БСЭ. Большая Советская Энциклопедия (СС)

  Исследования ведутся в основном в Биогеохимической лаборатории Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского АН СССР (1947).

  Биохимия и молекулярная биология.Большое значение для развития биохимии в СССР имели работы А. Н. Баха по исследованию окислит. процессов в животных и растит. организмах; его теоретические положения по химии ферментов нашли применение в технологии пищевых продуктов животного и растит. происхождения. В 1924 А. И. Опариным была выдвинута гипотеза происхождения жизни на Земле, ряд положений которой экспериментально подтвержден в работах советских и зарубежных учёных. Эта проблема вышла за рамки биохимии и приобрела общебиологическое значение.

  В 1925-29 A. Р. Кизель доказал несостоятельность широко распространённых в то время представлений о том, что основа протоплазмы всех клеток особый белок - пластин; это заложило основу для последующего изучения функциональной роли отдельных клеточных компонентов. Изучение процесса дыхания клеток позволило В. А. Энгельгардту установить (1930-31) прямую связь этого процесса с образованием эфиров неорганической фосфорной кислоты; тем самым были заложены основы современной биоэнергетики. В. А. Белицер (1939) показал, что процесс фосфорилирования сопряжён с транспортом электронов в дыхательной цепи. В биохимии белка крупное теоретическое значение имеют работы Д. Л. Талмуда и С. Е. Бреслера (нач. 40-х гг.), исследовавших строение глобул белка в растворах. Данные рентгеноструктурного анализа подтвердили правильность высказанной ими гипотезы о специфической ориентации гидрофильных и гидрофобных аминокислотных остатков в молекулах белка.

  В биохимии растений и микроорганизмов успехи были достигнуты в исследовании процессов анаэробного обмена углеводов и дыхания у растений. С. П. Костычев в начале 20 в. открыл новые промежуточные продукты брожения, изучал сущность процессов обмена белков и фиксации азота. Ученики К. А. Тимирязева, разрабатывавшие проблемы биологического окисления (В. И. Палладин), азотистого обмена (Д. Н. Прянишников, В. С. Буткевич), обмена аргинина и мочевины, создали крупные биохимической школы. Путём прямого препаративного выделения нуклеиновых кислот у различных групп организмов (Кизель, А. Н. Белозерский и его школа) было окончательно доказано, что ДНК содержится не только в ядрах клеток животных, но и в клетках растений и микроорганизмов, что свидетельствует о единстве состава ядерного материала у всех живых существ. Большое значение имеют начатые в 30-х гг. исследования ферментативных процессов в живой клетке; показано, что их направленность во многом определяется пространственной разобщённостью ферментов и субстратов в протоплазме (Опарин, А. Л. Курсанов, В. Л. Кретович и др.). Исследования ферментного аппарата хлоропластов и механизмов биосинтеза белка в этих органоидах, а также физико-химических особенностей компонентов их белок-синтезирующего аппарата внесли вклад в понимание степени генетической автономии этих субклеточных структур (Кретович, Н. М. Сисакян и др.). Разрабатывались вопросы прикладной биохимии, главным образом промышленной: способы получения новых антибиотиков, методы их очистки, поиски условий, благоприятных для их синтеза, получение биологически активных соединений - витаминов, дефицитных аминокислот, нуклеотидов и т. д. Изучаются проблемы качества растительного сырья, его хранения, правильной обработки и эффективного использования. Достижениями технической биохимии являются: установление биохимических основ внесезонной ферментации табака и его последующей переработки, новая технология получения органических кислот из махорки, создание биохимических методов контроля в чайном производстве, усовершенствование технологии виноделия, разработка биохимических основ хранения и переработки сельскохозяйственных продуктов, создание новых методов извлечения витаминов из растительного, микробного и животного сырья, разработка научных основ получения и применения ферментных препаратов в пищевой и лёгкой промышленности.

  В биохимии животных и человека важную роль сыграли работы учеников и последователей А. Я. Данилевского. В. С. Гулевич в 20-е гг. исследовал азотистые небелковые вещества мышц и открыл ряд новых соединений (карнозин, карнитин и др.). Эти работы развиты в трудах С. Е. Северина и его школы. Большое значение имеют работы Я. О. Парнаса с сотрудниками по биохимии мышц и промежуточному обмену (с 30-х гг.). В. А. Энгельгардт и М. Н. Любимова (1939) открыли ферментативную активность актомиозина (расщепление богатой энергией АТФ) и постулировали её роль в мышечном сокращении; эти данные позволили на новой основе начать экспериментальную разработку проблемы использования химической энергии для выполнения механической работы. Впоследствии аналогичная аденозинтрифосфатазная активность была найдена у ряда других сократительных белков. В 1937 А. Е. Браунштейн и М. Г. Крицман открыли процесс переаминирования, один из важнейших путей синтеза аминокислот, и установили роль пиридоксальфосфата в функционировании участвующих в этом процессе ферментов - аминотрансфераз. Важное значение для понимания биохимии нервной системы и нервно-мышечных взаимодействий имели работы А. В. Палладина, Г. Е. Владимирова и Д. Л. Фердмана. Состав липидов нервной системы как в фило- и онтогенетическом аспекте, так и в динамике при различных функциональных состояниях исследовали Е. М. Крепе и его сотрудники (с 40-х гг.). В годы Великой Отечественной войны 1941-1945 проводились работы, имеющие практическое значение, в частности по свёртыванию и консервированию крови (Б. А. Кудряшов, Г. Е. Владимиров С. Е. Северин). К середине 20 в. достигнуты успехи в изучении биохимии крови, её дыхательной функции (Б. И. Збарский с сотрудниками), а также гормонов (Н. А. Юдаев, В. С. Ильин, А. М. Утевский), минеральных веществ, в частности микроэлементов, их распространения в организмах, физиологической роли, механизма действия и регулирующих влияний на ферментативные реакции и процессы обмена веществ (С. Я. Капланский, А. И. Войнар). Важное значение для программы космических исследований в СССР имели результаты анализа специфических изменений физиологических функций и обмена веществ человека и животных в условиях космического полёта, под действием невесомости (В. В. Парин, О. Г. Газенко и др.). С конца 50-х гг. многие традиционно биохимические проблемы разрабатываются также молекулярной биологией и биоорганической химией. Границы между этими дисциплинами часто условны.

  В молекулярной биологии, вычленившейся из биохимии в середине 20 в. в связи с развитием новых методов исследования, основополагающие работы выполнены ещё в 30-40-х гг. Энгельгардт и Любимова открыли АТФазную активность актомиозина, т. е. его способность гидролизовать АТФ, и на основе этого впервые дали объяснение биологическим явлениям (мышечное сокращение) в молекулярных терминах. Белозерский осуществил ряд важных работ по нуклеиновым кислотам растений и бактерий. В 50-60-е гг. создан ряд специальных институтов, что обусловило дальнейшее развитие молекулярной биологии. Была установлена первичная структура некоторых транспортных РНК (А. А. Баев и др.), расшифрована первичная структура ряда белков (Ю. А. Овчинников с сотрудниками), в том числе одной из трансаминаз (Браунштейн, Овчинников с сотрудниками), а также установлена  пространственная структура пепсина (Н. С. Андреева с сотрудниками) и ряда других белков. Исследования нуклеотидного состава РНК разного происхождения способствовали открытию информационной РНК у бактерий (А. Н. Белозерский и А. С. Спирин). Открыт новый тип РНК - ядерная проматричная РНК - высокомолекулярный предшественник РНК животной клетки (Г. П. Георгиев с сотрудниками). В цитоплазме и ядре открыты и детально изучены структура и функции рибонуклеопротеидов, содержащих иРНК (информосомы) (Спирин, Георгиев с сотрудниками). Осуществлена частичная самосборка рибосом, изучаются закономерности функционирования их в процессе синтеза белка (Спирин с сотрудниками). Описан новый тип регуляции процессов транскрипции, положит. регуляция путём узнавания ферментом РНК-полимеразой определ. участков ДНК (Р. Б. Хесин с сотрудниками). Выполнен ряд важных работ по молекулярной генетике и физикохимии биополимеров. Осуществляются работы по использованию достижений молекулярной биологии в генной инженерии, вирусологии и онкологии.

  Исследования ведутся главным образом в АН СССР (Институт биохимии им. А. Н. Баха, 1935; Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова, 1964; Институт физиологии растений им. К. А. Тимирязева, 1934; Институт молекулярной биологии, 1957; Институт биоорганической химии им. М. М. Шемякина, 1959; Институт белка, 1967); институтах биохимии академий наук союзных республик, АМН СССР (Институт биологической и медицинской химии, Институт экспериментальной эндокринологии и химии гормонов, Институт питания, Институт экспериментальной медицины), ВАСХНИЛ и институтах ряда министерств (здравоохранения, сельского хозяйства, пищевой промышленности и др.), межфакультетской лаборатории биоорганической химии МГУ, в лабораториях и на кафедрах университетов и учебных институтов.

  Биофизика.Под руководством П. П. Лазарева, создавшего первую советскую школу биофизиков, проводились исследования в области ионной теории возбуждения живых тканей, предложенной им в 1916. В 20-е гг. А. А. Гурвичем были проведены вызвавшие широкую дискуссию исследования ультрафиолетового свечения биологических систем (т. н. митогенетическое излучение); в 50-60-е гг. изучалось сверхслабое свечение ряда животных и растительных объектов в видимой области спектра (Ю. А. Владимиров, Б. Н. Тарусов с сотрудниками). Вопросы аккомодации и конвергенции глаза, его чувствительности к разным лучам спектра разрабатывались в лаборатории С. В. Кравкова. Механизмы элементарных фотофизических процессов и фотохимических реакций, а также люминесценции белков изучались в лаборатории А. Н. Теренина. Открыта реакция обратимого фотохимического восстановления хлорофилла и его аналогов (А. А. Красновский). В 70-е гг. успешно разрабатываются: молекулярная биофизика (физические и физико-химические свойства макромолекул и молекулярных комплексов, М. В. Волькенштейн, Л. А. Блюменфельд, Н. С. Андреева и др.), биофизика клетки (физико-химические основы функций клетки и её органоидов, Г. М. Франк, Б. Н. Тарусов и др.), биофизика процессов управления и регуляции (изучение и моделирование регуляторных и управляющих систем организмов, И. М. Гельфанд и др.), биофизика мышечного сокращения (Франк и др.), биофизика органов чувств, и др. Создаются приборы и машины для массового автоматического исследования биологических структур

(Г. Р. Иваницкий и др.).

  В 1919-32 исследования велись в Институте биологической физики Наркомздрава РСФСР (с 1929 - институт физики и биофизики), в 1932-44 в ВИЭМ, с 1934 в Агрофизическом научно-исследовательском институте ВАСХНИЛ, с 1952 главным образом в Институте биологической физики АН СССР и других институтах научного центра биологических исследований АН СССР в Пущине Московской области, в академиях наук союзных республик, АМН СССР, на кафедрах биофизики МГУ и других вузов.

  Радиобиология.В первые годы Советской власти работы велись в основном в рентгенологическом и радиологическом институтах и были связаны с задачами лучевой терапии рака. В 1925 было открыто мутагенное действие ионизирующей радиации Г. А. Надсоном и Г. С. Филипповым, подтвержденное работами советских и зарубежных учёных. Установлена возможность применения ионизирующих излучений для повышения урожайности сельскохозяйственных растений В 40-х гг., в связи с достижениями в использовании атомной энергии, началось интенсивное развитие радиобиологии, сформировавшейся в самостоятельную науку. Усилия советских учёных направлены на разработку мер профилактики и лечения лучевой болезни (Г. М. Франк, П.Д. Горизонтов и др.). Большое внимание уделяется биологической и химической защите человека от вредного действия ядерных излучений. Предложены новые активно действующие защитные вещества. В 40- 50-е гг. был сформулирован принцип попадания в радиобиологии (Н. В. Тимофеев-Ресовский), открыто явление клеточного восстановления после действия ионизирующей радиации (В. И. Корогодин, М. Н. Мейсель), выявлена роль радиотоксинов в развитии лучевого поражения. Исследованы функциональные нарушения ЦНС под влиянием облучения (А. В. Лебединский, М. Н. Ливанов и др.). Выяснение механизмов начальных процессов, возникающих в облученных организмах, привело к ряду теоретических обобщений. Развита генетическая теория лучевой болезни (Б. Л. Астауров). Идея о биологического эффекте облучения как следствии взаимодействия множественных изменений субмикроскопических структур клетки и связанных с ними процессов обмена веществ отражены в структурно-метаболической теории  биологического действия радиации (60-е гг., А. М. Кузин). В 70-е гг. ведутся исследования по молекулярной радиобиологии (Н. М. Эмануэль и др.), радиобиологии клетки (В. И. Корогодин и др.), радиационной генетике (Н. П. Дубинин, Н. В. Лучник и др.), радиобиологии животных (Г. С. Стрелин, И. Г. Даренская и др.) и растений (Д. М. Гродзенский и др.), радиационной иммунологии (Р. В. Петров, И. Н. Клемпарская и др.), радиоэкологии (В. М. Клечковский, Г. Г. Поликарпов и др.), космической радиобиологии (Ю. Г. Григорьев и др.) и других направлениях этой быстро развивающейся науки.

  Исследования ведутся в Институте биологической физики АН СССР(1952); Ленинградском институте ядерной физики АН СССР (г. Гатчина) и других институтах АН СССР, в институтах Минздрава СССР и Министерства сельского хозяйства СССР, в радиобиологических центрах академий наук союзных республик, на кафедрах многих вузов.

  Цитология.Начало развитию цитологии в дореволюционной России положили исследования А. С. Догеля по структуре нервных клеток, Н. К. Кольцова по опорным фибриллярным внутриклеточным структурам, С. Г. Навашина по хромосомам и двойному оплодотворению.

  В 20-40-е гг. в СССР возникли крупные цитологической школы. Д. Н. Насонов с сотрудниками изучал функциональную морфологию клетки (аппарат Гольджи, митохондрии); цитогенетические работы осуществлены на растит. (Г. А. Левитский, Г. Д. Карпеченко, М. С. Навашин) и животных клетках (Б. Л. Астауров, П. И. Живаго, Л. А. Прокофьева-Бельговская и др.); разрабатывалась цитохимия (А. В. Румянцев, Г. И. Роскин); возникло цитофизиологическое направление - по изучению реакции клеток на внешние воздействия (Насонов, В. Я. Александров), которое привело к учению о паранекрозе как неспецифические реакции клетки и созданию белковой теории повреждения и возбуждения. С начала 50-х гг. активно развивается цитогенетика: изучение тонкой структуры хромосом связывается с их функцией (Прокофьева-Бельговская с сотрудниками), разрабатывается проблема репродукции клеток и клеточных структур. Применение новых методов (авторадиография, цитохимия, цитофотометрия и др.) позволяет исследовать динамику клеточных популяций в онтогенезе разных тканей, изучать динамику распределения и метаболизма белков и нуклеиновых кислот в ядре и цитоплазме при различных функциональных состояниях клеток (А. А. Заварзин, О. И. Епифанова, В. Я. Бродский и др.). Исследуются закономерности роста, развития и передачи наследств. информации нормальных и малигнизированных клеток в культурах. Большой интерес представляет сравнит. анализ ультраструктурной организации и цитохимии сенсорных клеток (Я. А. Винников) и нейросекреции (А. Л. Поленов). В конце 50-х гг. возникло новое направление в изучении клетки - цитоэкология (В. Я. Александров, Б. П. Ушаков), изучающая роль клеточного уровня организации живого в адаптации организмов к условиям среды. В области физиологии клетки изучается проблема проницаемости клеточных мембран и закономерности распределения веществ между клеткой и средой (А. С. Трошин и др.). В 60-70-е гг. в центре внимания - изучение клеточных мембран и их роли в электрофизиологии и метаболизме клетки (Ю. А. Овчинников и др.). Цитологические методы используются в систематике растений и животных (кариосистематика). Развивается радиационная цитология, одна из задач которой - изучение закономерностей репарации ДНК после лучевого повреждения клетки. Центральная проблема исследований прокариотных и одноклеточных эукариотных организмов - выяснение закономерностей эволюции генетических систем на клеточном уровне организации живого (А. М. Пешкова, М. Н. Мейсель, Ю. И. Полянский, И. Б. Райков).

  Основные исследования ведутся в Институте цитологии АН СССР (1957); Институте цитологии и генетики Сибирского отделения АН СССР (1957); университетах, медицинских и сельскохозяйственных вузах.

  Генетика.Развитию генетики в СССР в 20-е гг. способствовали труды Ю. А. Филипченко по генетике человека, сельскохозяйственных животных и растений. Из работ советских учёных к достижениям мирового значения относятся: разработанная Н. К. Кольцовым (1928, 1935) гипотеза молекулярного строения и матричной репродукции хромосом («наследственные молекулы»), предвосхитившая принципиальные положения современной молекулярной биологии и генетики; исследование сложного строения гена, экспериментальное доказательство его делимости и разработка теории строения гена из субъединиц (Н. П. Дубинин, А. С. Серебровский); работы по популяционной генетике и связи генетики с эволюционным учением (С. С. Четвериков, Д. Д. Ромашов); открытие и дальнейшая разработка вопроса о радиационном (Надсон и Филиппов) и химическом (М. Н. Мейсель, 1928, В. В. Сахаров, 1933, М. Е. Лобашев, 1934, С. М. Гершензон, 1939, И. А. Рапопорт, 1946) мутагенезе; исследования полиплоидии (Г. Д. Карпеченко, А. Р. Жебрак, Сахаров и др.). Работы по анализу значения ядра и цитоплазмы в развитии и управлении полом (Б. Л. Астауров, В. А. Струнников) получили выход в практику шелководства. Классические работы в области теоретических основ селекции растений и по теории гомологических рядов изменчивости выполнены Н. И. Вавиловым в 20-е и 30-е гг. В селекции плодовых успешна многолетняя деятельность И. В. Мичурина. С именами Мичурина, Карпеченко, Н. В. Цицина связана разработка теории отдалённой гибридизации растений. В развитие генетических основ селекции животных внесли вклад М. Ф. Иванов, Б. Н. Васин, Д. К. Беляев, Я. Л. Глембоцкий и др. В 30-е гг. работы С. Г. Левита с сотрудниками (наследование сахарного диабета, язвенной и гипертонической болезней и др.) и С. Н. Давиденкова с сотрудниками (наследственные болезни нервной системы) способствовали значительному развитию медицинской генетики в СССР. Использование микроорганизмов и вирусов в качестве объектов исследований, проникновение в генетику методов химии, физики, математики привели в 40-50-х гг. к возникновению и развитию молекулярной генетики. Ещё в 30-е гг., воспользовавшись полётами стратостатов, советские генетики начали изучение влияния естественной радиации на наследственность. Впоследствии учёные приступили к изучению влияния космических условий на организм и заложили основы космической биологии, в том числе и космической генетики. В 20-30-е гг. советская генетика занимала ведущее место в мировой науке о наследственности и изменчивости. Начиная с конца 30-х гг., особенно после сессии ВАСХНИЛ (1948), исследования в области генетики в СССР затормозились. В 60-е гг. вновь началось развитие генетических исследований, в частности по хромосомной теории наследственности и теории мутаций (Н. П. Дубинин и др.). Новые перспективы открываются в связи с зарождением и развитием методов генетической (генной) инженерии.

  Основные исследования ведутся в Институте общей генетики АН СССР (1966), Институте цитологии и генетики Сибирского отделения АН СССР, Институте генетики и цитологии АН БССР (1965), Институте медицинской генетики АМН СССР и многих других научно-исследовательских и учебных биологических учреждениях.

  Развитию биологических наук в СССР способствует деятельность научных обществ (см. ) .

  Важное значение имеет укрепление связей с зарубежными учёными и участие советских биологов в работах по программам: , ,а также в международных конгрессах и симпозиумах (см. ) .В рамках международного сотрудничества советские биологи активно участвуют в разработке различных аспектов проблемы охраны окружающей среды, в частности по программе человек и биосфера, а также по охране существующих ландшафтов и биогеоценозов (экосистем), особенно изменяющихся под влиянием деятельности человека. Имеются двусторонние соглашения советских и зарубежных биологов по частным вопросам биологии.

  Периодические издания: «Архив анатомии, гистологии и эмбриологии» (с 1916); «Биофизика» (с 1956); «Биохимия» (с 1936); «Ботанический журнал» (с 1916); «Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел биологический» (с 1922); «Вестник зоологии» (К., с 1967); «Вопросы вирусологии» (с 1956); «Генетика» (с 1965); «Гидробиологический журнал» (К., с 1965); «Журнал высшей нервной деятельности им. И. П. Павлова» (с 1951); «Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии» (с 1924); «Журнал общей биологии» (с 1940); «Журнал эволюционной биохимии и физиологии» (с 1965); «Зоологический журнал» (с 1916); «Известия Академии наук СССР. Серия биологическая» (с 1935); «Микробиология» (с 1932); «Молекулярная биология» (с 1967); «Онтогенез» (с 1970); «Палеонтологический журнал» (с 1959); «Паразитология» (с 1967); «Прикладная биохимия и микробиология» (с 1965); «Радиобиология» (с 1961); «Растительные ресурсы» (с 1965); «Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции» (с 1908); «Успехи современной биологии» (с 1932); «Физиологический журнал СССР им. И. М. Сеченова» (с 1917); «Физиология растений» (с 1954); «Цитология» (с 1959); «Цитология и генетика» (К., с 1967); «Экология» (Свердловск, с 1970); «Успехи физиологических наук» (с 1970); «Реферативный журнал. Биология» (с 1954) и «Реферативный журнал. Биологическая химия» (с 1955).

  См. также: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , .

  Я. И. Старобогатов, С. В. Емельянов, Л. Я. Бляхер(зоология), В. Н. Черниговский(физиология животных и человека), Д. В. Лебедев(ботаника), А. Л. Курсанов(физиология растений), А. А. Имшенецкий(микробиология), В. Л. Рыжков(вирусология), Л. П. Татаринов(палеонтология), В. В. Ковальский(биогеохимия), А. С. Антонов(биохимия), Г. П. Георгиев(молекулярная биология), А. М. Кузин(биофизика, радиобиология), А. С. Трошин(цитология).

  Почвоведение

 Современное генетическое почвоведение было создано в России в последней четверти 19 в. трудами В. В. Докучаева, впервые показавшего, что почву следует рассматривать как особое природное тело, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе. Докучаев установил факторы почвообразования, определил связь почв с другими компонентами ландшафта; ввёл понятие о почвенном профиле; разработал сравнительно-географический метод исследования, заложив тем самым основы географии почв. Докучаев много занимался и прикладными аспектами почвоведения - оценкой земельных ресурсов, созданием системы мероприятий для преодоления засухи и почвенной эрозии.

  В конце 19 - начале 20 вв. П. А. Костычев, В. Р. Вильяме и Г. А. Дояренко успешно развивали агрономические отрасли почвоведения - исследовали взаимоотношения почвы и растительности, почвенное плодородие; К. К. Гедройц начал изучать обменные свойства почвы, заложив тем самым основу коллоидной химии почв; А. А. Измаильский, Г. Н. Высоцкий, В. Г. Ротмистров - водный и тепловой режим. В 1900 вышел в свет, написанный Н. М. Сибирцевым первый учебник почвоведения. В этот же период проводились обширные исследования почв России. Научными центрами почвоведения в России были Почвенная комиссия Вольного экономического общества (организована в 1888) и Докучаевский почвенный комитет (1912).