Почему-то ссылка не работает. Но пример уж очень поучителен, посылаю полностью.
Информационное поле
Откуда берется порядок при развитии организма? Казалось, ответ на этот вопрос найден. Гены отвечают за передачу признаков от родителей потомству, они же следят за возрастанием пространственной сложности организма во время развития, в них закодирована форма будущего организма. Но за последние десятилетия генетики получили такие результаты, которые «взорвали» тишину в теоретической биологии.
Во-первых, геном, считавшимся ранее стабильным на хромосомном и молекулярном уровнях, оказался далеко не постоянным. Во-вторых, уточнена догма: считывание информации идет лишь по схеме ДНК÷ РНК÷ БЕЛОК; показано, что переписывание информации может идти и в обратном направлении.
А так называемая эгоистичная ДНК? Оказалось, что у организмов, имеющих ядро клетки, только в 2-2,5% ДНК содержатся гены, в 98% она только воспроизводит самое себя, за что и названа эгоистичной. Какова ее роль в генетическом аппарате так до конца и неизвестно. Да и саму ДНК какая-то «неведомая рука» укладывает в хромосомы и управляет их формой. При этом пространственная структура хромосом никак не связана с пространственной конфигурацией молекул, ее составляющих.
В древности считалось, что «узел жизни» (управляющий ее развитием и продолжительностью) находится в плаценте, и для фараона специально завязывали «узел жизни» из плаценты (Египет). Среди придворной знати в продолжение 4, 5, 6 династий была важная должность «вскрывателя царской плаценты». «Узел жизни» вскрывался в торжественный момент, когда особый совет решал, что правление фараона кончилось, и его тут же убивали. К концу Древнего царства цареубийство отменили, но еще до времен Птоломеев в торжественных шествиях перед фараоном несли знамя с «узлом жизни». Откуда пошел этот обычай, неизвестно, но этнографы утверждают, что у разных африканских племен развито почитание либо пуповины, либо плаценты.
Итак, где же все-таки находится пространственная запись формирующегося организма, которая переводит химический язык генетического кода в реально существующую и объемную структуру? Прежде всего, можно предположить, что в каждой живой клетке есть генетическая программа, определяющая не только биохимические свойства будущего организма, но и морфогенез. Клетка как бы знает, когда перестать делиться и какую форму принять, чтобы войти в состав того или иного органа.
Но развитие сложнее. Клетки не только перестают расти, делиться и принимать различную форму, но и специализируются или дифференцируются, а в некоторых случаях даже отмирают, чтобы возникла необходимая пространственная структура. Так образуются пальцы на конечностях у зародыша, когда ткани между будущими пальцами гибнут, а из пластинки формируется зачаток кисти, пятипалая рука. Неведомый нам «скульптор», ваяя живое существо, не только перераспределяет, но и удаляет ненужный материал, чтобы воплотить то, что намечено генетической программой.
Ученые, работающие в области молекулярной генетики, выяснили пути передачи информации от ДНК к информационной РНК, которая, в свою очередь, служит матрицей для синтеза белков из аминокислот. Они изучают влияние генов на обмен веществ в клетке. Что же касается проблемы образования пространственной структуры (самая неисследованная область в биологии развития), то возникает сомнение, достаточно ли одних генов, чтобы реализовать в пространстве химическую запись генетической программы. Сомнения такого рода десятилетиями привлекали внимание, и именно они, специалисты, занимающиеся пространственной дифференцировкой, выдвинули концепцию морфогенетического поля.
Наиболее разработанные и известные концепции эмбрионального морфогенетического поля принадлежат австрийцу П. Вейсу и двум отечественным ученым А. Г. Гурвичу и Н.К. Кольцову. По мнению П. Вейса и А.Г. Гурвича, морфогенетическое поле специфическое, т.е. не обладает обычными физико-химическими характеристиками. А.Г. Гурвич назвал его биологическим полем. В противоположность этому Н.К. Кольцов полагал, что поле, «командующее» целостностью организма, сложено обычными физическими полями.
П. Вейс утверждал, что поле действует на клеточный материал, формирует из него те или иные зачатки организма, а по мере развития образуются новые связи с другими полями, управляющими развитием различных органов. Иначе говоря, формируются поля, затем сам зародыш, причем клетки развивающегося организма пассивны, их развитием полностью ведает морфогенетическое поле.
Концепция биологического поля А.Г. Гурвича основывается на том, что оно создается в каждой клетке развивающегося организма. Однако действие поля клетки выходит за ее пределы. Клеточные поля как бы сливаются в одно целое. Но следует отметить, что концепция Гурвича объясняет развитие многоклеточных организмов. Однако как в пространстве строится тело одноклеточных организмов данной концепцией объяснить невозможно. Ученый предполагал, что общее биологическое поле формируется в результате слияния отдельных клеточных полей.
Согласно обеим концепциям, поле развивается так же, как и зародыш. Но, по Вейсу, оно действует самостоятельно, а по концепции Гурвича под влиянием клеток зародыша.
По мнению Гурвича, источник поля - это ядро клетки. Биологам известны примеры, когда крупные организмы содержат только одно ядро, например одноклеточная водоросль ацетобулярия, достигающая размера 2-3 см.. У нее есть ризоиды, напоминающие корни, тонкая ножка и зонтик. Как одно единственное ядро дало такую причудливую форму? Можно лишить ацетобулярию ядра, которое находится в ризоиде, отрезать ризоид с ядром, но без ядра она не потеряет способности к регенерации. Если у нее отрезать зонтик, последний снова вырастает. Где же тогда заключена пространственная память?
Давайте поищем ответы на эти и другие вопросы. Почему биологическое поле должно обязательно изменяться в процессе развития? Не логичнее ли думать, что оно с первых же стадий развития служит той матрицей, которую зародыш стремится заполнить, и она не меняется?
Клетки принимают сигналы, идущие от биологического поля. Развитие в этом случае можно рассматривать как сложное поведение клеток, выполняющих общую «волю» целостной пространственной структуры. Но каков механизм возникновения поля, управляющего развитием? Возможно, оно порождается спиральными структурами ДНК при их взаимодействии с общей пространственной континуальной (непрерывной) информацией. Наличие такой информации признает российский ученый В.И. Налимов.
Одни исследователи считают, что биополя образуют единое «силовое поле» (так его назвал Н.К. Кольцов). Такое поле состоит из набора известных физико-химических полей.
По мнению других исследователей, биологическое поле отличается от физических и химических полей. Возможно, оно вбирает все известные физико-химические взаимодействия и отличается от отдельных физических полей, как сплав металла отличается от составляющих его компонентов.
Биологические поля не могут быть общими и одинаково организованными, как это мы находим в неживой природе. Существуют электрическое, магнитное, гравитационное поля, которые одинаково организованы во всех живых и неживых субстанциях. Биологическое поле индивидуально для каждого организма. Вот почему автор статьи назвал его информационным полем.
Никто сейчас и не отрицает, что почти любая клетка организма несет всю генетическую программу. В ходе дифференцировки в различных органах начинает работать только та часть генетической программы, которая командует синтезом белков в каждом конкретном органе или даже отдельной клетке. А вот у информационного поля, наверное, нет такой специализации – оно всегда целостное. Иначе просто не объяснить его сохранность при разделении зародыша на несколько частей (например, преобразование однояйцевых близнецов).
Такое предположение не умозрительно. Чтобы показать целостность информационного поля в каждой части организма, возьмем удобные для пояснения живые существа. Есть в природе слизистый грибок миксомицел – диктиостелиум (Dictyostelium discoideum). У него любопытный жизненный цикл. Сначала его клетки как бы рассыпаны и ползают в виде амеб по почве, затем одна или несколько клеток выделяют вещество акразин, что служит сигналом
-«все ко мне». Амебы сползаются и образуют многоклеточный плазмодий, который становится червеобразным слизнем, выползает на сухое место и превращается в маленький грибок с округлой головкой, где находятся споры. Головка гриба стоит на тонкой ножке (сам он размером 2 мм.). Прямо-таки на глазах из клеток собирается причудливый организм, который как бы заполняет уже имеющееся информационное поле.
Интересно, если сократить количество сливающихся клеток, что получится – половина грибка или целый? Поставили эксперимент. Оказалось, что из половины амеб получается той же формы грибок, но в 2 раза меньший по размерам. Оставили четвертую часть клеток, они опять собрались и дали грибок со всеми присущими ему формами, только еще меньших размеров. Получается, что каждая часть клеток несет информацию о форме, которую они складывают, собравшись вместе. Правда, есть предел, и малого количества клеток может не хватить для построения миксомицета. И все-таки, зная это, трудно отказаться от мысли, что информация о форме грибка существовала в биологическом поле еще тогда, когда организм представлял собой отдельные мелкие клетки. Видимо, каждая клетка несет целостное информационное поле. При слиянии клеток их информационные поля суммируются, но подобное суммирование выглядит скорее как разрастание одной и той же формы.
Плоские черви способны восстановить свой облик из 1/300 части своего тела. Если нарезать планарию на самые различные по величине кусочки и оставить в покое на 3 недели, то клетки в тканях планарий теряют свою специализацию и снова формируются в целостные организмы. Каждое существо восстановилось из разного количества клеток, но по одному «чертежу». Выходит, что любой кусочек тела планарии нес целое информационное поле.
Сходные опыты автор статьи поставил с одноклеточными организмами – крупными, в 2 мм. длиной, инфузориями спиростомами. Такую инфузорию можно разрезать микроскальпелем на 60 частей, и каждая из них снова восстановится в целую клетку. Инфузории растут, но не бесконечно. Клетки, достигнув определенного предела, как бы упираются в невидимую границу – информационное поле.
Таким образом, информационное поле одинаково служит одноклеточным, колониальным и многоклеточным организмам.
Можно предположить, что еще до оплодотворения половые клетки несут уже готовые информационные поля. При оплодотворении, когда сперматозоид и яйцеклетка сливаются и их генетические программы объединяются, информационные поля суммируются, давая промежуточный или обобщенный тип с признаками матери и отца. После оплодотворения информационная копия организма готова. Все дальнейшее развитие можно представить как заполнение копий (матриц) клетками и межклеточными веществами.
Без ядер клетки могут жить, но теряют способность к регенерации и построению пространственных структур. Правда, есть примеры регенерации и при отсутствии ядер. Вспомним ацетобулярию, у которой зонтик появляется и в отсутствие ядра. Регенерация зонтика ацетобулярии может осуществляться только один раз. Но и этого достаточно, чтобы предположить невероятное: информационное поле сохраняется вокруг клетки, даже если она лишена основного генетического материала.
Возникает мысль, сохраняется ли информационное поле после жизни организма? Пока этот вопрос остается без ответа.
© Нижний Новгород, 2006 год, triangel ::All Rights Reserved..
