Det biologiske felt er et begreb introduceret af den sovjetiske biolog A. G. Gurvich for at forklare processerne ved embryogenese og, i en mere generel sammenhæng, biologisk morfogenese . Modtaget udvikling i moderne teoretiske modeller af morfogenese under navnet morfogenetisk felt ( morfogenetisk felt ) . Det bør skelnes fra begrebet et biofelt , som ikke bruges i Gurvichs værker og i litteraturen om morfogenese.
I begyndelsen af forrige århundrede. den unge russiske videnskabsmand A. G. Gurvich, efter at have oplevet " skuffelse over den eksklusive anvendelse af den eksperimentelle metode i udviklingsmekanikken " [1] i en række undersøgelser, startende fra 1912, gør et forsøg på at " sætte det på et helt nyt grundlag , ved hjælp af en rent analytisk metode ” og formulerer principperne for det ”embryonale felt”. Mange år senere indrømmer Gurvich, at " ideen om feltet ... kun var en klarere formulering af ideen om Driesch [2] , udtrykt med ord, at den fremtidige skæbne for et element er en funktion af dets position som helhed " [3]
Den oprindelige idé var ret enkel og naturlig:
…hvis den ønskede funktion, der bestemmer udviklingsforløbet for et givet stadie, har en enkelt uafhængig variabel, koordinaterne for de elementer, der deltager i den (f.eks. celler), så er det et udtryk for feltet, i den forstand, at dette begrebet bruges i fysik. Men problemerne med tidlig embryonal morfogenese er i det væsentlige reduceret til bevægelser og omlejringer af celler. Derfor kan en udtømmende beskrivelse af mange grundlæggende embryogeneseprocesser gives netop ved at etablere loven for det vektorfelt, hvor disse processer forekommer.
— Gurvich A.G. Biologisk feltteori - M. Sovjetvidenskab, 1944, s.5Felteoriens positioner blev ændret af forfatteren gennem hele hans liv.
Så i værkerne 1912-1920. det oprindelige koncept for feltet var forbundet med konceptet om en "dynamisk præformet morf" - en kraftoverflade, der orienterer og tiltrækker cellerne i embryonale primordia.
Princippet om det "embryonale felt" blev formuleret af Gurvich i 1921, og begrebet "felt" i relation til de embryonale udviklingsprocesser optræder i værket fra 1922 [4] .
Ifølge Gurvich selv gennemgik det indledende koncept for feltet en radikal revision efter opdagelsen i 1923 og den efterfølgende langsigtede undersøgelse af fænomenet "mitogenetisk stråling" (som A. G. Gurvich modtog Stalin-prisen i 1941 ).
Teorien om det biologiske felt blev formuleret i sin endelige form i monografien fra 1944 [1]
Motivationen for at konstruere teorien om det biologiske felt var Gurvichs utilfredshed med biologiens tilstand i sammenligning med andre store videnskabelige discipliner – fysik og kemi, nemlig manglen på et begrebssystem specifikt for biologi, der udgør dens teoretiske fundament.
Helt fra begyndelsen forsøgte forfatteren at give begrebet det biologiske felt " karakteren af et universelt biologisk princip, dvs. .... betragte det som grundlaget for et fremtidigt system af generel biologi " [1] . Dette står i kontrast til tilgangen fra den amerikanske biolog Paul Weiss , der uafhængigt af Gurvich udviklede "morfogenetic field"-modellen [5] . Gurvich kunne ikke tilslutte sig synspunktet fra P. Weiss, som " falder i modstrid med sig selv, hævder, at begrebet et felt kun er en forkortet formulering af det, vi observerer, og at det derfor ikke har nogen værdi i forhold til analyse. og forklaring, men samtidig har den stor betydning som et bekvemt redskab til beskrivelse ” [1] .
Gurvich introducerer begrebet et "cellefelt" forbundet med cellerne i et embryo i udvikling.
De vigtigste egenskaber for dette felt er:
I det intercellulære rum er der et felt af det hele syntetiseret fra cellulære felter (et supracellulært felt), som findes som en vektorsum af cellefelter. Til praktiske formål foreslår Gurvich at overveje ellipsoidal anisotropi og hyperbolsk feltgradient. Helhedens felt ændrer sig konstant efter omstruktureringen af embryoets cellulære struktur, og i hvert specifikt øjeblik har vi at gøre med et "faktisk" felt, der bestemmer den næste udvikling.
I betragtning af at feltet er absolut materielt, undgår Gurvich antagelser om dets fysiske natur og taler om muligheden for kun formelt at postulere forbindelsen mellem feltkilden og materialepartikler (cellekernens kromatin). Gurvich betragter den mitogenetiske (nedbrydnings)stråling, han opdagede, for at være en eksperimentel begrundelse for eksistensen af feltet, hvilket igen betyder eksistensen af ikke-ligevægtige molekylære konstellationer. Disse konstellationer er feltets manifestation.
Mange år efter udgivelsen af Gurvichs arbejde om teorien om det biologiske felt, fortsætter publikationer med en diskussion af hans teori både i den populære [6] og i den specialiserede videnskabelige litteratur [7] [8] [9] . Referencer til hans værker og en diskussion af de begreber han introducerede kan findes i moderne anmeldelser om teorien om morfogenese [10] .
Udtrykket "biologisk felt" bruges ikke i moderne videnskabelig litteratur. Dels fordi Gurvich selv brugte det som et generelt begreb, et "universelt princip" i opbygningen af det teoretiske grundlag for biologi (denne tilgang har ikke vundet popularitet på nuværende tidspunkt). Begreberne embryonalt, cellulært, supracellulært (morfogent), faktisk felt har specifikt indhold i hans teori. Og disse begreber har i mange henseender noget til fælles med begrebet "morfogenetisk felt", hvis teori, uafhængigt af Gurvich, blev udviklet af P. Weiss [5] . Det var dette udtryk, der begyndte at blive brugt senere i nogle teoretiske modeller for morfogenese, selvom dets indhold adskiller sig væsentligt i forskellige teorier (se diskussionen i [10] [11] ).
Indtil nu er der ingen konsensus om, hvor frugtbart begrebet felt er i forhold til beskrivelsen af processerne i biologisk morfogenese.
Så K. Waddington ( Waddington CH ) mente, at dette i bund og grund kun er en bekvem måde at beskrive:
… biologer kunne ikke finde på noget bedre end at postulere tilstedeværelsen af et morfogenetisk felt, der bestemmer formen af den dannede struktur. Ordet "mark" er selvfølgelig et vagt begreb. I sin sædvanlige forstand betyder det, at en form for kraft (eller en simpel række af kræfter) virker inden for området af den udviklende struktur, som er korrekt fordelt i rummet. I tilfælde af biologiske fænomener er vanskeligheden at afgøre, hvilken slags kraft det er. ... Vi ved meget lidt om den materielle natur af de kausale agenter af disse processer, for at forklare som vi bruger udtrykket "felt".
- Waddington K. Morfogenese og genetik - M .: Mir, 1964B. Goodwin ( BC Goodwin ), som faktisk delte Gurvichs synspunkter, er ikke helt enig med ham :
Et aspekt af feltet er, at det kan blive påvirket af elektriske kræfter. Andre udviklende og regenererende organismer har vist sig at have et interessant og betydningsfuldt elektrisk netværk, men jeg vil ikke gerne antyde, at det morfogenetiske felt i det væsentlige er elektrisk af natur. Kemikalier påvirker også polariteten og andre rumlige aspekter af organismer under udvikling; men igen vil jeg ikke heraf slutte, at det morfogenetiske felt har en væsentlig kemisk eller biokemisk natur. Det er min overbevisning, at studiet af dette felt må udføres under den antagelse, at det er af arten af nogen af ovenstående, eller ingen af dem, eller alle på én gang; men jeg tror, at på trods af agnosticismen med hensyn til dens materielle natur, spiller den en stor rolle i udviklingsprocessen
- Goodwin B.C. Om morfogenetiske felter - Theoria to Theory 13, 109-114, 1979Begrebet morfogenetiske felter fortolkes ekstremt bredt af Rupert Sheldrake , som udvider det til alle materielle systemer (ikke kun levende) og taler om "kemisk morfogenese", atomare og molekylære morfogenetiske felter [12] . Sheldrakes teori er tvetydigt opfattet i videnskabelige kredse (se appendiks i [12] ) og har ikke modtaget eksperimentel bekræftelse til dato.