Читаем без скачивания Парадоксы эволюции. Как наличие ресурсов и отсутствие внешних угроз приводит к самоуничтожению вида и что мы можем с этим сделать - Алексей Аркадьевич Макарушин
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Теория поля тканевой организации (ТПТО) даже в своем названии содержит прямую отсылку к теории «биологического поля» ради которой стоит сделать последнее в данной книге историческое отступление. Впервые физико-математический термин «поле» в применении к биологическим системам стал использовать русский и советский биолог Александр Гаврилович Гурвич. Через понятие «морфогенетическое поле» (1922) он пытался описать возникновение неоднородности в массиве исходно полностью однородных клеток как функцию положения клетки в пространственных координатах целого организма или ткани. Этим самым давалось новое объяснение известного обобщения для множества эмбриологических наблюдений, данное знаменитым в свое время немецким биологом-антидарвинистом и неовиталистом Гансем Дришем: «проспективная судьба элемента определяется его положением в целом». Дриш (Hans Driesch, 1908) объяснял этот феномен присущей всем живым организмам способностью содержать в себе цель, что определяет гармонию всех частей живого в единстве целого и соотносил эту способность с аристотелевской энтелехией (жизненной силой).
Гурвич же видел здесь действие вполне материального векторного морфогенетического поля, которое приводит к упорядоченности биологических структур через «соподчинение» элементов единому целому – в противоположность их простому «взаимодействию» (Гавриш О. Г., 2003). Действие математически просчитываемого единого векторного поля организма, как считал Александр Гурвич, выводит из молекулярных и клеточных процессов топографию распределения актов клеточного деления – митозов – и далее всю морфологию тканей и целого организма. Он предполагал, что материальный субстрат, организующий морфогенетическое поле, имеет скорее физическую, нежели химическую природу; малоизученные в те годы способы межклеточных коммуникаций через сигнальные молекулы понятным образом недооценивались. В качестве такого действующего физического фактора он рассматривал так называемое «митогенетическое излучение» – сверхслабое ультрафиолетовое излучение, стимулирующее митоз.
На основе фотохимической гипотезы немецкого ученого Вальтера Франкенбургера (Walter Frankenburger, 1933) вскоре стало возможным предполагать главный источник такого излучения в биологических системах – редкие рекомбинаторные реакции свободных радикалов, например активных форм кислорода (АФК). Неудивительно, что к настоящему времени именно митохондрии, как основные поставщики АФК в клетке, идентифицированы в качестве основного источника внутриклеточного сверхслабого фотонного излучения (СФИ, ultra-weak photone emission, UPE) в спектре от среднего ультрафиолета до ближнего инфракрасного излучения (Van Wijk R. et al., 2020). К сожалению, в последние десятилетия и сам термин «биологическое поле (биополе)», и вопросы излучения биологических объектов стали плодоносной поляной, хорошо вытоптанной заведомыми шарлатанами, с которой теперь даже добросовестные, как хочется верить, исследователи скатываются на самую грань болота псевдонаучных спекуляций. Таким примером могут быть работы Руперта Шелдрейка (Rupert Sheldrake), продолжившего использовать гурвичский термин «морфогенетическое поле», но уже в свете своей спекулятивной теории морфического резонанса.
В применении к ТПТО и ее исходному положению о предготовности любой клетки к делению как основному по умолчанию состоянию клетки (default state) поле тканевой организации является той коммуникационной средой, в которой практически полностью определен контекст существования любой входящей в него клетки, а импакт (неопределенность) внешней по отношению к целостному организму среды для отдельной клетки минимизирован благодаря объединенной индивидуальности этого целостного организма.
ТПТО оставляет много неотвеченных вопросов, явным образом перекликающихся с фундаментальными вопросами биологии. Например, можно ли математически выразить нарушения поля тканевой организации, ведущие к опухолевому перерождению, и что является все-таки физическим субстратом полей тканевой организации (Сото и Зонненштайн часто используют и термин «морфогенетические поля») – близкодействующие межклеточные взаимодействия через различного рода непосредственные контакты соседних клеток (типа плотных контактов), разнообразные сигнальные молекулы, включая нкРНК, экзосомы (УПС: глава VII) и тому подобные «новые мессенджеры» или более дальнодействующие факторы, возможно физической природы, вроде «митогенетического излучения» Александра Гурвича или иных электромагнитных излучений (Mattei T. A., 2015)? Как можно вспомнить, именно сочетание близко- и дальнедействующих конкурирующих взаимодействий служит типичным способом приведения системы в состояние самоорганизованной критичности (СОК, УПС: глава V).
Как считал Саймон Розенфельд из Национального Института Рака в Роквилле (Мэриленд, США), именно концепция СОК способна устранить противоречия или хотя бы подвести под общий знаменатель обе непримиримые концепции канцерогенеза (Simon Rosenfeld, 2013a, 2013b). В качестве математической опоры им использована теория глобального консенсуса (ТГК; Global Consensus Theory, GCT) Стивена Гроссберга из Университета Бостона, США – одна из его ранних теорий, описывающих поведение нейронных сетей (Stephen Grossberg, 1978). В ней показано, что в некоторых классах конкурентных нелинейных динамических сетей (G-системы), к которым можно отнести, например, нейронные сети и экологические сети, построенные по типу «хищник-жертва», где непрерывный рост сдерживается прогрессивно сокращающимися ресурсами, в конечном итоге возникает некоторого рода самоструктурирование и консенсус в отношении распределения ресурсов.
Розенфельд доказывает, что таким системам оказывается свойственен еще и роевой интеллект – своего рода распределенная общая «разумность» организации, одним из аспектов которого становится Quorum Sense, рассмотренный нами ранее на примере бактериальных сообществ (УПС: глава Х). При этом само развитие таких организаций идет по траектории СОК. В информационном отношении эта «разумность», обнаруживающая иерархичность своей структуры, может быть соотнесена с иерархичностью индивидуальностей в гипотезе безмасштабной когнитивности Майкла Левина и Информационной Теории Индивидуальности Дэвида Кракауэра. Потеря всеорганизменного общеклеточного Quorum sense в раковых клетках сейчас рассматривается как рабочая гипотеза с хорошей предсказательной силой даже вне привязки к какой-либо концепции канцерогенеза, в том в числе в применении к вполне практическим вопросам онкологии (Hickson J. et al., 2009; Azur Z. et al., 2010).
Дилемма первичности дестабилизации генома или тканевой организации становится в свете СОК вопросом из серии «курица или яйцо». Розенфельд проводит аналогию с обществом или государством, перегруженным социальными и экономическими проблемами, что предопределяет в нем политические «самозарождения» «самомотивированных» лидеров, способных привлечь внимание дезориентированной толпы и которые легко могут стать «семенем» непоправимых общественных трансформаций, лавинообразно (катастрофически) уносящих общество (или разрушающееся государство) в новую модальность существования.
Вопрос первичности критического состояния общества или появления в нем таких «самомотивированных» лидеров как вопрос первичности тканевой дезорганизации или ракового перерождения становится стохастическим: в сверхкритическом состоянии общества фактически предопределены постоянные политические рождения потенциальных альтернативных лидеров; даже малохаризматичный лидер в удачных обстоятельствах способен запустить волну «катастрофических» преобразований и, напротив, сильная харизма ушлого пассионария может раскачать еще недостаточно готовое к революции, предкритическое общество; размер последующей «катастрофы» в обоих случаях непредсказуем.
Рак и пластичность генома
Необходимо отметить, что практически все современные биологические теории (особенно отметим ОПЭ Уильяма Миллера, УПС: глава XI) рассматривают хромосомные конструкции в качестве чрезвычайно пластичных систем – как в части динамики генома, в первую очередь генных сетей, так и в части их механической структурированности и целостности. Есть вполне обоснованное мнение, что
