Câmpul biologic este un concept introdus de biologul sovietic A. G. Gurvich pentru a explica procesele de embriogeneză și, într-un context mai general, morfogeneza biologică . Dezvoltare primită în modelele teoretice moderne de morfogeneză sub denumirea de câmp morfogenetic ( câmp morfogenetic ) . Ar trebui să se distingă de conceptul de biocâmp , care nu este utilizat în lucrările lui Gurvich și în literatura de specialitate despre morfogeneză.
La începutul secolului trecut. tânărul om de știință rus A. G. Gurvich, care a experimentat „ dezamăgirea în aplicarea exclusivă a metodei experimentale în mecanica dezvoltării ” [1] într-o serie de studii, începând din 1912, încearcă să „ o pună pe o bază complet nouă. , folosind o metodă pur analitică ” și formulează principiile „câmpului embrionar”. Mulți ani mai târziu, Gurvich admite că „ ideea de câmp... a fost doar o formulare mai clară a ideii lui Driesch [2] , exprimată în cuvinte că soarta prospectivă a unui element este o funcție a poziției sale. în ansamblu " [3]
Ideea inițială a fost destul de simplă și naturală:
…dacă funcția dorită care determină cursul dezvoltării unei etape date are o singură variabilă independentă, coordonatele elementelor care participă la ea (de exemplu, celule), atunci este o expresie a câmpului, în sensul că aceasta conceptul este folosit în fizică. Dar problemele morfogenezei embrionare timpurii se reduc în esență la mișcări și rearanjamente ale celulelor. Prin urmare, o descriere exhaustivă a multor procese de bază ale embriogenezei poate fi dată tocmai prin stabilirea legii câmpului vectorial în care se produc aceste procese.
— Gurvich A.G. Teoria câmpului biologic - M. Ştiinţa sovietică, 1944, p.5Pozițiile teoriei câmpului au fost schimbate de autor de-a lungul vieții.
Deci, în lucrările din 1912-1920. conceptul inițial al câmpului a fost asociat cu conceptul de „morfie preformată dinamic” - o suprafață de forță care orientează și atrage celulele primordiilor embrionare.
Principiul „câmpului embrionar” a fost formulat de Gurvich în 1921, iar termenul „câmp” în raport cu procesele de dezvoltare embrionară apare în lucrarea din 1922 [4] .
Potrivit lui Gurvich însuși, conceptul inițial al domeniului a suferit o revizuire radicală după descoperirea în 1923 și studiul ulterior pe termen lung al fenomenului „radiației mitogenetice” (pentru care A. G. Gurvich a primit Premiul Stalin în 1941 ).
Teoria câmpului biologic a fost formulată în forma sa finală în monografia din 1944 [1]
Motivația construirii teoriei câmpului biologic a fost nemulțumirea lui Gurvich față de starea biologiei în comparație cu alte discipline științifice majore - fizică și chimie, și anume lipsa unui sistem de concepte specifice biologiei care să alcătuiască fundamentul teoretic al acesteia.
Încă de la început, autorul a încercat să dea conceptului de câmp biologic „ caracterul unui principiu biologic universal, adică .... consideră-l drept baza unui viitor sistem de biologie generală ” [1] . Acest lucru contrastează cu abordarea biologului american Paul Weiss , care, independent de Gurvich, a dezvoltat modelul „câmpului morfogenetic” [5] . Gurvich nu a putut fi de acord cu punctul de vedere al lui P. Weiss, care „ căzând în contradicție cu sine însuși, susține că conceptul de câmp este doar o formulare prescurtată a ceea ce observăm și că, prin urmare, nu are nicio valoare din punct de vedere al analizei. și explicație, dar în același timp este de mare importanță ca instrument convenabil de descriere ” [1] .
Gurvich introduce conceptul de „câmp celular” asociat cu celulele unui embrion în curs de dezvoltare.
Principalele proprietăți ale acestui domeniu sunt:
În spațiul intercelular, există un câmp al întregului sintetizat din câmpuri celulare (un câmp supracelular), care se găsește ca o sumă vectorială a câmpurilor celulare. În scopuri practice, Gurvich propune să ia în considerare anizotropia elipsoidală și gradientul de câmp hiperbolic. Domeniul întregului este în continuă schimbare în urma restructurării structurii celulare a embrionului, iar în fiecare moment anume avem de-a face cu un câmp „actual” care determină următoarea dezvoltare.
Considerând că câmpul este absolut material, Gurvich evită presupunerile cu privire la natura sa fizică și vorbește despre posibilitatea de a postula doar formal legătura sursei câmpului cu particulele materiale (cromatina nucleului celular). Gurvich consideră că radiația mitogenetică (de degradare) descoperită de el este o justificare experimentală a existenței câmpului, ceea ce înseamnă, la rândul său, existența unor constelații moleculare neechilibrate. Aceste constelații sunt manifestarea câmpului.
La mulți ani de la publicarea lucrării lui Gurvich despre teoria câmpului biologic continuă să apară publicații cu o discuție a teoriei sale atât în literatura populară [6] , cât și în literatura științifică de specialitate [7] [8] [9] . Referințe la lucrările sale și o discuție a conceptelor pe care le-a introdus pot fi găsite în recenziile moderne despre teoria morfogenezei [10] .
Termenul „câmp biologic” nu este folosit în literatura științifică modernă. Parțial pentru că Gurvich însuși l-a folosit mai degrabă ca un concept general, un „principiu universal” în construirea bazei teoretice a biologiei (această abordare nu a câștigat popularitate în prezent). Conceptele de câmp embrionar, celular, supracelular (morfogen), actual au un conținut specific în teoria sa. Și aceste concepte au în multe privințe ceva în comun cu conceptul de „câmp morfogenetic”, a cărui teorie, independent de Gurvich, a fost dezvoltată de P. Weiss [5] . Acest termen a început să fie folosit mai târziu în unele modele teoretice de morfogeneză, deși conținutul său diferă semnificativ în diferite teorii (vezi discuția din [10] [11] ).
Până acum nu există un consens asupra cât de fructuos este conceptul de domeniu în raport cu descrierea proceselor de morfogeneză biologică.
Deci, K. Waddington ( Waddington CH ) credea că acesta este, în esență, doar un mod convenabil de a descrie:
… biologii nu au putut veni cu nimic mai bun decât să postuleze prezența unui câmp morfogenetic care determină forma structurii formate. Cuvântul „câmp”, desigur, este un concept vag. În sensul său obișnuit, înseamnă că un fel de forță (sau o simplă serie de forțe) operează în zona structurii în curs de dezvoltare, care este distribuită corect în spațiu. În cazul fenomenelor biologice, dificultatea este de a determina ce fel de forță este aceasta. ... Cunoaștem foarte puține despre natura materială a agenților cauzali ai acelor procese, pentru a explica care este termenul de „câmp”.
- Waddington K. Morphogenesis and genetics - M .: Mir, 1964B. Goodwin ( BC Goodwin ), care, de fapt, a împărtășit opiniile lui Gurvich, nu este pe deplin de acord cu el :
Un aspect al câmpului este că poate fi afectat de forțele electrice. S-a descoperit că alte organisme în curs de dezvoltare și regenerare au o rețea electrică interesantă și semnificativă, dar nu aș dori să sugerez că câmpul morfogenetic este în esență de natură electrică. Substanțele chimice afectează, de asemenea, polaritatea și alte aspecte spațiale ale organismelor în curs de dezvoltare; dar din nou nu aş dori să trag de aici concluzia că câmpul morfogenetic are o natură esenţial chimică sau biochimică. Convingerea mea este că studiul acestui domeniu trebuie efectuat sub ipoteza că este de natura oricăreia dintre cele de mai sus, sau niciuna dintre ele, sau toate deodată; dar cred că, în ciuda agnosticismului în ceea ce privește natura sa materială, ea joacă un rol major în procesul de dezvoltare
- Goodwin B.C. Despre câmpurile morfogenetice - Theoria to Theory 13, 109-114, 1979Conceptul de câmpuri morfogenetice este interpretat extrem de larg de către Rupert Sheldrake , care îl extinde asupra oricăror sisteme materiale (nu doar la cele vii) și vorbește despre „morfogeneză chimică”, câmpuri morfogenetice atomice și moleculare [12] . Teoria lui Sheldrake este percepută în mod ambiguu în cercurile științifice (vezi Anexa în [12] ) și nu a primit confirmare experimentală până în prezent.