Четверо из каждой сотни людей рождаются с наследственными болезнями. Болезни эти до сих пор лечатся с большим трудом, а до недавнего времени и совсем не поддавались лечению. Вот, например, фенилкетонурия. В организме больного не синтезируется фермент, перерабатывающий аминокислоту,— фенилаланин. В результате ребенок вырастает слабоумным. Оказалось, что если такого ребенка определённое время кормить пищей, в которой фенилаланина нет, то он вырастает вполне здоровым. А вот дети у него могут родиться больными.

Тех, кто задумывался над тайнами природы, с самых древних времен влекла, а порой и отпугивала своей недоступностью одна из глубочайших тайн в познании мира — вопрос о сущности жизни.

Тысячелетия загадка жизни оставалась прибежищем метафизики, областью верований, а не знания. Жизнь рассматривалась как сверхъестественное и потому непознаваемое явление. Многие авторы, расходясь в мелочах, сходились в утверждении, что живые существа и жизненные процессы не могут быть объяснены в логических понятиях.

Учёные, исследовавшие биоэнергетику живой клетки, давно обнаружили, что в процессе её жизнедеятельности из митохондрий в пространство клетки — цитоплазму — «выбрасывается» огромное количество протонов. Учёные расценивают эти протоны как «отходы» биологического окисления в митохондриях и считают, что эти «отходы», являющиеся клеточным ядом, нейтрализуются в клетке путем соединения их с доставленным в клетку кислородом воздуха в перекиси и далее — в воду. Но две особенности «выброшенных» из митохондрий в цитоплазму протонов заставляют думать о них совсем поиному.

В какой-то момент невообразимо длительной истории эволюции из группы прокариотических клеток без ядра произошли эукариотические клетки с ядром. Вспомните, что первые эукариотические клетки появились около 2,1 млрд. лет назад. Эти клет­ки, которые мы не слишком аккуратно назвали «протистами», что дословно означает «первичные», и дали начало всем организмам, имеющим ядро.

Большинство прокариот (монер, представителей царства Мonerа), известных на сегодняшний день, являются бактериями. Поэтому в заголовке мы и назвали бактерий «королями» царства Monera. Один из самых простых способов классификации бакте­рий — выявление их реакции на определенный биологический ре­актив, краситель (содержит йод) — краситель Грама.

Второй способ классификации бактерий и других монер осно­ван на различиях в способе, которым бактерии получают энергию для своей жизнедеятельности.

Кроме классификации бактерий по способу получения энергии, можно классифицировать их и по внешнему виду.

В последние дни 2004 г. города мира узнали удивительную новость: начиная со своих северных границ Ан­тарктика стала покрываться зеленью. В течение лета в Южном полушарии стала появляться зелень, образуя обширные луга там, где прежде было лишь царство метелей. Трудно представить себе что-либо более выразительно символизирующее изменения, происходящие на полюсах Земли. Изменения, происходящие на суше, кажутся менее значительными по сравнению с происходящими на море, поскольку морские льды тают.

До сих пор мы очень мало знаем о том, как общаются между собой животные, каков их язык. Известно, что одним из способов их общения является язык запахов. Собака без труда может найти по следу человека, если перед этим ей дали обнюхать что-нибудь из его вещей. Что же могут сказать друг другу звери с помощью этого таинственного языка, почти недоступного нам, людям? Сейчас учёные в какой-то мере уже могут ответить на этот вопрос, хотя роль запахов в общении млекопитающих основательно начали изучать совсем недавно — в конце 50-х — нача­ле 60-х годов девятнадцатого столетия.

Океанские глубины - это не другая биогеографическая область, это почти параллельная вселенная, с богатыми возможностями развития. Чем, по-вашему, угрожает человеческая деятельность такому миру? Даже если непосредственной угрозы нет, уроки прошлого показывают, что и такой необъятный мир может стать жертвой климатических изменений.

55 миллионов лет назад, когда извержение метана повысило температуру поверхности планеты, глубины океана стали почти такими же тёплыми, как и поверхностные слои, что почти полностью уничтожило жизнь в глубоководной зоне.

Каждый живой организм — каждый человек, каждое животное и растение — состоит из миллионов мельчайших живых систем, называе­мых клетками. Внутри каждой клетки находится удивительное химическое соединение — молекула ДНК. Это основа всей жизни. ДНК в клетках человеческого тела не только диктует каждой клетке, как вести себя, чтобы выжить, но также несёт в себе всю информацию, необходимую для создания нового человеческого организма.

Определение структуры ДНК Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Кри­ком в 1953 г. было одним из глав­ных научных прорывов XX века. Но открытия ДНК и РНК, расширив круг наших знаний, также расширили горизонты непознанного...

Белки являются очень сложными молекулами с многоуровневой структурой и сложнейшими функциями. Например, гемоглобин переносит кислород в крови, а инсулин помогает перерабатывать сахар. На самом глубинном уровне все белки состоят из цепочек 20 разных аминокислот, причём именно порядок аминокислот, заданный ДНК, определяет предназначение того или иного белка. Если развернуть структуру белка, как клубок с нитками, то можно заметить, что он свернут не хаотически, а в строго упоря­доченной последовательности. Из бесконечного количества возможных вариантов фолдинга (свертки) молекула белка выбирает единственно правильный. Теория строения и образования белка - одна из самых сложных и многообещающих теорий.

Богатство живого мира основано на многообразии биологи­ческих молекул, которые состоят из повторяющихся фрагментов (мономеров) и хитроумных связей между ними. Молекула, состоящая из повторяющихся мономеров, соединенных химиче­скими связями, которые образуют структурные единицы более крупной молекулы, называется полимером.

Одним из наиболее распространенных органических полиме­ров в живых организмах является белок, который служит поли­мером аминокислот. В настоящее время большие биологические молекулы, как правило, полимеры или содержащие полимеры, называют макромолекулами.

Мы рассмотрим основные тенденции развития биологии и биотехнологий, а также некоторые наиболее интересные задачи современной биологии. Конечно, даже для краткого описания всех биологических задач и направлений развития потребуется написать десятки или даже сотни книг. И такие книги действительно написаны. В данной статье мы кратко опишем наиболее интересные аспекты развития современной биологии.

Интерес со стороны общества к биологии и другим наукам о живых организмах объясняется очевидным желанием понять фундаментальные основы жизни и улучшить жизнь человека. За счёт чего и каким образом учёные смогут изменить к лучшему нашу жизнь? Ответ на этот вопрос дают протеомика, генетика, цитология, иммунология...

Защита окружающей среды от промышленных загрязнений — «тема века». Этот вопрос не волнует сейчас разве только тех, кто не представляет, насколько загрязнения опасны для здоровья планеты.

Загрязнения бывают часто столь многосложны, что никакие построенные руками человека приборы не смогут определить вредность этой «каши». Ведь в сточных водах встречаются сотни, а иногда и тысячи различных соединений. Вот здесь-то и выручат тестобъекты: живые приборы, организмы-индикаторы.

Люди издавна считали, что естественные природные системы рано или поздно, но неизбежно приходят в устойчивое, равновесное и саморегулирующееся состояние. Конечно, если деятельность человека не препятствует установлению такого равновесия. Авторы многих книг и фильмов привыкли использовать следующий шаблон: хрупкие экологические системы Земли по­стоянно подвергаются угрозам со стороны деятельности человека. Причём, равновесие природных систем часто изображается неустойчивым и хрупким. Поневоле приходится задавать вопрос: «Как, несмотря на всю пагубность вмешательства человека, природным системам удается восстановить равновесие и выжить?».

Когда в конце прошлого века ученые приступили к точному измерению обмена веществ у животных и человека, выяснилось, что организм многих млекопитающих выделяет в виде тепла больше энергии, чем получает с пищей. Некоторых это даже заставило сомневаться в применимости закона сохранения энергии к живым существам.

Сотрудник Монгольского государственного медицинского института Жамбалын Шагж показал недавно, что «лишняя» энергия вырабатывается симбиотическими бактериями, обитающими в толстом кишечнике человека и многих животных. Оказалось, что эти микроорганизмы, разлагающие неперевариваемые для большого организма остатки — целлюлозу растительной пищи и соединительнотканные элементы мяса — превращают их в усвояемые вещества, например, жирные кислоты. Эти-то соединения и служат «неучтенным» топливом для организма хозяина, кроме того, и при жизнедеятельности самих бактерий выделяется тепло.

В молекулярной биологии есть давняя, но ещё не разрешенная проблема: как из одной-единственной оплодотворенной клетки развиваются кости, нервы, мышцы и все остальные ткани и органы тела. И вот в этой «тёмной» области, кажется, появился некий просвет: молекулы клеточной адгезии (латинская аббревиатура — САМ). Как видно из названия, они способны «прилипать» к клеткам и как-то влиять на их работу. Установлено, что эти молекулы необходимы для образования зародыша. А кроме того вполне может быть, что они лягут в основу новых способов лечения СПИДа, рака или... насморка.

Животные, в отличие от растений, питаются готовыми органическими веществами, т. е. гетеротрофно. Животные, как правило, активно двигаются. В их клетках отсутствует твёрдая клеточная стенка. Углеводы животные запасают в виде гликогена. Известно от 1,5 до 2 млн. видов животных.

Описано более 350 тысяч видов растений. Одно из главных отличий растений от животных и грибов — способность создавать органиче­ские вещества из неорганических с помощью солнечного света (процесс фотосинтеза). Растения (наряду с цианеями и некоторыми бактериями) служат пищей для всех других живых организмов. Клетки растений имеют жёсткую стенку из целлюлозы, внутри кле­ток содержится хлорофилл, необходимый для фотосинтеза.

Живой мир на нашей планете чрезвычайно разнообразен. Планета Земля буквально кишит различными живыми организмами, начиная от простейших одноклеточных и даже неклеточных организмов, и заканчивая млекопитающими и человеком. Рассмотрим, хотя-бы кратко, всё это многообразие в сборном перечне, придерживаясь установленной классификации, чтобы получить представление о громадном количестве живых форм, невообразимом многообразии живой материи на Земле.

Естественно, некоторые современные биологи впа­дают в гнев от одной мысли, что они просто добав­ляют детали к magnum opus (выдающееся произведе­ние, лат.) Дарвина. Одним из самых сильных (в смысле, который вкладывает Блум) постдарвинис­тов является Стивен Джей Гоулд (Stephen Jay Gould) из Гарвардского университета. Гоулд выступал про­тив влияния Дарвина, критикуя силу его теории, дока­зывая, что она так многого не объясняет. Гоулд начал заявлять о своей философской позиции в шестидеся­тые годы, атаковав уязвимую доктрину униформитаризма, утверждающую, что геофизические силы, сфор­мировавшие Землю и жизнь, были в большей или мень­шей степени постоянными.

Ни одна другая область науки не отягощена так своим прошлым, как эволюционная биология. Литературный критик Гарольд Блум назвал это «страхом влия­ния». Собственно, эволюционную биологию в широком смысле можно определить как попытку интеллекту­альных наследников Дарвина прийти к мало-мальски приемлемому соглашению с его подавляющим влияни­ем.

Учёные разделили всё живое на планете на группы по родственным признакам. Пять самых больших групп называются царства. Какие это царства, Вы узнаете из темы.

«У учёных нет единства по проблеме эволюции. У многих из них возникли известные сомнения не только относительно причин эволюции, но и относительно самого процесса. Как известно, расхождения возникают там, где бывают неудовле­творительными доказательства, не позволяющие сделать какого-то определен­ного вывода. Считаю справедливым и уместным обратить внимание научной общественности на известные разногла­сия по поводу эволюции и естественного отбора». Известный канадский биолог У. Р. Томпсон.

В 1831 году Генсло рекомендовал Дарвина в ка­честве корабельного коллектора капитану «Бигля» Фицрою, набиравшему экипаж для кругосветной экспедиции по особому заданию правительства Ве­ликобритании. В обязанности Дарвина отныне вхо­дили сбор, опись и хранение всевозможных образ­цов минералов, руд, насекомых, животных, рыб, птиц и всего остального, обнаруженного экспедици­ей за время кругосветного плавания.

Кругосветное путешествие продолжалось около пяти лет. Многочисленные коллекции, собранные Дарвином и впоследствии обработанные Р. Оуэном (ископаемые млекопитающие), Ватергаузом (совре­менные млекопитающие), Гульдом (птицы), Беллем (пресмыкающиеся и земноводные) и Дженнинсом (насекомые), послужили материалом для общего труда, изданного под заглавием «Зоология путеше­ствия "Бигля"».

И только по возвращении из путешествия, в 1837 году, Дарвин приступил к разработке теории. Сама идея естественного отбора пришла к нему по прочтении трудов английского экономиста, осново­положника мальтузианства Томаса Роберта Маль­туса (1766-1834).