Изложенное в предыдущих параграфах ясно показывает, что элементарное представление о клетке как независимой биологической единице уже давно себя изжило.
Фактически понятие целостности органа и организма приобрело общее признание, и в силу этого во всеобщее употребление вошли такие обороты речи, как «система клеток», или «система тканей». Правда, далеко не всегда в эти слова вкладывается один и тот же смысл. Однако для нас важно здесь прежде всего отметить, что на современном этапе развития учения о клеточном строении организмов общепризнанным и ведущим является разработка представления о системности. Разные ученые подходят к нему с различных сторон и по-разному его интерпретируют. Мы не можем взять на себя задачу изложить сколько-нибудь полно ни историю проблемы учения о целостности организма, ни его современного состояния — это могло бы явиться темой специальной монографии. Тем не менее, рассматривая развитие представлений о клеточной организации живых существ, мы неизбежно должны были прийти к проблеме целостности, поскольку она возникла по существу как следствие разработки клеточной теории.
Мы уже довольно подробно останавливались на представлениях о «биологическом соединении» Гертвига, о гистосистемах Гейденгайна, об «уровнях организации» Берталанфи, но всякий раз, когда говорится о создании клеточного комплекса (или в более общей форме — системы клеток), всегда возникает вопрос не только о сущности явления, но и о факторах этого процесса. С этой точки зрения большой интерес представляет «теория биологического поля» Гурвича, впервые высказанная им в 1921 г. и заново пересмотренная в 1944 г.
К теории эмбрионального и биологического поля Гурвич пришел, опираясь на ряд фактических данных из области изучения факторов, определяющих кариокинетический процесс. Эта теория пытается прежде всего развить понимание специфических закономерностей в развитии организма, т. е. таких понятий, которые распространялись бы только на живые системы и были бы для них совершенно обязательными.
Надо отметить, что в настоящее время почти не созданы системы специфических для биологии универсальных теоретических представлений. Самоосознание факта специфического уровня организации живых систем — дело лишь последних десятилетий. Не удивительно поэтому, что подобные теории нередко, мы бы сказали, принципиально встречаются в штыки и плохо понимаются значительным большинством. Таково механистическое наследие конца XIX в., на котором воспитаны последние поколения ученых. Привычнее и «надежнее» кажется свести явление на физические, физико-химические и химические факторы, чем попытаться рассмотреть его как следствие специфических закономерностей.
Гурвич ставил себе целью найти общую специфическую закономерность хода эмбрионального развития. Единственной независимой переменной величиной он принимает координаты участвующих в процессе элементов (т. е. клеток) и в силу этого считает, что искомая им функция является выражением поля в том смысле, как это понятие применяется в физике. Другими словами, эмбриогенез выражается путем установления векториального поля, в котором протекают определенные — пространственные — процессы.
Исходным моментом в новой теории поля (теории биологи чес к ого поля; ранее, в 1921 г., Гурвич говорил об эмбриональном поле, представляя его себе как надклеточный фактор, определяющий судьбу клеточных элементов) является представление о поле, создаваемом самой клеткой, и автор говорит, таким образом, о клеточном поле. Это понятие Гурвич рассматривает как принцип универсального значения.
Объектом клеточного поля являются органические вещества и комплексы их молекул. Именно поле создает и поддерживает определенную молекулярную упорядоченность, специфическую для живой системы. Таким образом, здесь идет речь о таком пространственном распределении молекул протопласта, которое не вытекает просто из их химической структуры или состояния равновесия (химические связи, силы Ван-дер-Ваальса и пр.). Поле есть фактор, создающий и поддерживающий «устойчивое неравновесие», отличающее живое от неживого (Бауер). Здесь речь идет, конечно, о субмикронных структурах молекулярного порядка, обеспечивающих устойчивость жизненного состояния. Эти структуры нельзя противопоставлять процессам, и правильнее было бы поэтому говорить о структурированных процессах. Именно молекулярная упорядоченность в пространственных взаимоотношениях (констелляции) объясняет два основных замечательных свойства живой материи: ее чрезвычайное многообразие и вместе с тем строгую консервативность. Но вместе с тем все возникающие в живых системах молекулярные комбинации непрерывно заменяются новыми, а для поддержания этого процесса необходима постоянная трата энергии и наличие фактора, направляющего процесс совершенно определенными путями.
Изложенное выше в очень краткой форме представление Гурвича о субмикронном строении протопласта само по себе имеет большое принципиальное значение. Надо специально подчеркнуть, что эта концепция основана на эмпирических данных, которые и были положены в основу уже дальнейшего умозрительного развития учения о поле. Гурвич открыл в 1937 г. общий для всех живых систем феномен «деградационного излучения». Им показано, что в момент резкого торможения метаболизма или при механическом нарушении пространственного распределения субмикронных частиц протопласта имеет место сильная вспышка митотического излучения. Совершенно независимо В. В. Лепешкин показал, что в аналогичных условиях нарушения структуры клеток происходит освобождение тепловой энергии.
Гурвич объясняет это явление таким образом, что распад молекулярных констелляций ведет к освобождению потенциальной энергии, отдаваемой в виде «деградационного излучения».
Дальнейшее логическое построение таково: неравновесная констелляция не может создаваться путем простого взаимодействия между молекулами, ибо это привело бы к равновесному состоянию системы и потере ею свойств живого. Поддержание постоянной равновесности может быть, следовательно, обусловлено лишь воздействием внешнего по отношению к ней фактора, который и отождествляется Гурвичем с клеточным полем. Этому понятию он придавал значение общебиологического принципа.
Клеточному полю А. Г. Гурвич приписывает далее следующие свойства: оно анизотропно, и именно характер анизотропии определяет его специфичность, а значит и особенности «леток данного вида. Поле непрерывно и преемственно, т. е. нет состояния живой системы без поля, при делении клетки делится и ее поле.
Биологическое поле в понимании Гурвича является инвариантой клетки и представляет собою чисто динамический фактор, но по совокупности целого ряда цитологических данных предполагается, что оно связано как-то с хроматином. За центр поля Гурвич принимает приблизительно геометрический центр клеточного ядра. Поле использует энергию экзотермических реакций в живых системах для сообщения их молекулам упорядоченного, направленного движения. Направление этих векторов определяется на основании уже анализа эмпирических данных, в частности процессов раннего формообразования при эмбриональном развитии.
Поскольку само понятие поля заимствовано из физики, то отсюда следует также, что клетка создает поле и вокруг себя, т. с. его действенность распространяется и за пределами клетки. Таким образом, клетки должны оказывать влияние друг на друга своими полями. Следовательно, собственное поле клетки проявляет свой эффект на протопласт в чистом виде только в случае полной его изоляции. В организме же любая клетка подпадает под влияние синтезированного, или, как Гурвич его называет, актуального или общего поля, которое будет изменяться при каждом пространственном перемещении клеток. Другими словами, общее поле будет зависеть как от величины тканевого комплекса, так и от его конфигурации.
Мы здесь могли лишь коротко остановиться на общих положениях теории биологического поля, но должны отметить, что они, неся в себе, конечно, много умозрительных моментов, обосновываются и весьма значительным фактическим материалом.
Большой интерес, в частности, представляет работа А. В. Аникина — ученика А. Г. Гурвича, объясняющая изменение формы клеточного ядра соединительнотканных клеток в конечности тритона и многое другое. Самое важное заключается в том, что, приняв гипотезу поля, как показали Гурвич и его сотрудники, можно построить ту или иную схему общего поля и выявить определенную закономерность в развитии тканевого комплекса или органа. Основное положение экспериментальной эмбриологии (доказанное бесконечное число раз), согласно которому судьба клетки в эмбриональном процессе определяется ее местоположением, получает свое конкретное объяснение. Мало того, исходя из той или иной формы зачатка, мы имеем возможность построить поле и даже предсказать следующую стадию развития.
Значит ли это, что процессы эмбрионального развития можно считать уже «понятными» или «ясными» в обычном смысле слова? Сам Гурвич отмечает, что, конечно, нет. Однако вряд ли понятие поля по существу труднее для понимания, чем идея зародышевой плазмы, гена, процессов ассимиляции и т. п.
Мы не сомневаемся, что само представление о клеточном поле и его суммации в общее, актуальное иоле в дальнейшем еще проделает значительную эволюцию. Здесь мы сравнительно подробно остановились на этих теоретических построениях, придавая им большое принципиальное значение, поскольку ставится задача конкретизации понятия системности клеточного комплекса, исходя из специфических биологических закономерностей.
Наличие явления, которое названо Гурвичем биологическим полем, является, как нам представляется, фактом, с которым уже нельзя не считаться. Несомненно, что все теоретические выводы, которые должны быть отсюда сделаны, еще очень трудны для понимания, и многих исследователей это ставит в тяжелое положение, поскольку приходится пересматривать старые и, казалось бы, установившиеся положения. Самый «простой» выход — это отрицание самою факта и объявление нового подхода тавтологией. Но история науки уже не раз показывала бесплодность такого отношения к новым открытиям и взглядам.
Вряд ли можно спорить о том, что само понятие взаимовлияния клеток в тканевом комплексе, явление клеточной интеграции, представление о градиентах и ритмах, детерминационные процессы, стойкое сохранение клетками гистомерами и гистосистемами определенных размеров и параметров и ряд других биологических явлений требуют (и притом очень настоятельно) новой теоретической трактовки.
Необходимость исходить при этом из специфических биологических представлений чисто теоретически также как будто никем из передовых биологов не отрицается.
Ни идеалистические схемы развития современных западноевропейских ученых (А. Мейер, Л. Вудреф и др.), ни попытки воскрешения механистических концепций не смогут двинуть науку вперед. Нельзя считать большим прогрессом также многочисленные исследования, ставящие перед собою цель уточнить или расширить наши конкретные познания в той или иной специальной области (например, экспериментальной эмбриологии, называемой нередко механикой развития организмов).
В настоящее время — во второй половине XX в. — особенно чувствуется необходимость новой концепции в понимании комплексности и системности организма с точки зрения специфических биологических закономерностей.
Конкретной попыткой именно в этом направлении, как нам представляется, и следует считать теорию биологического поля Гурвича в том виде, как она им сформулирована в 1944 г. Теорию эту, с нашей точки зрения, следует считать вполне материалистической, хотя о природе самого динамического фактора мы пока еще ничего не знаем. Непознанность нередко путают с непознаваемостью и в силу этого предпочитают игнорировать факты, что всегда тормозило развитие науки. Такое отношение показывает недостаточность абстрактного мышления у некоторых биологов. Физики, имеющие хорошую математическую подготовку, в этом отношении прогрессивнее. Ведь если подходить с такой установкой, что нельзя заниматься явлением, поскольку неизвестна его природа, то невозможно было бы развитие, например, оптики, ибо неизвестна природа света, нельзя было бы изучать магнитные свойства, ибо неизвестна природа магнетизма, и т. д.