Суббота, 21.10.2017, 07:58
Приветствую Вас Гость | RSS

Форма входа

Календарь новостей

«  Октябрь 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031

Поиск

Статистика


Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Наш опрос

Оцените мой сайт
Всего ответов: 290
Биологические термины

А

Аэробы

Аэробы (от греческих слов аег — воздух и bios — жизнь) — организмы, способные жить и развиваться только при наличии свободного кислорода. Энергию для жизнедеятельности аэробы получают за счет окисления с поглощением свободного кислорода (см. Биологическое окисление). К, аэробам относятся большинство животных и растений, многие микроорганизмы. Поглощение кислорода может осуществляться либо всей поверхностью тела, либо специальными органами дыхания. Среди бактерий есть условные аэробы, которые могут использовать энергию от реакций брожения и жить как при больших, так и при очень незначительных количествах кислорода.

Атавизмы

Иногда у организмов появляются признаки, не свойственные им, но характерные для их далеких предков. Это явление назвали атавизмом (от латинского слова atavus — отдаленный предок).
Так, например, в цветке, имеющем нормально 5 тычинок (например, у первоцветов), развиваются 10 тычинок, свойственные предкам этих растений. У многих австралийских акаций возникают перистосложные листья, хотя обычно у них листовые пластинки совсем отсутствуют, а черешки преобразованы в плоские листо-подобные образования — филлодии. Трехпа-лость лошадей — тоже атавизм: по бокам вполне развитого среднего пальца образуются два дополнительных, как это было у некоторых ископаемых лошадей (гиппарионов). У человека атавизм иногда проявляется в сильном развитии волосяного покрова по всему телу, в появлении хвостового придатка или нескольких пар грудных желёз.
Известно, что при зародышевом развитии повторяются в некоторой степени черты организации предков (см. Биогенетический закон). Так, у зародыша человека имеются жаберные щели. Однако в дальнейшем первая пара их преобразуется в полость среднего уха, а остальные три пары обычно зарастают. Задержка в развитии может привести к тому, что у взрослых людей сохранятся на всю жизнь признаки, которые обычно свойственны только зародышам: одна из этих щелей не зарастает и остается на всю жизнь отверстие на шее, ведущее в пищевод и напоминающее жаберные щели рыб и земноводных. Атавизмы доказывают историческое развитие организмов, иллюстрируют филогенез.
От атавизмов следует отличать рудименты.

Ароморфозом

(от греческих слов airo — поднимаю и morphosis — образец, форма) А. Н. Се-верцов назвал такой путь эволюции, при котором приспособленность организмов к условиям среды достигается и расширяется путем резкого повышения уровня их организации. Это путь морфофизиологического прогресса, ведущий к возникновению организмов все более сложных и менее зависимых от условий внешней среды. Например, ароморфозами можно считать возникновение четырехкамерного сердца и теплокровности у птиц и млекопитающих (см. Сердечно-сосудистая система).
Один и тот же признак в одной группе организмов может считаться ароморфозом, а в другой — нет. Теплокровность наряду с живорождением, вскармливанием потомства молоком и высоким уровнем развития мозга для млекопитающих, несомненно, ароморфоз. Однако все эти признаки, кроме развития мозга, возникали и в других группах позвоночных: многие рыбы живородящие; голуби выкармливают птенцов выделениями зоба, по составу и вкусу близкими к молоку. Уровень их организации при этом не повышается.
Обычно ароморфозами называют такие эволюционные изменения, в результате которых возникали новые, более прогрессивные группы организмов (земноводные — из кистеперых рыб, пресмыкающиеся — из земноводных и т. д.). Прогрессивные изменения, однако, касаются не только формы — морфологии. Например, у примитивных хордовых — кругло-ротых (миноги) пигмент крови — гемоглобин состоит из одной молекулы белка глобина и одного гема (железосодержащей группировки, связывающей кислород), а у других, более сложно организованных животных, начиная с рыб, объединяются четыре таких сложных молекулы. Поэтому теперь прогресс связывают не только с морфологией и вместо ароморфоза часто употребляют термин «арогенез» (от греческих слов airo и genesis — происхождение) .

Ареал

от латинского слова area — площадь, пространство) — область распространения в природе особей данного вида, рода или другой группы организмов (исключая места случайного заноса, залета, заплыва или захода).
Изучение ареалов приобрело особое значение в наше время, когда человек своей деятельностью меняет биосферу планеты и неизбежно влияет на распространение практически всех видов животных, растений, грибов и микроорганизмов. Часто сплошной прежде ареал какой-либо группы становится мозаичным или пятнистым, прерывистым из-за вымирания или вытеснения особей из районов, обживаемых человеком. Пятнистый или мо-заичный'ареал может возникнуть и из-за искусственного расселения с помощью человека какого-либо вида там, куда раньше этот вид сам по себе не мог попасть. Ареал может быть ленточным (например, у организмов, распределенных по берегам морей, океанов или рек), циркумполярным (как у песца, распространенного на всех территориях вокруг Северного полюса), арктическим, тропическим, альпийским и т. д. (см. карту).
Важное свойство ареала — его подвижность, динамика: границы ареала всегда меняются, он может сокращаться или, наоборот, расширяться, как показано на карте «Многолетняя динамика ареалов животных».

Клеточный органоид — аппарат, или комплекс, Гольджи

— был назван так в честь открывшего его в 1898 г. итальянского ученого К. Гольджи. Сам ученый назвал этот органоид сетчатым аппаратом. Действительно, в световой микроскоп на препаратах клеток, окрашенных солями серебра или осмия, он выглядит как сеточка из толстых или тонких нитей. В разных типах клеток аппарат Гольджи занимает строго определенное положение.
Аппарат Гольджи состоит из стопок уплощенных мембранных мешочков, или цистерн, похожих по форме на блюдца. Таких цистерн в стопке от 5 до 10. Отдельные цистерны одной стопки и соседних стопок могут быть соединены мембранными трубочками. Так образуется единая сеть из стопок мембранных мешочков.
В клетках растений, беспозвоночных и эмбриональных тканей позвоночных животных отдельные стопки аппарата Гольджи находятся на значительном расстоянии друг от друга. В световой микроскоп они выглядят как запятые, рассеянные по цитоплазме, их называют диктиосомами.
Функции аппарата Гольджи разнообразны. В его цистерны из гранулярной эндоплаз-матической сети поступают секретируемые белки (см. Секреция). Там они оформляются в секреторные гранулы, которые затем выводятся из клетки. В этом органоиде синтезируются полисахариды, которые затем соединяются с белками и образуют гликопротеиды. От цистерн аппарата Гольджи отщепляются мембранные пузырьки — лизосомы, содержащие гидролитические ферменты, которые защищают клетку от вредных веществ и микроорганизмов или принимают участие во внутриклеточном пищеварении.
В целом аппарат Гольджи можно считать перевалочным пунктом для веществ, поступающих в клетку и выходящих из нее. Но это не склад для временного хранения продуктов жизнедеятельности клетки, а место их активной переработки.

Антропогенез

(от греческих слов anthropos — человек и genesis — происхождение) — процесс происхождения и формирования человека. Известно, что человек произошел от обезьяны. Еще Ч. Дарвин отмечал близость человека к африканским человекообразным обезьянам — горилле и шимпанзе, причем подчеркивал, что они не наши предки, а, скорее, родные или двоюродные братья, сохранившие больше черт общего прародителя. Подсчитано, что у человека и гориллы 385 общих анатомических признаков, у человека и шимпанзе — 369, у человека и орангутана — 359. Но еще глубже это родство позволило оценить изучение белков и нуклеиновых кислот человека и обезьяны. Установлено, что горилла и шимпанзе ближе к человеку, чем к орангутану и гиббонам Юго-Восточной Азии. Гориллу и шимпанзе сближают с человеком группы крови системы АВО, антиген резус-фактор найден как у человека, так и у низшей обезьяны — макаки резус. В принципе кровь карликового шимпанзе — бонобо соответствующей группы можно переливать человеку. Нас роднят структуры гемоглобинов и многих других белков. Вероятно, не более 10 млн. лет раздельной эволюции лежит между человеком и шимпанзе. Особенно наглядны результаты исследования ДНК: у человека и шимпанзе 92% общих, сходных по первичной структуре генов, у человека и гиббона — 76%.
Роль древнейшего предка человека многие ученые отводили рамапитеку (от имени героя индийской мифологии Рамы и греческого слова pithekos — обезьяна). Его остатки были найдены у Сиваликских гор в Индии. Очень близкая форма — кениапитек — найдена в Кении (Африка). Жил он 14 млн. лет назад. Сходные остатки найдены в Венгрии, Турции и Греции. У рамапитеков были небольшие, похожие на человеческие клыки, да и форма челюсти близка к человеческой. Согласно другому мнению, ра-мапитеки близки лишь к человекообразным обезьянам и связаны с более древними дриопитеками, «древесными обезьянами», и сивапитеками, «обезьянами Шивы» (Шива — индуистский бог); линия, ведущая к человеку, отделилась раньше рамапитека, и настоящего предка человека еще предстоит найти. Кто из ученых прав, покажет будущее.
Гораздо ближе к человеку были австралопитеки, «южные обезьяны» (от латинского слова australis — южный). Их остатки впервые обнаружены южноафриканским ученым Р. Дартом в Южной Африке. Австралопитеки вышли из тропических лесов в саванны и стали передвигаться на задних конечностях, высвободив передние. Так возникла двуногая походка — один из основных признаков человека. Есть веские основания полагать, что она возникла потому, что руки австралопитеков были заняты орудиями — палками, необработанными камнями, челюстями, рогами и бедренными костями антилоп. Но австралопитеков нельзя считать людьми — объем их мозга не превышал 600 см3, и орудия они не изготовляли, а использовали в качестве их случайные предметы. Ф. Энгельс указывал: «Ни одна обезьянья рука не изготовила когда-либо хотя бы самого грубого каменного ножа» (Маркс К., Энгельс Ф. Соч. т. 20, с. 486—487). Рубеж между человеком и обезьяной, по Энгельсу, — изготовление орудий, а не использование в качестве их природных предметов.
Ближе всего к человеку афарский австралопитек, найденный в 1973 г. в Эфиопии (местность Афар). Возраст его остатков — 3,5 млн. лет. Сходные остатки найдены в Танзании. Полагают, что именно от афарской формы отделилась линия, ведущая к человеку.
Важнейшее звено на этой линии Homo ha-bilis — «человек умелый», остатки которого нашел в 1959—1960 гг. английский ученый Л. Лики в ущелье Олдовай (Танзания). Объем мозга «человека умелого» составлял 650— 680 см3, и он уже изготовлял орудия — грубо расколотые гальки и обломки лавы (так называемая олдовайская культура).
Возраст этих остатков около 2 млн. лет, но найдены изделия олдовайской культуры, по крайней мере, на 600 тыс. лет старше. У «человека умелого» кроме двуногой походки была уже близкая к человеческой кисть руки, способная к трудовым операциям. И хотя многие ученые относят его к австралопитекам, он уже подходит под определение Ф. Энгельса.
Миллион лет назад «человека умелого» сменили архантропы (от греческих слов archa-ios — древний и anthropos — человек) — «древнейшие люди», обезьянолюди. Первый из них — питекантроп был найден нидерландским ученым Э. Дюбуа на острове Ява. Впоследствии остатки близких форм были обнаружены в Китае (синантроп — «китайский человек»), в Африке (чадантроп, телантроп) и в Европе (мауэрантроп и др.). Мозг обезьянолюдей, которых относят к виду Homo erectus — «человек выпрямленный», был уже 900 см3, они изготовляли более совершенные каменные орудия — рубила и чопперы (сечки), симметричные, с прямым режущим краем. Но внешне они были обезьяноподобны: имели мощный надглазничный валик, низкий лоб, на черепах их отсутствует подбородочный выступ.
Переходная форма между «человеком выпрямленным» и Homo sapiens, «человеком разумным», обнаружена в 1973 г. неподалеку от того же Олдовайского ущелья в слоях 500—600-тысячелетней давности. Более поздние остатки похожих форм и следы их трудовой и охотничьей деятельности найдены на юге Франции и в Испании. Вероятно, в это время в популяциях примитивных людей шел интенсивный отбор на способность к труду, умение добывать пищу с помощью все более совершенных каменных орудий. Переход от архантропов к человеку разумному был постепенным. На территории Европы обнаружены остатки промежуточных форм, например из Вертешсёлёш (Венгрия). Объем черепа их доходил до 1400 см3 (350 тыс. лет назад). Еще древнее форма из пещеры Араго (Пиренеи) — 450—500 тыс. лет. Ближе к Homo sapiens формы из Сванскомба (Великобритания) и Штейнгейма (ФРГ) (200—250 тыс. лет). Они больше схожи с современными людьми, чем более поздние древние люди, из чего можно заключить, что процесс «сапиентизации», как его называют антропологи, был не прямолинейным.
Этот процесс завершился возникновением около 300 тыс. лет назад палеоантропов, «древних людей», которых теперь относят к тому же виду Homo sapiens, как и нас с вами. Чаще их называют неандертальцами — по месту первой находки позднего (около 70 тыс. лет) возраста (долина Неандерталь в ФРГ). Мозг неандертальцев не уступал по объему мозгу современных людей (1400 см3 и более), но был более примитивен, со слаборазвитыми лобными долями. «Древние люди» создали довольно сложную «каменную индустрию» остроконечников и скребел. Они уже хоронили своих покойников, украшая могилы рогами горного козла и даже цветами; собирали в своих пещерах черепа пещерного медведя (начало культа медведя?), а там, где пещер нет (например, на Средиземноморском побережье Франции), строили настоящие дома. Однако и у них был более мощный, чем у нас, скелет, надглазничный валик и отсутствовал подбородочный выступ. Неандертальцы населяли Европу, Азию и Африку. Около 40 тыс. лет назад они были вытеснены или поглощены людьми современного типа. На этом эволюция человека практически закончилась, так как внутривидовая борьба и связанный с нею естественный отбор потеряли значение в человеческом обществе.
Таковы наиболее распространенные сейчас представления о происхождении человека. Но не все факты укладываются в эту стройную схему. Сын Л. Лики — Р. Лики обнаружил в 1972 г. в Кении, у озера Рудольф, череп и другие остатки существа, пока известные под номером 1470. Считали, что возраст их— свыше 2,8 млн. лет, но теперь снизили его до 2 млн. Там же были найдены и орудия олдо-вайской культуры. Самое поразительное даже не в том, что объем мозга этого существа (800 см3) превышал объем мозга Homo habi-lis. Его череп более «человечен», чем черепа питекантропов и даже неандертальцев: полностью отсутствует надглазничный валик, и наружный рельеф черепа выражен гораздо слабее.
Р. Лики полагает, что от существа 1470 идет прямая линия к человеку современному, а все архантропы и палеоантропы — лишь слепые ветви, тупики антропогенеза. Однако вопрос этот спорный. Более вероятно, что его прогрессивные признаки (отсутствие надглазничного валика, высоколобость и т. д.) в дальнейшем под защитой доминантных генов Homo habilis, питекантропа и неандертальцев 3 млн. лет передавались из поколения в поколение, пока не проявились в популяциях современных людей. Но спор не закончен. Будущие находки могут существенно изменить наши взгляды. Однако ясно: эволюция ног, рук и мозга у предков человека не шла параллельно и согласованно. Сначала вместе с орудийной деятельностью возникла двуногая походка, затем усовершенствовалась кисть руки, и лишь затем быстрыми темпами стала идти эволюция мозга, сделавшая возможным возникновение человека разумного.

Антиген и антитело

Из внешней среды на нас устремляется поток вирусов, микроорганизмов, спор растений и грибов, химических соединений. Некоторые из них могли бы принести немало вреда, если бы не действие защитных сил организма-. Наиболее эффективно борется с пришельцами иммунная система (см. Иммунитет), но ее сложные механизмы приводятся в действие только при встрече с достаточно крупными молекулами (молекулярная масса не менее 10 000), обладающими сложной пространственной структурой. Такие молекулы могут входить в состав оболочек вирусов, бактерий или чужеродных клеток (например, в случах переливания крови или пересадки органов); многие чужеродные молекулы выделяются бактериями, например дифтерийный токсин. Очень важно, что иммунная система не реагирует на молекулы собственного тела, а сходные с ними «чужие» вещества обнаруживает немедленно.
Чужеродные вещества, вызывающие иммунный ответ, называются антигенами. Иммунная система узнает антиген по характерным для него участкам молекулы — антигенным детерминантам. Против антигенов в организме вырабатываются антитела — белки, относящиеся к группе иммуноглобулинов. Часть молекулы антитела — активный центр— пространственно соответствует антигенной детерминанте и прочно связывается с ней. Поскольку активный центр подходит, как ключ к замку, только к одной детерминанте, антитела должны быть очень разнообразны, почти так же, как и антигены, которые могут попасть в организм. Предполагают, что число видов различных антител достигает 1 —10 млн.
Самые распространенные из них — иммуноглобулины G (JgG). На электронных микрофотографиях их молекула напоминает букву Y. Она состоит из двух одинаковых частей, которые в свою очередь содержат по две белковые цепи: тяжелую, более длинную, и легкую. На каждой половине молекулы расположен один активный центр.
Антитела синтезируются специальными клетками лимфоидной ткани — лимфоцитами. Каждый лимфоцит синтезирует только какой-нибудь один вид антител. В ответ на введение антигена в. организме резко возрастает число лимфоцитов, синтезирующих подходящее антитело.
Так как у молекулы антитела не менее двух активных центров, антиген возможно собрать в сгустки, что останавливает его распространение. Это особенно важно в борьбе с бактериями. Скопления комплексов антиген — антитело затем удаляют «мусорщики» организма — макрофаги (см. Фагоцитоз). При переливании больному крови не его группы антитела склеивают в сгустки эритроциты донора, так как они несут незнакомые иммунной системе антигены. Это вызывает одно из серьезных осложнений.
Когда антиген попадает в организм вторично, антитела образуются более интенсивно и быстро. Такое явление называется иммунологической памятью. Она сохраняется длительное время. На проявлении иммунологической памяти основано действие прививок. Когда в организм вводят ослабленные формы бактерий и вирусов, неспособные вызвать заболевание, его «знакомят» с их антигенами, в организме происходит быстрое размножение лимфоцитов — антителообразующих клеток. После этого появление настоящих возбудителей болезни, несущих те же поверхностные антигены, будет встречено быстрым и мощным синтезом антител.

Антибиотики

(от греческих слов anti — против и bios — жизнь) — это органические вещества, образуемые микроорганизмами и обладающие способностью убивать микробов или угнетать их рост. Антибиотиками называют также антибактериальные вещества, извлекаемые из растительных или животных клеток.
Идею использовать одни организмы против других выдвинул И. И. Мечников. Он предложил применять молочнокислые бактерии для борьбы с гнилостной микрофлорой кишечника. Затем русские ученые В. А. Манас-сеин и А. Г. Полотебнов предложили при лечении гнойных ран использовать гриб пени-цилл (зеленую плесень). Объяснение этого свойства гриба было дано лишь через полвека, когда английские исследователи во главе с А. Флемингом открыли его активное начало — пенициллин, изучили и описали его свойства. Сейчас налажено производство пенициллина и его производных на заводах, где различные виды плесеней выращивают в огромных количествах. Из природного пенициллина с помощью фермента получают пени-циллиновую кислоту, а из нее путем химического синтеза — более активные производные этого антибиотика.
Арсенал антибиотиков насчитывает тысячи веществ. Многие из них нашли примене: ние в медицине, сельском хозяйстве и пищевой промышленности. Широко известны синтетические антибиотики синтомицин и лево-мицетин. Источником антибиотиков стали многие почвенные грибы и бактерии. Почвенный лучистый грибок актиномицет выделяет стрептомицин, ауреомицин, митомицин и много других веществ антибиотического действия. Из почвенной бактерии Bacillus brevis советские ученые выделили грамицидин, применяемый для профилактики гнойных заболеваний.
Действие каждого антибиотика строго избирательно: он точно повреждает определенную мишень — реакцию в клетке, не затрагивая другие реакции. Часто такое повреждение оказывается возможным из-за структурного сходства его молекулы или части молекулы с нормальной участницей очередной внутриклеточной реакции.
Антибиотики могут стать фактором отбора устойчивых к ним микробов. Так, например, широчайшее применение пенициллина (а он препятствует образованию клеточной стенки бактерии) привело к отбору форм, способных синтезировать фермент пениииллиназу, расщепляющий пенициллин на неактивные части. Приходится создавать новые производные пенициллина, не расщепляемые ферментами.
Следует помнить о том, что, «стреляя» антибиотиками в определенные реакции обмена веществ болезнетворного микроорганизма, мы можем невольно попасть в те же реакции своих собственных здоровых клеток. Отсюда появление лекарственной аллергии. Все это вовсе не значит, что мы должны отказаться от применения антибиотиков. Но надо помнить, что применять их следует только и точно по предписанию врача.

Анаэробы

Анаэробы (от греческой отрицательной частицы ап и аэробы) — организмы, способные жить и развиваться при отсутствии свободного кислорода и получающие энергию для жизнедеятельности за счет расщепления органических или неорганических веществ. Большинство анаэробов — микроорганизмы, хорошо развивающиеся при полном отсутствии кислорода; при соприкосновении с воздухом они гибнут. Среди них возбудители столбняка, газовой гангрены, некоторые стрептококки и другие болезнетворные микроорганизмы, бактерии, живущие в кишечнике человека и животных, маслянокислые бактерии, живущие в созревающем сыре, и др. Они называются обли-гатными (обязательными) анаэробами.
Другие анаэробы, так называемые факультативные (условные), могут жить как без кислорода, так и в его присутствии. К ним относятся микроорганизмы (дрожжи, возбудители брюшного тифа, бактерии сибирской язвы и др.), некоторые простейшие, атакже и многоклеточные животные (круглые, плоские и малощетинковые черви, погонофоры, моллюски). Анаэробы широко распространены в природе и встречаются в почве, илах, толще морской воды и т. д.
Граница между анаэробами и аэробами условна, так как есть немало промежуточных групп микроорганизмов.

Аналогия

(от греческого слова analogia — соответствие, сходство) — внешнее сходство организмов разных систематических групп, а также органов или их частей. Аналогичные органы выполняют у разных животных одну функцию, но имеют неодинаковое происхождение (происходят от разных зачатков).
Например, аналогичны крыло бабочки и крыло птицы — и то и другое служит для полета. Однако развиваются они из разных зачатков: крылья насекомых — хитиновые^ выпячивания на спинной поверхности, а крылья птиц — видоизмененные передние конечности.
Так же аналогичны роющие конечности земляного сверчка — медведки и крота, жабры личинок стрекоз и жабры рыб.
Удивительно похожи глаза осьминога и человека, хотя внутреннее их строение совершенно различное. У осьминога линза хрусталика приближается к сетчатке или удаляется от нее; его глаз наводится на фокус, как объектив фотоаппарата. У человека хрусталик жестко фиксирован, но может менять свою кривизну благодаря сокращению особых мышц. У человека, как и у всех позвоночных, глаза — выросты зачатка головного мозга, у осьминога они образовались из покровов тела.
Путь эволюции, основанный на развитии аналогичных органов, приводит часто к конвергенции, когда неродственные организмы или их органы оказываются очень похожими друг на друга.
Аналогия противоположна гомологии: гомологичные органы имеют одинаковое происхождение и занимают сходные положения относительно других органов, но могут выполнять в организме разные функции и поэтому -быть непохожими.

Анабиоз

(от греческого слова anabiosis — оживление) — временное состояние организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ и др.) замедлены настолько, что отсутствуют видимые проявления жизни. В такое состояние организмы впадают при неблагоприятных условиях. С наступлением благоприятных условий организм как бы оживает — у него восстанавливается нормальный уровень жизнедеятельности.
Анабиоз распространен среди всех круп ных групп организмов. Многие бактерии и микроскопические грибы при охлаждении, высушивании или нагревании образуют споры, способные выдерживать сильнейшие абиотические воздействия.
Анабиоз характерен для целых этапов развития многих растений, животных и грибов. У них образуются семена, яйца, споры или цисты, которые сохраняют жизнеспособность на протяжении многих лет и после пребывания в самых неблагоприятных условиях.
Своеобразный анабиоз характерен для многих червей, моллюсков, насекомых, а также для земноводных и пресмыкающихся, которые могут временно замерзать полностью. С анабиозом при сильном охлаждении имеет много общего зимняя спячка некоторых млекопитающих (например, медведей).
В наше время анабиоз широко использует человек: при приготовлении живых вакцин в медицине, в искусственном осеменении сельскохозяйственных животных (замороженная сперма ценных производителей может храниться очень долго, не теряя способности к оплодотворению), а также для облегчения хирургических операций, когда применяется глубокое охлаждение организма человека — так называемая гипотермия.

Аминокислоты

Среди низкомолекулярных природных органических соединений особо важное место принадлежит аминокислотам. Они являются производными органических карбоновых кислот, где один из атомов водорода в углеводородном радикале кислоты замещен на аминогруппу, располагающуюся, как правило, по соседству с карбоксильной группой, т. е. в а-положении, и лишь в некоторых случаях — в B-положении или у еще более удаленного от карбоксильной группы углеродного атома. Первая аминокислота была получена из сока спаржи в 1806 г. С тех пор из растений, животных и микроорганизмов выделено свыше 150 природных аминокислот, установлено их строение и выявлены функции многих из них. Так, например, недавно ученые открыли, что у-аминомасляная кислота обеспечивает процессы торможения в нервной системе, а некоторые аминокислоты очень богато представлены в растительном царстве. Многие аминокислоты являются предшественниками биологически активных соединений: гормоно-витаминов, алкалоидов, антибиотиков и д: Подавляющее большинство аминокислст существует в организмах в свободном виде но несколько десятков из них находятся пре имущественно в связанном состоянии, т. е. н соединении с другими органическими веществами: р-аланин, например, входит в состав ряда биологически активных соединений, г многие а-аминокислоты — в состав белков. Таких а-аминокислот насчитывается 18. Кроме того, в состав белков входят два амида аминокислот — аспарагин и глутамин. Эти аминокислоты получили название белковых или про-теиногенных (образующих протеины, т. е. белки). Именно они составляют важнейшую группу природных аминокислот, так как только им присуще одно замечательное свойство — способность при участии ферментов соединяться по аминным и карбоксильным группам и образовывать полипептидные цепи. Все белковые аминокислоты, за исключением глицина (аминоуксусной кислоты H2N— —СН2—СООН), оптически активны, т.е. построены асимметрично и в водных или подкисленных водных растворах вращают плоскость поляризованного света вправо или влево в зависимости от природы аминокислоты. Все они по своей пространственной структуре принадлежат к L-ряду ; а-амино-кислоты D-ряда в белках не представлены, но найдены в антибиотиках пептидной природы и в пептидогликанах (полимерах, содержащих пептиды и полисахариды) клеточных стенок бактерий.
Строение а-аминокислот L-ряда вследствие их огромной практической важности детально изучено методом рентгеноструктурного анализа. Эти сведения оказались незаменимыми при построении пространственных моделей а-аминокислот , а с их помощью — моделей белковых молекул.
Из классификации белковых аминокислот следует, что радикалы их очень разнообразны. Именно поэтому аминокислоты вступают по радикалам в многочисленные химические реакции. Эта способность сохраняется и после того, как они войдут в состав белковой молекулы. Поэтому и белки отличаются исключительно высокой реакционной способностью.
У растений и у большинства микроорганизмов все без исключения протеиногенные аминокислоты синтезируются из простейших соединений — С02, воды и аммиака. Однако человек и многие животные утратили способность синтезировать ряд белковых аминокислот, которые стали для них незаменимыми в питании: они обязательно должны поступать с пищей или кормом. К их числу относятся лизин, валин, лейцин, изолейцин, треонин, фенилаланин, триптофан, метионин и др.
Недостаточное содержание этих аминокислот в пище человека и рационе животных ведет к голоданию без голода, нарушению биосинтеза белка, замедлению роста и развития организма, падению продуктивности (у сельскохозяйственных животных) и заболеваниям (у человека). Особенно часто ощущается недостаток лизина, триптофана, треонина и метионина. Чтобы его восполнить, эти аминокислоты получают путем микробиологического или химического (метионин) синтеза в промышленном масштабе. Введение в рационы 0,2—0,5% этих незаменимых аминокислот повышает продуктивность животных в свиноводстве и птицеводстве на 10—13% и сокращает расход кормового белка на 25%. Более того, индустриальный синтез незаменимых аминокислот важен и для человека, так как ими с успехом могут быть заменены пищевые белки.
Искусственно синтезированные и-аминокислоты (со-аминокапроновая, со-аминоокта-новая и др.) служат сырьем для производства химических волокон — капрона, лавсана и др.

Аллергия

Многим знакомы проявления аллергии (от греческих слов alios — другой и ergon — действие): кожные сыпи и экземы, воспаление слизистых оболочек носа и глаз (насморк и конъюнктивит), спазмы гладкой мускулату-туры бронхов (астма). Эти неприятные явления возникают далеко не у всех. Крапивница от клубничного компота или насморк после вдыхания цветочной пыльцы угрожает только тем, кто обладает врожденной или приобретенной предрасположенностью к аллергии, причем до ее проявления обычно невозможно предсказать, к какому веществу и в какой форме проявится такая сверхчувствительность организма.
Аллергия относится к реакциям иммунитета. Ее вызывают особые антигены, называемые аллергенами (см. Антиген и антитело). Они проникают в организм разными способами: через рот (пища, лекарства), дыхательные пути (пыльца растений, шерсть домашних животных), кожу (лекарства, краски). Первый контакт аллергена с организмом проходит безболезненно, но уже через несколько минут после вторичного контакта развивается бурная реакция, обусловленная образованием антител особого типа. Эти антитела, связав антиген, не циркулируют в крови, а оседают на поверхности некоторых клеток (так называемых тучных клеток и базофи-лов), участвующих в развитии воспаления. Из этих клеток освобождаются вещества, вызывающие проявления аллергии.
Аллергию можно вылечить, если удается выявить аллерген. Для этого очищенные экстракты подозреваемых веществ вводят больному внутрикожно. Если введен искомый аллерген, то немедленно начинается местное воспаление. После определения аллергена можно уже приступать к лечению. Аллерген вводят небольшими дозами в кровь, чтобы к нему образовались антитела, циркулирующие в крови. Они связывают аллерген, не давая ему соединиться с «аллергическими» антителами, препятствуя тем самым проявлению заболевания.

Аллели

(от греческого слова allelon -- взаимно) , или аллеломорфы, — разные формы одного и того же гена (в единственном числе - аллель) .
В самом простом случае ген представлен двумя аллелями (например, аллели, определяющие зеленый и желтый цвета горошин в опытах Г. Менделя). Пример трехаллельного гена — ген, определяющий у человека систему групп крови АВО (читается «А-Б-ноль»). При разных сочетаниях этих аллелей образуется первая группа крови (00), вторая (АО, АА), третья (ВО, ВВ) и четвертая (АВ). Аллелей бывает и больше: для гена гемоглобина человека их известно много десятков.
Еще Мендель установил, что действие одних аллелей — рецессивных подавляется действием других — доминантных аллелей. Например, аллель, обусловливающий зеленый цвет горошин, подавляется аллелем, обусловливающим желтый цвет; нормальная окраска у животных доминирует над отсутствием ее (альбинизмом).
В ядре «работают» оба аллеля: если, например, у человека есть аллели как нормального гемоглобина, так и аномального (гемоглобина серповидных эритроцитов), методами биохимии из его эритроцитов можно выделить оба эти гемоглобина.
Сколькими аллелями ни был бы представлен ген, в половой клетке имеется только один аллель (закон чистоты гамет), а в диплоидной клетке организма не больше двух — от каждого из родителей (критерий аллелизма).
Сейчас генная инженерия позволяет выделять отдельные аллели, расшифровывать их строение и с точностью до одного основания в ДНК отличать один аллель от другого.
Некоторые аллели, если будут унаследованы от отца и от матери (рецессивные) или хотя бы от одного из родителей (доминантные), приводят организм к гибели на ранней стадии развития (летальные аллели). Другие же, наоборот, дают какой-либо положительный эффект, и за ними буквально охотятся селекционеры. Каждая высокопродуктивная порода домашних животных и ценный сорт культурных растений — удачно подобранная комбинация аллелей.

Алкалоиды

(от латинского слова alcali — щелочь и греческого eidos — идея, образ, вид) — биологически активные вещества главным образом растительного происхождения. Они принадлежат к гетероциклическим соединениям, содержащим азот, и имеют щелочные свойства.
Алкалоиды эффективно действуют на нервную систему животных (и человека): в малых дозах они возбуждают ее, а в больших — угнетают. Многие алкалоиды — сильнейшие яды. Например, яд кураре из сока некоторых южноамериканских растений индейцы использовали для смачивания наконечников стрел: одной капли, попавшей в кровяное русло, достаточно, чтобы парализовать жертву. Алкалоиды гриба спорыньи действуют на нервные окончания гладкой мускулатуры и определенные нейроны головного мозга. Очень ядовиты стрихнин и бруцин, получаемые из семян чилибухи (рвотного ореха).
Большинство алкалоидов используют как лекарства. Так, хинин из коры хинного дерева применяют для лечения малярии. Морфин, выделяемый из опийного мака, — сильнейшее болеутоляющее и снотворное средство, наркотик. Атропин из белладонны расширяет капилляры, подвластные вегетативной нервной системе. Чай и кофе содержат целый букет алкалоидов. Самый известный из них -~ кофеин.
Сейчас известно более тысячи различных алкалоидов. Многие из них синтезированы, например кофеин, эфедрин, теобромин и др.
Кроме того, алкалоиды применяют в сельском хозяйстве как инсектициды.

Азотфиксация

Это процесс связывания атмосферного азота бактериями — единственными организмами, способными его осуществлять. Азотфиксирующие бактерии восстанавливают молекулярный азот N2 до аммиака NH3 при помощи фермента нитрогеназы, которая «работает» при обычной температуре, в то время как химический синтез аммиака из азота и водорода требует высоких температур и давлений.
Азотфиксация очень широко распространена среди аэробных бактерий (см. Аэробы), но особенно среди анаэробных (см. Анаэробы). Ее осуществляют как свободноживущие бактерии (цианобактерии, азотобактер и др.), так и симбиотические (см. Симбио