Текст книги "Энциклопедия «Биология» (без иллюстраций)"

БЕ́РЕСТ, см. Ильм.

БЕ́РКУТ, птица сем. ястребиных.

БЕРЛО́ГА, убежище, в котором медведи проводят 2,5–6 мес. в состоянии неглубокого зимнего сна. Там же рождаются медвежата. Спят звери поодиночке, у белых медведей залегают в т. н. родовые берлоги только беременные самки. В зависимости от условий обитания и образа жизни, у разных видов медведей берлоги представляют собой земляные убежища (губач), обширные закрытые камеры в толще снега или на льду (белый медведь), углубления под упавшим выворотом корней или в куче хвороста и даже открытые небольшие ямы, с засыпанным снегом отверстием (бурый медведь). Гималайский медведь залегает в дуплах деревьев.

БЕРНА́Р(bernard) Клод (1813–1878), французский естествоиспытатель, физиолог и патолог. Исследовал функции поджелудочной железы и её значение в процессе пищеварения (классические труды в этой области). Открыл механизм образования гликогена в печени. Изучая роль крови и лимфы, впервые ввёл понятие о внутренней среде организма, став одним из основоположников учения о гомеостазе.

БЕСКИЛЕВЫ́Е ПТИ́ЦЫ, группа птиц, не способных к полёту, но хорошо бегающих. Это птицы отр. страусообразных, нандуобразных, казуарообразных и кивиобразных. Передние конечности (крылья) у них недоразвиты, задние (ноги) – мощные. Киль отсутствует.

БЕСПОЗВОНО́ЧНЫЕ, животные, не имеющие позвоночника. Широко используемый, но не относящийся к систематике термин. К беспозвоночным относят ок. 20 типов животных: простейших, кишечнополостных, губок, несколько типов червей, членистоногих, моллюсков и других. Время возникновения беспозвоночных точно не определено. Установлено, что ок. 2 млрд. лет назад существовали одноклеточные, а ок. 1 млрд. лет назад появились многоклеточные беспозвоночные. Вероятно, промежуточным звеном между ними были колониальные простейшие. Полагают, что от наиболее высокоорганизованных беспозвоночных, обладающих двусторонней симметрией и вторичной полостью тела, произошли первые хордовые животные.

БЕСПО́ЛОЕ РАЗМНОЖЕ́НИЕ, размножение организмов при отсутствии полового процесса. Происходит без слияния гамет. В бесполом размножении участвует только одна родительская особь. При этом образуются идентичные ей потомки (клоны). Бесполое размножение наблюдается у бактерий, водорослей, грибов, мхов и сосудистых растений, а среди животных – у простейших, кишечнополостных, оболочников и некоторых других. Существует несколько его типов. Так, одноклеточные организмы размножаются путём деления; грибы и споровые растения – с помощью спор; вегетативное размножение (почкование) присуще дрожжам, губкам, кишечнополостным, червям, оболочникам. Бесполое размножение у многих видов сочетается с половым размножением. Поколения особей, размножающихся бесполым путём, могут сменяться поколениями, которые размножаются половым путём, т. е. происходит чередование поколений.

БЕССМЕ́РТНИК, то же, что цмин.

БЕСХВО́СТЫЕ ЗЕМНОВО́ДНЫЕ, отряд земноводных. Включает 30 семейств и ок. 4 тыс. видов, распространённых практически повсеместно (кроме полярных областей). К бесхвостым земноводным относятся жабы, древолазы, круглоязычные, квакши, зубастые жабы, чесночницы, пиповые, настоящие лягушки, веслоногие лягушки и др. Туловище у всех короткое, клинообразное, с неподвижной головой. Хорошо приспособлены к прыгающему способу движения на суше и толкательному в воде. При прыжке отталкиваются от земли одновременно обеими длинными (в 2–3 раза длиннее передних) задними ногами, которые перед прыжком сложены, а во время него резко распрямляются, вынося тело вперёд, как снаряд. Приземляются на передние короткие конечности, смягчающие удар о землю. В воде также используют задние конечности, которые, распрямляясь, толчками отбрасывают воду и выносят тело вперёд. Плавательная перепонка между длинными пальцами задних лап, напоминающая ласты, увеличивает площадь отталкивания и позволяет загребать воду, как вёслами, в случае спокойного плавания. Хвост, имеющийся у головастиков, у взрослых отсутствует (отсюда название отряда). Многие бесхвостые во взрослом состоянии обитают на поверхности земли, немало древесных и роющих форм. У этих животных основную роль в дыхании играет не кожа, а хорошо развитые лёгкие. Обычно видно, как они набирают воздух через ноздри в рот, при этом горло опускается вниз, затем ноздри закрываются клапанами, а горло поднимается вверх и воздух проходит в лёгкие. Крупные, высоко расположенные глаза бесхвостых выступают над поверхностью воды и обеспечивают широкий обзор, даже если всё тело амфибии погружено в воду. При проглатывании добычи они втягиваются внутрь глазных орбит. Зрение играет существенную роль в жизни бесхвостых. Их неподвижные глаза видят только перемещающиеся объекты, ничто остановившееся не отвлекает этих активных хищников. В отличие от молчаливых хвостатых, большинство бесхвостых обладают довольно сильным голосом. «Пение» – свойство, чаще присущее самцам, осуществляется голосовыми связками и усиливается особыми голосовыми мешками-резонаторами, раздувающимися воздухом, как пузырь. У одних видов резонатор располагается под языком в горле, у других – снаружи в углах рта. «Пение» и другие звуки позволяют самцу привлечь самку в брачный период или оповестить соперников, что место уже занято. У всех бесхвостых наружное оплодотворение. Как правило, самцы обхватывают самку сзади и оплодотворяют практически выдавливаемую ими из самки икру.

Более 20 видов бесхвостых земноводных внесено в Красную книгу МСОП.

БЕСЧЕРЕПНЫ́Е, подтип низших хордовых животных. В отличие от других хордовых – оболочников и позвоночных, бесчерепные сохраняют основные признаки типа (хорда, нервная трубка и жаберные щели) в течение всей жизни. Головной отдел тела не обособлен, нервная трубка не делится на головной и спинной мозг, череп отсутствует (отсюда название). К бесчерепным относятся всего ок. 30 видов, составляющих один класс – ланцетники.

БЕ́ТТЫ, то же, что петушки.

БЕ́ХТЕРЕВВладимир Михайлович (1857–1927), нейрофизиолог, невропатолог, психиатр и психолог. Труды по анатомии, физиологии и патологии нервной системы. Основатель рефлексологии. Создал учение о компенсаторных свойствах мозга. Исследовал действие гипноза, в т. ч. при лечении алкоголизма. Уделял большое внимание вопросам физиологии развития ребёнка, полового воспитания, социальной психологии.

БЕ́ШЕНСТВО, инфекционная болезнь, вызываемая вирусом, поражающим центральную нервную систему; сопровождается сильным возбуждением, водобоязнью, судорогами, спазмами глоточной и дыхательной мускулатуры (вплоть до её паралича). Источник инфекции – больные бешенством животные. Люди обычно заражаются от собак, кошек, волков и лисиц. Вирус проникает в организм человека через повреждённую при укусе кожу. Профилактика заключается в уничтожении больных бешенством животных и ежегодной вакцинации домашних кошек и собак. При укусе человека бродячей собакой ему необходимо срочно ввести вакцину против бешенства. Впервые подобную вакцинацию осуществил Л. Пастер. Этим он спас мальчика-пастуха, которого укусил бешеный волк.

БИЗО́Н, млекопитающее рода зубров.

БИОГЕНЕТИ́ЧЕСКИЙ ЗАКО́Н, одно из обобщений эволюционной биологии, связывающее индивидуальное развитие, или онтогенез, с историческим развитием, или филогенезом. Биогенетический закон, установленный немецкими учёными Ф. Мюллером (1864) и Э. Геккелем (1866), утверждает, что онтогенез всякого организма есть краткое повторение (рекапитуляция) основных этапов филогенеза вида, к которому данный организм принадлежит. Биогенетический закон находит множество подтверждений в данных сравнительной анатомии, эмбриологии и палеонтологии. Напр., у зародышей птиц и млекопитающих на определённой стадии эмбрионального развития появляются зачатки жаберного аппарата. Это объясняется тем, что наземные позвоночные произошли от дышавших жабрами рыбообразных предков. Опираясь на биогенетический закон и используя данные эмбриологии, можно воссоздавать ход исторического развития тех или иных групп организмов. Это особенно важно в тех случаях, когда для к.-л. группы неизвестны ископаемые остатки предковых форм, т. е. при неполноте палеонтологической летописи.

В нач. 20 в. русский биолог А.Н. Северцев показал, что в онтогенезе происходит повторение признаков не взрослых особей предков, а их зародышей. Филогенез же следует рассматривать как последовательный ряд генетически связанных онтогенезов.

БИОГЕОГРА́ФИЯ, наука о закономерностях географического распределения организмов и их сообществ; относится к числу наук о биосфере. Изучает закономерности распространения растительного покрова (ботаническая география) и животного населения (зоогеография) по земному шару, их различные сочетания, флористические и фаунистические подразделения суши и океана, а также распространение биоценозов и входящих в них видов растений, животных, грибов и микроорганизмов. Биогеографические знания необходимы для решения проблем охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. С помощью биогеографических методов исследования возможно прогнозировать последствия планируемых или случайных антропогенных воздействий на биосферу.

БИОГЕОЦЕНО́З(природное сообщество), однородный участок земной поверхности с определённым составом живых организмов (биоценоз) и косных компонентов (абиотическая среда), объединённых круговоротом веществ и направленными потоками энергии в единый природный комплекс. Каждый биогеоценоз качественно и количественно отличается от остальных, а все они в совокупности образуют биогеоценотический покров Земли – биосферу. На состояние биогеоценоза влияют как живые, так и неживые его компоненты (солнечная энергия, вода, горные породы и др.). Глобальные изменения климата приводят к смене биогеоценозов на огромных пространствах суши и водоёмов. К таким последствиям иногда приводит и хозяйственная деятельность человека (см. Антропогенные факторы).

Границы биогеоценозов обычно совпадают с границами растительных биоценозов (фитоценозов), но, как правило, бывают расплывчатыми. Группы биогеоценозов, находящихся в одной климатической зоне, образуют природные зоны суши.

Термин «биогеоценоз» предложен В.Н. Сукачевым (1940). В западной научной литературе используется близкий термин – экосистема. Изучением биогеоценозов занимается биогеоценология. Большой вклад в развитие биосферно-экологического направления в биологии внесли В.В. Докучаев и Г.Ф. Морозов, а также создатель учения о биосфере В.И. Вернадский.

БИОИНДИКА́ТОРЫ, организмы, присутствие и численность которых помогают определить особенности их местообитаний. Напр., усиление кислотности почвы вызывает увеличение численности щавелька и хвоща, для которых такая реакция почвы весьма благоприятна. О богатстве почв азотом можно судить по наличию растений-нитрофилов, напр. крапивы, малины. Существует группа растений-индикаторов, указывающих на близкое залегание водоносных почвенных горизонтов в безводных районах. Некоторые растения сопутствуют месторождениям определённых руд и нерудных ископаемых. Изменения во внешнем облике многих растений могут быть показателем повышенной радиоактивности среды. Состав и обилие микроорганизмов в воде свидетельствуют о степени её загрязнённости органическими и минеральными веществами и пригодности для пищевых целей, о качестве работы очистных сооружений.

БИОКАТА́ЛИЗ, то же, что ферментативный катализ.

БИОКОММУНИКА́ЦИЯ, общение животных с помощью различного рода сигналов. Генерировать сигнал могут специальные органы (голосовой аппарат, пахучие железы и др.) или форма тела, поза, окраска, поведение животного и т. п. Различают сигналы специфические (химические, механические, звуковые, оптические, электрические, термические и др.) и неспецифические – сопутствующие жизнедеятельности. Приём сигналов осуществляют органы чувств, или сенсорные системы животных (органы обоняния, вкуса, зрения, слуха, боковая линия, электро-, термо-, механо– и др. рецепторы). Множество сигнальных структур в сочетании с поведенческими реакциями животных образуют специфические для каждого вида сигнальные системы. Полученная информация обрабатывается нервной системой, после чего формируется ответная реакция. Между животными могут существовать один или несколько дополняющих друг друга каналов общения. Наиболее древний, распространённый, достаточно надёжный и точный канал биокоммуникации – химический, он имеется даже у простейших и чрезвычайно развит у общественных насекомых, которых порой сравнивают с «подвижными батареями экзокринных желёз». С помощью химических веществ, выделяемых во внешнюю среду, животные влияют на развитие или поведение других особей того же вида (феромоны), маркируют территорию, различают «своих» и «чужих» и т. д.

Другой канал передачи информации через механорецепторы – тактильные прикосновения. У муравьёв, пчёл и др. общественных насекомых это выражается в касаниях друг друга усиками и лапками; у птиц и млекопитающих – в уходе за оперением или мехом другой особи (один из примеров «умиротворяющего» поведения половых партнёров). В оптической биокоммуникации важными информативными элементами являются контуры, размеры, окраска, цветовые узоры тела, ритуальное поведение, которые предназначены для привлечения, предупреждения или устрашения других животных. У некоторых птиц (напр., у шалашниковых) для привлечения полового партнёра немаловажным является дизайн гнезда или токовища. В условиях недостаточной видимости (в закрытых ландшафтах, лесах, водной среде) ведущей становится акустическая, или звуковая, биокоммуникация. Довольно широко развита у насекомых, многих позвоночных и даже у рыб, которые вовсе не молчаливы. С помощью звуков животные передают самую разную информацию (см. Голос животных, Пение птиц). Акустическая и оптическая биокоммуникации часто тесно взаимосвязаны. Так, усиленное развитие одной может привести к слабому развитию другой, напр. яркоокрашенные птицы более молчаливы и, наоборот, лучшие певцы встречаются среди скромно окрашенных птиц.

Биокоммуникация обеспечивает защиту животных от врагов (часто используется для их дезинформации) и неблагоприятных факторов среды, облегчает поиск корма, особей противоположного пола, общение родителей и потомства, регулирует внутри– и межвидовые взаимодействия и др.

БИОЛОГИ́ЧЕСКАЯ ПРОДУКТИ́ВНОСТЬ, способность природных сообществ или отдельных их компонентов поддерживать определённую скорость воспроизводства входящих в их состав живых организмов. Измеряется обычно количеством биомассы (г, кг, т органического вещества) или эквивалентной ей энергии, произведённой за единицу времени (ч, мес., год) на единицу площади (м², га, км²). Определяют первичную и вторичную биопродукцию. Первичная – биомасса, производимая всеми растениями (фитомасса), вторичная – биомасса, производимая всеми животными. Продукты деятельности микроорганизмов обычно относят к первичной биопродукции.

Для определения биопродуктивности экосистемы используют, как правило, показатели первичной биопродукции. Самая высокая биопродуктивность на суше – во влажных тропических лесах (2200 г/м² за год), самая низкая – в сухих и арктических пустынях (3 г/м² за год). Самая высокая биопродуктивность в биосфере – на океанических рифах среди водорослей (2500 г/м² за год).

БИОЛОГИ́ЧЕСКИЕ РИ́ТМЫ (биоритмы), периодически повторяющиеся изменения характера и интенсивности биологических процессов, свойственных живым организмам. Иначе говоря, это «повторение подобного в подобных промежутках времени». Биологические ритмы свойственны растениям, животным, человеку. Проявляются на всех уровнях организации жизни: молекулярно-генетическом, клеточном, тканевом, организменном, популяционно-видовом, биоценотическом и биосферном. Подразделяются на экзогенные, возникающие в организмах в ответ на космические, геофизические и иные колебания, происходящие в окружающей среде (напр., колебания численности популяции, связанные с ритмами активности Солнца), и эндогенные, генерируемые самим организмом (сердечные, дыхательные и др.). Физиологические биоритмы меняют свои параметры (частоту, силу) в зависимости от состояния организма (возраста, болезней и пр.). Экологические биоритмы зависят от циклических изменений среды и относительно стабильны. Более того, они могут сохраняться, если животное оказывается в иных условиях, напр. беспозвоночные литорали сохраняют ритм прилива-отлива, находясь в аквариуме с постоянным уровнем воды и стабильными показателями её солёности и температуры. Среди экологических ритмов различают: годичные с периодом от 10 до 13 мес., лунные с периодами 29,53 сут и 24,8—12,4 ч (приливные), суточные солнечные (24 ч).

Биоритмы животных и человека генерируются группой особых клеток-пейсмекеров, или ритмоводителей (часто их называют биологическими часами). Располагаются они в различных органах, напр. у медуз – в ропалиях (органах чувств), у ракообразных – в основании стебельчатых глаз. У млекопитающих, в т. ч. человека, существуют несколько центров ритма, напр. в области сердца, промежуточного и продолговатого мозга.

У человека биоритмы в зависимости от периода колебаний подразделяются на высокочастотные (от секунды до получаса), средней частоты (от получаса до 28 ч), низкой частоты (недели, месяцы, годы). Примером биоритмических колебаний высокой частоты служат ритмы дыхания, сердечных сокращений и др. Биоритмы средней частоты (с интервалом от 1,5 ч до 3 ч) отмечаются как у новорождённых, у которых каждые 90 мин активность сменяется состоянием покоя, так и у взрослых – с такой периодичностью происходит чередование стадий сна, а во время бодрствования работоспособность сменяется расслаблением. Ритмам с периодом в 20–28 ч соответствуют колебания температуры, пульса, артериального давления, освобождения кишечника. В основе выделения биоритмов низкой частоты лежат чётко регистрируемые колебания к.-л. функционального показателя. Напр., недельному ритму соответствует уровень накопления в крови некоторых гормонов, месячному – менструальный цикл у женщин, сезонному – продолжительность сна.

Изучение и поддержание установившихся ритмов жизнедеятельности человека важно для рациональной организации труда и отдыха, что особенно актуально для лиц, работающих в разные смены, проживающих в условиях Крайнего Севера, при перелёте нескольких часовых поясов. Большое внимание учёные уделяют т. н. расчётным низкочастотным ритмам – физическому с периодом в 23 дня, эмоциональному – в 28 дней и интеллектуальному – в 33 дня. Эти ритмы «запускаются» в момент рождения и сохраняются затем с удивительным постоянством в течение всей жизни. Первая половина периода каждого ритма характеризуется нарастанием, вторая – спадом физической, эмоциональной и интеллектуальной активности.

БИОЛОГИ́ЧЕСКИЕ ЧАСЫ́, условное понятие, указывающее на способность живых организмов ориентироваться во времени. Растения, животные и человек способны воспринимать течение времени, регистрировать его, точно «отсчитывать» и «запоминать». Эта способность носит приспособительный характер и связана с выживанием организмов в конкретных условиях. «Учёт времени» приводит к установке особого режима жизнедеятельности, соответствующего циклическим колебаниям внешних факторов. «Метрономом» в биологических часах являются эндогенные биологические ритмы, которые синхронизируются с внешними ритмами, чаще с суточными. Напр., активность пения птиц различных видов точно соответствует определённому времени суток. По ним, как говорят, можно проверять часы. Помимо биологических часов, животные имеют т. н. биологический календарь, в соответствии с которым предупреждают смену времён года физиологическими изменениями в организме, напр. поздней осенью некоторые впадают в спячку или меняют окраску. Бывают случаи, когда календарь животных не совпадает с календарём природы и можно встретить белого зайца в ещё бесснежном лесу.

БИОЛОГИ́ЧЕСКОЕ РАЗНООБРА́ЗИЕ (биоразнообразие), показатель, характеризующийся числом видов живых организмов, обитающих на единице площади суши или объёма водоёма. В широком смысле этот термин охватывает множество биологических показателей и соответствует понятию «жизнь на Земле». Явление удивительного разнообразия организмов обусловлено способностью макромолекул, прежде всего нуклеиновых кислот, к спонтанному изменению структуры, что приводит к наследственной изменчивости. На этой основе биологическое разнообразие создаётся на молекулярном (возникновение генетических вариаций), популяционном (действие естественного отбора) и видовом (видообразование) уровнях с последующим увеличением биоразнообразия на биоценотическом и биосферном уровнях. Обычно биоразнообразие рассматривают на видовом уровне, для чего разработаны специальные методы измерения, в т. ч. в единицах информации. Практическое применение показатели биоразнообразия находят при контроле за процессами, протекающими в живой природе (мониторинг), и при решении вопросов её охраны, т. к. богатые видами сообщества устойчивее бедных, а антропогенное воздействие (см. Антропогенные факторы) ведёт к снижению видового богатства и изменению его характера. Описано 1,75 млн. видов живых организмов, но, по мнению учёных-систематиков, их реальное число составляет не менее 10–35 млн. Особую ценность как центры видового разнообразия на Земле представляют влажные тропические леса – основные хранители генофонда земной флоры и фауны.

БИОЛО́ГИЯ, совокупность наук о живой природе, изучающих свойства и проявления жизни на всех уровнях её организации – от молекулярного до биосферного. Особенности организации и специфические проявления жизни на каждом уровне изучают соответствующие отрасли биологии. Вместе с тем решение многих проблем биологии, напр. общих закономерностей эволюции или происхождения человека, требует объединения подходов и методов различных наук.

Первичными знаниями о живой природе человек обладал уже в глубокой древности. Их расширение и специализация связаны с различными формами практической деятельности – охотой, скотоводством, земледелием, а также с врачеванием. Начиная с 6 в. до н. э. античными философами и врачами делаются первые попытки систематического познания органического мира. Так, Аристотель (384–322 до н. э.) считается основоположником зоологии, Теофраст (372–287 до н. э.) – «отцом» ботаники, Гиппократ (ок. 460 – ок. 370 до н. э.) – родоначальником ряда направлений в медицине. В Средние века и в эпоху Возрождения значительных работ в биологии сделано не было. Исключение составляет лишь изданная в 1543 г. книга знаменитого анатома А. Везалия «О строении человеческого тела», которая дала толчок быстрому развитию анатомии в 16–17 вв. В 1628 г. У.Гарвей открыл кровообращение, совершив тем самым настоящий переворот в истории биологии. Постепенно в биологию проникают экспериментальные методы и количественные измерения. Изобретение и усовершенствование микроскопа позволили в кон. 17 в. первым микроскопистам (Р. Гук, А. Левенгук, М. Мальпиги) открыть мир неведомых ранее мельчайших существ, положив начало микробиологии, создать первые представления о тонком строении организмов, заложить основы эмбриологии.

На рубеже 17 и 18 вв. были сделаны первые значительные работы по систематике растений и животных. А в 1735 г. К. Линней опубликовал книгу «Система природы», составившую эпоху в классификации растительного и животного мира и оказавшую влияние на всю биологию. Линней ввёл в науку двойные латинские названия для всех организмов и тем самым дал биологам международный язык, исключавший путаницу и недоразумения. Все биологические виды Линней считал неизменными с момента их сотворения. Его современник, французский естествоиспытатель Ж. Бюффон высказывал противоположную точку зрения – виды могут изменяться под влиянием окружающей среды. Первую законченную теорию эволюции создал Ж.Б. Ламарк (1809).

Для биологии, как и для других наук, 19 в. был временем бурного развития. Благодаря новым методам, экспедициям в ранее недоступные районы Земли, более тесному взаимодействию с другими науками существенно расширился круг изучаемых биологических объектов и явлений. С другой стороны, в результате активного накопления знаний происходит дробление крупных биологических наук (ботаники, зоологии) на более специальные, посвящённые отдельным группам организмов. В 19 в. возникают или складываются почти все основные биологические науки – систематика, сравнительная анатомия, цитология, морфология, эмбриология, физиология растений и животных, палеонтология, эволюционное учение, биохимия, экология и др. Наиболее важными теоретическими обобщениями были клеточная теория и теория эволюции Ч. Дарвина (1859). Однако крупнейшее открытие 19 в. – законы наследственности Г. Менделя (1865) оставалось практически неизвестным до нач. 20 в. В 19 в. были окончательно отвергнуты представления, не нашедшие экспериментального подтверждения, напр. теория самозарождения организмов.

В 20 в. интенсивно развивались различные разделы биологии, но наибольшее внимание уделялось двум основным направлениям – молекулярно-генетическому и биосферно-экологическому. Каждое из этих направлений имеет практические приложения, способные оказать огромное влияние на дальнейшую историю человечества. Открытия строения ДНК (Д. Уотсон, Ф. Крик, 1953) и способов хранения и реализации генетической информации привели к развитию молекулярной биологии. Достижения в генной инженерии, в медицинской генетике, в расшифровке генома человека и других биологических видов, в клонировании клеток и целых организмов, в биотехнологии могут в перспективе во многом изменить производственную деятельность и жизнь человека.

Столь же важное значение в научном и практическом отношении имеет биосферно-экологическое направление, в значительной степени обязанное своим развитием трудам В.И. Вернадского. С успехами в этом направлении связывают научную разработку условий для сохранения биологического разнообразия и поддержания биосферы в регулируемом состоянии, пригодном для жизни человека и других населяющих Землю существ.

Оба эти направления имеют морально-этические аспекты, вызвавшие к жизни новый пограничный раздел биологии – биоэтику.

БИОЛЮМИНЕСЦЕ́НЦИЯ, свечение некоторых живых организмов. Это явление широко распространено в природе и наблюдается у бактерий, грибов, некоторых животных (жгутиконосцев, кишечнополостных, головоногих моллюсков, ракообразных, оболочников, насекомых, рыб). У многих видов биолюминесценция обусловлена ферментативным окислением особого вещества – люциферина. В процессе обмена веществ освобождённая энергия АТФ в присутствии кислорода при наличии Мg2+ и фермента люциферазы активизирует люциферин, в котором возникает электронное возбуждение с излучением энергии в виде света. Свечение возможно и без участия кислорода, напр. у медузы эквории оно происходит при взаимодействии специфического белка с Са2+. Иногда свечение вызывается симбиотическими бактериями, поселившимися в органах свечения – фотофорах, имеющихся у некоторых животных. Эти органы снабжены особым отражающим эпителием и светопреломляющими линзами. Диапазон света, излучаемого фотофорами или всем телом животного, – от голубого до красного. Свечение может быть прерывистым (мерцание) или постоянным, длиться от доли секунд до нескольких лет.

Животные используют биолюминесценцию для освещения и приманивания добычи, отпугивания врагов, опознания особей своего вида. Явление биолюминесценции было открыто в 19 в., но описание свечения у моллюсков было дано ещё Аристотелем.

БИО́М, обособленное от других сообщество живых организмов (растительных и животных), образующееся в определённой ландшафтно-географической зоне в результате сложного взаимодействия физических (климатических и др.) и биотических факторов. Биомы разных континентов (напр., саванны, листопадные леса, тундры) сходны между собой.

БИОМА́ССА, общая масса особей одного вида, группы видов или сообществ организмов в расчёте на единицу площади или объёма (водная среда) местообитания. Определяется в единицах массы сухого или сырого вещества. Выражается в г/м², г/м3, кг/м3, т/км², кг/га и т. д. Биомасса растений называется фитомассой, животных – зоомассой. Ок. 90 % биомассы биосферы приходится на долю наземных растений. Среди животных наибольшая биомасса у почвенных беспозвоночных, особенно у дождевых червей – от 200 до 1500 кг/га. При изучении биологической продуктивности природных сообществ определяют отдельно биомассу организмов, занимающих определённое место в пищевых цепях – продуцентов, консументов, редуцентов.

БИО́НИКА, направление биологии, изучающее особенности строения и жизнедеятельности организмов с целью применения полученных знаний для решения ряда инженерных и других задач. Как наука сформировалась в сер. 20 в. Исследует способы передачи, переработки и хранения информации в нервной системе, строение и функционирование органов чувств, систем ориентации, навигации и локации у животных и др. Результаты исследований находят применение в кибернетике, машино– и приборостроении, строительстве, архитектуре, медицине, сельском хозяйстве и др. Напр., использование принципов биомеханики помогло созданию роботов, способных выполнять различные работы; изучение механизмов прогнозирования некоторыми живыми организмами метеорологических явлений позволило создать автоматические устройства, способные прогнозировать ливни, грозы, ураганы и др.

БИОПОЛИМЕ́РЫ, высокомолекулярные природные соединения – белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, а также их производные. Являются структурной основой живых организмов и играют ведущую роль в процессах жизнедеятельности.

БИОСФЕ́РА, оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяются и преобразуются совокупной деятельностью живых организмов, в т. ч. человека. Иными словами, биосфера – это биогеоценотический покров Земли (см. Биогеоценоз). Включает нижнюю часть атмосферы (до высоты озонового экрана – 20–25 км над у.м.), всю гидросферу и верхнюю часть литосферы (до глуб. 3–4 км на суше и на 1–2 км ниже дна океана). Все живые организмы биосферы в совокупности образуют биомассу планеты.

Учение о биосфере создал В.И. Вернадский, разрабатывавший его с 1926 г. Живые организмы биосферы в их совокупности он назвал живым веществом. Кроме того, он выделил биогенное вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами (напр., горючие ископаемые); косное вещество, образуемое без участия живых организмов (напр., вулканическая лава); биокосное вещество, создаваемое живыми организмами и процессами неорганической природы (напр., почва); радиоактивное и космическое (метеориты и др.) вещества.