Transmisión remota de genes: investigación del científico Alexander Gurvich

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

A fines de la primavera de 1906, Alexander Gavrilovich Gurvich, que ya tenía treinta y tantos años y ya era un conocido científico, fue desmovilizado del ejército. Durante la guerra con Japón, se desempeñó como médico en el regimiento de retaguardia estacionado en Chernigov. (Fue allí donde Gurvich, en sus propias palabras, "huyendo de la ociosidad forzada", escribió e ilustró "Atlas y ensayo sobre embriología de vertebrados", que fue publicado en tres idiomas en los próximos tres años).

Ahora se va con su joven esposa y su pequeña hija durante todo el verano a Rostov el Grande, a los padres de su esposa. No tiene trabajo y todavía no sabe si se quedará en Rusia o volverá al extranjero.

Detrás de la Facultad de Medicina de la Universidad de Munich, la defensa de tesis, Estrasburgo y la Universidad de Berna. El joven científico ruso ya está familiarizado con muchos biólogos europeos, sus experimentos son muy apreciados por Hans Driesch y Wilhelm Roux. Y ahora, tres meses de completo aislamiento del trabajo científico y contactos con colegas.

Este verano A. G. Gurvich reflexiona sobre la pregunta, que él mismo formuló de la siguiente manera: "¿Qué significa que me llamo biólogo y qué, de hecho, quiero saber?" Luego, considerando el proceso minuciosamente estudiado e ilustrado de la espermatogénesis, llega a la conclusión de que la esencia de la manifestación de los seres vivos consiste en conexiones entre eventos separados que ocurren sincrónicamente. Esto determinó su "ángulo de visión" en biología.

La herencia impresa de A. G. Gurvich: más de 150 artículos científicos. La mayoría de ellos se publicaron en alemán, francés e inglés, propiedad de Alexander Gavrilovich. Su trabajo dejó una huella brillante en embriología, citología, histología, histofisiología, biología general. Pero quizás sería correcto decir que "la dirección principal de su actividad creativa fue la filosofía de la biología" (del libro "Alexander Gavrilovich Gurvich. (1874-1954)". Moscú: Nauka, 1970).

A. G. Gurvich en 1912 fue el primero en introducir el concepto de "campo" en la biología. El desarrollo del concepto de campo biológico fue el tema principal de su trabajo y se prolongó durante más de una década. Durante este tiempo, las opiniones de Gurvich sobre la naturaleza del campo biológico han experimentado cambios profundos, pero siempre hablaron del campo como un factor único que determina la dirección y el orden de los procesos biológicos.

No hace falta decir que qué triste destino aguardaba a este concepto en el próximo medio siglo. Hubo mucha especulación, cuyos autores afirmaron haber comprendido la naturaleza física del llamado "biocampo", alguien se comprometió de inmediato a tratar a las personas. Algunos se refirieron a A. G. Gurvich, sin molestarse en absoluto con los intentos de ahondar en el significado de su obra. La mayoría no conocía a Gurvich y, afortunadamente, no se refería a él, ya que ni al término "biocampo" en sí, ni a las diversas explicaciones de su acción por parte de A. G. Gurvich no tiene nada que ver con eso. Sin embargo, hoy las palabras "campo biológico" causan un escepticismo manifiesto entre los interlocutores educados. Uno de los objetivos de este artículo es contar a los lectores la verdadera historia de la idea de un campo biológico en la ciencia.

Que mueve las celdas

A. G. Gurvich no estaba satisfecho con el estado de la biología teórica a principios del siglo XX. No se sintió atraído por las posibilidades de la genética formal, ya que era consciente de que el problema de la "transmisión de la herencia" es fundamentalmente diferente del problema de la "implementación" de los rasgos en el cuerpo.

Quizás la tarea más importante de la biología hasta el día de hoy es la búsqueda de una respuesta a la pregunta "infantil": ¿cómo surgen los seres vivos en toda su diversidad de una bola microscópica de una sola célula? ¿Por qué las células en división no forman colonias abultadas sin forma, sino estructuras complejas y perfectas de órganos y tejidos? En la mecánica del desarrollo de esa época se adoptó el enfoque causal-analítico propuesto por W. Ru: el desarrollo del embrión está determinado por una multitud de rígidas relaciones causa-efecto. Pero este enfoque no estuvo de acuerdo con los resultados de los experimentos de G. Driesch, quien demostró que las desviaciones bruscas causadas experimentalmente pueden no interferir con el desarrollo exitoso. Al mismo tiempo, las partes individuales del cuerpo no se forman en absoluto a partir de esas estructuras que son normales, ¡pero sí se forman! De la misma manera, en los propios experimentos de Gurvich, incluso con la centrifugación intensiva de huevos de anfibios, violando su estructura visible, el desarrollo posterior procedió equifinalmente, es decir, terminó de la misma manera que en los huevos intactos.

Arroz. 1 Figuras A. G. Gurvich de 1914: imágenes esquemáticas de capas de células en el tubo neural de un embrión de tiburón. 1 - configuración de formación inicial (A), configuración posterior (B) (línea en negrita - forma observada, discontinua - asumida), 2 - configuración inicial (C) y observada (D), 3 - inicial (E), predicha (F) … Las líneas perpendiculares muestran los ejes largos de las celdas: "si construyes una curva perpendicular a los ejes de las celdas en un momento dado de desarrollo, puedes ver que coincidirá con el contorno de una etapa posterior de desarrollo de esta área".

A. G. Gurvich realizó un estudio estadístico de las mitosis (divisiones celulares) en partes simétricas del embrión en desarrollo o de órganos individuales y corroboró el concepto de "factor normalizador", del cual surgió más tarde el concepto de campo. Gurvich estableció que un solo factor controla el panorama general de la distribución de las mitosis en partes del embrión, sin determinar en absoluto el momento y la ubicación exactos de cada una de ellas. Sin duda, la premisa de la teoría de campos estaba contenida en la famosa fórmula de Driesch "el destino prospectivo de un elemento está determinado por su posición en su conjunto". La combinación de esta idea con el principio de normalización lleva a Gurvich a entender el orden en la vida como la "subordinación" de los elementos a un todo único, en oposición a su "interacción". En su obra "Herencia como proceso de realización" (1912), desarrolla por primera vez el concepto de campo embrionario: la morfo. De hecho, se trataba de una propuesta para romper el círculo vicioso: explicar la aparición de la heterogeneidad entre elementos inicialmente homogéneos en función de la posición del elemento en las coordenadas espaciales del conjunto.

Después de eso, Gurvich comenzó a buscar una formulación de la ley que describiera el movimiento de las células en el proceso de morfogénesis. Descubrió que durante el desarrollo del cerebro en los embriones de tiburón, “los ejes largos de las células de la capa interna del epitelio neural estaban orientados en un momento dado no perpendicularmente a la superficie de la formación, sino en un momento determinado (15- 20 ') en ángulo. La orientación de los ángulos es natural: si construyes una curva perpendicular a los ejes de la celda en un momento dado de desarrollo, puedes ver que coincidirá con el contorno de una etapa posterior en el desarrollo de esta área”(Fig. 1). Parecía que las células "sabían" dónde apoyarse, dónde estirarse para construir la forma deseada.

Para explicar estas observaciones, A. G. Gurvich introdujo el concepto de "superficie de fuerza" que coincide con el contorno de la superficie final del rudimento y guía el movimiento de las células. Sin embargo, el propio Gurvich era consciente de la imperfección de esta hipótesis. Además de la complejidad de la forma matemática, no estaba satisfecho con la “teleología” del concepto (parecía subordinar el movimiento de las células a una forma futura inexistente). En el trabajo posterior "Sobre el concepto de campos embrionarios" (1922) "la configuración final del rudimento se considera no como una superficie de fuerza atractiva, sino como la superficie equipotencial del campo que emana de fuentes puntuales". En el mismo trabajo, se introdujo por primera vez el concepto de "campo morfogenético".

La pregunta fue planteada por Gurvich de manera tan amplia y exhaustiva que cualquier teoría de la morfogénesis que pueda surgir en el futuro será, en esencia, simplemente otro tipo de teoría de campo.

L. V. Belousov, 1970

Ultravioleta biogénico

“Las bases y raíces del problema de la mitogénesis se establecieron en mi interés constante en el fenómeno milagroso de la carioquinesis (así es como se llamó a la mitosis a mediados del siglo pasado. - Nota del editor)”, escribió A. G. Gurvich en 1941 en sus notas autobiográficas."Mitogénesis" - término de trabajo que nació en el laboratorio de Gurvich y pronto se generalizó, es equivalente al concepto de "radiación mitogenética" - radiación ultravioleta muy débil de los tejidos animales y vegetales, que estimula el proceso de división celular (mitosis).

A. G. Gurvich llegó a la conclusión de que es necesario considerar las mitosis en un objeto vivo no como eventos aislados, sino en conjunto, como algo coordinado, ya sean mitosis estrictamente organizadas de las primeras fases de la escisión del huevo o mitosis aparentemente aleatorias en los tejidos de un animal o una planta adultos. Gurvich creía que solo el reconocimiento de la integridad del organismo permitiría combinar los procesos de los niveles molecular y celular con las características topográficas de la distribución de las mitosis.

Desde principios de la década de 1920 A. G. Gurvich consideró varias posibilidades de influencias externas que estimulan la mitosis. En su campo de visión estaba el concepto de hormonas vegetales, desarrollado en ese momento por el botánico alemán G. Haberlandt. (Puso una mezcla de células trituradas en tejido vegetal y observó cómo las células del tejido comienzan a dividirse más activamente). Pero no estaba claro por qué la señal química no afecta a todas las células de la misma manera, por qué, digamos, las células pequeñas se dividen más. a menudo que los grandes. Gurvich sugirió que todo el punto está en la estructura de la superficie celular: quizás, en las células jóvenes, los elementos de la superficie están organizados de una manera especial, favorable para la percepción de señales, y a medida que la célula crece, esta organización se interrumpe. (Por supuesto, no existía el concepto de receptores de hormonas en ese momento).

Sin embargo, si esta suposición es correcta y la distribución espacial de algunos elementos es importante para la percepción de la señal, la suposición sugiere que la señal puede no ser de naturaleza química, sino física: por ejemplo, la radiación que afecta algunas estructuras de la célula. la superficie es resonante. Estas consideraciones se confirmaron finalmente en un experimento que luego se hizo ampliamente conocido.

Arroz. 2 Inducción de la mitosis en la punta de la raíz de la cebolla (extraído de la obra "Das Problem der Zellteilung physologisch betrachtet", Berlín, 1926). Explicaciones en el texto

Aquí hay una descripción de este experimento, que se realizó en 1923 en la Universidad de Crimea. “La raíz emisora (inductor), conectada al bulbo, se fortaleció horizontalmente, y su punta se dirigió a la zona del meristemo (es decir, a la zona de proliferación celular, en este caso también ubicada cerca del ápice de la raíz. - Ed. Nota) de la segunda raíz similar (detector) fijada verticalmente. La distancia entre las raíces fue de 2-3 mm”(Fig. 2). Al final de la exposición, la raíz perceptiva se marcó, fijó y cortó con precisión en una serie de secciones longitudinales paralelas al plano medial. Las secciones se examinaron al microscopio y se contó el número de mitosis en los lados irradiado y de control.

En ese momento ya se sabía que la discrepancia entre el número de mitosis (generalmente 1000-2000) en ambas mitades de la punta de la raíz no excede normalmente del 3-5%. Así, "una preponderancia significativa, sistemática y marcadamente limitada en el número de mitosis" en la zona central de la raíz que percibe - y esto es lo que los investigadores vieron en las secciones - atestigua indiscutiblemente la influencia de un factor externo. Algo que emanaba de la punta de la raíz del inductor obligó a las células de la raíz del detector a dividirse de forma más activa (Fig. 3).

Investigaciones posteriores mostraron claramente que se trataba de radiación y no de sustancias químicas volátiles. El impacto se extendió en forma de un estrecho haz paralelo; tan pronto como la raíz inductora se desvió ligeramente hacia un lado, el efecto desapareció. También desapareció cuando se colocó una placa de vidrio entre las raíces. Pero si la placa estaba hecha de cuarzo, ¡el efecto persistió! Esto sugirió que la radiación era ultravioleta. Más tarde, sus límites espectrales se establecieron con mayor precisión: 190-330 nm, y la intensidad promedio se estimó en el nivel de 300-1000 fotones / s por centímetro cuadrado. En otras palabras, la radiación mitogenética descubierta por Gurvich era media y casi ultravioleta de intensidad extremadamente baja. (Según los datos modernos, la intensidad es incluso menor, es del orden de decenas de fotones / s por centímetro cuadrado).

Arroz. 3 Representación gráfica de los efectos de cuatro experimentos. La dirección positiva (por encima del eje de abscisas) significa la preponderancia de la mitosis en el lado irradiado.

Una pregunta natural: ¿qué pasa con el ultravioleta del espectro solar, afecta la división celular? En los experimentos, tal efecto fue excluido: en el libro de A. G. Gurvich y L. D. Gurvich "Radiación mitogenética" (M., Medgiz, 1945), en la sección de recomendaciones metodológicas, se indica claramente que las ventanas durante los experimentos deben estar cerradas, no debe haber llamas abiertas y fuentes de chispas eléctricas en los laboratorios. Además, los experimentos fueron necesariamente acompañados de controles. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la intensidad de los rayos UV solar es significativamente mayor, por lo tanto, su efecto sobre los objetos vivos en la naturaleza, muy probablemente, debería ser completamente diferente.

El trabajo sobre este tema se volvió aún más intenso después de la transición de A. G. Gurvich en 1925 en la Universidad de Moscú: fue elegido por unanimidad jefe del Departamento de Histología y Embriología de la Facultad de Medicina. Se encontró radiación mitogenética en levaduras y células bacterianas, escindiendo huevos de erizos de mar y anfibios, cultivos de tejidos, células de tumores malignos, sistemas nerviosos (incluidos axones aislados) y musculares, sangre de organismos sanos. Como puede verse en la lista, también se emitieron tejidos no fisionables; recordemos este hecho.

Los trastornos del desarrollo de las larvas de erizo de mar mantenidas en recipientes de cuarzo sellados bajo la influencia de la radiación mitogenética prolongada de cultivos bacterianos en los años 30 del siglo XX fueron estudiados por J. y M. Magrou en el Instituto Pasteur. (Actualmente, AB Burlakov está llevando a cabo estudios similares con embriones de peces y anfibios en la biofacies de la Universidad Estatal de Moscú).

Otra pregunta importante que se plantearon los investigadores en esos mismos años: ¿hasta dónde se extiende la acción de la radiación en los tejidos vivos? El lector recordará que en el experimento con raíces de cebolla se observó un efecto local. ¿Hay, además de él, también acción de largo alcance? Para establecer esto, se llevaron a cabo experimentos modelo: con irradiación local de tubos largos llenos de soluciones de glucosa, peptona, ácidos nucleicos y otras biomoléculas, la radiación se propagó a través del tubo. La velocidad de propagación de la llamada radiación secundaria fue de unos 30 m / s, lo que confirmó la suposición sobre la naturaleza química radiactiva del proceso. (En términos modernos, las biomoléculas, que absorben fotones UV, emiten fluorescencia y emiten un fotón con una longitud de onda más larga. Los fotones, a su vez, dieron lugar a transformaciones químicas posteriores). De hecho, en algunos experimentos, se observó la propagación de la radiación a lo largo de toda la longitud de un objeto biológico (por ejemplo, en las raíces largas del mismo arco).

Gurvich y sus colaboradores también demostraron que la radiación ultravioleta altamente atenuada de una fuente física también promueve la división celular en las raíces de la cebolla, al igual que un inductor biológico.

Nuestra formulación de la propiedad básica de un campo biológico no representa en su contenido ninguna analogía con los campos conocidos en física (aunque, por supuesto, no los contradice).

A. G. Gurvich. Principios de biología analítica y teoría del campo celular

Los fotones están conduciendo

¿De dónde proviene la radiación ultravioleta en una célula viva? A. G. Gurvich y sus colegas en sus experimentos registraron los espectros de reacciones redox enzimáticas e inorgánicas simples. Durante algún tiempo, la cuestión de las fuentes de radiación mitogenética permaneció abierta. Pero en 1933, tras la publicación de la hipótesis del fotoquímico V. Frankenburger, quedó clara la situación con el origen de los fotones intracelulares. Frankenburger creía que la fuente de aparición de cuantos ultravioleta de alta energía eran los actos raros de recombinación de radicales libres que ocurren durante los procesos químicos y bioquímicos y, debido a su rareza, no afectan el balance energético general de las reacciones.

La energía liberada durante la recombinación de radicales es absorbida por las moléculas del sustrato y se emite con un espectro característico de estas moléculas. Este esquema fue perfeccionado por N. N. Semyonov (futuro premio Nobel) y de esta forma se incluyó en todos los artículos y monografías posteriores sobre mitogénesis. El estudio moderno de la quimioluminiscencia de los sistemas vivos ha confirmado la exactitud de estos puntos de vista, que son generalmente aceptados en la actualidad. Aquí hay solo un ejemplo: estudios de proteínas fluorescentes.

Por supuesto, la proteína absorbe varios enlaces químicos, incluidos los enlaces peptídicos, en el ultravioleta medio (más intensamente, 190-220 nm). Pero para los estudios de fluorescencia, los aminoácidos aromáticos, especialmente el triptófano, son relevantes. Tiene un máximo de absorción a 280 nm, fenilalanina a 254 nm y tirosina a 274 nm. Al absorber cuantos ultravioleta, estos aminoácidos luego los emiten en forma de radiación secundaria, naturalmente, con una longitud de onda más larga, con un espectro característico de un estado dado de la proteína. Además, si al menos un residuo de triptófano está presente en la proteína, entonces solo emitirá fluorescencia: la energía absorbida por los residuos de tirosina y fenilalanina se redistribuye a él. El espectro de fluorescencia del residuo de triptófano depende en gran medida del entorno, ya sea que el residuo esté, por ejemplo, cerca de la superficie del glóbulo o en el interior, etc., y este espectro varía en la banda de 310-340 nm.

A. G. Gurvich y sus colaboradores demostraron en experimentos modelo sobre síntesis de péptidos que los procesos en cadena que involucran fotones pueden conducir a la escisión (fotodisociación) o síntesis (fotosíntesis). Las reacciones de fotodisociación van acompañadas de radiación, mientras que los procesos de fotosíntesis no emiten.

Ahora quedó claro por qué todas las células emiten, pero durante la mitosis, especialmente con mucha fuerza. El proceso de la mitosis consume mucha energía. Además, si en una célula en crecimiento la acumulación y el gasto de energía avanza en paralelo con los procesos de asimilación, entonces durante la mitosis la energía almacenada por la célula en la interfase solo se consume. Hay una desintegración de estructuras intracelulares complejas (por ejemplo, la capa del núcleo) y la creación reversible de otras nuevas que consumen energía, por ejemplo, superenrollamientos de cromatina.

A. G. Gurvich y sus colegas también trabajaron en el registro de radiación mitogenética utilizando contadores de fotones. Además del laboratorio Gurvich en el IEM de Leningrado, estos estudios también están en Leningrado, en el Phystech bajo A. F. Ioffe, dirigido por G. M. Frank, junto con los físicos Yu. B. Khariton y S. F. Rodionov.

En Occidente, especialistas tan destacados como B. Raevsky y R. Oduber se dedicaron al registro de la radiación mitogenética utilizando tubos fotomultiplicadores. También debemos recordar a G. Barth, alumno del famoso físico W. Gerlach (fundador del análisis espectral cuantitativo). Barth trabajó durante dos años en el laboratorio de A. G. Gurvich y continuó su investigación en Alemania. Obtuvo resultados positivos confiables trabajando con fuentes biológicas y químicas y, además, hizo una contribución importante a la metodología para detectar radiación ultra débil. Barth realizó una calibración de sensibilidad preliminar y la selección de fotomultiplicadores. Hoy en día, este procedimiento es obligatorio y rutinario para todos los que miden flujos luminosos débiles. Sin embargo, fue precisamente el descuido de este y algunos otros requisitos necesarios lo que no permitió a varios investigadores de antes de la guerra obtener resultados convincentes.

En la actualidad, en el Instituto Internacional de Biofísica (Alemania), bajo la dirección de F. Popp, se han obtenido datos impresionantes sobre el registro de radiación superdebil de fuentes biológicas. Sin embargo, algunos de sus oponentes se muestran escépticos sobre estas obras. Suelen creer que los biofotones son subproductos metabólicos, una especie de ruido de luz que no tiene ningún significado biológico. “La emisión de luz es un fenómeno completamente natural y evidente que acompaña a muchas reacciones químicas”, enfatiza el físico Rainer Ulbrich de la Universidad de Göttingen. El biólogo Gunther Rothe evalúa la situación de la siguiente manera: “Los biofotones existen sin lugar a dudas; hoy esto se confirma sin ambigüedades mediante dispositivos altamente sensibles a disposición de la física moderna. En cuanto a la interpretación de Popp (estamos hablando del hecho de que los cromosomas emiten supuestamente fotones coherentes. - Nota del editor), esta es una hermosa hipótesis, pero la confirmación experimental propuesta todavía es completamente insuficiente para reconocer su validez. Por otro lado, debemos tener en cuenta que es muy difícil obtener evidencias en este caso, porque, en primer lugar, la intensidad de esta radiación de fotones es muy baja, y en segundo lugar, los métodos clásicos de detección de luz láser utilizados en física son difícil de aplicar aquí.

Entre los trabajos biológicos publicados desde tu país, nada llama más la atención del mundo científico que tu trabajo.

De una carta de Albrecht Bethe fechada el 1930-01-08 a A. G. Gurvich

Desequilibrio controlado

Fenómenos regulatorios en el protoplasma A. G. Gurvich comenzó a especular después de sus primeros experimentos de centrifugación de huevos fertilizados de anfibios y equinodermos. Casi 30 años después, al comprender los resultados de los experimentos mitogenéticos, este tema recibió un nuevo impulso. Gurvich está convencido de que el análisis estructural de un sustrato material (un conjunto de biomoléculas) que reacciona a las influencias externas, independientemente de su estado funcional, no tiene sentido. A. G. Gurvich formula la teoría fisiológica del protoplasma. Su esencia es que los sistemas vivos tienen un aparato molecular específico para el almacenamiento de energía, que fundamentalmente no es el equilibrio. En una forma generalizada, esta es una fijación de la idea de que un influjo de energía es necesario para el cuerpo no solo para el crecimiento o el trabajo, sino principalmente para mantener el estado que llamamos vivo.

Los investigadores llamaron la atención sobre el hecho de que se observaba necesariamente un estallido de radiación mitogenética cuando el flujo de energía era limitado, lo que mantenía un cierto nivel de metabolismo del sistema vivo. (Por "limitar el flujo de energía" debe entenderse una disminución en la actividad de los sistemas enzimáticos, la supresión de varios procesos de transporte transmembrana, una disminución en el nivel de síntesis y consumo de compuestos de alta energía, es decir, cualquier proceso que proporcionar energía a la célula, por ejemplo, con enfriamiento reversible de un objeto o con anestesia suave). Gurvich formuló el concepto de formaciones moleculares extremadamente lábiles con un potencial energético aumentado, sin equilibrio por naturaleza y unidas por una función común. Las llamó constelaciones moleculares de no equilibrio (NMC).

A. G. Gurvich creía que fue la desintegración de NMC, la alteración de la organización del protoplasma, lo que provocó un estallido de radiación. Aquí tiene mucho en común con las ideas de A. Szent-Györgyi sobre la migración de energía a lo largo de los niveles generales de energía de los complejos de proteínas. F. Popp expresa hoy ideas similares para corroborar la naturaleza de la radiación "biofotónica", que llama a las regiones de excitación migratorias "polaritones". Desde el punto de vista de la física, aquí no hay nada inusual. (¿Cuál de las estructuras intracelulares actualmente conocidas podría ser adecuada para el papel de NMC en la teoría de Gurvich? Dejaremos este ejercicio intelectual al lector).

También se ha demostrado experimentalmente que la radiación también se produce cuando el sustrato se ve influenciado mecánicamente por la centrifugación o la aplicación de un voltaje débil. Esto permitió decir que los NMC también poseen un ordenamiento espacial, que se vio perturbado tanto por la influencia mecánica como por la limitación del flujo de energía.

A primera vista, se nota que los NMC, cuya existencia depende del influjo de energía, son muy similares a las estructuras disipativas que surgen en los sistemas termodinámicamente no equilibrados, que fueron descubiertas por el premio Nobel I. R. Prigogine. Sin embargo, cualquiera que haya estudiado tales estructuras (por ejemplo, la reacción de Belousov-Zhabotinsky) sabe muy bien que no se reproducen con absoluta exactitud de una experiencia a otra, aunque se conserva su carácter general. Además, son extremadamente sensibles al más mínimo cambio en los parámetros de una reacción química y condiciones externas. Todo esto significa que, dado que los objetos vivos también son formaciones en desequilibrio, no pueden mantener la estabilidad dinámica única de su organización solo debido al flujo de energía. También se requiere un solo factor de pedido del sistema. Este factor A. G. Gurvich lo llamó campo biológico.

En un breve resumen, la versión final de la teoría del campo biológico (celular) se ve así. El campo tiene un carácter vectorial, no de fuerza. (Recuerde: un campo de fuerza es una región del espacio, en cada punto en el que una determinada fuerza actúa sobre un objeto de prueba colocado en él; por ejemplo, un campo electromagnético. Un campo vectorial es una región del espacio, en cada punto del cual un determinado vector se da, por ejemplo, los vectores de velocidad de las partículas en un fluido en movimiento.) Las moléculas que están en un estado excitado y por lo tanto tienen un exceso de energía caen bajo la acción del campo vectorial. Adquieren una nueva orientación, se deforman o se mueven en el campo no por su energía (es decir, no de la misma forma que ocurre con una partícula cargada en un campo electromagnético), sino gastando su propia energía potencial. Una parte importante de esta energía se convierte en energía cinética; cuando se gasta el exceso de energía y la molécula vuelve a un estado no excitado, cesa el efecto del campo sobre ella. Como resultado, se forma un ordenamiento espacio-temporal en el campo celular: se forman NMC, que se caracterizan por un mayor potencial energético.

De forma simplificada, la siguiente comparación puede aclarar esto. Si las moléculas que se mueven en la celda son automóviles y su exceso de energía es gasolina, entonces el campo biológico forma el relieve del terreno sobre el que circulan los automóviles. Obedeciendo el "relieve", las moléculas con características energéticas similares forman NMC. Ellos, como ya se mencionó, están unidos no solo energéticamente, sino también por una función común, y existen, en primer lugar, debido a la afluencia de energía (los autos no pueden ir sin gasolina), y en segundo lugar, debido a la acción ordenadora del campo biológico. (fuera de la carretera el coche no pasará). Las moléculas individuales entran y salen constantemente del NMC, pero todo el NMC permanece estable hasta que cambia el valor del flujo de energía que lo alimenta. Con una disminución en su valor, el NMC se descompone y se libera la energía almacenada en él.

Ahora, imagina que en una determinada zona de tejido vivo ha disminuido la afluencia de energía: la desintegración de NMC se ha vuelto más intensa, por tanto, ha aumentado la intensidad de la radiación, la misma que controla la mitosis. Por supuesto, la radiación mitogenética está estrechamente relacionada con el campo, ¡aunque no es parte de él! Como recordamos, durante la descomposición (disimilación), se emite un exceso de energía, que no se moviliza en el NMC y no interviene en los procesos de síntesis; precisamente porque en la mayoría de las células los procesos de asimilación y disimilación ocurren simultáneamente, aunque en diferentes proporciones, las células tienen un régimen mitogenético característico. Lo mismo ocurre con los flujos de energía: el campo no afecta directamente su intensidad, pero, formando un "relieve" espacial, puede regular eficazmente su dirección y distribución.

A. G. Gurvich trabajó en la versión final de la teoría de campo durante los difíciles años de la guerra. La "Teoría del campo biológico" se publicó en 1944 (Moscú: Ciencia soviética) y en la siguiente edición en francés, en 1947. La teoría de los campos biológicos celulares ha provocado críticas y malentendidos incluso entre los partidarios del concepto anterior. Su principal reproche fue que Gurvich supuestamente abandonó la idea del todo y volvió al principio de interacción de los elementos individuales (es decir, los campos de las células individuales), que él mismo rechazó. En el artículo "El concepto de" todo "a la luz de la teoría del campo celular" (Colección "Trabajos sobre mitogénesis y teoría de campos biológicos". Gurvich muestra que este no es el caso. Dado que los campos generados por celdas individuales se extienden más allá de sus límites, y los vectores de campo se suman en cualquier punto del espacio de acuerdo con las reglas de la adición geométrica, el nuevo concepto sustenta el concepto de un campo "real". De hecho, es un campo integral dinámico de todas las células de un órgano (u organismo), que cambia con el tiempo y posee las propiedades de un todo.

Desde 1948, la actividad científica de A. G. Gurvich se ve obligado a concentrarse principalmente en la esfera teórica. Después de la sesión de agosto de la Academia Agrícola de toda la Unión, no vio la oportunidad de seguir trabajando en el Instituto de Medicina Experimental de la Academia Rusa de Ciencias Médicas (cuyo director había sido desde que se fundó el instituto en 1945). ya principios de septiembre solicitó jubilación al Presidium de la Academia. En los últimos años de su vida, escribió numerosos trabajos sobre diversos aspectos de la teoría del campo biológico, la biología teórica y la metodología de la investigación biológica. Gurvich consideró estos trabajos como capítulos de un solo libro, que se publicó en 1991 con el título "Principios de biología analítica y teoría de los campos celulares" (Moscú: Nauka).

La existencia misma de un sistema vivo es, estrictamente hablando, el problema más profundo, en comparación con el cual su funcionamiento permanece o debería permanecer en las sombras.

A. G. Gurvich. Fundamentos histológicos de la biología. Jena, 1930 (en alemán)

"Empatía sin comprensión"

Las obras de A. G. Gurvich sobre mitogénesis antes de la Segunda Guerra Mundial fue muy popular tanto en nuestro país como en el extranjero. En el laboratorio de Gurvich, los procesos de carcinogénesis se estudiaron activamente, en particular, se demostró que la sangre de los pacientes con cáncer, a diferencia de la sangre de personas sanas, no es una fuente de radiación mitogenética. En 1940 A. G. Gurvich fue galardonado con el Premio Estatal por su trabajo en el estudio mitogenético del problema del cáncer. Los conceptos de "campo" de Gurvich nunca gozaron de gran popularidad, aunque invariablemente despertaron un gran interés. Pero este interés por su trabajo y sus informes a menudo ha sido superficial. AUTOMÓVIL CLUB BRITÁNICO. Lyubishchev, quien siempre se llamó a sí mismo un estudiante de A. G. Gurvich, describió esta actitud como "simpatía sin comprensión".

En nuestro tiempo, la simpatía ha sido reemplazada por la hostilidad. Una contribución significativa para desacreditar las ideas de A. G. Gurvich fue presentado por algunos posibles seguidores que interpretaron los pensamientos del científico "de acuerdo con su propio entendimiento". Pero lo principal ni siquiera es eso. Las ideas de Gurvich se encontraron al margen del camino tomado por la biología "ortodoxa". Después del descubrimiento de la doble hélice, aparecieron nuevas y atractivas perspectivas ante los investigadores. La cadena "gen - proteína - signo" atraída por su concreción, parece facilidad para obtener un resultado. Naturalmente, la biología molecular, la genética molecular, la bioquímica se convirtieron en las corrientes principales, y los procesos de control no genéticos y no enzimáticos en los sistemas vivos fueron empujados gradualmente a la periferia de la ciencia, y su mismo estudio comenzó a considerarse una ocupación dudosa y frívola.

Para las ramas fisicoquímicas y moleculares modernas de la biología, la comprensión de la integridad es ajena, lo que A. G. Gurvich consideró la propiedad fundamental de los seres vivos. Por otro lado, el desmembramiento se equipara prácticamente con la adquisición de nuevos conocimientos. Se da preferencia a la investigación sobre el lado químico de los fenómenos. En el estudio de la cromatina, el énfasis se traslada a la estructura primaria del ADN, y en ella prefieren ver principalmente un gen. Si bien se reconoce formalmente el desequilibrio de los procesos biológicos, nadie le asigna un papel importante: la inmensa mayoría de las obras tienen como objetivo distinguir entre “negro” y “blanco”, la presencia o ausencia de proteína, la actividad o inactividad de un gen.. (No es en vano que la termodinámica entre los estudiantes de las universidades biológicas es una de las ramas de la física menos queridas y mal percibidas). ¿Qué hemos perdido en medio siglo después de Gurvich, cuán grandes son las pérdidas? La respuesta vendrá impulsada por el futuro de la ciencia.

Probablemente, la biología aún tiene que asimilar ideas sobre la integridad fundamental y el desequilibrio de los seres vivos, sobre un principio de ordenación único que asegure esta integridad. Y quizás las ideas de Gurvich todavía están por delante y su historia apenas comienza.

O. G. Gavrish, candidato de ciencias biológicas