Transmissão genética à distância: pesquisa do cientista Alexander Gurvich

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

No final da primavera de 1906, Alexander Gavrilovich Gurvich, em seus trinta e poucos anos já um conhecido cientista, foi desmobilizado do exército. Durante a guerra com o Japão, ele serviu como médico no regimento de retaguarda estacionado em Chernigov. (Foi lá que Gurvich, em suas próprias palavras, "fugindo da ociosidade forçada", escreveu e ilustrou "Atlas e ensaio sobre embriologia de vertebrados", que foi publicado em três línguas nos três anos seguintes).

Agora ele está partindo com sua jovem esposa e filhinha durante todo o verão para Rostov, o Grande - para os pais de sua esposa. Ele não tem emprego e ainda não sabe se vai ficar na Rússia ou se vai voltar para o exterior.

Atrás da Faculdade de Medicina da Universidade de Munique, defesa da tese, Estrasburgo e da Universidade de Berna. O jovem cientista russo já está familiarizado com muitos biólogos europeus, seus experimentos são muito apreciados por Hans Driesch e Wilhelm Roux. E agora - três meses de completo isolamento do trabalho científico e contatos com colegas.

Neste verão A. G. Gurvich reflete sobre a questão, que ele mesmo formulou da seguinte forma: "O que significa eu me chamar de biólogo e o que, de fato, quero saber?" Então, considerando o processo minuciosamente estudado e ilustrado da espermatogênese, ele chega à conclusão de que a essência da manifestação dos seres vivos consiste em conexões entre eventos separados que ocorrem sincronicamente. Isso determinou seu "ângulo de visão" na biologia.

O patrimônio impresso de A. G. Gurvich - mais de 150 artigos científicos. A maioria deles foi publicada em alemão, francês e inglês, de propriedade de Alexander Gavrilovich. Seu trabalho deixou uma marca brilhante em embriologia, citologia, histologia, histofisiologia, biologia geral. Mas talvez seja correto dizer que "a direção principal de sua atividade criativa foi a filosofia da biologia" (do livro "Alexander Gavrilovich Gurvich. (1874-1954)". Moscou: Nauka, 1970).

A. G. Gurvich em 1912 foi o primeiro a introduzir o conceito de "campo" na biologia. O desenvolvimento do conceito de campo biológico foi o tema central de seu trabalho e durou mais de uma década. Durante esse tempo, as visões de Gurvich sobre a natureza do campo biológico sofreram mudanças profundas, mas eles sempre falaram sobre o campo como um fator único que determina a direção e a ordem dos processos biológicos.

Nem é preciso dizer que triste destino aguardava esse conceito no meio século seguinte. Especulou-se muito, cujos autores afirmavam ter compreendido a natureza física do chamado "biocampo", que alguém imediatamente se comprometeu a tratar as pessoas. Alguns se referiram a A. G. Gurvich, sem se incomodar em nada com as tentativas de aprofundar o significado de sua obra. A maioria desconhecia Gurvich e, felizmente, não se referia a ele, pois nem ao próprio termo "biocampo", nem às várias explicações de sua ação por A. G. Gurvich não tem nada a ver com isso. No entanto, hoje as palavras "campo biológico" causam ceticismo indisfarçável entre interlocutores instruídos. Um dos objetivos deste artigo é contar aos leitores a verdadeira história da ideia de um campo biológico na ciência.

O que move as células

A. G. Gurvich não estava satisfeito com o estado da biologia teórica no início do século XX. Ele não se sentia atraído pelas possibilidades da genética formal, pois sabia que o problema da "transmissão da hereditariedade" é fundamentalmente diferente do problema da "implementação" dos traços no corpo.

Talvez a tarefa mais importante da biologia até hoje seja a busca de uma resposta para a pergunta "infantil": como os seres vivos em toda sua diversidade surgem de uma bola microscópica de uma única célula? Por que as células em divisão não formam colônias protuberantes disformes, mas estruturas complexas e perfeitas de órgãos e tecidos? Na mecânica do desenvolvimento da época, a abordagem causal-analítica proposta por W. Ru foi adotada: o desenvolvimento do embrião é determinado por uma infinidade de relações rígidas de causa e efeito. Mas essa abordagem não concordou com os resultados dos experimentos de G. Driesch, que provou que desvios agudos causados experimentalmente podem não interferir no desenvolvimento bem-sucedido. Ao mesmo tempo, partes individuais do corpo não são formadas a partir das estruturas normais - mas são formadas! Da mesma forma, nos próprios experimentos de Gurvich, mesmo com centrifugação intensiva de ovos de anfíbios, violando sua estrutura visível, o desenvolvimento posterior prosseguiu equifinalmente - ou seja, terminou da mesma forma que em ovos intactos.

Arroz. 1 Figuras A. G. Gurvich de 1914 - imagens esquemáticas de camadas de células no tubo neural de um embrião de tubarão. 1 - configuração de formação inicial (A), configuração subsequente (B) (linha em negrito - forma observada, tracejada - assumido), 2 - configuração inicial (C) e configuração observada (D), 3 - inicial (E), prevista (F) … As linhas perpendiculares mostram os longos eixos das células - "se você construir uma curva perpendicular aos eixos das células em um determinado momento de desenvolvimento, poderá ver que ela coincidirá com o contorno de um estágio posterior de desenvolvimento desta área"

A. G. Gurvich conduziu um estudo estatístico das mitoses (divisões celulares) em partes simétricas do embrião em desenvolvimento ou de órgãos individuais e fundamentou o conceito de um "fator de normalização", do qual surgiu posteriormente o conceito de campo. Gurvich estabeleceu que um único fator controla o quadro geral da distribuição das mitoses em partes do embrião, sem de modo algum determinar a hora e a localização exatas de cada uma delas. Sem dúvida, a premissa da teoria de campo estava contida na famosa fórmula de Driesch "o destino futuro de um elemento é determinado por sua posição como um todo". A combinação dessa ideia com o princípio da normalização leva Gurvich a uma compreensão da ordem na vida como a "subordinação" dos elementos a um único todo - em oposição à sua "interação". Em sua obra "Hereditariedade como um processo de realização" (1912), ele desenvolve pela primeira vez o conceito de campo embrionário - a morfologia. Na verdade, era uma proposta para quebrar o círculo vicioso: explicar a emergência da heterogeneidade entre elementos inicialmente homogêneos em função da posição do elemento nas coordenadas espaciais do todo.

A partir daí, Gurvich começou a buscar uma formulação da lei descrevendo o movimento das células no processo de morfogênese. Ele descobriu que durante o desenvolvimento do cérebro em embriões de tubarão, "os longos eixos das células da camada interna do epitélio neural eram orientados em um determinado momento não perpendicular à superfície da formação, mas em um certo (15- 20 ') ângulo em relação a ele. A orientação dos ângulos é natural: se você construir uma curva perpendicular aos eixos da célula em um determinado momento de desenvolvimento, verá que ela coincidirá com o contorno de uma fase posterior do desenvolvimento desta área”(Fig. 1) Parecia que as células "sabem" onde se apoiar, onde se esticar para construir a forma desejada.

Para explicar essas observações, A. G. Gurvich introduziu o conceito de "superfície de força" que coincide com o contorno da superfície final do rudimento e orienta o movimento das células. No entanto, o próprio Gurvich estava ciente da imperfeição dessa hipótese. Além da complexidade da forma matemática, ele não se contentava com a “teleologia” do conceito (parecia subordinar o movimento das células a uma forma futura inexistente). No trabalho subsequente "Sobre o conceito de campos embrionários" (1922) "a configuração final do rudimento é considerada não como uma superfície de força atrativa, mas como a superfície equipotencial do campo que emana de fontes pontuais." No mesmo trabalho, o conceito de "campo morfogenético" foi introduzido pela primeira vez.

A questão foi colocada por Gurvich de forma tão ampla e exaustiva que qualquer teoria da morfogênese que possa surgir no futuro será, em essência, apenas outro tipo de teoria de campo.

L. V. Belousov, 1970

Ultravioleta biogênico

“As bases e raízes do problema da mitogênese foram lançadas em meu interesse incessante no fenômeno milagroso da cariocinese (é assim que a mitose foi chamada de volta em meados do século passado. - Nota do Ed.)”, Escreveu A. G. Gurvich em 1941 em suas notas autobiográficas."Mitogênese" - termo de trabalho que nasceu no laboratório de Gurvich e logo se generalizou, equivale ao conceito de "radiação mitogenética" - radiação ultravioleta muito fraca de tecidos animais e vegetais, estimulando o processo de divisão celular (mitose).

A. G. Gurvich chegou à conclusão de que é necessário considerar as mitoses em um objeto vivo não como eventos isolados, mas em conjunto, como algo coordenado - sejam mitoses estritamente organizadas das primeiras fases da clivagem do ovo ou mitoses aparentemente aleatórias nos tecidos de um animal adulto ou planta. Gurvich acreditava que somente o reconhecimento da integridade do organismo permitiria combinar os processos dos níveis molecular e celular com as características topográficas da distribuição das mitoses.

Desde o início da década de 1920 A. G. Gurvich considerou várias possibilidades de influências externas estimulando a mitose. Em seu campo de visão estava o conceito de hormônios vegetais, desenvolvido na época pelo botânico alemão G. Haberlandt. (Ele colocou uma pasta de células esmagadas no tecido da planta e observou como as células do tecido começaram a se dividir mais ativamente.) Mas não estava claro por que o sinal químico não afeta todas as células da mesma forma, por que, digamos, células pequenas se dividem mais frequentemente do que os grandes. Gurvich sugeriu que a questão toda está na estrutura da superfície celular: talvez, nas células jovens, os elementos da superfície se organizem de maneira especial, favorável à percepção dos sinais, e à medida que a célula cresce, essa organização é interrompida. (Claro, não havia conceito de receptores de hormônio naquela época.)

No entanto, se essa suposição estiver correta e a distribuição espacial de alguns elementos for importante para a percepção do sinal, a suposição sugere que o sinal pode não ser químico, mas de natureza física: por exemplo, radiação que afeta algumas estruturas da célula superfície é ressonante. Essas considerações foram finalmente confirmadas em um experimento que mais tarde se tornou amplamente conhecido.

Arroz. 2 Indução de mitose na ponta da raiz da cebola (desenho da obra "Das Problem der Zellteilung physiologisch betrachtet", Berlim, 1926). Explicações no texto

Aqui está uma descrição desse experimento, que foi realizado em 1923 na Universidade da Crimeia. “A raiz emissora (indutor), ligada ao bulbo, foi reforçada horizontalmente, e sua ponta foi direcionada para a zona do meristema (ou seja, para a zona de proliferação celular, neste caso também localizada próximo à ponta da raiz. - Ed. Nota) da segunda raiz semelhante (detector) fixada verticalmente. A distância entre as raízes era de 2–3 mm”(Fig. 2). No final da exposição, a raiz perceptível foi precisamente marcada, fixada e cortada em uma série de seções longitudinais paralelas ao plano medial. As seções foram examinadas ao microscópio e o número de mitoses foi contado nos lados irradiados e controle.

Naquela época já se sabia que a discrepância entre o número de mitoses (geralmente 1000-2000) em ambas as metades da ponta da raiz normalmente não ultrapassava 3-5%. Assim, "uma preponderância significativa, sistemática e nitidamente limitada no número de mitoses" na zona central da raiz perceptora - e isso é o que os pesquisadores viram nas seções - atestava indiscutivelmente a influência de um fator externo. Algo emanando da ponta da raiz do indutor forçou as células da raiz do detector a se dividir mais ativamente (Fig. 3).

Outras pesquisas mostraram claramente que se tratava de radiação e não de produtos químicos voláteis. O impacto se espalhou na forma de um feixe estreito paralelo - assim que a raiz indutora foi levemente desviada para o lado, o efeito desapareceu. Também desapareceu quando uma placa de vidro foi colocada entre as raízes. Mas se a placa fosse de quartzo, o efeito persistia! Isso sugeriu que a radiação era ultravioleta. Mais tarde, seus limites espectrais foram definidos com mais precisão - 190-330 nm, e a intensidade média foi estimada no nível de 300-1000 fótons / s por centímetro quadrado. Em outras palavras, a radiação mitogenética descoberta por Gurvich era média e quase ultravioleta de intensidade extremamente baixa. (De acordo com dados modernos, a intensidade é ainda mais baixa - é da ordem de dezenas de fótons / s por centímetro quadrado.)

Arroz. 3 Representação gráfica dos efeitos de quatro experimentos. A direção positiva (acima do eixo das abcissas) significa a preponderância da mitose no lado irradiado

Uma pergunta natural: e quanto ao ultravioleta do espectro solar, ele afeta a divisão celular? Em experimentos, tal efeito foi excluído: no livro de A. G. Gurvich e L. D. Gurvich "Radiação mitogenética" (M., Medgiz, 1945), na seção de recomendações metodológicas, está claramente indicado que as janelas durante os experimentos devem ser fechadas, não deve haver chamas abertas e fontes de faíscas elétricas em laboratórios. Além disso, os experimentos foram necessariamente acompanhados por controles. No entanto, deve-se notar que a intensidade do UV solar é significativamente maior, portanto, seu efeito sobre os objetos vivos na natureza, muito provavelmente, deve ser completamente diferente.

O trabalho neste tópico tornou-se ainda mais intenso após a transição de A. G. Gurvich em 1925 na Universidade de Moscou - foi eleito por unanimidade chefe do Departamento de Histologia e Embriologia da Faculdade de Medicina. A radiação mitogenética foi encontrada em leveduras e células bacterianas, clivando ovos de ouriços-do-mar e anfíbios, culturas de tecidos, células de tumores malignos, sistemas nervosos (incluindo axônios isolados) e musculares, sangue de organismos saudáveis. Como pode ser visto na listagem, tecidos não fissionáveis também emitiram - lembremo-nos deste fato.

Os distúrbios de desenvolvimento de larvas de ouriço-do-mar mantidas em vasos de quartzo selados sob a influência da radiação mitogenética prolongada de culturas bacterianas na década de 30 do século XX foram estudados por J. e M. Magrou no Instituto Pasteur. (Hoje, estudos semelhantes com embriões de peixes e anfíbios estão sendo realizados nas biofácies da Universidade Estadual de Moscou por A. B. Urlakov.)

Outra questão importante que os pesquisadores se colocaram naqueles mesmos anos: até que ponto a ação da radiação se espalha no tecido vivo? O leitor deve se lembrar que no experimento com raízes de cebola, foi observado um efeito local. Existe, além dele, também ação de longo alcance? Para estabelecer isso, experimentos modelo foram realizados: com irradiação local de longos tubos cheios de soluções de glicose, peptona, ácidos nucléicos e outras biomoléculas, a radiação propagada através do tubo. A velocidade de propagação da chamada radiação secundária foi de cerca de 30 m / s, o que confirmou a suposição sobre a natureza radiativa-química do processo. (Em termos modernos, biomoléculas, absorvendo fótons UV, fluoresciam, emitindo um fóton com um comprimento de onda maior. Os fótons, por sua vez, deram origem a transformações químicas subsequentes.) De fato, em alguns experimentos, a propagação da radiação foi observada ao longo de todo o comprimento de um objeto biológico (por exemplo, nas raízes longas do mesmo arco).

Gurvich e seus colegas também mostraram que a radiação ultravioleta altamente atenuada de uma fonte física também promove a divisão celular nas raízes da cebola, assim como um indutor biológico.

Nossa formulação da propriedade básica de um campo biológico não representa em seu conteúdo nenhuma analogia com campos conhecidos na física (embora, é claro, não as contradiga).

A. G. Gurvich. Princípios de Biologia Analítica e Teoria do Campo Celular

Os fótons estão conduzindo

De onde vem a radiação UV em uma célula viva? A. G. Gurvich e colegas em seus experimentos registraram os espectros de reações redox enzimáticas e inorgânicas simples. Por algum tempo, a questão das fontes de radiação mitogenética permaneceu em aberto. Mas em 1933, após a publicação da hipótese do fotoquímico V. Frankenburger, a situação com a origem dos fótons intracelulares ficou clara. Frankenburger acreditava que a fonte do aparecimento de quanta ultravioleta de alta energia eram atos raros de recombinação de radicais livres que ocorrem durante processos químicos e bioquímicos e, devido à sua raridade, não afetavam o balanço geral de energia das reações.

A energia liberada durante a recombinação dos radicais é absorvida pelas moléculas do substrato e é emitida com um espectro característico dessas moléculas. Este esquema foi refinado por N. N. Semyonov (futuro Prêmio Nobel) e nesta forma foi incluído em todos os artigos e monografias subsequentes sobre mitogênese. O estudo moderno da quimioluminescência dos sistemas vivos confirmou a exatidão desses pontos de vista, que são geralmente aceitos hoje. Aqui está apenas um exemplo: estudos de proteínas fluorescentes.

Claro, várias ligações químicas são absorvidas na proteína, incluindo ligações peptídicas - no ultravioleta médio (mais intensamente - 190-220 nm). Mas para estudos de fluorescência, os aminoácidos aromáticos, especialmente o triptofano, são relevantes. Possui absorção máxima em 280 nm, fenilalanina em 254 nm e tirosina em 274 nm. Absorvendo quanta ultravioleta, esses aminoácidos os emitem na forma de radiação secundária - naturalmente, com comprimento de onda maior, com espectro característico de um determinado estado da proteína. Além disso, se pelo menos um resíduo de triptofano estiver presente na proteína, apenas ele irá apresentar fluorescência - a energia absorvida pelos resíduos de tirosina e fenilalanina é redistribuída para ele. O espectro de fluorescência do resíduo de triptofano depende fortemente do ambiente - se o resíduo está, digamos, próximo à superfície do glóbulo ou dentro dele, etc., e esse espectro varia na banda de 310-340 nm.

A. G. Gurvich e seus colegas de trabalho mostraram em experimentos modelo na síntese de peptídeos que processos em cadeia envolvendo fótons podem levar à clivagem (fotodissociação) ou síntese (fotossíntese). As reações de fotodissociação são acompanhadas por radiação, enquanto os processos de fotossíntese não emitem.

Agora ficou claro por que todas as células emitem, mas durante a mitose - especialmente fortemente. O processo de mitose consome muita energia. Além disso, se em uma célula em crescimento o acúmulo e o gasto de energia ocorrem em paralelo com os processos assimilativos, então, durante a mitose, a energia armazenada pela célula na interfase é apenas consumida. Há uma desintegração de estruturas intracelulares complexas (por exemplo, a casca do núcleo) e a criação reversível, que consome energia, de novas estruturas - por exemplo, supercoils de cromatina.

A. G. Gurvich e seus colegas também realizaram trabalhos sobre o registro da radiação mitogenética usando contadores de fótons. Além do laboratório Gurvich no IEM de Leningrado, esses estudos também estão em Leningrado, na Phystech sob A. F. Ioffe, liderado por G. M. Frank, junto com os físicos Yu. B. Khariton e S. F. Rodionov.

No Ocidente, especialistas proeminentes como B. Raevsky e R. Oduber estavam engajados no registro da radiação mitogenética usando tubos fotomultiplicadores. Devemos lembrar também G. Barth, aluno do famoso físico W. Gerlach (fundador da análise espectral quantitativa). Barth trabalhou por dois anos no laboratório de A. G. Gurvich e continuou suas pesquisas na Alemanha. Recebeu resultados positivos confiáveis trabalhando com fontes biológicas e químicas e, além disso, deu uma importante contribuição para a metodologia de detecção de radiação ultra-fraca. Barth realizou calibração preliminar de sensibilidade e seleção de fotomultiplicadores. Hoje, esse procedimento é obrigatório e rotineiro para todos que medem fluxos luminosos fracos. No entanto, foi precisamente a negligência deste e de alguns outros requisitos necessários que não permitiu que uma série de pesquisadores do pré-guerra obtivessem resultados convincentes.

Hoje, dados impressionantes sobre o registro de radiação superfraca de fontes biológicas foram obtidos no Instituto Internacional de Biofísica (Alemanha), sob a liderança de F. Popp. No entanto, alguns de seus oponentes são céticos em relação a essas obras. Eles tendem a acreditar que os biofótons são subprodutos metabólicos, um tipo de ruído leve que não tem significado biológico. “A emissão de luz é um fenômeno totalmente natural e evidente que acompanha muitas reações químicas”, enfatiza o físico Rainer Ulbrich, da Universidade de Göttingen. O biólogo Gunther Rothe avalia a situação da seguinte forma: “Os biofótons existem sem dúvida - hoje isso é inequivocamente confirmado por aparelhos altamente sensíveis à disposição da física moderna. Quanto à interpretação de Popp (estamos falando do fato de que os cromossomos supostamente emitem fótons coerentes. - Nota do editor), esta é uma bela hipótese, mas a confirmação experimental proposta ainda é completamente insuficiente para reconhecer sua validade. Por outro lado, devemos levar em conta que é muito difícil obter evidências neste caso, porque, em primeiro lugar, a intensidade da radiação deste fóton é muito baixa e, em segundo lugar, os métodos clássicos de detecção de luz laser usados em física são difícil de aplicar aqui."

Entre os trabalhos biológicos publicados em seu país, nada chama mais a atenção do meio científico do que o seu trabalho.

De uma carta de Albrecht Bethe datada de 1930-08-01 para A. G. Gurvich

Desequilíbrio controlado

Fenômenos regulatórios no protoplasma A. G. Gurvich começou a especular após seus primeiros experimentos na centrifugação de ovos fertilizados de anfíbios e equinodermos. Quase 30 anos depois, ao compreender os resultados dos experimentos mitogenéticos, o tema recebeu um novo impulso. Gurvich está convencido de que a análise estrutural de um substrato material (um conjunto de biomoléculas) que reage a influências externas, independentemente de seu estado funcional, não tem sentido. A. G. Gurvich formula a teoria fisiológica do protoplasma. Sua essência é que os sistemas vivos têm um aparato molecular específico para armazenamento de energia, que é fundamentalmente não-equilíbrio. De forma generalizada, é uma fixação da ideia de que um influxo de energia é necessário para o corpo não apenas para o crescimento ou o trabalho, mas principalmente para manter o estado que chamamos de vivo.

Os pesquisadores chamaram a atenção para o fato de que uma explosão de radiação mitogenética era necessariamente observada quando o fluxo de energia era limitado, o que mantinha certo nível de metabolismo do sistema vivo. (Por "limitação do fluxo de energia" deve ser entendido uma diminuição na atividade dos sistemas enzimáticos, supressão de vários processos de transporte transmembrana, uma diminuição no nível de síntese e consumo de compostos de alta energia - ou seja, quaisquer processos que fornecer energia à célula - por exemplo, com resfriamento reversível de um objeto ou com anestesia leve.) Gurvich formulou o conceito de formações moleculares extremamente lábeis com um potencial energético aumentado, sem equilíbrio por natureza e unidas por uma função comum. Ele as chamou de constelações moleculares de não equilíbrio (NMCs).

A. G. Gurvich acreditava que foi a desintegração do NMC, a ruptura da organização do protoplasma, que causou uma explosão de radiação. Aqui, ele tem muito em comum com as idéias de A. Szent-Györgyi sobre a migração de energia ao longo dos níveis gerais de energia dos complexos proteicos. Idéias semelhantes para comprovar a natureza da radiação "biofotônica" são expressas hoje por F. Popp - ele chama as regiões de excitação migrantes de "polaritons". Do ponto de vista da física, não há nada de incomum aqui. (Quais das estruturas intracelulares atualmente conhecidas podem ser adequadas para o papel do NMC na teoria de Gurvich - deixaremos este exercício intelectual para o leitor.)

Também foi demonstrado experimentalmente que a radiação também ocorre quando o substrato é mecanicamente influenciado pela centrifugação ou pela aplicação de uma tensão fraca. Isso possibilitou dizer que os NMC também possuem ordenação espacial, que foi perturbada tanto pela influência mecânica quanto pela limitação do fluxo de energia.

À primeira vista, é notável que NMC, cuja existência depende do influxo de energia, são muito semelhantes às estruturas dissipativas que surgem em sistemas termodinamicamente de não-equilíbrio, que foram descobertos pelo Prêmio Nobel I. R. Prigogine. No entanto, qualquer pessoa que tenha estudado tais estruturas (por exemplo, a reação de Belousov-Zhabotinsky) sabe muito bem que elas não são reproduzidas com absoluta exatidão de experiência em experiência, embora seu caráter geral seja preservado. Além disso, eles são extremamente sensíveis à menor mudança nos parâmetros de uma reação química e nas condições externas. Tudo isso significa que, uma vez que os objetos vivos também são formações sem equilíbrio, eles não podem manter a estabilidade dinâmica única de sua organização apenas devido ao fluxo de energia. Um único fator de pedido do sistema também é necessário. Este fator A. G. Gurvich o chamou de campo biológico.

Em um breve resumo, a versão final da teoria do campo biológico (celular) se parece com isso. O campo tem um vetor, não uma força, personagem. (Lembre-se: um campo de força é uma região do espaço, em cada ponto da qual uma certa força atua em um objeto de teste colocado nele; por exemplo, um campo eletromagnético. Um campo vetorial é uma região do espaço, em cada ponto da qual um determinado vetor é dado, por exemplo, os vetores de velocidade de partículas em um fluido em movimento.) Moléculas que estão em um estado excitado e, portanto, têm um excesso de energia caem sob a ação do campo vetorial. Eles adquirem uma nova orientação, se deformam ou se movem no campo não devido à sua energia (ou seja, não da mesma forma que acontece com uma partícula carregada em um campo eletromagnético), mas gastando sua própria energia potencial. Uma parte significativa dessa energia é convertida em energia cinética; quando o excesso de energia é gasto e a molécula retorna a um estado não excitado, o efeito do campo sobre ela cessa. Como resultado, a ordenação espaço-temporal é formada no campo celular - NMC são formados, caracterizados por um potencial de energia aumentado.

De forma simplificada, a comparação a seguir pode esclarecer isso. Se as moléculas que se movem na célula são carros e seu excesso de energia é gasolina, o campo biológico forma o relevo do terreno em que os carros circulam. Obedecendo ao "relevo", moléculas com características energéticas semelhantes formam o NMC. Eles, como já foi mencionado, estão unidos não só energeticamente, mas também por uma função comum, e existem, em primeiro lugar, devido ao influxo de energia (carros não podem ficar sem gasolina), e em segundo lugar, devido à ação ordenadora do campo biológico. (fora de estrada o carro não vai passar). Moléculas individuais constantemente entram e saem do NMC, mas todo o NMC permanece estável até que o valor do fluxo de energia que o alimenta mude. Com a diminuição de seu valor, o NMC se decompõe e a energia armazenada nele é liberada.

Agora, imagine que em uma determinada área do tecido vivo, o influxo de energia diminuiu: a decadência do NMC tornou-se mais intensa, portanto, aumentou a intensidade da radiação, aquela mesma que controla a mitose. É claro que a radiação mitogenética está intimamente relacionada ao campo - embora não faça parte dele! Como lembramos, durante a decadência (dissimilação), é emitida energia em excesso, que não é mobilizada no NMC e não está envolvida nos processos de síntese; exatamente porque na maioria das células os processos de assimilação e dissimilação ocorrem simultaneamente, embora em proporções diferentes, as células têm um regime mitogenético característico. O mesmo acontece com os fluxos de energia: o campo não afeta diretamente sua intensidade, mas, formando um "relevo" espacial, pode efetivamente regular sua direção e distribuição.

A. G. Gurvich trabalhou na versão final da teoria do campo durante os difíceis anos de guerra. "Teoria do campo biológico" foi publicada em 1944 (Moscou: Ciência Soviética) e na edição subsequente em francês - em 1947. A teoria dos campos biológicos celulares causou críticas e mal-entendidos até mesmo entre os defensores do conceito anterior. A principal crítica deles foi que Gurvich supostamente abandonou a ideia do todo e voltou ao princípio da interação dos elementos individuais (isto é, os campos das células individuais), que ele próprio rejeitou. No artigo "O conceito de" todo "à luz da teoria do campo celular" (Coleção "Trabalhos sobre a mitogênese e a teoria dos campos biológicos". Gurvich mostra que não é esse o caso. Uma vez que os campos gerados por células individuais se estendem além de seus limites, e os vetores de campo são somados em qualquer ponto do espaço de acordo com as regras de adição geométrica, o novo conceito substancia o conceito de um campo “real”. É, de fato, um campo integral dinâmico de todas as células de um órgão (ou organismo), mudando ao longo do tempo e possuindo as propriedades de um todo.

Desde 1948, a atividade científica de A. G. Gurvich é forçado a se concentrar principalmente na esfera teórica. Após a sessão de agosto da All-Union Agricultural Academy, ele não viu a oportunidade de continuar trabalhando no Instituto de Medicina Experimental da Academia Russa de Ciências Médicas (cujo diretor ele era desde a fundação do instituto em 1945) e no início de setembro inscreveu-se no Presidium da Academia para se aposentar. Nos últimos anos de sua vida, ele escreveu muitos trabalhos sobre vários aspectos da teoria do campo biológico, biologia teórica e metodologia de pesquisa biológica. Gurvich considerou essas obras como capítulos de um único livro, publicado em 1991 sob o título "Princípios de Biologia Analítica e Teoria dos Campos Celulares" (Moscou: Nauka).

A própria existência de um sistema vivo é, estritamente falando, o problema mais profundo, em comparação com o qual seu funcionamento permanece ou deveria permanecer nas sombras.

A. G. Gurvich. Fundamentos histológicos da biologia. Jena, 1930 (em alemão)

"Empatia sem compreensão"

As obras de A. G. Gurvich sobre mitogênese antes da Segunda Guerra Mundial era muito popular em nosso país e no exterior. No laboratório de Gurvich, os processos de carcinogênese foram estudados ativamente, em particular, foi demonstrado que o sangue de pacientes com câncer, ao contrário do sangue de pessoas saudáveis, não é fonte de radiação mitogenética. Em 1940 A. G. Gurvich recebeu o Prêmio do Estado por seu trabalho no estudo mitogenético do problema do câncer. Os conceitos de "campo" de Gurvich nunca tiveram grande popularidade, embora invariavelmente despertassem grande interesse. Mas esse interesse em seu trabalho e relatórios muitas vezes permaneceu superficial. A. A. Lyubishchev, que sempre se autodenominou aluno de A. G. Gurvich descreveu essa atitude como "simpatia sem compreensão".

Em nossa época, a simpatia foi substituída pela hostilidade. Uma contribuição significativa para desacreditar as idéias de A. G. Gurvich foi apresentado por alguns aspirantes a seguidores que interpretaram os pensamentos do cientista "de acordo com seu próprio entendimento". Mas o principal nem é isso. As ideias de Gurvich ficaram à margem do caminho percorrido pela biologia "ortodoxa". Após a descoberta da dupla hélice, novas e atraentes perspectivas surgiram diante dos pesquisadores. A cadeia "gene - proteína - sinal" é atraída pela sua concretude, parecendo facilidade de obtenção de um resultado. Naturalmente, a biologia molecular, a genética molecular, a bioquímica se tornaram correntes, e os processos de controle não genético e não enzimático em sistemas vivos foram gradualmente empurrados para a periferia da ciência, e seu próprio estudo começou a ser considerado uma ocupação duvidosa e frívola.

Para os ramos físico-químicos e moleculares modernos da biologia, a compreensão da integridade é estranha, que A. G. Gurvich considerou a propriedade fundamental dos seres vivos. Por outro lado, o desmembramento é praticamente equiparado à aquisição de novos conhecimentos. É dada preferência à pesquisa no lado químico dos fenômenos. No estudo da cromatina, a ênfase é deslocada para a estrutura primária do DNA, e nela eles preferem ver principalmente um gene. Embora o desequilíbrio dos processos biológicos seja formalmente reconhecido, ninguém lhe atribui um papel importante: a esmagadora maioria dos trabalhos visa distinguir entre “preto” e “branco”, a presença ou ausência de proteína, a atividade ou inatividade de um gene.. (Não é à toa que a termodinâmica entre os alunos de universidades biológicas é um dos ramos da física menos amados e mal percebidos.) O que perdemos meio século depois de Gurvich, quão grandes são as perdas - a resposta será solicitada por o futuro da ciência.

Provavelmente, a biologia ainda não assimilou idéias sobre a integridade e desequilíbrio fundamentais dos seres vivos, sobre um único princípio de ordenação que garante essa integridade. E talvez as idéias de Gurvich ainda estejam à frente, e sua história esteja apenas começando.

O. G. Gavrish, candidato a ciências biológicas