5-14* Биологическое поле и морфогенез

Неизбежно образование не только самих ДС, но и структур из них, причем каждая такая структура сама выступает как ДС более высокого уровня. При образовании составных ДС какая-то из структур низшего уровня выступает в качестве затравки для ДС высшего уровня.

В наше время поле чаще всего понимают по раннему Гурвичу - как метафору для описания целостности системы управления онтогенезом (п. 4- . Например, эмбриолог В.Г. Черданцев дал такое определение поля:

“Мы можем варьировать механизмы развития одной и той же структуры, с тем, чтобы отыскать их инвариантные характеристики, которые и определяют морфогенетическое поле системы”.

Там же отмечено, что если в опыте из зародыша удален организатор (см. п. 4-13), то развитие может пойти по пути, свойственному животным более низкой ступени развития: например, развитие зародыша амфибии - по пути, характерному для зародышей низших хордовых (бесчерепных и даже асцидий) (Черданцев В.Г. Морфогенетические поля и эволюция // Вопросы эволюции онтогенеза. М., МОИП, 1985, с. 106, 107,111).

Тем самым, организатор играет роль упомянутой термодинамической затравки. Более того, этим показано, что эволюция действительно может идти по Жоффруа.

Эмбриологи видят развитие как преобразование формы зародыша, а физиологи, наоборот, обращают на его форму мало внимания и склонны трактовать онтогенез как смену способов жить. Для физиолога зародыш - тоже организм, только живущий в особой среде (внутри яйца или внутри утробы матери). С этой точки зрения Аршавский уравнивал поле (которое понимал по позднему Гурвичу) с доминантой (п. 5-11): по его мнению,

“то, что Чайлд (1941) обозначал физиологическим градиентом, а А.Г. Гурвич (1944) - эмбриональным полем, в физиологическом смысле является механизмом доминанты”; при этом “с момента возникновения организма в виде зиготы одновременно возникает механизм (принцип доминанты), обеспечи

вающий не только процессы регуляции, но и интеграцию его как целостной системы ...

Такое уравнивание поля и доминанты натянуто, однако некоторый смысл для нас имеет. Насколько понимаю, доминантой зиготы (оплодотворенной яйцеклетки) Аршавский считал электрическое поле, наблюдаемое между ее полюсами, «периэлектронический контраст» (там же). Далее поле усложняется, чем, по Аршавскому, и движется онтогенез. С возникновением нервной системы доминанта обретает обычный для физиолога облик, и определяет структуру поведения в течение всей жизни (и, добавлю, далее с морфогенетическим полем не связана).

Разнородные суждения прежних биологов о поле можно резюмировать словами цитированного в п. 4-16 Светлова: хотя теория поля «наталкивается на очень большие трудности», однако «как образ мысли она прочно вошла в обиход механики развития» (т. 1, с. 243). Поясню: смысл теории биополя не столько в реальных таблицах и формулах, сколько е общем взгляде на процесс формообразования. Сам же Светлов дал и примеры реальных картин эмбриональных полей. Они интересны, указывают на параллели процессов, но не дают подходов к пониманию их специфики (почему из горошины вырастает именно горох и т.п.).

В недавнее время, в связи с новыми открытиями, теория биополя вновь привлекла внимание в нескольких планах сразу. Как сказано (п. 4-16), была открыта лазерная природа митогенетиче- ских лучей Гурвича (см. Дополнение 2). При начале развития куриного зародыша подзародышевая часть желтка заметно излучает ультрафиолет (Белоусов Л.В., Попп Ф.-А., Казакова Н.И. Il Онтогенез, 1997, № 5). Как видим, ППК “бегут от греха подальше”, чтобы излучение не побудило их делиться и не испортило наследственную информацию. Поле, организующее пространственную структуру зародышей, задается концентрациями: изменение концентрации одного белка задает место появления и направление развития конечности или пера. (Лопашов и Зем- чихина - см. п. 4-16 - уточняют: на стадии индукции действуют короткие белки-индукторы, способные вызывать появление новых клеточных типов, а позже - длинные белки-матрицы, способные только стимулировать деление клеток уже существующего типа.)

Даже противник идеи поля эмбриогенетик Jl.И.

“Прообраз будущего организма складывается под влиянием продуктов генов материнского организма, передаваемых в яйцеклетку из материнских питающих клеток. Эти клетки расположены на поверхности яйцеклетки неравномерно, и потому их продукты распределяются в ней по градиентам, создавая полярность будущего организма и размечая его головной и хвостовой концы” [Геном..., с. 95].

Ho где градиент, там и поле - в данном случае, по Корочкину, поле концентраций (а по Аршавскому, как мы видели, электрическое). В более сложных случаях приходится искать более сложные поля (см. гл. 7). Открыты гены, управляющие основными полями морфогенеза. Поля оказались сходно устроенными у самых разных животных. Для эволюции это главное. Об этом можно прочесть в американском обзоре [Гилберт и др.]. Эмбриолог Скотт Г илберт - тот самый, про «Сагу о зародышевом пути» которого говорилось в п. 5-12. Другим соавтором обзора является эмбриолог Рудолф Рэфф, соавтор книги [Рэфф, Кофмен].

В подлиннике обзор назван: «Воссоединение (Resynthezing) эволюционной биологии и биологии развития». Авторы уверены, что СТЭ не была синтезом; наоборот, она стала отказом от основных достижений эволюционизма начала XX века, затем забытых. На мой взгляд, до нового синтеза и в этом обзоре еще далеко, но стремление к нему есть. Например:

«Подобно тому как клетка (а не ее геном) служит единицей органической структуры и функции, морфогенетическое поле (а не гены или клетки) представляется основной единицей онтогенеза, и его изменение влечет за собой изменения в эволюции».

Авторы обзора читают по-немецки, что радикально расширяет их умственный горизонт по сравнению с большинством коллег, но все-таки замечательная работа Балкашиной о генах гомеозиса, т.е. переделки одних органов в другие (п. 4-7), осталась им неизвестна. Иначе их простодушное заявление: «Гомеозисные явления оставались на обочине эволюционной теории с тех iiop, как в 1894 г. их описал Бэтсон» - просто нелепо: Елизавета Ивановна выяснила (и описала по-немецки), что гены гомеозиса расположены компактно на одной хромосоме дрозофилы (см. п. 5-15**). Мы вернемся к данному обзору в п. 5-17.