Click here to load reader

teorii biocamp

  • View
    105

  • Download
    8

Embed Size (px)

DESCRIPTION

unele teorii despre biocamp

Text of teorii biocamp

Unele teorii i ipoteze despre biocmpAutor: IOAN MAMULA 1. Iniial, conceptul de cmp a fost introdus i utilizat n biologie ca premiz explicativ doar pentru procesele de embriogenez i morfogenez (de aceea, n aceast faz, termeni precum cele de cmp biologic, cmp morfogenetic, cmp embrionar sunt deseori interanjabili). Dei Hans Driesch nu a folosit n mod explicit termenul de cmp, M. Bischof consider c acesta a fost primul care a atras atenia, n 1892, asupra proprietilor de cmp ale organismelor vii, ca o concluzie a experimentelor sale cu ou fertilizate de arici de mare. Driesch a constatat c, n pofida perturbrii cursului normal al primului clivaj, fiecare din cele dou blastomere formeaz o larv ntreag, i nu o jumtate, cum ar fi fost de ateptat. Driesch a conchis c n acest stadiu, soarta celulei nu este nc determinat, ci este o funcie de poziia sa geometric n ntreg, iar dac aceast poziie este modificat, celula poate forma pri pe care le-ar fi format n mod normal n cursul dezvoltrii. Capacitatea oricrei pri a unui organism viu de a se dezvolta ntr-un ntreg era un semn clar de proprieti de cmp. Driesch a preferat s foloseasc propriul su concept pentru rolul de regulator al dezvoltrii organice, cel de entelehie, un fel de for vital pe care o considera a fi nedefinibil n termenii fizicii i chimiei, i astfel neverificabil experimental. ntr-un articol publicat n 1915, Alexander G. Gurwitsch admirator al lui H. Driesch i susintor al ideilor holistice ale acestuia recunotea c argumentaia lui Driesch devine uneori cumva metafizic, dar, n acelai timp, milita pentru vitalismul practic ca o metod de investigare empiric exact i i susinea dreptul, ca cercettor al fenomenelor biologice, de a introduce ceea ce numea postulatul de cpti al propriului meu vitalism, respectiv cel referitor la existena factorilor spaiali dar imateriali ai morfogenezei, adic preformarea dinamic a lui morph. Mai trziu, aa cum s-a vzut n cele precedente, vitalismul propriu i practic al lui Gurwitsch l va conduce la elaborarea unei teorii tiinifice a cmpurilor morfogenetice/biologice (teorie ce poate fi verificabil experimental), i nu la o doctrin metafizic (deci pur speculativ), cum a fost n cazul lui Driesch. 2. Independent (se pare) de Alexander G. Gurwitsch, embriologul german Hans Spemann folosete i el, n prima parte a anilor 1920, noiunea de cmp, n ncercarea de a explica rezultatul unui experiment pe care l efectuase mpreun cu H.

1

Mangold, i propune conceptul de cmp de organizare, ce a fcut mai apoi carier n embriologie sub sintagma organizator (organizer, n limba englez). Prin termenul organizer se desemneaz o parte vie a unui embrion care exercit un stimul morfogenetic asupra altei sau altor pri, influenndu-le diferenierea morfologic. Experimentul lui Spemann i Mangold a constat n transplantarea buzei superioare (a blastoporului stadiului de gastrul la embrionul de salamandr) de la un embrion, donorul, la partea ventral a altui embrion, gazda. Pentru a se putea distinge, la microscop, ntre esuturile donorului i cele ale gazdei, ca donori au fost alei embrioni de la o specie nepigmentat, iar ca gazde, embrioni de la o specie pigmentat. Spre surpriza experimentatorilor, la trei zile dup transplantare, un embrion secundar aproape complet se formase n zona ventral a embrionului gazd Remarcabila trstur a buzei superioare a blastoporului, o mic bucat de esut, de a produce un ntreg embrion o desemneaz ca organizer. Prin urmare, putem spune c organizer-ul, dei este un fragment foarte mic de esut, are proprieti holografice, deoarece un conine informaiile i potenele de a produce/genera un ntreg embrion. De menionat c Spemann lega conceptul de organizer de cel de inducie embrionar i sublinia, pe lng influenele chimice, rolul deinut de factori fizici precum tensiunea, strile electrice i radiaiile care sunt extensiv luai n considerare n conceptualizarea cmpului fizic. 3. n anul 1926, biologul austriac Paul Weiss a dedus un concept propriu de cmp biologic din experimente (multe dintre ele efectuate chiar de el) asupra embriogenezei i regenerrii biologice. Ulterior, ntr-o carte publicat n 1939, P. Weiss i-a dezvolt ideile despre cmpul biologic, pe care-l considera ca principiu organizator valabil pentru toat embriologia. n lucrarea din 1926, Weiss vorbea i el despre un cmp de organizare (biologic), care semnificnd totalitatea i unitatea facultilor de aciune n aranjamentul lor bio-tipic. Cmpul respectiv apare astfel ca unitate de aciune; componentele sale nu au existen izolat. Activitile cmpului sunt localizate, adic ele difer de la un loc la altul; chiar prin aceasta, ele determin multiplicitatea proceselor elementare. Aciunea exercitat asupra fiecrui element material depinde de poziia acestuia n cmp; ea este determinat de coordonatele cmpului. Aciunea cmpului are n fiecare punct o calitate, o direcie i o intensitate determinate. Nu este vorba deci de un cmp vectorial n sensul strict pe care termenul l are n fizic: variaia calitativ n spaiu este cea care distinge cmpul de organizare de cmpurile2

fizice obinuite. (Accentul pus de Weiss pe determinaiile calitative ale cmpului de organizare biologic este echivalent, astzi, cu sublinierea caracterului informaional al biocmpului). Cmpul e definit dup efectele sale. El dobndete eviden din momentul n care se poate demonstra existena lui n virtutea activitilor pe care le genereaz i controleaz. De aceea, numai stabilirea legilor cmpului poate justifica utilizarea acestui concept. Legea fundamental a cmpului de organizare poate fi formulat, potrivit lui Weiss, n felul urmtor: orice perturbaie de la starea staionar a cmpului este urmat de reacii i de deplasri interne astfel nct structura iniial (primar) a cmpului se conserv sau se restabilete n noile condiii; n acest mod, repartiia relativ a componentelor cmpului se menine de la sine. Cum cmpul nu este legat de componentele materiale (n sens fizico-chimic), ci se ntinde asupra totalitii materialului embrionar prezent, nlturarea sau adiionarea de material neorganizat duce la instalarea cmpului, cu structura sa tipic, asupra ntregului ansamblului astfel redus, respectiv, augumentat. n cartea din 1939, P. Weiss distingea apte proprieti fundamentale ale cmpurile biologice/morfogenetice (pe care le ilustra cu exemple din embriologia experimental): Activitatea cmpului este invariabil legat de un substrat material.

Un cmp este o entitate i nu un mozaic. Structura sa are capacitatea de

autoconservare, fiind stabil i constituind pattern-ul cmpului ce poate fi restaurat n forma lui tip originar.

Cmpurile, cel puin n formele lor cele mai specializate, au proprieti de

heteroaxialitate i heteropolaritate. Structura lor variaz cu coordonatele spaiale i cu cele dou sensuri ale aceleiai axe.

O zon n care se desfoar activiti ce releveaz un caracter de cmp

poate fi numit district de cmp (field district). Un cmp ca totalitate este o proprietate a districtului luat ca totalitate.

Atunci cnd masa unui district de cmp cmp este micorat ori crescut, Sciziunea unui district de cmp n dou pri egale las pe fiecare dintre ele

structura cmpului nu este afectat ca totalitate.

n posesia unui cmp proporional complet, echivalent ca structur cu cmpul singular originar.

3

Din fuziunea a dou districte de cmp poate rezulta un cmp de aceeai

structur ca a fiecruia din cei doi contributori. Dac cele dou cmpuri au caractere diferite sau difer n ceea ce privete axele lor de orientare, masa coalescent este controlat n anumite pri de unul din cmpuri, iar n altele de cellalt cmp. Nu se formeaz niciodat o rezultant intermediar. Sistemul este discret. P. Weiss sublinia faptul c: destinul unei celule individuale depinde de cmpul local particular unde ajunge s se afle; cmpul local nsui a fost ntre timp segregat dintr-un cmp mai precoce, mai generalizat i de un ordin mai ridicat. Dei avea unele ndoieli asupra folosirii n scop analitic i concret-explicativ a conceptului de cmp n biologie/embriologie, Weiss considera c utilitatea lui se putea dovedi considerabil pentru a se pune n ordine un grup de fenomene observate i c la urma urmei, cmpul nu este o ficiune, ci trebuie s corespund unei existene reale. Conceptul de cmp biologic propus de Weiss se baza doar pe evidena empiric, biologul austriac ajungnd la concluzia crespectivul cmp are atributele individualitii, heteropolaritii i gradaiei. Pe lng aceasta, nu numai c cele mai multe fenomene ale dezvoltrii biologice prezint aceste proprieti de cmp, dar cmpul nsui are o existen real, fizic, ceea ce ridic ideea de biocmp la demnitatea unui obiect de cercetare i impune studierea lui la fel ca n cazul oricrui alt fenomen natural nou descoperit. 4. Pe lng conceptele de cmp biologic precum cele ale lui Spemann i Weiss, a fost propus i un model nrudit, cel al gradientului de cmp. Un astfel de gradient combin conceptul de cmp morfogenetic cu conceptul de gradient. Acest concept avea trei surse. Mai nti, era ipoteza gradientului a lui Boveri, conform creia concentraiile diferite de substane puteau determina soarta celului. n al doilea rnd erau experimentele lui Swett (din anul 1923), care au artat c maxima capacitate de formare a membrului anterior se afl n regiunea anterodorsal a cmpului membrului anterior i scade treptat de acolo spre restul cmpului. n al treilea rnd, experimente privind regenerarea la viermii planaria au indicat c regenerarea de ctre un grup particular de celule a unui cap ori a unei cozi depinde numai de locul unde sunt ataate. Dac celulele erau ataate la captul anterior, ele deveneau cap; dac erau ataate la captul posterior, deveneau coad. Mai mult, dac att capul ct i coada planariei erau tiate, oricare din celulele din zona anterioar formau capul; oricare din4

celulele din zona posterioar formau coada. Natura de tip cmp a acestui fenomen a fost demonstrat prin efectuarea de seciuni adnci n regiunea capului. Dac era mpiedicat re-fuziu