Энциклопедия «Биология» (с иллюстрациями)
Шрифт:
Растение фасоли обыкновенной – вьющаяся лиана, встречаются также полувьющиеся и кустовые формы. Дл. стебля вьющейся фасоли 2–5 м, полувьющейся – до 1,5 м, выс. куста 25–50 см. Листья тройчатые, на длинных черешках. Цветки обоеполые, мотылькового типа, от белых до тёмно-пурпурных и фиолетовых. Преимущественно самоопылитель (опыление происходит ещё в бутоне, за 4–5 ч до его раскрытия). Семена крупные, круглые, удлинённые или почковидные, различной окраски. Сорта подразделяются на лущильные, возделываемые для получения сухого зерна, и сахарные (овощные), возделываемые для получения зелёных бобов (лопаток). Зерно и зелёные бобы – ценные пищевые продукты. Зерно богато белками, содержит также крахмал, клетчатку, сахара, витамины. В зелёных бобах белков почти в 2 раза меньше, но больше сахаров и витамина С, есть микроэлементы. Из зрелых семян варят супы и готовят другие блюда, зелёные лопатки отваривают или тушат, а также консервируют, замораживают и
Фасоль – древнейшая культура Центральной и Южной Америки. Индейцы стали возделывать её ещё до н. э. В Европу завезена испанцами в кон. 16 в., в Россию попала из Западной Европы в 17–18 вв.; овощные сорта выращивают с 19 в.
ФАУНА, видовой состав животных, обитающих на определённой территории. Различают фауну суши и Мирового океана. Фауна суши неоднородна, различается по составу, степени эндемизма, особенностям формирования, развития и расселения животных. Фауна мира включает 4 фаунистических царства: Арктогею (территорию Северного полушария до северного тропика), Палеогею (Африку без Сахары, Мадагаскар и Индо-Малайскую область), Нотогею (Австралию, Новую Зеландию и Полинезию) и Неогею (Южная и Северная Америка). Формирование фауны какой-либо территории определяют климат, рельеф, естественные преграды (пустыни, моря, широкие реки, горные хребты и пр.). Смена фауны происходит при значительных изменениях экологических условий обитания. В истории Земли происходило несколько смен фауны, напр. фауна венда, фауна мезозойской эры и др. Внутри каждой территории образуются фаунистические комплексы животных, имеющих сходные ареалы. Фауна складывается из местных аборигенных видов (автохтоны) и видов животных, проникших на данную территорию при расселении (аллохтоны и иммигранты). Термин «фауна» довольно пластичен, его используют для групп животных определённых экологических условий (лесная, степная, почвенная фауны и т. п.), систематических категорий (ихтиофауна, орнитофауна и т. п.) и др. Современная фауна Земли насчитывает более 1,5 млн. видов животных, но ежегодно открывают и описывают ок. 10 тыс. новых видов. Изучением фауны занимается фаунистика (раздел зоологии и зоогеографии).
ФЕЙХОА, род вечнозелёных деревьев и кустарников сем. миртовых. Включает 2 вида, произрастающих во влажных субтропических и умеренно тёплых частях Южной Америки. В субтропиках (в России на Черноморском побережье Кавказа) выращивают фейхоа Селлова. Плодовое дерево выс. до 4 м с раскидистой густой кроной. Листья супротивные, цельные, эллиптические, с сизым опушением на нижней стороне. Цветки белые или розовые, одиночные или в щитковидных соцветиях. Опыление насекомыми и птицами. Плод – зелёная с красноватым оттенком ягода, по форме и величине напоминающая сливу. Мякоть зрелых плодов плотная, сочная, кисло-сладкая, с запахом земляники, содержит йод. На родине фейхоа в пищу употребляют и мясистые лепестки цветков.
ФЕКАЛИИ, то же, что кал.
ФЕНОЛОГИЯ, раздел биологии, изучающий периодические явления в развитии живой природы и их связь со сменой времён года и метеорологическими условиями. Основы её заложены французским учёным Р. Реомюром в 1735 г. Фенологи регистрируют наступление и окончание сезонных фаз (фенофаз) развития животных и растений (напр., распускание почек берёзы, начало лёта майского жука, нереста рыб, созревания плодов рябины и т. п.) и различных природных явлений (вскрытия рек, первой грозы, первого снега и т. п.). Наблюдения проводятся (по согласованной программе) на стационарных наблюдательных пунктах, расположенных в различных географических районах. Многолетние данные оформляются в виде фенологических спектров и «календарей природы». Они позволяют определить оптимальные сроки полевых работ, пожароопасные районы и периоды года и т. п.
ФЕНОТИП, особенности строения и жизнедеятельности организма, обусловленные взаимодействием его генотипа с условиями среды. Отбор с.-х. растений и с.-х. животных по фенотипу (при наличии генотипической изменчивости) – применяется в селекции при совершенствовании и создании новых сортов растений и пород животных.
ФЕНХЕЛЬ, род одно-, дву– и многолетних травянистых растений сем. зонтичных. Включает 5 видов, дико произрастающих в основном в Европе и Африке. Фенхель обыкновенный – пряная, эфирно-масличная и лекарственная культура, выращиваемая в странах Евразии, Северо-Восточной Африки, в США. Стебель прямостоячий, выс. 100–200 см, листья рассечены на длинные нитевидные дольки. Цветки мелкие, жёлтые, в зонтиках. Опыление перекрёстное. Плод двусемянка.
Родина фенхеля обыкновенного – Средиземноморье и Средняя Азия, где его широко возделывают. В России выращивают (в небольших количествах) в основном в южных районах.
ФЕРМЕНТАТИВНЫЙ КАТАЛИЗ (биокатализ), ускорение химических реакций в клетках организма специальными белками – ферментами. Ферментативный катализ отличается чрезвычайно высокой эффективностью – реакции ускоряются в десятки и сотни тысяч (вплоть до миллионов и миллиардов) раз. Другая особенность биокатализа – его строгая специфичность: определённый фермент всегда катализирует лишь определённый тип реакции. Поэтому в многочисленных химических реакциях, одновременно протекающих в клетках, участвует огромное количество ферментов. Ферментативному катализу присуще также свойство регулируемости, т. е. изменение количества и вида вырабатываемых клетками ферментов и их активности в зависимости от потребностей организма. Эти особенности биокатализа обусловлены уникальной структурой молекул ферментов; вместе с тем он основан на тех же закономерностях, что и обычные химические реакции.
ФЕРМЕНТЫ, биологические катализаторы, присутствующие во всех живых клетках. Посредством ферментативного катализа происходит управление всеми процессами обмена веществ и энергии в организме.
По химической природе ферменты – простые или сложные белки; в состав их молекул может входить небелковая часть – кофермент. Механизм действия ферментов заключается в снижении энергии активации катализируемой реакции. Это достигается путём присоединения фермента к реагирующим веществам и образования с ними промежуточного комплекса, в результате чего энергетический порог реакции снижается и резко возрастает вероятность её протекания в нужном направлении. Так как в клетке одновременно идут тысячи реакций, деятельность ферментов строго упорядочена: различные ферменты находятся на различных участках мембран или в органоидах, т. е. они пространственно разобщены. Кроме того, в зависимости от потребностей организма, синтез ферментов может ускоряться или прекращаться. Каталитическая активность ферментов также зависит от многих факторов: температуры, наличия активаторов и ингибиторов и т. д. Таким образом, существует сложная и тонкая система регуляции активности ферментов, что, в свою очередь, определяет специфику происходящих в тех или иных клетках процессов, а в целом – реализацию генетической информации в ходе развития и жизнедеятельности организма.
Известно более 2 тыс. ферментов, которые в зависимости от характера катализируемых ими реакций разделены на классы. Так, оксидоредуктазы катализируют окислительно-восстановительные реакции, а гидролазы – реакции гидролиза, т. е. расщепления органических соединений с участием молекул воды (в т. ч. внутриклеточное переваривание белков, углеводов, жиров и других веществ). В номенклатуре ферментов каждый из них имеет свой шифр (индекс).
Многие ферменты выделены из клеток и получены в кристаллическом виде. Для ряда ферментов установлена первичная структура (последовательность аминокислотных остатков в полипептидных цепях) и пространственное строение.
Ферменты широко применяются в биохимических исследованиях, в генной инженерии, в пищевой, лёгкой и фармацевтической промышленности. Они незаменимы в медицине, особенно в тех случаях, когда организм в силу врождённых или наследственных нарушений не вырабатывает тех или иных ферментов или синтезирует их недостаточно. Напр., некоторые люди не усваивают молоко, т. к. у них отсутствует фермент лактаза, переваривающий молочный сахар – лактозу. Генетически обусловленные нарушения ферментативного превращения аминокислоты фенилаланина приводит к развитию умственной отсталости. Раннее распознавание подобных нарушений и применение в качестве лечебных препаратов соответствующих ферментов позволяет предотвращать заболевания, связанные с их недостаточностью в организме. Как синоним ферментов употребляется термин «энзимы». Раздел биохимии, изучающий ферменты, – энзимология.
ФЕРОМОНЫ, биологически активные вещества разнообразного химического строения, выделяемые особыми железами животных и оказывающие воздействие на поведение особей того же вида, а иногда и родственных видов. Спектр влияния феромонов довольно велик. Половые феромоны (половые аттрактанты) стимулируют созревание и поведение особей другого пола, обеспечивают их встречу и узнавание. Животные выделяют также феромоны тревоги; агрегационные (вызывающие массовые скопления) феромоны, феромоны следовые и феромоны для мечения территории.