A biológiai mező egy olyan fogalom, amelyet A. G. Gurvich szovjet biológus vezetett be, hogy megmagyarázza az embriogenezis folyamatait, és általánosabb összefüggésben a biológiai morfogenezist . A morfogenezis modern elméleti modelljeiben morfogenetikus mező ( morfogenetikus mező ) néven kapott fejlesztést . Meg kell különböztetni a biomező fogalmától, amelyet Gurvich munkái és a morfogenezis szakirodalma nem használ.
A múlt század elején. A fiatal orosz tudós, A. G. Gurvich, aki 1912-től kezdve számos tanulmányban „ csalódást tapasztalt a kísérleti módszer kizárólagos alkalmazásában a fejlesztés mechanikájában ” [1] , kísérletet tesz arra, hogy „ teljesen új alapokra helyezze ” , tisztán analitikai módszerrel ” és megfogalmazza az „embrionális mező” alapelveit. Sok évvel később Gurvich elismeri, hogy " a mező gondolata... csak Driesch [2] gondolatának egyértelműbb megfogalmazása volt , olyan szavakkal kifejezve, hogy egy elem várható sorsa a helyzet függvénye. egészében " [3]
A kezdeti ötlet meglehetősen egyszerű és természetes volt:
…ha az adott szakasz fejlődési menetét meghatározó kívánt függvénynek egyetlen független változója van, a benne részt vevő elemek (például cellák) koordinátái, akkor ez a mező kifejezése, abban az értelemben, hogy ez fogalmát a fizikában használják. A korai embrionális morfogenezis problémái azonban lényegében a sejtek mozgására és átrendeződésére korlátozódnak. Ezért az embriogenezis számos alapvető folyamatának kimerítő leírása adható pontosan annak a vektormezőnek a törvényének megállapításával, amelyben ezek a folyamatok végbemennek.
- Gurvich A.G. Biológiai térelmélet - M. Szovjet tudomány, 1944, 5. oA mezőelmélet álláspontjait a szerző egész életében változtatta.
Tehát az 1912-1920-as munkákban. a mező kezdeti koncepciója a "dinamikusan előformált morf" fogalmához kapcsolódott - egy erőfelület, amely orientálja és vonzza az embrionális primordiumok sejtjeit.
Az "embrionális mező" elvét Gurvich fogalmazta meg 1921-ben, a "mező" kifejezés az embrionális fejlődés folyamataival kapcsolatban 1922-ben jelenik meg [4] .
Maga Gurvich szerint a terület kezdeti koncepciója az 1923-as felfedezést, majd a „mitogenetikus sugárzás” jelenségének (amelyért A. G. Gurvich 1941-ben Sztálin-díjat kapott) hosszú távú tanulmányozását követően radikális felülvizsgálaton esett át .
A biológiai mező elmélete végső formájában az 1944-es monográfiában fogalmazódott meg [1].
A biológiai terület elméletének megalkotásának motivációja az volt, hogy Gurvich elégedetlen volt a biológia helyzetével összehasonlítva más nagy tudományágakkal - a fizikával és a kémiával, nevezetesen az elméleti alapokat képező biológiára jellemző fogalomrendszer hiánya.
A szerző kezdettől fogva arra törekedett, hogy a biológiai mező fogalmát „ egy univerzális biológiai princípium jellegét adja, azaz .... tekintse az általános biológia jövőbeli rendszerének alapjának ” [1] . Ez ellentétben áll Paul Weiss amerikai biológus megközelítésével , aki Gurvichtól függetlenül kidolgozta a "morfogenetikus mező" modelljét [5] . Gurvich nem értett egyet P. Weiss álláspontjával, aki „ önmagával ellentmondásba kerülve azt állítja, hogy a mező fogalma csak egy rövidített megfogalmazása annak, amit megfigyelünk, és ezért nincs értéke az elemzés szempontjából. és magyarázattal, ugyanakkor nagy jelentőséggel bír, mint kényelmes leírási eszköz ” [1] .
Gurvich bevezeti a "sejtmező" fogalmát, amely a fejlődő embrió sejtjeihez kapcsolódik.
Ennek a mezőnek a főbb tulajdonságai:
Az intercelluláris térben van egy sejtmezőkből szintetizált egész mező (szupracelluláris mező), amely a sejtmezők vektorösszegeként található meg. Gyakorlati okokból Gurvich az ellipszoid anizotrópia és a hiperbolikus térgradiens figyelembevételét javasolja. Az egész területe folyamatosan változik az embrió sejtszerkezetének átalakulása nyomán, és minden konkrét pillanatban egy „tényleges” mezővel van dolgunk, amely meghatározza a következő fejlődést.
A mezőt abszolút anyaginak tekintve Gurvich kerüli a fizikai természetével kapcsolatos feltételezéseket, és arról beszél, hogy a térforrás és az anyagrészecskék (a sejtmag kromatinja) kapcsolatát csak formálisan feltételezhetjük. Gurvich az általa felfedezett mitogenetikus (degradációs) sugárzást a mező létének kísérleti igazolásának tartja, ami viszont a nem egyensúlyi molekulakonstellációk létezését jelenti. Ezek a csillagképek a mező megnyilvánulásai.
Sok évvel Gurvich biológiai terület elméletéről szóló munkájának megjelenése után továbbra is megjelennek az elméletét tárgyaló publikációk mind a népszerű [6] , mind a szakirodalomban [7] [8] [9] . Munkáira való hivatkozások és az általa bevezetett fogalmak tárgyalása megtalálható a morfogenezis elméletéről szóló modern áttekintésekben [10] .
A "biológiai mező" kifejezést a modern tudományos irodalom nem használja. Részben azért, mert maga Gurvich inkább általános fogalomként, „univerzális elvként” használta a biológia elméleti megalapozásában (ez a megközelítés jelenleg nem vált népszerűvé). Az embrionális, sejtes, szupracelluláris (morfogén), tényleges mező fogalmának sajátos tartalma van elméletében. És ezek a fogalmak sok tekintetben közösek a "morfogenetikus mező" fogalmával, amelynek elméletét Gurvichtól függetlenül P. Weiss dolgozta ki [5] . Ezt a kifejezést kezdték később használni a morfogenezis egyes elméleti modelljeiben, bár tartalma jelentősen eltér a különböző elméletekben (lásd a [10] [11] tárgyalását ).
Mindeddig nincs egyetértés abban, hogy a biológiai morfogenezis folyamatainak leírásával kapcsolatban mennyire termékeny a terület fogalma.
Tehát K. Waddington ( Waddington CH ) úgy vélte, hogy ez lényegében csak egy kényelmes módja a leírásnak:
…a biológusok nem tudnának jobbat kitalálni, mint feltételezni egy morfogenetikai mező jelenlétét, amely meghatározza a kialakult szerkezet alakját. A „mező” szó természetesen homályos fogalom. Szokásos értelmében azt jelenti, hogy a fejlődő szerkezet területén valamilyen erő (vagy egyszerű erősorozat) működik, amely a térben helyesen oszlik el. Biológiai jelenségek esetén a nehézséget annak meghatározása jelenti, hogy milyen erőről van szó. ... Nagyon keveset tudunk ezen folyamatok okozóinak anyagi természetéről, amelyek magyarázatára a „mező” kifejezést használjuk.
- Waddington K. Morfogenezis és genetika - M .: Mir, 1964B. Goodwin ( BC Goodwin ), aki valójában osztotta Gurvich nézeteit, nem ért vele teljesen egyet :
A mező egyik aspektusa, hogy elektromos erők befolyásolhatják. Más fejlődő és regenerálódó organizmusok érdekes és jelentős elektromos hálózattal rendelkeznek, de nem szeretném azt sugallni, hogy a morfogenetikus mező alapvetően elektromos jellegű. A vegyszerek a fejlődő szervezetek polaritását és egyéb térbeli vonatkozásait is befolyásolják; de ebből megint nem szeretnék arra következtetni, hogy a morfogenetikus mezőnek alapvetően kémiai vagy biokémiai természete van. Meggyőződésem, hogy ennek a területnek a tanulmányozását abból a feltételezésből kell végezni, hogy az a fentiek bármelyikéhez tartozik, vagy egyikhez sem, vagy egyszerre; de úgy gondolom, hogy az anyagi természetével kapcsolatos agnoszticizmus ellenére nagy szerepet játszik a fejlődés folyamatában
- Goodwin B.C. A morfogenetikai mezőkről - Theoria to Theory 13, 109-114, 1979A morfogenetikus mező fogalmát rendkívül szélesen értelmezi Rupert Sheldrake , aki bármely anyagi rendszerre kiterjeszti (nem csak az élőkre), és „kémiai morfogenezisről”, atomi és molekuláris morfogenetikus mezőkről beszél [12] . Sheldrake elméletét a tudományos körök kétértelműen érzékelik (lásd a [12] függelékét ), és a mai napig nem kapott kísérleti megerősítést.