Энциклопедия «Биология». Часть 1. А – Л (с иллюстрациями)

БИОФИ́ЗИКА, наука, изучающая физические процессы, протекающие в живых организмах, а также воздействие физических факторов (различных излучений, магнитного поля и др.) на отдельные организмы и их сообщества. Зарождение биофизики относят к 17 в., когда были сделаны первые попытки по применению законов механики (гидродинамики) к изучению кровообращения. В кон. 18 в. итальянский анатом Л. Гальвани открыл «животное электричество», положив начало электрофизиологии. В дальнейшем быстро развивались исследования физических основ восприятия звука и света (биоакустика и биооптика), превращения и обмена энергией в организмах и их сообществах (биоэнергетика). Применение современных физико-химических и математических методов к изучению широкого круга биологических объектов и явлений привело к формированию в биофизике многих новых направлений и выделению из неё самостоятельных наук – радиобиологии, фотобиологии, магнитобиологии, физики биополимеров и др. Результаты биофизических исследований широко используются в медицине (физиотерапия, ультразвуковая диагностика, применение лазеров в хирургии и т.д.).

БИОХИ́МИЯ, наука, изучающая химический состав живых организмов и химические процессы, лежащие в основе их жизнедеятельности. Исследование веществ органического происхождения, а также таких процессов, как брожение или пищеварение, началось давно, но как самостоятельная наука биохимия сложилась лишь к нач. 20 в. К этому времени были накоплены сведения о строении и биологической роли белков, жиров и углеводов, возникли представления о принципиальном сходстве химических превращений в клетках всех живых существ. Вместе с тем были выяснены характерные особенности обмена веществ у животных, растений и микроорганизмов.

К сер. 20 в. были открыты многие витамины и гормоны, установлены метаболические пути (последовательность реакций синтеза и распада) основных классов природных соединений, изучены реакции, обеспечивающие клетки энергией. Успехи в исследовании ферментов сформировали энзимологию как самостоятельное направление. Открытие в 1950-х гг. исключительной роли нуклеиновых кислот в явлениях наследственности и изменчивости, стремление понять функции биополимеров и других биологически важных молекул в связи с их строением, а также внедрение в биохимию физических методов исследования привели к выделению из биохимии молекулярной биологии.

Результаты, полученные биохимией, широко используются в медицине, в биотехнологии, в пищевой и микробиологической промышленности, в сельском хозяйстве.

БИОЦЕНО́З, совокупность организмов – популяций растений, животных, грибов, микроорганизмов, населяющих однородный участок суши или водоёма и характеризующихся определёнными взаимоотношениями (пищевые цепи, симбиоз и т.д.) и приспособленностью к условиям окружающей среды. Каждая группа организмов занимает в биоценозе определённую ступень экологической пирамиды (продуценты, консументы и редуценты). Примерами биоценозов могут служить совокупность организмов пруда, дубравы, соснового или берёзового леса и т.д. Во многих случаях границы биоценозов размыты и условны: напр., дубрава, сосновый или берёзовый лес постепенно через опушку переходят соответственно в суходольный луг, смешанный сосново-еловый лес, болото. Биоценозы, развиваясь, либо самообновляются (в сосновом лесу вырастает новое поколение сосен), либо стареют и сменяются другими биоценозами (сосна сменяется ельником, пруд заболачивается и т.п.), в результате могут происходить некоторые изменения и в абиотической среде (освещённость, влажность, тепло и т.д.). Наиболее сложно устроены и устойчивы биоценозы с высоким биологическим разнообразием организмов. В океане – это биоценозы коралловых рифов и водорослевых мелководий. На суше – биоценозы тропического леса и лесные биоценозы умеренного климата. Так, дубрава может быть образована более чем 100 видами растений, несколькими тысячами видов животных, сотнями видов грибов и микроорганизмов, в совокупности дающими плотность населения в десятки и сотни тысяч организмов на 1 м². При этом сухая биомасса дубравы составляет 4—5 кг/м², а биологическая продуктивность – 1,5 кг/м² в год. Биоценоз – функциональная часть более сложной системы – биогеоценоза.