Топологическое строение морфологических полей - Исаева В.В.
ISBN 5-02-005337-6
Скачать (прямая ссылка):
И утверждение это получено нами «бесплатно», оез проведения экспериментов.
IКолярпзацпя клеток
Пусть на яйцеклетке — сплошном шаре - задана неьото рая функция /: М1R например, концентрация морфо-™иа. Но любая непрерывная функция па компакте (а шар — компакт) имеет и максимум, и минимум. ; оп> стим, что имеется только один максимум и только однп минимум. Проведем через эти точки яйца прям\ю. Думать, прямая эта имеет биологический смысл как,
поляризации яйца, по которой расползается П}‘' Упомянутого морфогена (см. гл. П). Оооощеши возникнет при рассмотрении векторных полей. бпе скалярное поле / соответствует своем\ шпч * , к<|
МУ векторному аналогу — градиентному нолю 0
торос и связи с пт им имеет но крайней мере дне oi ооых
точки на сфере.
Итак, любая неконстантная функция распределения
есть не что иное как прострапствепно-неоднородпое поле
яйца. Поляризованное состояние яйца это частный случай
такого неоднородного поля с двумя осооеппостямн. кото
рые и образуют градиент распределения от максимума
распределения к его минимуму.
Подобная структурная поляризация клеток каждой ткани визуализирует иоле прямых этой ткани. Можно рассматривать определенное поле ткани на ограничивающей ее поверхности. Именно о таких нолях и писал Л. Г. Гурзпч (см. гл. I). Для каждого такого ноля на поверхности ткани рассмотрим угол между направлением линий ноля и поверхностью ткани. Величина этого угла дает нам скалярное ноле, заданное уже на замкнутой двумерной поверхности — границе ткани. Это скалярное поле имеет отношение к геометрии формообразования (например. роста конечностей). Наиболее интенсивный рост происходит там. где направление линий ноля совпадает с нормалью к поверхности; рост отсутствует там, где линии ноля касаются поверхности ткани.
Вернемся к проблеме поляризации яйца. Видимо, первым достаточно детально разработал ее американский эмбриолог Чайлд. Концепция Чайлда связывает присутствие и ориентацию градиентов с гетерогенностью внешней среды. Проморфологии яйца как бы спечатывается с ее неоднородностей. Гак. возникновение аннма л мю-вегетативных различий ооцнта и яйца и в настоящее время объясняют прикреплением ооцнта одним полюсом к стенке гонады: образование же дорсонентральной оси у некоторых хордовых приписывается локальному проникновению спермин. Однако имеются и возражения против такого ооьнснеиин поляризации яйца: часто не удается обнаружить анизотропию внешней среды или Же морфогенез не ориентирован в согласии с этой анизотропией. Например, (at нт гальиая плоскость в яйце амфибии обнаруживается и при нартенш статической активации, п при проникновении ( иермим 1 очно на аннмальпом полюсе яйцеклетки.
С другой стороны, экспериментально показано, что основным носителем ироморфологии яйца оказывается его кортикальный слои. Будем рассматривать кортекс как двумерную сферу, на которой располагается векторное ноле какой угодно природы. Мы допускаем, что структурная мньро1 ( lepoiс иноеIь кортикального слоя япца служит но-
Сигелем или индикатором (подобно железным оип.пмм и магнитном поле) векторного поля на поверхности яйцок к*т ки. Действительно, в кортексе яйцеклетки располагается кортикальный цитоскелет, главным структурным компонентом КОТОРОГО ЯВЛЯЮТСЯ аКТПИОВЫС* МПКрофиламенТЫ.
Отсюда вытекает исходная структурная микрогетероген ность кортикального слоя яйцеклетки, содержащего от дельные фила.менты пли пучки их, а также, возможно, кортикальные микротрубочки, найденные в яйцах кое-каких животных. Линейные элементы кортикального цитоскелета. оснащенные естественной ориентацией, можно представить в роли визуалпзаторов ноля. И свою очередь теорема о сумме индексов гарантирует наличие по крайней море одной особой точки у любого векторного поля на сфере, т. е. полярность япца. Первичная полярность*— анималыго-вегетативная — обусловлена именно этим обстоятельством. Особая точка может быть либо вегетативным. либо анимальаым полюсом —тем самым уже заданы aim малыш- вегетативные различия.
Итак, на кортикальной сфере яйцеклетки имеются сингулярности векторного морфогенетического поля. А на внешней поверхности зародыша появляются новые особенности другого, дискретного морфогенетического поля. Совмещены ли эти особенности на карте презумптивных зачатков? Наше предположение: при нормальном развитии у этих полей имеется лишь одна область совмещения сингулярностей и единственное место гаструляции. 15 эксперименте же. но нашим данным, возможно получение У морского ежа уродов-близнецов с двумя и даже тремя af-хентеронамп — вот этот факт можно объяснить уже палп-чнем нескольких областей совмещения сингулярностей.
Идея множественности полей на одном и том же ооъек те и их влияния на форму этого объекта всплывает и при лучении геофизических полей Земли (Степанов, 1 8
1) **
наложение морфогенетических полей
Чо пути питориретацпи векторных нолей мы мол»см про Двинуть^ чуточку дальше, но для этого нам нопад«»интся °твлечься еще раз на одни математический турнир.
