Энциклопедия «Биология» (без иллюстраций)
Шрифт:
Родина репы – Средиземноморье, Южная и Восточная Азия (в частности, Сибирь). В культуре ок. 6 тыс. лет. Была популярна в Древнем Египте и Древней Греции. В Европе известна с 16 в., в России возделывалась повсеместно с начала развития земледелия (в Древней Руси – одна из главных овощных культур). С появлением картофеля, капусты и других овощей посевы репы резко сократились. Выращивают её в основном в центральных районах, на небольших площадях, чаще в кормовых целях (турнепс).
РЕПЛИКАЦИЯ (редупликация), процесс воспроизведения (синтеза) дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). При этом из одной молекулы ДНК в результате её удвоения образуются две молекулы – точные копии исходной ДНК (лат. «репликацио» – повторение). Биологический смысл репликации – сохранение и точная (неискажённая) передача генетической информации в ряду поколений клеток и организмов, а также при воспроизведении ДНК-содержащих структур (митохондрий, пластид, некоторых вирусов). Поэтому репликация всегда предшествует делению ядер у эукариотических
Репликация, так же как другие важнейшие молекулярно-генетические процессы – транскрипция и трансляция, основана на матричном принципе биосинтеза и комплементарном взаимодействии между молекулами. Перед началом синтеза специальный фермент расплетает цепи двойной спирали ДНК, они расходятся (не полностью), и на каждой цепи другой фермент находит точку начала синтеза. Затем на обеих цепях, как на матрицах, происходит синтез новых цепей, причём избирательное соединение нуклеотидов строящейся цепи с цепью старой осуществляется по принципу комплементарности азотистых оснований. Расплетание цепей родительской ДНК и репликация идут параллельно. После завершения синтеза каждая новая молекула ДНК состоит из одной старой, родительской, цепи и одной новой. Такой способ репликации получил название полуконсервативного. На разных этапах процесса участвуют большое число разных ферментов, а также белки, препятствующие, напр., запутыванию цепей ДНК. В зависимости от формы ДНК – кольцевой или линейной – способы репликации имеют свои особенности. Репликация может осуществляться одновременно на многих участках одной молекулы ДНК.
Две замечательные особенности характеризуют процесс репликации – высокая скорость и высокая точность. Так, вся молекула ДНК кишечной палочки (состоит из 4ґ106 пар нуклеотидов) реплицируется за 20 мин, т. е. в одну секунду образуется участок ДНК размером приблизительно в 3000 пар нуклеотидов. Такая скорость возможна только при чрезвычайно «согласованном» действии всего комплекса ферментов, ведущих репликацию. У эукариот скорость репликации ниже – 100–300 пар нуклеотидов в секунду. Высокую точность репликации, столь важную для сохранения специфичной для каждого биологического вида наследственной информации, обеспечивают комплементарное спаривание нуклеотидов (возможная ошибка – одно неправильное спаривание на 108 —109) и наличие ферментов, способных узнавать и исправлять (вырезать) ошибки репликации.
Репликацией называют также матричный биосинтез РНК на РНК (у некоторых, т. н. РНК-содержащих вирусов) и удвоение хромосом, которому предшествует репликация ДНК. См. также Дезоксирибонуклеиновые кислоты, Молекулярная биология.
РЕПТИЛИИ, то же, что пресмыкающиеся.
РЕСНИЧКИ, клеточные органоиды движения эукариот; подобны жгутикам, но значительно короче (до 5—10 мкм), имеют в основании одно базальное тело. Располагаются на поверхности клеток обширными полями, полосками, поясками или одиночно. Мерцательные движения ресничек обеспечивают перемещение клетки или жидкости вокруг неё. Реснички имеются у инфузорий, ресничных червей, личинок многих морских беспозвоночных, в мерцательном эпителии многоклеточных животных. У медуз, кольчатых червей и позвоночных участвуют в фоторецепции (восприятии света).
РЕФЛЕКСЫ, реакции организма, осуществляемые нервной системой в ответ на воздействия внешних или внутренних раздражителей. Биологическое значение рефлексов состоит в поддержании постоянства внутренней среды организма и адекватного его взаимодействия с окружающей средой. Различают безусловные и условные рефлексы. Безусловные рефлексы закреплены генетически, т. е. свойственны животным и человеку от рождения. К ним относятся пищевой, половой, оборонительный, ориентировочный и др. Условные рефлексы, более многочисленные и сложные, приобретаются каждым организмом индивидуально в процессе жизнедеятельности. Главную роль при формировании условного рефлекса играют высшие отделы головного мозга (у рыб – средний мозг и мозжечок, у птиц – большие полушария головного мозга, у млекопитающих животных и человека – кора больших полушарий). Рефлексы осуществляются по рефлекторной дуге, в состав которой входят нервные окончания (рецепторы); чувствительные нервные волокна, передающие импульс в ЦНС, воспринимающую возбуждение; двигательные нервные волокна, проводящие возбуждение от центра к органу, меняющему свою деятельность в результате рефлекса. Для проведения условного рефлекса необходимо наличие временной (доли секунды) связи между центрами, воспринимающими условный и безусловный раздражители. Примеры безусловного рефлекса – отдёргивание руки при прикосновении к горячей поверхности, зажмуривание глаз при вспышке света; условного – слюно– и соковыделение при виде пищи или даже при мысли о ней. Природу рефлексов исследовали русские физиологи И.М.Сеченов, создавший монументальный труд «Рефлексы головного мозга» (1863), и И.П. Павлов – автор
РЕЦЕПТОРЫ, окончания чувствительных нервных волокон или специализированные клетки, преобразующие раздражения, воспринимаемые извне или из внутренней среды организма, в нервное возбуждение, передаваемое в ЦНС. В зависимости от вида воспринимаемого раздражения различают механорецепторы, фоторецепторы, терморецепторы, хеморецепторы.
РЕЦЕССИВНОСТЬ, отсутствие (непроявление) у гетерозиготного организма одного из пары противоположных (альтернативных) признаков. Такой признак называется рецессивным признаком, а контролирующий его аллель (ген) – рецессивным аллелем (геном). Понятие «рецессивность» имеет смысл только как парное и противоположное понятию «доминантность». Так, в опытах, на основании которых были сформулированы эти понятия, Г. Мендель скрещивал два сорта гороха, устойчиво воспроизводивших окраску семян – один сорт жёлтую, другой – зелёную. У гибридов первого поколения все семена оказывались жёлтыми, т. е. обладали доминантным признаком, подавлявшим развитие зелёной окраски, т. е. рецессивный признак. При скрещивании между собой гибридов первого поколения у части гибридов второго поколения вновь обнаруживались зелёные семена. Таким образом, рецессивный признак (его аллель) не «растворялся» у гибридов первого поколения, а сохранялся в скрытом состоянии и передавался следующему поколению, у которого и проявлялся в случае гомозиготности по рецессивным аллелям. Рецессивные аллели и признаки принято обозначать строчными буквами – а, в и т. д. См. также Гетерозигота, Гомозигота, Менделя законы.
РЕЧНЫЕ ДЕЛЬФИНЫ, семейство зубатых китов. Включает 4 рода и 5–6 видов. Обитают в основном в реках Южной Америки, Южной Азии и в некоторых озёрах. Дл. от 1,5 до 3 м. Грудные плавники короткие и широкие, вместо спинного – низкий гребень. Рыло вытянутое, узкое. Слух и эхолокация у речных дельфинов развиты хорошо, а зрение слабое. Питаются донными беспозвоночными животными и рыбой. 2 вида внесены в Красную книгу МСОП.
РЕЧНЫЕ РАКИ, несколько видов пресноводных десятиногих ракообразных, относящихся к четырём семействам. Дл. тела обычно не превышает 15 см. Тело разделено на покрытую щитом (карапаксом) головогрудь и более плоское удлинённое брюшко, заканчивающееся хвостовым плавником. Для передвижения служат 5 пар грудных ног, у оснований которых расположены жабры. Резко сгибая брюшко и взмахивая хвостовым веером, рак может быстро плыть задом наперёд. Органами чувств служат усики и сложные глаза, расположенные на стебельках. Рот раков окружён ротовыми придатками – челюстями и ногочелюстями. Пища, попавшая в желудок, перемалывается там особыми пластинами и поступает в кишечник. Непереваренные остатки выводятся через анальное отверстие.
Речные раки раздельнополы, с внутренним оплодотворением. Самки откладывают яйца (60—200 шт.) и прикрепляют их к брюшным ногам. Примерно через 6 мес., весной появляются молодые рачки, которые первое время держатся на теле матери, несколько раз линяют и только через месяц после вылупления переходят к самостоятельной жизни. В течение 1-го года жизни молодые раки линяют до 5 раз. В дальнейшем они продолжают линять, и к 5-му году число линек сокращается до двух (весной и осенью). В период линьки (ок. 10 сут) раки скрываются в укрытиях, пока не затвердеет панцирь. Живут они до 20–30 лет.
Речные раки обитают в пресных водоёмах с чистой водой и чувствительны к загрязнениям. Днём они прячутся под камнями, корнями, корягами, в норках, а ночью выходят на поиски пищи. Поедают моллюсков, мелких ракообразных, растения, личинок насекомых, падаль.
Ради мяса, которое считается деликатесным продуктом, раков издавна промышляют, а в последнее время и разводят.
В России распространено несколько видов речных раков, из которых самые известные – широкопалый рак (в бассейне Балтийского моря) и узкопалый рак (на территории европейской части и в бассейне Каспийского моря).
РЕЧНЫЕ УТКИ, род утиных. Включает 37 видов, распространены повсеместно. В России обитают кряква, жилохвость, свиязь, широконоска, 4 вида чирков и др. От нырковых уток отличаются наличием на заднем пальце узенькой кожистой оторочки. Растительноядные; кормятся на мелководье, не ныряя. Насиживает и водит птенцов только самка. Все речные утки – важный объект охоты. 5 видов внесены в Красную книгу МСОП, 1 вид – в Красную книгу России.
РЖАВЧИННЫЕ ГРИБЫ, паразиты растений. Поражают хлебные злаки, листья и стебли которых покрываются полосами или пятнами ржавого цвета (отсюда название болезни – хлебная ржавчина). У больных растений колосья не образуются либо оказываются щуплыми. В Древнем Риме существовал праздник, когда божеству приносили в жертву рыжих собак и ягнёнка, прося защитить посевы от этой болезни. Возбудитель хлебной ржавчины весной развивается на барбарисе, не нанося значительного ущерба, но летом его споры разносятся ветром на сотни и даже тысячи километров, попадая на злаки, где образуется несколько поколений спор, окрашенных в оранжевый цвет. Главный способ борьбы – выведение сортов растений, устойчивых к ржавчинным грибам.