Зотин Александр Ильич (1926 – 2000)

9 марта 2006 г. исполнилось бы 80 лет со дня рождения А.И. Зотина, крупного ученого, специалиста в области экспериментальной эмбриологии, биофизики и биоэнергетики процессов развития. Александр Ильич широко известен своими исследованиями физиологии водного обмена зародышей низших позвоночных, механизмов цитокинеза, уравнений роста животных, биоэнергетики процессов развития, эволюционной биоэнергетики. Однако наибольший вклад он внес в создание современной биологической термодинамики – нового направления науки, появившегося на стыке физики, химии и биологии.

А.И. Зотин родился 9 марта 1926 г. в г. Бодайбо Иркутской области. В 1945 г. поступил на Биологический факультет МГУ. Здесь он увлекся работами, которые проводились на кафедре динамики развития под руководством профессора М.М. Завадовского, и планировал учиться на этой кафедре. Здесь же Александр Ильич познакомился с Т.А. Детлаф, которая оказала большое влияние на становление его научного мировоззрения. Татьяна Антоновна приобщила его к традициям русской школы экспериментальных биологов, которую основал Д.П. Филатов. Влияние уроков Т.А. Детлаф Александр Ильич будет подчеркивать на протяжении всего жизненного пути. Следует отметить, что студенческие планы А.И. Зотина специализироваться на кафедре динамики развития не смогли реализоваться. В 1948 i после августовской сессии ВАСХНИЛ в биологии, и в частности на Биологическом факультете МГУ, многое изменилось, в итоге Александр Ильич завершил обучение в университете и 1950 г. на кафедре дарвинизма.

После окончания МГУ А.И. Зотин поступает в аспирантуру Института морфологии животных им. А.И. Северцова АН СССР. Тема его кандидатской диссертации, предложенная Т.А. Детлаф, была связана с изучением свойств яйцевых оболочек зародышей осетровых и лососевых рыб продолжение его студенческой работы. В ходе этих и более поздних исследований яйцевых обо лочек зародышей он открыл фермент затвердевания оболочек у яиц костистых рыб и фермент вылупления у зародышей осетровых рыб. В 1954 г. А.И. Зотин защищает кандидатскую диссертацию "Строение, свойства и значение ям цевых оболочек зародышей осетровых и лососе вых рыб"; его научными руководителями были Т.А. Детлаф и С.Г. Крыжановский, в лабораторию последнего и был зачислен аспирантом Александр Ильич. Диссертация была защищена в Зоологическом институте АН СССР в Ленинграде.

После окончания аспирантуры А.И. Зотин переходит в Президиум АН СССР в Отдел спецработ научным сотрудником-консультантом. Однако в 1956 г. он возвращается в Институт морфологии животных АН СССР в лабораторию экспериментальной эмбриологии на должность и.о. старшего научного сотрудника. Еще в студенческие годы Александр Ильич увлекся биофизическими проблемами, однако реальные условия того времени еще много лет не позволяли ему серьезно заняться реализацией своих давних устремлений.

Вернувшись в Институт морфологии животных, А.И. Зотин продолжил ранее начатые работы, сосредоточившись на изучении водного обмена у зародышей рыб и амфибий. Водный обмен у зародышей связан с образованием различных оводненных полостей, поступлением или выходом воды в осмотически неблагоприятных условиях, а также с обновлением воды в зародышах.

Работы Александра Ильича этого периода как раз были связаны с анализом отмеченных выше особенностей водного обмена зародышей. Им было разработано несколько новых методических приемов, а также предложены математические подходы для анализа получаемых данных. Результатом этих исследований стала монография Александра Ильича "Физиология водного обмена", опубликованная в 1961 г. в издательстве АН СССР. В 1963 г. он успешно защитил докторскую диссертацию по этой монографии. Защита проходила на Ученом совете Биолого-почвенного факультета МГУ.

После 1962 г. в исследовательской работе А.И. Зотина начался новый этап, связанный с изучением механизма делений дробления яиц животных. Следует отметить, что Александр Ильич одним из первых в отечественной литературе отметил наличие микрофиламентов в поверхностном слое этих клеток. В 1971 г. он опубликовал оригинальную теорию цитокинеза, центральное место в которой занимала гипотеза о механизме возникновения и индукционных свойствах диастемы – структуры, возникающей при клеточном делении в центре веретена.

В ходе изучения цитокинеза возник вопрос об энергетике клеточного деления. Первые работы Александра Ильича в этом плане стали началом нового направления в исследованиях возглавляемого им коллектива – биоэнергетики процессов развития. Изучение этой проблемы развивалось в двух направлениях: анализ динамики окислительных процессов(интенсивности дыхания и его регуляции, а также теплопродукции) и особенности углеводного обмена в ходе раннего онтогенеза.

Значительное внимание Александр Ильич уделял анализу влияния факторов среды, прежде всего температуры, на энергетический обмен в раннем онтогенезе животных. Наиболее интересный результат связан с изучением влияния температуры на уровень дыхания зародышей и продолжительность той или иной стадии развития, что дало возможность определять суммарное потребление кислорода. Это новая характеристика энергетического обмена зародышей. В отличие от экспоненциальной зависимости дыхания от температуры зависимость суммарного потребления кислорода от температуры выражается параболой, вершина которой соответствует оптимальным температурам развития.

Данные об интенсивности дыхания во время развития и роста животных в дальнейшем послужили Александру Ильичу основой для построения феноменологической теории онтогенеза, которая базировалась на представлениях о термодинамике биологических процессов. В это время бельгийские ученые И. Пригожин и Ж. Виам предложили идею термодинамического подхода к анализу процессов развития. Первоначально в лаборатории Александра Ильича речь шла об экспериментальном подтверждении этой идеи, основанной на принципах нелинейной термодинамики. Однако позднее он занялся разработкой собственной концепции термодинамики биологических процессов. Основное положение этой концепции – во время развития, роста и старения организмов происходит непрерывное приближение живой системы к конечному стационарному состоянию, сопровождающемуся снижением интен-сивности теплопродукции и дыхания.

Александр Ильич опубликовал несколько монографий, посвященных биологической термодинамике (Zotin A.I. Thermodynamic aspects of developmental biology. Basel: S. Karger, 1972; Зотин А.И. Термодинамический подход к проблемам развития, роста и старения. М.: Наука, 1974; Зотин А.И. Термодинамическая основа реакций организма на внешние и внутренние факторы. М.: Наука, 1988; Zotin A.I. Thermodynamic bases of biological processes: Physiological reactions and adaptations. Berlin: De Gruyter, 1990; Зотин А.И., Зотина P.C. Феноменологическая теория развития, роста и старения организма. М.: Наука, 1993).

Следует отметить, что феноменологическая теория онтогенеза, предложенная А.И. Зотиным, включает такие важные разделы, как количественная теория гомеореза, принцип наименьшего спуска и новое направление исследований в данной области – так называемую псиуметрию, анализирующую соотношение данных прямой и непрямой калориметрии.

Eще одно направление исследований Александра Ильича связано с применением термодинамических подходов к анализу эволюционных процессов. Он собрал и обобщил огромный материл по эволюционной биоэнергетике различных организмов – от простейших до человека. Положительная корреляция между уровнем энергетического обмена (интенсивностью дыхания) различных организмов и их эволюционным статусом впервые была выявлена B.C. Ивлевым, и несколько позднее А. Хеммингсеном. А.И. Зотин, постоянно интересуясь этой проблемой, обнаружил новую фундаментальную зависимость между уровнем энергетического обмена и временем происхождения различных групп организмов. Эти исследования завершились изданием в 2000 г. монографии – последнего фундаментального труда Александра Ильича (Зотин А.И.. Зотин А.А. Направление, скорость и механизмы прогрессивной эволюции. М.: Наука). За цикл работ "Феноменологическая теория развития, роста и старения организмов" А.И. Зотин в 1997 г. был удостоен премии Президиума РАН имени А.О. Ковалевского.

Он был членом редколлегий нескольких отечественных и зарубежных научных журналов, а также ответственным редактором многих коллективных монографий и сборников.

Александр Ильич создал собственную оригинальную школу биофизиков, работающих в области биологии развития. У него много учеников и последователей, его идеи продолжают жить и приносить свои плоды в среде биологов развития, физиологов, эволюционистов.

© Озернюк Н.Д. К 80-летию со дня рождения Александра Ильича Зотина // ОНТОГЕНЕЗ, 2006, том 37, № 6, с. 478-480