Текст книги "Энциклопедия «Биология» (с иллюстрациями)"

Многие кузнечики растительноядные или питаются смешанной пищей (частями растений и мелкими насекомыми). Таковы и обычные на территории России крупные (дл. тела 2,8—4,2 см) зелёный и серый кузнечики. Самый крупный кузнечик отечественной фауны (дл. до 8 см) – степная дыбка – хищник, подстерегающий других насекомых. Известны только самки.

КУ́КОЛКА, стадия развития насекомых с полным превращением. В куколку превращаются личинки бабочек, жуков, двукрылых и других насекомых после последней линьки. Обычно куколки бывают неподвижными, они не растут, не питаются. Нередко перед окукливанием личинки окружают себя коконом. В ходе превращения личинки в куколку и превращения куколки в следующую стадию – имаго происходит глубокая внутренняя перестройка. Продолжительность этой стадии может быть от нескольких суток (6—10 у мух) до нескольких месяцев (у зимующих куколок бабочек).

КУКУРУ́ЗА (маис), однолетнее травянистое растение сем. злаков. Не встречается в диком виде, но широко распространено в культуре. Стебель выс. до 6 м несёт широкие линейные, обычно волнистые по краю листья. Растение однодомное, с раздельнополыми цветками. Верхушечные соцветия (метёлки) с мужскими цветками, пазушные (початки) – с женскими. Початки защищены листьями (обёртками), из-под которых свисают вниз длинные тонкие рыльца. Плоды – округлые или сжатые зубовидные зерновки – белые, жёлтые, реже красноватые, фиолетовые и даже чёрные. Из зёрен, богатых белками, углеводами и жирами, получают крупу, муку, кукурузные хлопья, «воздушную» кукурузу, крахмал, пиво, спирт и др. Зерно, стебли, листья – корм для скота. Рыльца женских цветков – желчегонное средство.

Кукуруза – древнейшая пищевая культура ацтеков – коренных обитателей Мексики, а также других народов Центральной и Южной Америки. В Европе появилась в кон. 15 в., после чего распространилась во многих странах Азии и Африки. Основные площади посевов в США, Бразилии, Китае, Мексике, Индии. В России выращивают на Северном Кавказе (на зерно) и в средней полосе (на зелёный корм скоту).

КУКУ́ШКИН ЛЁН (политрихум обыкновенный), многолетний мох сем. политриховых. Распространён широко. В России встречается в еловых лесах, на болотах, в тундре. Это крупный (стебель выс. до 40—50 см) мох, растущий подушкообразными дернинами, часто образующий сплошной покров. Первичный стебель – горизонтальный, безлистный, вторичный – прямостоячий, простой или разветвлённый. Листья с влагалищными основаниями, пластинка листа с мощной жилкой и продольными ассимиляционными пластиночками. Нижние листья чешуевидные. Спороношение обильное. Благодаря образованию густой дернины и строению листьев этот мох способствует накоплению влаги и заболачиванию местообитаний.

КУКУ́ШКОВЫЕ, семейство птиц отр. кукушкообразных. Включает 130 видов. Серовато-коричневатые птицы мелких и средних размеров, масса от 20 г до 1 кг. Хорошо летают, а некоторые виды быстро бегают. Встречаются на всех материках, кроме Антарктиды, населяют леса и лесостепи, реже степи и пустыни. Большинство видов сами строят гнёзда и выводят потомство. Гнёзда располагаются на деревьях или на земле, в кладке 2—6 яиц, насиживают (18—20 сут) и кормят птенцов оба родителя. Некоторым видам свойствен гнездовой паразитизм. Распространённая в лесах умеренных широт обыкновенная кукушка может откладывать яйца в гнёзда 150 видов мелких воробьиных птиц. Вылупившийся первым, кукушонок выбрасывает из гнезда яйца и птенцов хозяев и остаётся один, получая весь корм, приносимый приёмными родителями. Только в таком случае он может выжить. Питаются различными насекомыми, в т.ч. и волосатыми гусеницами, которых другие птицы не едят. В Индии и Шри-Ланке обитают шпорцевые кукушки, которые строят шарообразное гнездо в колючих зарослях, откладывают 3—5 яиц и выводят птенцов. Летают плохо, зато быстро бегают и лазают по веткам. Живущие в саваннах Южной Америки кукушки ани тоже плохо летают и быстро бегают. Несколько самок ани откладывают в одно общее гнездо 10—12 яиц и поочерёдно их насиживают. 10 видов внесены в Красную книгу МСОП.

КУЛА́Н, млекопитающее сем. лошадиных отр. непарнокопытных. Внешний вид сочетает признаки осла и лошади (хвост и уши ослиного типа). Масса тела ок. 350 кг. Были распространены в равнинных и холмистых степях, полупустынях и пустынях Западной и Центральной Азии, в России – на юге Западной Сибири. Ныне крайне малочисленны. Летом поднимаются до выс. 5000 м над у.м. Активность дневная. Держатся группами по 6—12 голов. Используют в пищу более 100 видов трав. Зимой выкапывают корм из-под снега, при выс. снежного покрова более 20 см кочуют в менее снежные районы. Развивают скорость до 65 км/ч, могут спускаться со склонов крутизной 70°. Имеют очень острое зрение. Летом нуждаются в водопоях. Полигамы. В помёте 1, редко 2 жеребёнка. Численность продолжает сокращатся. Внесён в Красную книгу МСОП.

КУЛИКИ́, подотряд птиц отр. ржанкообразных. Включает 14 семейств и 181 вид. Птицы среднего и мелкого размеров с массой тела от 20 г до 1,1 кг. У большинства самцы крупнее самок, но у якан и плавунчиков – наоборот. Характерны стройное тело, удлинённые шея и ноги и относительно длинный клюв. Он может быть прямым, загнутым вниз (кроншнепы, серпоклюв) или вверх (шилоклювка). Оперение обычно не яркое. Населяют все материки, включая Антарктиду (белые ржанки). Большинство предпочитает открытые ландшафты – влажные или сухие. Некоторые виды живут в условиях пустынь (тиркушки, бегунки, авдотки) и холодных высокогорий (серпоклюв), немногие приспособились к жизни в лесу (вальдшнеп, гаршнеп). Наиболее многочисленны в северных тундрах и на морских побережьях. Полёт у большинства сильный и стремительный, почти все хорошо бегают, плавают и даже ныряют. Многие – перелётные птицы, способные покрывать большие расстояния за короткое время (золотистая и бурокрылая ржанки). Гнездятся на земле, в кладке 2—4 яйца покровительственной окраски. Насиживают кладку и водят птенцов самки, у некоторых видов (плавунчики) – самцы. Птенцы выводкового типа. Питаются разнообразной животной пищей.

КУЛЬТУ́РА КЛЕ́ТОК И ТКА́НЕЙ, метод сохранения в жизнеспособном состоянии клеток, участков тканей, органов или их частей вне организма. Во 2-й пол. 19 в. развитие микробиологии, прежде всего медицинской (необходимость выделения и изучения микробов, вызывающих инфекционные болезни), а также производств, основанных на процессах брожения (виноделие и др.), привело к созданию методов культивирования клеток бактерий, дрожжей и других микроорганизмов, т.е. методов их выделения, выращивания, размножения и сохранения в искусственных условиях. Были разработаны составы жидких и твёрдых питательных сред, методы, обеспечивающие их стерильность, способы выращивания чистых культур, состоящих из клеток одного вида, и т.д. К сер. 20 в. было освоено культивирование микроорганизмов в промышленных масштабах.

Первые опыты по выращиванию клеток и тканей животных вне организма были сделаны в нач. 20 в. Дальнейшее совершенствование метода шло параллельно успехам цитологии, биохимии, генетики, эмбриологии, молекулярной биологии. Его возможности возросли после того, как научились получать изолированные клетки из различных животных тканей (путём их обработки специальными ферментами, растворяющими межклеточное вещество и разрушающими межклеточные контакты) и выяснили потребности разных клеток в гормонах, факторах роста и др. веществах, вносимых в искусственные питательные среды. Очевидные преимущества работы с генетически однородными клетками и тканями в контролируемых условиях вне организма по сравнению с проведением исследований на целых организмах сделали этот метод одним из наиболее универсальных в биологии. Столь же плодотворным оказалось его применение в медицине и при решении ряда задач сельского хозяйства и биотехнологии.

Клеточные и тканевые культуры использовались для изучения закономерностей митоза и числа клеточных циклов (делений) у клеток разных типов и выяснения в связи с этим «запрограммированности» процесса старения, для изучения механизмов клеточной дифференцировки, формирования специализированных тканей и органов, а также (при совместном культивировании) влияния друг на друга клеток разных типов. Культура клеток и тканей растений появилась позднее – в 1958 г., но уже всего через 6 лет из единственной клетки, извлечённой из корня моркови, удалось в условиях культуры вырастить целое растение с дифференцированными тканями и органами. Это направление широко применяется в селекции и биотехнологии.

Совместное культивирование клеток разных линий (клонов) привело к рождению нового важного раздела в экспериментальной биологии – генетики соматических клеток и прежде всего метода гибридизации соматических клеток.

Клеточные и тканевые культуры позволяют исследовать такие важные для медицины проблемы, как перерождение нормальных клеток в опухолевые, всесторонне изучать их свойства, чувствительность клеток к физическим и химическим факторам, в т.ч. к лекарствам, а также определять потенциальную мутагенность и канцерогенно-сти этих факторов, т.е. их способность вызывать мутации и опухоли. Разработка методов длительного культивирования позволяет формировать банки клеточных линий, обладающих определёнными генетическими и биохимическими свойствами. На этой основе создаются методы криоконсервации (от греч. «криос» – холод) – сохранение в условиях глубокого охлаждения клеток, тканей и органов для трансплантации (пересадки), в качестве резервного генофонда редких и исчезающих биологических видов, а также для других целей. С кон. 20 в. стали возникать банки, в которых хранятся замороженные стволовые клетки, используемые для лечения самых различных болезней и травм.

Клеточные культуры служат также удобными объектами для изучения тканевой несовместимости и других иммунных реакций. Они используются в диагностике вирусов и для получения вакцин. Таким образом, культура клеток и тканей применяется для решения как фундаментальных теоретических проблем (таких, напр., как клеточная дифференцировка), так и различных практических задач, особенно в области медицины. Этот метод – неотъемлемая составная часть генной инженерии, клеточной инженерии, клонирования и других направлений экспериментальной биологии.

КУЛЬТУ́РНЫЕ РАСТЕ́НИЯ, растения, выращиваемые человеком с определённой целью (для получения продуктов питания, кормов для с.-х. животных, лекарственного и др. сырья и т.п.). В отличие от дикорастущих видов, культурные растения не имеют естественного ареала (выращиваются независимо от места происхождения) и не способны к естественному распространению.

Окультуривание растений началось в каменном веке, когда человек наряду с собирательством съедобных плодов, ягод и др. стал выращивать нужные ему растения, заделывая семена во взрыхлённую почву. Постепенно он научился ухаживать за посевами (поливать, освобождать от сорняков), охранял их от вытаптывания и поедания животными. Отбирая лучшие по потребительским качествам растения (крупные плоды, хороший вкус и т.п.), он вёл бессознательный искусственный отбор. С течением времени непрерывный отбор привёл к созданию культурных растений. Развитие земледелия (примитивное появилось к бронзовому веку) привело к формированию в различных географических областях крупных его очагов, откуда впоследствии культурные растения распространились по всему свету. Этому способствовали торговля, войны, путешествия. Первичные очаги земледелия были установлены Н.И. Вавиловым и названы центрами происхождения культурных растений (см. табл.). Позднее их перечень был расширен другими учёными.

За время существования человечества окультурено св. 2,5 тыс. видов высших растений, или 10% общего их количества. Почти все они возделываются с глубокой древности (несколько тысячелетий), и лишь немногие – в течение нескольких веков (см. статьи об отдельных культурах). Дикорастущие предки большинства культурных растений сохранились до настоящего времени, некоторые (напр., кукуруза) уже не встречаются в диком виде.

Выращиванием и разведением культурных растений занимается растениеводство – одна из основных отраслей сельского хозяйства. Используя различные методы селекции, учёные создают сорта и гибриды с.-х. культур, обладающие такими ценными свойствами, как высокая урожайность, холодостойкость, засухоустойчивость и др.

В с.-х. практику всё шире входит генная инженерия, позволяющая создавать трансгенные сорта с.-х. культур, не повреждаемые вредителями и болезнями, обладающие повышенной лёжкостью плодов и другими полезными качествами.

КУНЖУ́Т, вид растений сем. кунжутных. Однолетник, неизвестный в диком состоянии, происходящий, по-видимому, из Африки. Стебель выс. до 140 см несёт цельные или в разной степени рассечённые листья. Пазушные цветки на коротких цветоножках, двугубые, розовые, фиолетовые или белые. Плоды – коробочки с многочисленными плоскими семенами. Введён в культуру задолго до н.э. ради семян с большим содержанием пищевого масла, близкого по качеству к оливковому. Их используют также для приготовления тахинной халвы и других восточных сладостей, обсыпки булочек и т. п.

КУ́НЬИ, семейство млекопитающих отр. хищных. Включает 5 подсемейств, 23—25 родов, ок. 70 видов. Распространены в Евразии, Африке, Северной и Южной Америке. В России живут лесная куница, росомаха, соболь, норка, выдра, калан, барсук, харза (одна из самых крупных куниц) и др. Куньи очень разнообразны. Дл. тела от 15 до 120—150 см. Масса от 100 г до 40 кг. Тело вытянутое, очень гибкое или короткое, массивное. Имеются железы, выделяющие сильно пахнущий секрет. В Южной Америке обитает скунс, у которого секрет с отвратительным, стойким запахом.

Образ жизни наземный, полуводный, водный. Многие хорошо лазают по деревьям. Размножаются раз в год. Беременность обычно с латентным периодом (срок увеличивается за счёт задержки в имплантации и развитии оплодотворённого яйца). В выводке от 2 до 18 детёнышей. Продолжительность жизни от 5 до 20 лет.

Большинство куньих – ценные пушные звери, объект охоты; некоторых разводят. Представители 4 родов внесены в Красную книгу МСОП.

КУПА́ЛЬНИЦА, род многолетних травянистых растений сем. лютиковых. Включает св. 30 видов, произрастающих в умеренном и холодном поясах Северного полушария. В России – в европейской части (купальница европейская), Сибири и на Дальнем Востоке (купальница азиатская, или «огоньки», «жарки»). Стебель у купальниц простой, реже ветвистый, листья очередные, пальчаторассечённые. Цветки крупные, правильные, жёлтые или оранжевые. Плод – многолистовка с блестящими чёрными семенами. Крупноцветковые гибриды этих купальниц используют в цветоводстве.

КУРЕ́НИЕ, одна из форм токсикоманий, заключающаяся во вдыхании дыма тлеющего табака и формирующая физическую и психическую зависимость. Активным веществом табачного дыма является никотин, оказывающий сильное влияние на сердечно-сосудистую систему – повышает кровяное давление, усиливает сердцебиение, способствует развитию атеросклероза. Действие никотина на пищеварительный тракт заключается в нарушении кровоснабжения слизистой оболочки желудка и выделения желудочного сока, способствует возникновению язвенной болезни желудка. В табачном дыму, кроме никотина, содержатся продукты сгорания табачных листьев, смола, вещества, используемые при технологической обработке табака. Все они содержат канцерогены (вещества, способствующие образованию злокачественных опухолей) и аллергены (см. Аллергия). Постоянное раздражение слизистой оболочки дыхательных путей вызывает хронический бронхит, бронхиальную астму. Особенно вредное воздействие курение оказывает на беременную женщину и плод – ребёнок рождается с малой массой тела, впоследствии у него обнаруживается задержка умственного и физического развития. Курение противопоказано кормящим матерям, т.к. приводит к росту заболеваемости и смертности детей первых лет жизни. Нахождение в атмосфере табачного дыма (пассивное курение) вызывает те же болезни, которыми страдают курильщики. Привыкание к курению часто формируется в подростковом возрасте из ложного стремления казаться взрослым. В дальнейшем курильщики находят оправдание своей зависимости, утверждая, что курение помогает противостоять стрессам, способствует общению, вызывает релаксацию (расслабление) и т.д.

Профилактика и меры борьбы с курением многообразны. Необходимо, чтобы начинающие курильщики были информированы о последствиях данной привычки. На рабочих местах, в транспорте, кафе и ресторанах курение запрещено. Во многих зарубежных странах сформировано нетерпимое отношение к курильщикам – курение считается дурным тоном. Здоровый образ жизни также несовместим с курением. Помощь в отказе от курения оказывают психотерапевты и наркологи.

КУРООБРА́ЗНЫЕ, один из самых крупных отрядов птиц. Включает 6 современных семейств – фазановые, тетеревиные, индейковые (см. Индейка), сорные куры и др. – и св. 250 видов. В отряд входят птицы разных размеров – от перепелов массой 100 г до павлинов и индеек массой более 10 кг. Встречаются практически повсеместно, но большинство видов обитают в тропических и субтропических лесах Южной и Юго-Восточной Азии. В России ок. 10 видов. Наземные птицы с сильными четырёхпалыми ногами, короткими широкими крыльями и крепким коротким клювом. Питаются растительной пищей, обычно на земле, разгребая лесную подстилку мощными ногами. Многие курообразные – полигамы. Самцы (обычно крупнее самок, ярко окрашены) не принимают участия в заботе о потомстве. Гнездятся курообразные на земле. В кладке 9—15, иногда до 30 яиц. Насиживают 12—30 сут. Птенцы вылупляются покрытыми пухом и уже через несколько часов начинают активно кормиться. В течение первых 2—3 недель они нуждаются в регулярном обогреве самкой. Среди курообразных много домашних (родоначальники – банкиевские куры) и промысловых птиц. Более 70 видов внесено в Красную книгу МСОП.

КУСКУ́СОВЫЕ (лазящие сумчатые), семейство сумчатых. Включает 43 вида. Распространены в Австралии, Тасмании, Новой Гвинее. Дл. тела 6—82 см. Хвост обычно длинный, хватательный, иногда рудиментарный (у коала). Морда удлинённая либо короткая. Уши небольшие или средних размеров. Лапы хватательные, пятипалые, все пальцы, кроме первого, который противопоставлен остальным, вооружены когтями. Волосяной покров мягкий, различной окраски – от чёрной до белой, с пятнами и полосами. Выводковая сумка хорошо развита, открывается вперёд. Большинство кускусовых – древесные животные. Активны в сумерках и ночью. Питаются растительным кормом, встречаются насекомоядные и всеядные формы. В помёте 1—4 детёныша.

КУСТА́РНИК, многолетнее древесное растение, формирующее систему побегов, в зрелом возрасте лишённую (в отличие от дерева) главного ствола. Возникли, вероятно, в ходе эволюции как форма деревьев, более приспособленная к неблагоприятным условиям существования.

КУСТА́РНИЧЕК, многолетнее низкорослое (50—60 см) растение с древеснеющими, сильно ветвящимися побегами, часто с длинным корневищем (черника, брусника и др.). Побеги часто бывают ползучими, при этом кустарничек приобретает подушковидную форму (т.н. подушки).

КУСТИ́СТЫЕ ЛИША́ЙНИКИ, группа лишайников, слоевище которых имеет вид прямостоячего кустика или повисающей бороды. В отличие от накипных и листоватых форм, у кустистых лишайников наблюдается вертикально направленный рост гиф и верхушечный рост слоевища. Это позволяет растению путём изгибов веточек в разные стороны занимать положение, при котором водоросли могут максимально использовать свет для фотосинтеза. Прикрепляются кустистые лишайники к субстрату небольшим участком нижней части слоевища или тонкими нитевидными ризоидами. Прикрепление повисающих слоевищ к коре деревьев или скалам происходит с помощью псевдогомфа – короткой ножки, расширенной на конце. Слоевища могут быть разных размеров. Высота самых маленьких – несколько миллиметров, крупных – 30—50 см. У эпифитов, напр. уснеи длинной, свисающей в виде бороды с ветвей лиственниц и кедровых сосен, длина слоевища достигает 8 м. Среди кустистых лишайников много кормовых, в основном из рода кладония (см. Ягель).

КУТИ́КУЛА, у животных – плотное неклеточное образование на поверхности клеток эпителиальной ткани, выполняет в основном защитную и опорную функции. У круглых червей кутикула выделяется эпидермисом, покрывает тело и выстилает ротовую полость и глотку. У членистоногих кутикула – продукт эпидермальных клеток (гиподермы), многослойная, состоит из хитина и белка, образует внешний скелет, иногда он пропитан карбонатом кальция, затвердевает и периодически сбрасывается во время линьки. Производные кутикулы – чешуйки, щетинки, волоски. Кутикулярный белковый слой покрывает снаружи яйца птиц и защищает зародыш бактерий. У позвоночных кутикула – совокупность микроворсинок эпителия кишечника, воздухоносных, мочевыводящих путей.

У растений кутикула состоит из особого жирового вещества – кутина и служит для уменьшения транспирации (мощная, плотно покрытая кристаллами воска кутикула свойственна ксерофитам). Водные растения лишены кутикулы.

КУЩЕ́НИЕ, образование куста у древесных и травянистых растений. Происходит за счёт ветвления побегов в приземной их части или массового развития новых побегов из придаточных почек на корневище и корнях. Зона образования таких побегов у злаков называется узлом кущения.

КЮВЬЕ́(cuvier) Жорж (1769—1832), французский зоолог и палеонтолог. Установил принцип «корреляции частей организма», базирующийся на том, что по состоянию одной части организма можно судить о состоянии других его частей и организма в целом. Руководствуясь этим принципом, описал ископаемые организмы по немногим их частям. Установил понятие о типах в зоологии, впервые объединив в один тип позвоночных классы млекопитающих, птиц, земноводных и рыб. В основу классификации положил строение нервной системы. Отрицал учение об изменяемости живой природы. Смену ископаемых фаун объяснял т.н. теорией катастроф.