit. Celulele, după ce au atins dimensiunea cerută, par să se confrunte cu o graniță invizibilă. Aceasta este limita pe care o poate stabili câmpul de informații.
Se dovedește că câmpul informațional servește în mod egal organismelor unicelulare, coloniale și multicelulare. Și nu ar trebui să presupunem că, chiar și înainte de fertilizare, celulele germinale poartă câmpuri de informații gata făcute? Iar in timpul fecundarii, cand spermatozoizii si ovulul se contopesc si materialul lor genetic este combinat, campurile informative sunt insumate, dandu-se un tip intermediar sau generalizat, cu caracteristicile mamei si ale tatalui.
Celulele fără nuclee pot trăi, dar își pierd capacitatea de a se regenera și de a se autovindeca. Adevărat, amintiți-vă despre acetabularia, în care o nouă umbrelă crește fără nucleu. Și deși acest lucru se poate întâmpla o singură dată, acest lucru este deja suficient pentru a sugera incredibilul: câmpul de informații rămâne în jurul celulei pentru o perioadă de timp, chiar dacă este lipsită de materialul genetic principal!
Dimensiunile ființelor vii sunt fixate genetic. Un șoarece mic și un elefant uriaș cresc din ouă care sunt aproape egale ca mărime. Chiar și creaturi din aceeași specie, al căror program de dezvoltare genetică este foarte, foarte apropiat și care se încrucișează cu ușurință, pot avea dimensiuni foarte diferite. Comparați, de exemplu, un câine Chihuahua pe care îl puteți pune în buzunar și un mare danez uriaș.
Condițiile pentru organism pot fi bune sau rele. Un organism poate crește rapid sau lent, dar în mod normal nu depășește limita invizibilă, fixată genetic, a dimensiunii sale. Într-adevăr, în afară de câmpul informațional individual, nu există un alt mecanism de control al creșterii care să reproducă cu acuratețe înregistrarea ereditară în nucleul oricărei celule și, în același timp, să unească toate celulele într-un singur întreg.
Biologii au muncit mult în identificarea motivelor care determină o celulă să înceapă diviziunea - mitoza. Dacă oamenii ar învăța să controleze acest proces, sabia ar fi ridicată asupra tumorilor maligne, în care diviziunea celulară este încă incontrolabilă.
De fapt, de ce valul furtunos al diviziunilor celulare se atenuează într-o rană după ce s-a vindecat, dar în tumorile maligne ea furioasă în timp ce organismul este în viață? La început, teoria hormonilor plăgii a fost folosită pentru a explica acest fenomen. Este ca și cum în celule există substanțe care, atunci când țesutul este rănit, curg în zona deteriorată și provoacă divizarea rapidă a celulelor din jurul rănii. Pe măsură ce rana se vindecă, concentrația de hormoni scade și diviziunea celulară se oprește. Din păcate, teoria nu s-a adeverit și a fost înlocuită cu ideea opusă prezentată de V. S. Bullough, care afirmă că substanțele speciale, kalonii, suprimă mitoza la o anumită concentrație. După rănire, concentrația Kaylon scade și mitozele se reiau până când deteriorarea este reparată și concentrația Kaylon atinge nivelul corespunzător. Experimentele au arătat că kelonii din diferite organe sunt diferiți, dar nu sunt în niciun caz specifici unei specii. De exemplu, un medicament fabricat din piele de cod poate opri mitozele din pielea unui deget uman.
Uită-te la vârful degetului, vei vedea linii papilare care sunt unice pentru tine. Dacă sunt deteriorate, pot fi complet distruse. Cu toate acestea, dacă nu se formează o cicatrice, modelul papilar va reapărea după regenerare. Sunt Kaylonii cu adevărat capabili de o artă atât de sofisticată? Câmpul informațional s-ar potrivi mult mai bine rolului de pictor.
Nu cu mult timp în urmă am experimentat cu epiteliul cristalinului unui ochi de broaște (Izvestia Academiei de Științe a URSS, 1974, nr. 2). De fiecare dată când cristalinul a fost rănit, mitozele au apărut în părțile nedeteriorate ale epiteliului, iar banda de mitoze a repetat destul de precis configurația leziunii. Și încă o caracteristică ciudată: zona limitată de banda mitotică nu depinde de amploarea leziunii. Teoriile hormonilor și kelonilor nu explică nimic aici. Cu reglementarea chimică, zona acoperită de mitoze ar depinde de amploarea leziunii. Nu este câmpul informațional cel care transmite forma traumei?
Desigur, este prea devreme pentru a trage concluzii, iar raționamentele suplimentare nu pot duce decât la noi întrebări. Dar încă cred că va veni vremea când multe lucruri din biologia dezvoltării vor trebui privite diferit.

Comentariu scurt.

Belousov L.V.

În articolul lui Yu.G. Simakov a atins întrebări foarte importante ale biologiei care nu au primit încă o soluție satisfăcătoare. De fapt, cum se procedează exact morfogeneza și cum poate un embrion multicelular sau chiar o celulă să-și restabilească forma și structura după încălcări uneori foarte profunde ale integrității? Atragerea atenției cititorilor asupra acestui lucru poate fi doar aprobată.
Autorul conturează pe scurt teoriile morfogenezei de P. Weiss, A.G. Gurvich și N.K. Koltsova, însă, nu menționează unele aspecte esențiale ale acestor concepte, apoi trece la ipoteza ei despre „câmpul informațional”. Ideea sa principală este că câmpul nu se schimbă încă din primele etape de dezvoltare, ci servește drept matrice pe care embrionul încearcă să o umple. Această idee se întoarce la teoria „morfesteziei” a biologului Noll, exprimată în a doua jumătate a secolului trecut. Noll a susținut că un organism în curs de dezvoltare simte o discrepanță între forma sa imediată și cea finală și se străduiește să atenueze această discrepanță. Această idee a fost dezvoltată și în primele lucrări (1912, 1914) ale lui A.G. Gurvich conform așa-numitului „morf preformat dinamic”.
Ipoteza Yu.G. Simakova, în opinia mea, până acum oferă doar o soluție aparentă a problemei, ca și cum, în loc să căutăm o soluție la problemă, am privi imediat răspunsul, l-am numi și am pretinde că problema a fost rezolvată. Răspunsul în acest caz este cunoscut: corpul își reglează perfect forma, structura și uneori dimensiunea. Întrebarea este cum exact o face.
În biologie, în opinia mea, există acum câteva abordări promițătoare pentru rezolvarea acestei probleme. Prima dintre ele este dezvoltarea în continuare a conceptelor de câmpuri biologice despre care vorbește autorul. Inclusiv dezvoltarea principiului gradienților fiziologici, care a fost acum întruchipat în conceptul de așa-numita informație pozițională. Deși acest concept nu este infailibil și nu poate fi considerat universal, el totuși nu poate fi ignorat. O altă direcție promițătoare este dezvoltarea ideii centrale a lui A.G. Gurvich că însăși forma (geometria, topologia) unui organism în curs de dezvoltare conține suficiente temeiuri pentru dezvoltarea formei următoare și așa mai departe. Această direcție poate încorpora ideile lui K. Waddington, R. Thom și alții despre formele stabile și instabile.
Recent, a apărut și se dezvoltă intens o direcție complet diferită, care a ajuns la biologie din matematică și fizică teoretică - așa-numita sinergetică, sau teoria structurilor disipative. În principiu, fenomenele de reglare a formei și, în general, fenomenele de morfogeneză ar putea fi explicate în termeni de sinergetică, deși aici există încă multe ambiguități și inconsecvențe serioase. Personal, cred că soluția optimă la problemele de morfogeneză și reglare a formei se află, poate, undeva între teoriile câmpurilor biologice și ale structurilor disipative. Este posibil ca aceste direcții să se îmbine.
În orice caz, cea mai sigură cale este un studiu minuțios, pas cu pas, experimental și teoretic al problemei. De asemenea, aș dori să avertizez împotriva nihilismului seducător: de exemplu, negarea regulatorilor chimici ai creșterii și morfogenezei. Desigur, acțiunea lor trebuie totuși reglementată de ceva, dar asta nu înseamnă că regulatorii chimici nu există deloc.
Și un ultim lucru. Termenul „biocâmp” a căpătat acum o aromă antiștiințifică: cuvântul „biocâmp” este folosit de unii subiecți care nu au nimic în comun cu știința. Este inacceptabil să se identifice opiniile lor cu moștenirea științifică a marilor oameni de știință. Pentru a clarifica această linie de demarcație, îmi propun să nu folosim termenul „biocâmp” în raport cu Weiss, Gurvich și alți oameni de știință, pe care ei înșiși nu i-au folosit niciodată, ci mai degrabă au folosit sintagma „câmp biologic”.

Referinţă:

Simakov Iuri Georgievici(născut în 1939), biolog-zoolog, doctor în științe biologice. În 1966 a absolvit Universitatea de Stat din Moscova. M.V. Lomonosov, lucrează în domeniul hidrobiologiei și toxicologiei acvatice (Institutul de Probleme Medicale și Biologice al Academiei Ruse de Științe Medicale), acordă o mare atenție problemelor echilibrului ecologic în mediu.
În 1976, Yu.G. Simakov a început să ia parte la cercetarea OZN-urilor. El este cunoscut în cercurile ufologice pentru că a fost primul care a propus utilizarea microorganismelor vii pentru a studia urmele aterizării OZN-urilor și a colaborat activ cu F.Yu. Siegel, care a propus chiar să numească această metodă de cercetare ufologică „metoda Simakov”.

Belousov Lev Vladimirovici(născut în 1935), doctor în științe biologice, profesor la Universitatea de Stat din Moscova. M.V. Lomonosov, membru corespondent al Academiei Ruse de Științe Naturale, academician al Academiei de Științe din New York.