Энциклопедия «Биология» (без иллюстраций)

АМИНОКИСЛО́ТЫ, низкомолекулярные органические соединения, содержащие одну или две карбоксильные группы (—СООН) и одну или две аминогруппы (—NH2). Аминокислоты широко представлены в клетках и тканях живых организмов. Общая формула важнейших природных аминокислот

где радикал R может быть водородом (как в случае простейшей аминокислоты глицина), метильной группой – СН3 (как у аланина) или обладать более сложным строением.

Поскольку аминокислоты амфотерны, т. е. обладают свойствами и кислот, и оснований, они вступают в реакции друг с другом. Атом углерода карбоксильной группы одной аминокислоты соединяется с атомом азота аминогруппы другой с образованием т. н. пептидной связи, при этом отщепляется вода.

Если соединяются две аминокислоты, образуется дипептид, если три – трипептид, если 20 и более аминокислот – полипептид (см. Пептиды). В живых организмах встречается ок. 150 аминокислот, но только 20 из них участвуют в построении полипептидных цепей белков – трансляции. Последовательность аминокислот в синтезирующейся полипептидной цепи определяется генетическим кодом.

Из 20 необходимых для построения белков аминокислот в организме животных и человека синтезируются из более простых веществ лишь т. н. заменимые аминокислоты. Остальные – незаменимые аминокислоты – должны поступать с пищей. У разных животных набор незаменимых аминокислот различен. Для человека это 8 аминокислот – валин, лейцин, лизин, метионин и др. Отсутствие или недостаток одной или нескольких незаменимых аминокислот в организме человека приводит к нарушениям обмена веществ и различным заболеваниям. Растения и хемосинтезирующие микроорганизмы сами синтезируют все необходимые аминокислоты.

Помимо построения белков аминокислоты (в т. ч. не входящие в белки) служат исходными веществами при синтезе в клетках витаминов, азотистых оснований, медиаторов и других биологически активных соединений.

Аминокислоты используются в медицине, в качестве пищевых добавок, для обогащения кормов и для других целей. В промышленных масштабах их получают путём микробиологического синтеза (см. Биотехнология).

При изучении возможных путей возникновения жизни ряд аминокислот был получен при пропускании электрических разрядов через смесь газов, воссоздающих первичную атмосферу Земли. Таким образом была показана возможность абиогенного (без участия организмов) синтеза важнейших органических соединений.

АМУ́РЫ, общее название двух видов рыб сем. карповых – белого и чёрного амуров. Белый амур – пресноводная крупная (дл. 70–80 см и более, масса до 32 кг) рыба, широко распространённая в Восточной Азии от р. Амур до Южного Китая. Тело удлинённое, спина желтовато-серая, брюхо – светло-золотистое. Чешуя крупная. Обитает в равнинных реках. Молодь питается зоопланктоном, взрослые растительноядны. Двухрядные глоточные зубы хорошо размельчают пищу. Половая зрелость наступает в 6–8 лет. Нерестятся летом, во время паводка. Плодовитость ок. 1 млн. пелагических икринок. Акклиматизирован в водоёмах юга европейской части России, в Средней Азии, во многих странах Западной Европы и Северной Америки. Используется для борьбы с зарастанием водоёмов и оросительных каналов. Объект промысла и разведения.

Чёрный амур, так же как белый амур, – объект прудового рыбоводства, завезён в ряд южных регионов страны. Обитает в реках Амур, Уссури и озере Ханка. Основная часть ареала находится в Китае. Имеет много общего с белым амуром, но в отличие от него питается моллюсками. Половой зрелости достигает в возрасте 7—10 лет при дл. 66–80 см. Нерестится в русле рек во время подъёма уровня воды. Икра и личинки пелагические. Плодовитость ок. 800 тыс. икринок. С 1972 г. из-за крайне низкой и неуклонно сокращающейся численности запрещён его вылов в российской части бассейна Амура. Внесён в Красную книгу России.

АМФИ́БИИ, то же, что земноводные.

АНАБА́СЫ(ползуны), рыбы сем. ползуновых, или лабиринтовых. Обитают в стоячих и медленно текущих пресных водоёмах Юго-Восточной Азии и Южной Африки, иногда встречаются в солоноватой воде мангровых зарослей. Все анабасы имеют лабиринтовый орган – сложную систему тончайших костных пластинок, покрытых слизистой оболочкой с многочисленными кровеносными сосудами. Расположен он в наджаберной полости; даёт рыбам возможность жить в воде, бедной кислородом, и использовать атмосферный кислород для дыхания, заглатывая его периодически с поверхности воды. Это позволяет рыбам некоторое время находиться вне воды и даже с помощью плавников переползать из водоёма в водоём во время дождя или по росе (отсюда название – ползуны). Лабиринтовым рыбам недостаточно жаберного дыхания, и они не могут обходиться без воздуха.

Дл. рыб до 25 см (обычно 10–15 см). Тело продолговатое, невысокое, слабо сжатое с боков. Спинной и анальный плавники длинные, хвостовой – округлый, лопастеобразный. В спинном, анальном и брюшном плавниках есть колючие лучи. Голова слегка вытянутая, конусовидная. Чешуя покрывает тело и большую часть головы. На краях жаберных крышек крупные шипы, помогающие рыбам ползти. Окраска неяркая: спина коричневато-оливковая (иногда оранжевая), брюшко более светлое, на боках до 10 тёмных косых полос из мелких пятен. Самцы отличаются от самок более длинным и заострённым спинным плавником, а также стройным телом и более яркой окраской.

Анабасов можно содержать даже в небольшом (до 50 л) аквариуме, на который нужно положить покровное стекло, т. к. рыбы могут выбраться из воды. Содержать рыб можно парами или группой из нескольких особей. Они прожорливы, поглощают в больших количествах как живой, так и растительный корм. Половой зрелости достигают в 1,5 года. Плодовитость – 3–4 тыс. икринок. Из-за неуживчивости с другими видами рыб анабасов содержат в отдельном аквариуме. Продолжительность жизни до 5 лет.

На своей родине рыбы-ползуны ценятся за хорошие вкусовые качества. Их разводят в прудах по всей Южной и Юго-Восточной Азии.

АНАБИО́З, состояние организма, при котором в резко неблагоприятных условиях внешней среды (высокая или низкая температура, крайняя сухость и т. п.) жизненные процессы временно замедляются настолько, что все видимые проявления жизни почти полностью отсутствуют. При наступлении благоприятных условий организм вновь возвращается к активной жизни. Способностью впадать в анабиоз обладают спорообразующие бактерии, микроскопические грибы, многие простейшие и беспозвоночные (от отдельных видов кишечнополостных до некоторых видов насекомых). Среди позвоночных в анабиозе могут находиться рукокрылые, некоторые амфибии, напр. сибирский углозуб, а также аляскинская и чукотская рыба – даллия. У растений в анабиоз впадают семена и споры, а у пустынной иерихонской розы – вегетативные органы.

АНА́БЛЕ́ПСЫ(четырёхглазки), единственный род рыб сем. четырёхглазковых отр. карпозубообразных. 3 вида, обитают в водах Центральной и Южной Америки. В аквариумах часто содержат обыкновенного анаблепса (дл. в природе до 27 см, в условиях аквариума меньше). По форме тела похож на щуку. Глаза крупные, разделены горизонтальной перегородкой на верхнюю и нижнюю половины. Это позволяет хорошо видеть как в воде, так и в воздухе. Когда рыбы плавают у поверхности, глаза наполовину выступают из воды. Окраска тела не броская, с продольными полосами и крапинками, с серебристыми чешуйками. Самец меньше самки и имеет копулятивный орган в виде анального плавника. Живородящие рыбы.

Содержат анаблепсов в просторных (более 100 л) аквариумах. В природе рыбы могут высоко (до 1 м) выпрыгивать из воды, ловя насекомых, а также при испуге, поэтому высота воздушной прослойки от поверхности воды до покровного стекла должна быть больше обычной. Излюбленная пища – насекомые. Дополнительно могут поедать нитчатые водоросли, кусочки червей, моллюсков, мяса. Половой зрелости достигают в 2 года. Плодовитость невелика (всего несколько десятков мальков). Выкормить молодь легко при наличии живого корма.

Четырёхглазки – мирные рыбки, хорошо уживаются в аквариумах с другими видами. Известны с давних времён, но стали редки у любителей.

АНАБОЛИ́ЗМ(ассимиляция), биохимические реакции, в результате которых из более простых веществ синтезируются более сложные, что приводит к запасанию энергии, к образованию новых материалов для построения клеток и к росту. Являясь процессом, противоположным катаболизму, протекает одновременно с ним (первая стадия анаболизма является последней стадией катаболизма, и наоборот). Таким образом, анаболизм и катаболизм следует рассматривать в неразрывной связи друг с другом, как две стороны одного и того же процесса – метаболизма (см. Обмен веществ).

АНАКО́НДА(обыкновенная анаконда), змея рода удавов сем. ложноногих. Наряду с сетчатым питоном относится к самым крупным пресмыкающимся, её длина может достигать 11 м, но обычно не превышает 5–8 м. Окраска оливково-серая, на спине 2 ряда бурых пятен, по бокам – светлые мелкие пятна с чёрной окантовкой. Населяет водоёмы бассейна р. Амазонки, предпочитая заросшие, заболоченные мелководные заводи, старицы и озёра, где малозаметна в серо-зелёной воде. Затаившись среди плавающих листьев и пучков водорослей, змея подстерегает добычу. Схватив жертву острыми зубами, загнутыми внутрь, и удушив в воде, заглатывает её. Молодые анаконды охотятся на рыб, лягушек, черепах, кайманов и др., взрослые змеи заглатывают мелких копытных, других зверьков, а также птиц (от мелких водоплавающих до куриных и индеек). Объект промысла туземного населения (добывают ради мяса, кожи, жира). Становится редким видом прежде всего из-за осушения местообитаний. Анаконд разводят в ряде зоопарков. В неволе обычно живут до 12 лет.

АНАЛИЗА́ТОРЫ, то же, что сенсорные системы.

АНА́ЛЬНОЕ ОТВЕ́РСТИЕ (анус, заднепроходное отверстие), отверстие, которым у животных заканчивается кишечник. У млекопитающих (кроме однопроходных, или клоачных) оно при необходимости открывается с помощью специальной мышцы (сфинктера), расположенной в окончании прямой кишки. При этом непереваренные остатки пищи выводятся из организма наружу, после чего анальное отверстие закрывается. У остальных позвоночных прямая кишка не открывается наружу, а переходит в клоаку.

АНАТО́МИЯ, раздел морфологии, изучающий форму и внутреннее строение отдельных органов, систем и организма в целом. Различают анатомию животных (зоотомию), из которой выделяют анатомию человека, и анатомию растений (фитотомию). Изучением сходств и различий в строении животных занимается сравнительная анатомия животных. Помимо классического метода – рассечения – в научных исследованиях применяют морфометрию, рентгенографию, в т. ч. томографию, микроскопию и др.

АНАТО́МИЯ РАСТЕ́НИЙ, наука о заложении, развитии и строении различных тканей, формирующих органы растений; раздел морфологии растений. Возникла в кон. 17 в. в связи с появлением оптического микроскопа. Изобретение поляризационного и электронного сканирующего микроскопов и рентгенографии дало возможность изучать более тонкие структуры тканей, растительные клетки и получать объёмные их изображения. Анатомические данные используются в систематике, физиологии и экологии растений, при оценке качества древесины, текстильного волокна и т. п.

АНАЭРО́БЫ(анаэробные организмы), организмы, способные жить и развиваться только при отсутствии свободного кислорода. Получают энергию за счёт окисления органических или (реже) неорганических веществ без участия свободного кислорода. К анаэробам принадлежат многие микроорганизмы, часть из которых являются болезнетворными, некоторые простейшие, обитающие в кишечнике членистоногих и рубце жвачных, ряд многоклеточных кишечных паразитов (аскариды и др.). Многие анаэробы используются в технологических процессах, в очистке сточных вод. Некоторые (напр., дрожжи) способны существовать как без кислорода, так и в его присутствии. Их называют факультативными анаэробами. Граница между анаэробами и аэробами условна: между ними много промежуточных форм организмов.

Термин «анаэробы» ввёл Л. Пастер, открывший в 1861 г. бактерии, вызывающие маслянокислое брожение.

АНГИ́НА, острое инфекционно-аллергическое заболевание, при котором воспалительный процесс поражает нёбные и глоточные миндалины. Возбудители – стафилококк, стрептококк, вирусы, патогенные грибы. Для ангины характерны покраснение и припухлость миндалин, болезненное глотание; иногда образование на миндалинах жёлто-белого налёта. Температура тела повышается до 38–40 °C. При тяжёлой форме наблюдаются покраснение и сильный отёк мягкого нёба, увеличение лимфоузлов, формирование гнойного участка (абсцесса). Лечение: приём антибиотиков, полоскание полости рта растворами антисептиков. После многократно перенесённых ангин повышается риск развития ревматизма, нефрита, поэтому при частых ангинах проводят оперативное удаление миндалин. Профилактика: закаливание, гигиена полости рта (см. Личная гигиена).

АНГЛИ́ЙСКИЙ БУЛЬДО́Г, порода декоративных собак. Их предки – молосские доги – издавна использовались как бойцовые. В результате селекционной работы этих собак превратили в декоративных. Гладкошёрстная, крепко сбитая, коренастая собака (выс. в холке 38–40 см) с массивной головой, вздёрнутой, курносой мордой с мясистыми отвислыми по бокам губами и выступающей вперёд нижней челюстью (т. н. бульдожина). Уши маленькие, хвост дл. до 8 см (в некоторых странах купируют). Окрасы: рыжий, золотисто-каштановый, тигровый и др. Типичны «маска» или «намордник». Разводят во всём мире, в России с 1980-х гг.

АНГЛИ́ЙСКИЙ КО́КЕР-СПАНИЕ́ЛЬ, старейшая порода охотничьих собак. Сформировалась в 19 в. в Англии. Английские кокеры немного крупнее американских (выс. в холке 38–45 см), у них менее густая шерсть, удлинённый корпус и длинная голова. Верхние губы образуют брыли (свободно свисают по бокам нижней челюсти). Висячие уши, доходящие до плеч, и тело покрыты длинной, прямой или слегка волнистой шерстью, на задней стороне конечностей – очёсы. Хвост купируют на 2 /3. Окрасы: чёрный, рыжий, пятнистый и др. Разводят во всём мире, в т. ч. в России.

АНГО́РСКАЯ КО́ШКА, порода полудлинношёрстных кошек. Выведена в Турции. В Европу завезены в 16 в. У ангорок удлинённое стройное тело, небольшая голова с клиновидной мордочкой и большой пушистый хвост. Глаза обычно голубые или янтарно-жёлтые (у выведенных в России – зелёные). У белых кошек один глаз может быть голубым, другой жёлтым. Также кошки нередко страдают глухотой, что следует учитывать при выборе котёнка. Нос с розовым кончиком, без «седла». Уши большие и заострённые. Шерсть пушистая, шелковистая, на шее нередко образует «воротник».

АНЕМИ́Я, заболевание, характеризующееся уменьшением числа эритроцитов в крови, снижением содержания гемоглобина в них или же тем и другим одновременно. При этом ухудшается газообмен, ткани и органы не получают необходимого количества кислорода и организм находится в состоянии гипоксии (кислородной недостаточности). Анемия возникает вследствие кровотечения, недостатка железа в пище, разрушения (гемолиза) эритроцитов, возникающего под воздействием химических веществ, при заболеваниях печени, отравлении уксусной кислотой, при угнетении костного мозга тяжёлыми металлами (ртутью, свинцом), радиоактивным излучением, некоторыми лекарствами. Больные анемией ощущают утомляемость, головокружение, сердцебиение, у них бледная кожа, одышка, частые обмороки. Лечение анемии осуществляет врач-гематолог. Больные должны принимать препараты железа и витамины группы В, употреблять в пищу продукты, содержащие железо (мясо, гречневую крупу, баклажаны, яблоки).

АНЕМОФИЛИ́Я, приспособленность растений к опылению с помощью ветра. Основные признаки ветроопыляемых растений: невзрачный венчик (или отсутствует), открытое расположение тычинок, пыльники на длинных нитях, большие, часто перистые рыльца пестиков, обильная, сухая, мелкая пыльца, отсутствие у цветков запаха и нектара. К анемофильным растениям относятся злаки, осоковые, многие древесные двудольные растения (берёза, осина, дуб, граб и др.).

АНИ́С, род однолетних травянистых растений сем. зонтичных. Дикорастущих видов нет. В культуре анис обыкновенный – эфирно-масличное растение, выращиваемое в основном в странах Южной Европы и Южной Азии, в Мексике и Аргентине. Стебель выс. 30–60 см, наверху ветвистый. Нижние листья на длинных черешках, цельные, яйцевидные или продолговатые, с зубчатым краем; верхние – дважды или трижды перисто-рассечённые, на коротких черешках. Цветки белые, мелкие, в зонтике. Плоды – семянки, распадающиеся на 2 части, с приятным запахом, обусловленным содержанием эфирного масла, которое обладает лечебными свойствами (входит в состав нашатырно-анисовых капель, грудного эликсира и др.). Зелень используется как пряная приправа.

Введён в культуру в Средиземноморье задолго до н. э. Возделывался в Индии, Древней Греции. В Западную Европу завезён в Средние века. В России выращивают с 1830 г., в основном в средней полосе, Нижнем Поволжье, на Северном Кавказе.

АНТЕ́ННЫ, парные многочленистые, очень тонкие (нитевидные) подвижные придатки головы членистоногих (кроме паукообразных). Основные функции антенн: хеморецепция (обоняние и вкус) и осязание, но некоторые способны воспринимать звук, температуру, влажность и даже свет. Ветвистоусые ракообразные с помощью антенн плавают, веслоногие – удерживают самку, жуки-водолюбы – пузырёк воздуха. Другие названия антенн – усики, сяжки.

АНТЕРИ́ДИЙ, «мужской» половой орган споровых растений.

АНТИБИО́ТИКИ, вырабатываемые микроорганизмами вещества, способные даже в очень малых концентрациях убивать другие микроорганизмы или тормозить их рост. Широко используются для лечения болезней человека, животных и растений. Их применяют также для стимуляции роста молодняка с.-х. животных, в качестве консервантов (в пищевой промышленности).

Основные источники антибиотиков – бактерии и микроскопические грибы. Первый антибиотик – пенициллин был получен английским исследователем А. Флемингом (1929) из плесневого гриба пенициллиума. Использование антибиотиков обеспечило эффективное лечение инфекционных болезней. В связи с тем, что наряду с полезными антибиотики обладают и побочными (вредными для организма) свойствами (напр., способны вызвать аллергию, дисбактериоз), принимают их по назначению врача и под его контролем.

АНТИГЕ́НЫ, вещества генетически чужеродной информации, способные при попадании в организм вызывать иммунный ответ, направленный на их удаление или нейтрализацию. Обычно это макромолекулы – белки или полисахариды, входящие в состав клеток, тканей, органов и жидкостей живых организмов; синтезируют также искусственные антигены. Как правило, антиген содержит несколько детерминант (эпитопов), которые вызывают образование при иммунном ответе специфических антител и цитотоксических Т-лимфоцитов. Различия по антигенам используют при диагностике инфекционных болезней, учитывают при переливании крови, пересадке органов и тканей и т. д.

АНТИЛО́ПА, род млекопитающих сем. полорогих. Единственный вид – гарна. В широком смысле антилопами называют подавляющее большинство парнокопытных Африки (ок. 80 видов) и несколько их видов в Азии. Некоторые из них эволюционно ближе к быкам или горным козлам, чем к другим антилопам. Это название не имеет значения систематической категории и объединяет различные по происхождению и внешнему облику виды семейства. Напр., антилопа канна достигает выс. в холке почти 2 м и массы до 1 т, а карликовая антилопа – не более 25 см при массе 2,5–6 кг. Все антилопы растительноядные, жвачные, образуют большие смешанные стада, состоящие из разных видов, однако образ жизни, сроки беременности, количество детёнышей, продолжительность жизни у каждого вида различны. Антилопы часто становятся жертвами львов и леопардов, подстерегающих их на подходах к водоёму.

АНТИТЕЛА́, специфические белки (иммуноглобулины), образующиеся плазматическими клетками (потомками В-лимфоцитов) в организме человека и животных при попадании антигенов. Осуществляют специфический гуморальный иммунитет. Взаимодействуя с антигенами вирусов, бактерий и других микроорганизмов, антитела препятствуют их размножению, блокируют выделяемые ими токсины, т. е. обеспечивают защиту организма. При последующем попадании антигена в организм происходит более эффективный и быстрый синтез антител. Антитела к перенесенным детским инфекционным болезням (корь, ветряная оспа и др.) вырабатываются в организме на протяжении всей последующей жизни, и повторного заболевания не возникает. При некоторых заболеваниях в организме могут появляться антитела к собственным антигенам, т. н. аутоиммунный конфликт, что приводит к тяжёлым последствиям. Строение и свойства антител, их взаимодействие с антигенами изучает иммунохимия.

АНТРОПОГЕНЕ́З, происхождение человека, процесс его эволюционного развития. Теория антропогенеза базируется на симиальной (от лат. «симиа» – обезьяна) гипотезе Ч. Дарвина о происхождении человека от древней человекообразной обезьяны. Процесс перехода от обезьяны к человеку – гоминизация (от лат. homo – человек) был длительным и сложным. Он включал развитие прямохождения и мозга, адаптацию руки к трудовой деятельности, появление членораздельной речи и др. Большую роль в очеловечивании обезьяны играло и изготовление орудий труда. Трудовая теория антропогенеза была изложена Ф. Энгельсом в работе «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека» (1896). Появление человека считается важнейшим событием четвертичного периода (антропогена), хотя, возможно, это произошло гораздо раньше.

Полагают, что гоминидная (человеческая) линия эволюции отделилась от общего с обезьянами ствола 7–8 млн. лет назад, а древнейшие представители рода человек («Гомо») появились не позднее 2 млн. лет назад. Обычно выделяют 4 стадии развития человека – австралопитековые, архантропы, палеоантропы, неоантропы. Каждая из них характеризуется своими морфологическими особенностями и археологической культурой.

Переходным звеном между человеком и обезьяной (точнее, его древним человекообразным предком) первоначально считались питекантропы (обезьянолюди). Они ходили на двух ногах, но обладали примитивным черепом, а объём мозга у них был в 1,5 раза меньше, чем у современного человека. Однако эта группа гоминид имела древность не более 1,6 млн. лет. В настоящее время переходным звеном и одной из первых ступеней в эволюции человека признают австралопитеков. Они также передвигались на двух ногах, что освободило руки и создало предпосылки к трудовой деятельности, и отличались от человекообразных обезьян строением скелета и черепа. Древнейшие восточноафриканские австралопитеки жили 5 млн. – 2,5 млн. лет назад, древность последних находок – до 6,5 млн. лет. Наиболее прогрессивных австралопитеков многие учёные считают ранними представителями рода «Гомо», первыми людьми, появившимися на рубеже 2,5 млн. – 2 млн. лет в Восточной и Южной Африке. Их часто относят к виду человек умелый («Гомо хабилис»). Представители этого вида могли изготовлять простейшие орудия труда (считаются творцами олдувайской культуры). Предполагается, что именно человек умелый предшествовал в эволюции древнейшим людям – архантропам (питекантропам).

Архантропы принадлежат к виду человек прямоходящий («Гомо эректус»). Произошли от вида «Гомо хабилис» в Африке, позже переселились отдельными группами в Юго-Восточную и Восточную Азию и Европу. Жили 1,9 млн. – 100 тыс. лет назад.

Палеоантропы – древние люди, промежуточная ступень между человеком прямоходящим («Гомо эректус») и человеком разумным («Гомо сапиенс»), к которому близки по многим признакам. Жили 250 тыс. – 35 тыс. лет назад. Есть точка зрения, что, начиная с рубежа 40 тыс. лет, неандертальцы в Европе сосуществовали с людьми современного типа, и часть их смешивалась (метисировала) с ними.

Появление неоантропов (кроманьонцев) считается завершающей стадией биологической эволюции человека. Максимальный возраст находок – 40 тыс. лет.

Наука о человеке – антропология, антропогенез – один из её разделов. При изучении и реконструкции путей эволюции человека большое значение имеют палеонтологические и палеоантропологические находки, геологический метод их датирования. Помимо традиционного для антропологии сравнительно-анатомического метода со 2-й пол. 20 в. широко используются данныемолекулярной биологии.