МЫСЛИМОЕ СОЗДАНИЕ НЕСКОЛЬКИХ «ПОЛЕЙ»
Любая конструкция поля, основанная на предположении об одном якобы «решающем» факторе формообразовательных процессов, в лучшем случае односторонне отразит индивидуальное развитие. При меняющихся состояниях целостности, изменениях во взаимоотношениях частей вступают новые и новые механизмы интеграции. Претензии на описание и тем более анализ любого формообразовательного процесса исходя из какой-либо одной конструкции поля или градиента иллюзорны.
Возможно и необходимо создать ряд теорий полей, отражающих различные стороны явлений интеграции: это могут быть поля электрических потенциалов, поля лучистой энергии, продуцируемой клетками, поля адгезии, поля денатурации белков, поля свойств мембран, поля межклеточных субстанций и т. д. Эти поля могут способствовать углублению понимания развивающегося
организма как целого. Здесь следует напомнить высказывания эмбриологов разных направлений о клеточном поле.
Уже упоминались гипотезы Н. К. Кольцова, Дж. Гекели и Г. де Бера, П. Вейса и др. Теория физиологических градиентов
Ч. Чайлда может быть названа теорией поля. Пространство, занятое организмом, представляет собой поле, скаляром которого является физиологическая активность, а градиентами — оси тела (П. Г. Светлов). Поле и градиент — сопряженные понятия, оба связаны с представлением о целостности организма, его интеграции (И. А. Аршавский).
Теория поля Чайлда может быть названа (в соответствии со взглядами Аршавского) теорией динамики целостности развивающегося организма. Количественные различия в уровне метаболизма, или градиенты, мыслятся как простейшие системы, определяющие интеграцию таких организмов, у которых в эволюции еще не выработались или находятся в примитивном состоянии интеграционные механизмы другого порядка.
П. Г. Светлов — единственный эмбриолог, обосновывающий необходимость введения в эмбриологию таких физиологических понятий, как раздражение, возбуждение, торможение. Он говорит о химическом взаимодействии частей развивающегося организма, о возможном выделении клетками веществ, которые могут . морфогенетически воздействовать на другие клетки или зачатки или на организм в целом. Таковы гормоны — вещества, вызывающие эмбриональную индукцию, химические воздействия нервной системы. По Светлову, влияние веществ одной части зародыша на другую можно рассматривать как влияние раздражителей, которые могут и не быть компонентами метаболизма. Много доказательств его правоты можно найти в фактах эмбриологии. Таковы, например, факты, обнаруженные Г. А. Бузниковым и Т. Густафсоном, касающиеся медиаторов и их роли на ранних этапах эмбрионального развития. Вводя в круг рассмотрения явлений развития возбуждения и торможения, нет надобности ограничиваться целостным изучением объекта на клеточном уровне: передача раз
дражений от клетки к клетке у безнервных многоклеточных организмов (в частности, у растительных) хорошо известна. Ясно, что возбуждаться и тормозить могут и зачатки органов, и области тела, и весь зародыш в целом. Автор предлагает радикально реформировать эмбриологию, настаивая на том, чтобы она не чуждалась физиологии. Поле Светлова — это такой надклеточный фактор, который возникает и определяется на основе жизни клеток, их взаимодействия. С его точки зрения в основе всякой теории развития должны лежать три главных принципа: целостность организма на любой стадии его развития; представление о развитии как о реактивном процессе и принцип фаз или периодичность любого морфогенетического процесса.
В заключение остановимся на взглядах К. Уоддингтона, который сдержанно и скорее скептически относится к использованию понятия поля в эмбриологических исследованиях. Он считает, что «...биологи не смогли придумать ничего лучшего, как постулировать наличие морфогенетического поля, которое определяет облик образуемой структуры. Слово «поле», разумеется, представляет собой расплывчатое понятие. В его обычном смысле оно означает, что внутри участка развивающейся структуры действует какая-то сила (или простой ряд сил), правильно распределяющаяся в пространстве. В случае биологических явлений трудность заключается в том, чтобы определить что это за сила»[24].
Появление в эмбриологии гипотез о полях, градиентах или градиент-полях следует рассматривать как неизбежный результат того, что морфогенетические процессы не могут быть поняты только на путях аналитических исследований. Рассмотрение развивающихся зародышей как целостных систем требует особых методов и особых моделей для их описания и объяснения. И в современной эмбриологии создаются понятия о ближайших и дистанционных контролирующих механизмах (Т. Ямада), о позиционной информации (Л. Вольперт) и связанных с ней двумерных моделях органных полей (П. Френч и Б. Брайент). Последние с успехом используются для анализа регуляционных процессов, совершающихся в имагинальных дисках насекомых и для объяснения особенностей восстановительных процессов после разных типов повреждения конечностей членистоногих и амфибий.
Концепция позиционной информации Вольперта основывается на предположении о существовании в развивающемся организме градиента некоего морфогена — гипотетического вещества, влияющего на развитие той или иной структуры. Морфоген распространяется между определенными точками отсчета. Процесс «усвоения» клетками информации о своем положении назван Вольпер- том спецификацией. В зависимости от характера предшествующей дифференцировки клетки «интерпретируют» позиционную информацию в конкретные структуры («паттерны») того или иного органа.
Природа и само существование «морфогенов» остаются пока еще очень неясными, так же как и природа индуцирующих агентов, о которых говорилось в связи с анализом теории организаторов Шпемана.
В последние годы делаются попытки создания новых концепций векторных полей, влияющих на морфогенезы. В основу этих
концепций кладутся представления математиков об устойчивых и неустойчивых структурированных процессах. Для анализа гради- ентно и волнообразно распространяющихся морфогенетических процессов используют, в частности, модели математика А. Тьюринга, которые объясняют, на основе каких взаимодействий абстрактных веществ в физико-химическом процессе могут возникать диссипативные процессы. Предложенные им ' уравнения могут быть использованы для объяснения возможных механизмов образования, например мезодермальных сомитов, позвонков, периодически повторяющихся рисунков или структур на поверхности тела и т. п. В качестве взаимодействующих веществ в развивающихся системах называют гипотетические активаторы и ингибиторы, могущие влиять на развитие какого-либо конкретного признака. Эти идеи близки к гипотезе С. Роуза (1952) об ингибиторных размежеваниях, согласно которой раз возникшая структура выделяет фактор, тормозящий развитие аналогичной структуры по-соседст- ву с ней.
Делаются попытки приложения к онтогенезу синергетики (К. Хакен,-1980)—научного направления, развивавшегося на основе математической теории динамических систем. Создаются различные модели, объясняющие скачкообразные эмбриологические процессы, а также предлагаются гипотезы «параметрического» управления онтогенезом (Л. В. Белоусов, Д. С. Чернявский, Г. И. Соляник, 1985). В этой теории в основу разделения регулирующих факторов на устойчивые и динамические" кладется временная иерархия морфогенетических процессов.
Таким образом, в связи с прогрессом математики в области топологии, поведения и управления различными динамическими системами и т. п. создаются возможности для более адекватного описания ряда эмбриологических событий в их нерасчлененном состоянии.
Анализ разных теорий поля не убедил нас в необходимости признать какую-либо из них теорией индивидуального развития, могущей удовлетворить эмбриолога. Мы могли лишь убедиться в том, что понятие поля не является случайным. Вне зависимости от методологии исследователей оно отражает тот очевидный факт, что любые представления о зародыше как мозаике частей, как сумме бластомеров и т. д. несостоятельны, что организм на любой стадии развития так или иначе интегрирован, представляет целостную систему.
Источник: Токин Б. П.. Общая эмбриология: Учеб, для биол. спец, ун-тов.—4-е изд., перераб. и доп. 1987
Еще по теме МЫСЛИМОЕ СОЗДАНИЕ НЕСКОЛЬКИХ «ПОЛЕЙ»:
- Втотеза образования магнитных полей планет
- Взаимодействие эфирных полей тел. Эффект Казимира
- Болезни, общие для нескольких видов животных
- Болезни, общие для нескольких видов животных
- Почвы зоны и опытных полей
- Влияние лесных полос на микроклимат полей
- ПАТОМОРФОЛОГИЯ и ЦИТОПАТОЛОГИЯ ПРИ ВИРУСНЫХ БОЛЕЗНЯХ, ОБЩИХ ВСЕМ ИЛИ НЕСКОЛЬКИМ ВИДАМ ЖИВОТНЫХ
- Создание газона
- Создание малинников
- История создания антигельминтиков
- Создание кулис
- ЧЕТВЕРОРУКИЕ СОЗДАНИЯ
- Создание органического вещества.
- СОЗДАНИЕ РЕГИОНАЛЬНОГО БАНКА ДАННЫХ РЕСУРСОВТОРФЯНО-БОЛОТНЫХ ЭКОСИСТЕМ
- 17.2. СОЗДАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ДЛЯ РЫВ
- Изучение биологически активных соединений — ферментов и антибиотиков. Создание новых методов
- Способы создания медовиков для сбора меда
- Создание теорий химического строения, жиров, углеводов и белков