Страница:
ГАСТЕРОМИЦЕ́ТЫ, группа грибов порядка базидиомицетов. Плодовые тела замкнутые. Оболочка разрывается после созревания спор.
ГАСТРИ́Т, воспаление слизистой оболочки желудка, вызванное внешними и внутренними факторами. К внешним факторам относятся химические – кислоты, щёлочи, алкоголь, лекарства; физические – грубая, травмирующая желудок пища, горячие напитки; бактериальные – пищевые инфекции (сальмонеллёз и др.). Внутренние факторы – нарушения обмена веществ, заболевания почек, крови. Различают острый и хронический гастриты.
Острый гастрит развивается через 4—8 ч после воздействия повреждающего фактора, сопровождается болью в подложечной области, тошнотой, рвотой, реже – поносом. Язык сухой, с бело-серым налётом.
Хронический гастрит может быть самостоятельным заболеванием или сопутствовать другим болезням. Основные причины – длительные систематические нарушения гигиены питания (недоброкачественные продукты, еда всухомятку, нерегулярно), курение, длительный приём некоторых лекарств, а также хронические воспалительные заболевания других органов пищеварительной системы. Могут наблюдаться повышенная секреция желудочного сока (боли, изжога, отрыжка кислым) или пониженная (неприятный вкус во рту, тошнота, слюнотечение, чувство переполнения, отрыжка тухлым). Хронический гастрит – прогрессирующее длительное заболевание с сезонными обострениями весной и осенью. Лечение острого и хронического гастритов проводит врач-гастроэнтеролог. Профилактика – соблюдение гигиены питания, отказ от курения, алкоголя, лечение сопутствующих заболеваний.
ГА́СТРУЛА, зародыш многоклеточных животных в период обособления двух первичных зародышевых листков (наружного – эктодермы и внутреннего – энтодермы). Наличие в развитии многоклеточных животных стадии двухслойного зародыша доказывает единство их происхождения. Процесс образования гаструлы называется гаструляция. Период гаструляции следует за заключительной фазой периода дробления яйца – бластуляцией (см. Бластула).
ГАТТЕ́РИЯ,единственный современный представитель отр. клювоголовых рептилий. Напоминает большую ящерицу. Тело массивное, дл. до 1 м (включая хвост), голова крупная. Пятипалые конечности относительно короткие. От затылка вдоль спины и хвоста тянется невысокий, но внушительный гребень из плоских треугольных чешуй. Отсюда местное название «туатара», что на языке туземцев Новой Зеландии (маори) означает «шипоносец». Это животное, известное с поздней юры и верхнего мела, просуществовало почти 200 млн. лет без существенных изменений скелета, внутреннего строения и внешнего вида. Обитают «живые ископаемые» на нескольких небольших островах, расположенных между Северным и Южным островами Новой Зеландии. Живут в норах глуб. до 1 м. Иногда они роют их сами, но часто используют норы буревестников. Считается, что они поедают яйца и птенцов этих птиц, но есть доказательства их мирного сосуществования. Буревестники покидают норы днём, когда пресмыкающиеся там спят, и возвращаются ночью, когда гаттерии выползают на охоту.
В отличие от других пресмыкающихся, гаттерии активны при низких температурах (6—8 °С); прочие рептилии в таких условиях цепенеют от холода. Гаттерия получает сигнал о том, что наступает день и температура среды возрастает, через т.н. «третий», или теменной, глаз. Остатки этого органа существуют у всех наземных позвоночных, в т.ч. и у человека, но только у самых древних рептилий он не утратил своего первоначального значения. Детёныши гаттерии вылупляются в норе через 15 мес. после откладывания ею 8—15 яиц (самый долгий инкубационный период у пресмыкающихся) и растут очень медленно, достигая взрослого состояния к 20 годам. Продолжительность жизни более 120 лет, т.к. все процессы жизнедеятельности крайне замедлены при низких температурах. Истреблённая туземцами ради пищи на больших островах, а также преследуемая завезёнными домашними животными, древняя рептилия взята под строжайшую охрану и внесена в Красную книгу МСОП.
ГВЕРЕ́ЦЫ, то же, что колобусы.
ГВОЗДИ́КА, род растений сем. гвоздичных. Включает ок. 300 видов, дико произрастающих в Евразии и Северной Африке. Однолетние или многолетние корневищные растения, очень редко полукустарники. Стебель простой или ветвистый. Листья линейные. Цветки одиночные, либо собраны в кисть, метёлку или полузонтик на верхушке стеблей или ветвей, большей частью душистые. Лепестки розовые, сиреневые, реже белые, красные или желтовато-зеленоватые с бахромчатыми или зубчатыми краями. Многие виды гвоздики культивируют как декоративные. Выращивают их как однолетники (летники) или двулетники. Наиболее известны гвоздики: китайская, турецкая (двулетники), перистая, песчаная, пышная, травянка (летники), садовая, имеющая множество разновидностей, культивируемых и как летники (Шабо и др.), и как двулетники (Венская и др.). Размножают чаще семенами, реже отводками (турецкая гвоздика).
ГЕВЕ́Я, род вечнозелёных деревьев сем. молочайных. Каучуконосы (каучук выделяют млечники, находящиеся в стволе дерева). Все 10 видов рода – обитатели южноамериканских тропических лесов. Наиболее ценный вид – гевея бразильская, растущая в бассейне р. Амазонка. Путём подсочки (надрез ствола) с одного дерева ежегодно получают от 3 до 7,5 кг каучука.
ГЕККО́НОВЫЕ, семейство ящериц. Включает св. 900 видов. Обитают на всех континентах в тропических, субтропических и отчасти умеренных зонах. В России известны 2 вида: пискливый геккончик, встречающийся в низовьях Волги, и серый геккон – в Восточном Предкавказье. Большинство гекконов имеют дл. от 3,5 до 30 см. Туловище плотное, несколько приплюснутое; голова крупная, уплощённая; конечности короткие, хвост умеренной длины. Тело покрыто мягкой кожей со множеством мелких чешуек, иногда расположенных черепицеобразно. Огромные глаза с вертикальным зрачком, расширяющимся в темноте, защищены прозрачным сросшимся веком, как у змей. Цепкие пятипалые лапки с острыми коготками снизу покрыты мельчайшими, раздваивающимися роговыми пластинками, снабжёнными присосками, позволяющими гекконам легко передвигаться по вертикальным, в т.ч. очень гладким (напр., стекло) поверхностям. У некоторых видов такие пластинки имеются и на хвосте. Большинство гекконов способны в схватке с врагами отбрасывать хвост и даже часть кожи, то и другое быстро регенерирует (восстанавливается).
Обитают гекконы на деревьях, скалах и т.п., поселяются на стенах и потолках домов, пустынные виды, напр. азиатский сцинковый геккон и африканский намибийский геккон, роют норки в песке, а передвигаться по песчаной поверхности им помогают роговые зубчики на пальцах (у первого вида) и межпальцевые перепонки (у второго). Древесные и «стенные» гекконы, ведущие ночной образ жизни, имеют серо-бурую покровительственную окраску, полностью скрывающую их в полутьме. Среди них – самый крупный (дл. 36 см) южно-азиатский геккон токки и самые мелкие из пресмыкающихся – плоскохвостый геккон с о. Мадагаскар (дл. 1,6 см) и карликовый круглопалый геккон с о. Гаити (дл. 1,2 см). Дневные мадагаскарские гекконы рода фелзума, наоборот, ярко-зелёные, с пёстрыми пятнами на спине.
Виды из рода эублефаров хорошо разводятся в неволе.
ГЕ́КСЛИ, Хаксли (Huxley) Томас-Генри (1825—1895), английский естествоиспытатель. Президент Лондонского королевского общества (1883—1885). Единомышленник Ч. Дарвина, активно пропагандировал его учение. Занимался сравнительно-анатомическими исследованиями. Доказал морфологиче-скую близость человека и высших приматов, птиц и пресмыкающихся, медуз и полипов. Упорядочил систематику беспозвоночных животных. Обосновал положение о единстве строения черепа позвоночных животных.
ГЕЛЬМГО́ЛЬЦ (Helmholtz) Герман Людвиг Фердинанд (1821—1894), немецкий учёный, естествоиспытатель. В области биологии занимался вопросами биофизики, изучал нервную систему, анатомию и физиологию органов зрения и слуха. Обосновал природу цветового зрения, объяснил явления близорукости и дальнозоркости, разработал таблицу для подбора очков, построил модель уха и создал резонансную теорию слуха.
ГЕЛЬМИ́НТЫ, паразитические черви, возбудители болезней (гельминтозов) человека, животных и растений. У человека и животных паразитируют многие плоские и круглые (первичнополостные) черви: аскариды, цепни, нематоды и др. Они локализуются в пищеварительном тракте, печени, почках, лёгких, мышцах, крови и др. Гельминтов человека и животных называют глистами. На растениях паразитируют только нематоды, поражая корни, клубни, стебли и листья. Заражение животных происходит в основном при заглатывании яиц гельминтов с кормом и водой; растений – в результате активного проникновения личинок нематод в ткани корневой или стеблевой системы.
Человек заражается гельминтами при попадании их яиц в ротовую полость с грязных рук, овощей, фруктов (аскариды, власоглавы); при употреблении в пищу недостаточно проваренного или прожаренного мяса (свиной и бычий цепни), слабосолёной или копчёной рыбы (печёночная двуустка, широкий лентец), от собак (эхинококк). Заражение некоторыми видами гельминтов происходит также через насекомых (комары) и ракообразных (крабы, раки), на которых паразитируют личинки червей. Заболевший гельминтозом теряет массу тела, у него нарушается пищеварение, развиваются анемия, аллергия. В зависимости от вида гельминтов поражаются печень (эхинококк, печёночная двуустка), лёгкие (эхинококк), мышцы (трихинеллы) и др. Лечение (дегельминтизация) проводится антигельминтными средствами, которые назначает врач. Профилактика заключается в соблюдении личной гигиены, тщательной кулинарной обработке пищи, дегельминтизации домашних собак.
Наука, изучающая гельминтов и вызываемые ими заболевания, – гельминтология (раздел паразитологии). Её основатель – К. И. Скрябин, описавший св. 200 неизвестных ранее видов гельминтов и разработавший способы профилактики и лечения гельминтозов.
ГЕМИКСЕРОФИ́ТЫ (полуксерофиты), растения сухих местообитаний, имеющие очень длинную корневую систему, доходящую до грунтовых вод, и отличающиеся поэтому интенсивной транспирацией, помогающей избежать перегрева тканей. По внешнему облику часто сходны с ксерофитами, но не выносят длительного завядания. Осмотическое давление в клетках высокое. К полуксерофитам относятся верблюжья колючка, люцерна жёлтая, шалфей, эвкалипт и др.
ГЕМОГЛОБИ́Н, красный дыхательный пигмент крови человека, позвоночных и некоторых беспозвоночных животных. Состоит из белка (глобина) и железопорфирина (гема). Осуществляет газообмен – переносит кислород от лёгких к тканям и углекислый газ от тканей к лёгким. У различных видов организмов имеет разное строение. В 100 мл крови человека в норме содержится 13—16 г гемоглобина. Многие заболевания крови – анемии вызваны уменьшением его количества или нарушением строения.
ГЕМОФИЛИ́Я, наследственная болезнь, характеризующаяся нарушением свёртывания крови. Передаётся по рецессивному типу наследственности, при котором болеют мужчины, а носительницами гемофильного гена являются женщины. Проявляется у мальчиков уже в раннем детском возрасте. При незначительных травмах (царапинах, порезах) возникают обильные кровотечения, возможно появление крови в моче. Наблюдаются кровоизлияния в органы брюшной полости, мышцы, подкожную клетчатку с образованием обширных припухлостей (гематом). Наиболее часто происходят кровоизлияния в полость суставов, особенно коленных и голеностопных, вследствие чего нарушается сгибание в поражённых суставах, мышцы ног слабеют, уменьшаются в объёме (атрофируются). Лечение больных гемофилией заключается в переливании антигемофильной плазмы, содержащей вещества свёртывания крови, отсутствующие у больного. Излившуюся в полости суставов и внутренние органы кровь удаляют, затем проводят физиотерапевтические процедуры. Детям, страдающим гемофилией, не следует заниматься физкультурой, бегать, прыгать, необходимо двигаться с большой осторожностью, хотя на протяжении жизни избежать ушибов и царапин невозможно. Если больному гемофилией предстоят операция, удаление зуба или любое травмирующее вмешательство, его следует подготовить, предварительно перелив ему плазму и криопреципитат (очищенный концентрат фактора свёртывания крови).
ГЕН, единица генетического материала; участок молекулы ДНК (у некоторых вирусов – РНК), определяющий (кодирующий) возможность развития какого-либо признака. Ген – функционально неделимая единица, т.е. один ген, как правило, отвечает за один элементарный признак. Таким признаком на молекулярном уровне может быть молекула белка или РНК, а на уровне организма, напр., цвет семян гороха или цвет глаз человека. Вместе с тем возможность реализации гена, его проявления в виде признака зависят от ряда факторов, прежде всего от взаимодействия с другими генами, образующими генотипиче-скую среду (см. Генотип).
Изучение строения, организации, принципов работы генов (или несколько шире – генетического материала) – центральная проблема генетики на всех этапах её развития. При этом представления о гене как о наследственном факторе, обладающем функцией, физической природой, способностью к изменчивости и другими свойствами, существенно изменялись и дополнялись. В 1865 г. Г. Мендель на основании своих опытов по гибридизации растений доказал существование дискретных наследственных «задатков», которые датский генетик В. Иогансен в 1909 г. назвал генами. Работы Менделя открыли возможность точного генетического (гибридологического) анализа наследственности и после их повторения в 1900 г. дали толчок необычайно быстрому становлению генетики. Уже в первой трети 20 в. было установлено, что гены линейно расположены в хромосомах клеточного ядра (см. Хромосомная теория наследственности), что они могут подвергаться естественным или вызываемым искусственно наследуемым изменениям – мутациям и что при передаче их от родителей к потомкам происходит их перераспределение – рекомбинация. При этом оказалось, что ген как единица функции и ген как единица мутации и рекомбинации – не одно и то же. Так возникло представление о сложном строении гена, однако вопрос о его химической природе оставался нерешённым. Наконец, в 40-х гг. на микроорганизмах было показано, что веществом генов является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), а в 1953 г. создана её пространственная модель (т.н. двойная спираль), объяснявшая биологические функции этой гигантской молекулы её строением. Началось бурное развитие молекулярной биологии гена. Вскоре были раскрыты способы записи генетиче-ской информации (генетический код) и механизм её передачи в процессах репликации, транскрипции и трансляции. Ещё в 40-х гг. была выдвинута концепция: «один ген – один фермент», согласно которой каждый ген определяет структуру какого-либо фермента (белка). Теперь это положение уточнялось: если белок состоит из нескольких полипептидных цепей, то каждая из них кодируется отдельным геном, т.е. более верна формула: «один ген – одна полипептидная цепь». В клетках существуют набор генов, специфичный для организмов одного биологического вида, и механизмы регуляции их активности. Благодаря этому происходит регулируемый синтез ферментов и других белков, обеспечивающих специализацию клеток и тканей в процессе развития организма из оплодотворённой яйцеклетки и поддерживающих характерный для вида тип обмена веществ.
В дальнейшем были исследованы особенности организации генетического материала у прокариот, эукариот и вирусов, а также у клеточных органоидов – митохондрий и хлоропластов, открыты т.н. мобильные гены, перемещающиеся по геному, расшифрована структура (нуклеотидная последовательность) геномов ряда организмов, в т.ч. человека. Разработка методов выделения, клонирования и гибридизации отдельных генов (участков ДНК) привела к появлению важной в практическом отношении генной инженерии, ряда направлений в биотехнологии. См. также Аллель, Геном, Хроматин.
ГЕНЕРАТИ́ВНЫЕ О́РГАНЫцветковых растений, органы (цветки и плоды), обеспечивающие функцию полового размножения. Вместе с вегетативными органами относятся к репродуктивным, обеспечивающим увеличение численности и расширение ареала вида.
ГЕНЕ́ТИКА, наука о наследственности и изменчивости живых организмов. Так как эти свойства присущи всем без исключения организмам, они представляют важнейшие характеристики жизни в целом, а генетика служит фундаментом всей биологии.
В течение тысячелетий при разведении домашних животных и культурных растений человек пользовался добытыми на основании опыта сведениями о передаче от поколения к поколению хозяйственно-полезных признаков. Однако первые научные представления о сущности явлений наследственности и изменчивости появились лишь во 2-й пол. 19 в. В 1865 г. Г. Мендель сообщил результаты своих опытов по скрещиванию сортов гороха и сформулировал закономерности наследования «зачатков» (позднее их назвали генами), определяющих альтернативные признаки. Эта работа была понята и оценена только в 1900 г., когда законы Менделя независимо друг от друга заново открыли трое учёных. С этого момента началось бурное развитие генетики, подготовленное достигнутыми в кон. 19 в. успехами цитологии (выяснение механизмов митоза и мейоза, гипотеза о роли клеточного ядра в наследственности, теоретические работы А.Вейсмана и др.). В первой трети 20 в. была выявлена роль мутаций в наследственной изменчивости, а также получены первые результаты по искусственному мутагенезу. Т.Х. Морган и его ученики создали хромосомную теорию наследственности. Плодотворно развивалась генетика и в нашей стране: Н.И. Вавилов открыл закон гомологических рядов в наследственной изменчивости, были выполнены выдающиеся работы по изучению сложного строения гена, установлена роль мутационного процесса в эволюции природных популяций, что позволило объединить закономерности генетики с дарвинизмом. Крупных успехов отечественные учёные достигли в частной генетике растений и животных. Вместе с тем неясным оставался один из самых принципиальных вопросов – вопрос о химической природе генетического материала – «вещества наследственности». Наконец, в 1944 г. экспериментально было доказано, что этим веществом у бактерий являются нуклеиновые кислоты, точнее – дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК. Начавшееся с сер. 20 в. широкое применение в генетических исследованиях методов и идей химии, физики и математики привело к возникновению молекулярной генетики и, несколько шире, молекулярной биологии. Датой рождения последней обычно считают 1953 г., когда Дж. Уотсон и Ф. Крик не только установили структуру ДНК (предложили модель т.н. двойной спирали), но и объяснили биологические функции этой гигантской молекулы (а значит, и свойства наследственности и изменчивости) её химическим строением.
Следующими достижениями стали установление принципов работы генетического кода (1961—1965), выяснение различных аспектов организации и функционирования генетического материала у разных групп организмов, создание генной инженерии. В самом начале 21 в. международная группа учёных завершила многолетнюю работу по расшифровке генома человека.
Генетика внесла огромный вклад в решение многих проблем сельского хозяйства, медицины, микробиологиче-ской и фармацевтической промышленности. Все шире её методы используются в криминалистике, палеонтологии, истории. Без учёта генетических закономерностей невозможно понимание фундаментальных свойств жизни, характера её эволюции на Земле. Таким образом, генетика остаётся одной из наиболее перспективных и быстро развивающихся отраслей биологии.
ГЕНЕТИ́ЧЕСКИЙ КОД, способ записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последовательности образующих эти кислоты нуклеотидов. Определённой последовательности нуклеотидов в ДНК и РНК соответствует определённая последовательность аминокислот в полипептидных цепях белков. Код принято записывать с помощью заглавных букв русского или латинского алфавита. Каждый нуклеотид обозначается буквой, с которой начинается название входящего в состав его молекулы азотистого основания: А (А) – аденин, Г (G) – гуанин, Ц (С) – цитозин, Т (Т) – тимин; в РНК вместо тимина урацил – У (U). Каждую аминокислоту кодирует комбинация из трёх нуклеотидов – триплет, или кодон. Кратко путь переноса генетической информации обобщён в т.н. центральной догме молекулярной биологии: ДНК ` РНК f белок.
В особых случаях информация может переноситься от РНК к ДНК, но никогда не переносится от белка к генам.
Реализация генетической информации осуществляется в два этапа. В клеточном ядре на ДНК синтезируется информационная, или матричная, РНК (транскрипция). При этом нуклеотидная последовательность ДНК «переписывается» (перекодируется) в нуклеотидную последовательность мРНК. Затем мРНК переходит в цитоплазму, прикрепляется к рибосоме, и на ней, как на матрице, синтезируется полипептидная цепь белка (трансляция). Аминокислоты с помощью транспортной РНК присоединяются к строящейся цепи в последовательности, определяемой порядком нуклеотидов в мРНК.
Из четырёх «букв» можно составить 64 различных трёхбуквенных «слова» (кодона). Из 64 кодонов 61 кодирует определённые аминокислоты, а три отвечают за окончание синтеза полипептидной цепи. Так как на 20 аминокислот, входящих в состав белков, приходится 61 кодон, некоторые аминокислоты кодируются более чем одним кодоном (т. н. вырождённость кода). Такая избыточность повышает надёжность кода и всего механизма биосинтеза белка. Другое свойство кода – его специфичность (однозначность): один кодон кодирует только одну аминокислоту.
Кроме того, код не перекрывается – информация считывается в одном направлении последовательно, триплет за триплетом. Наиболее удивительное свойство кода – его универсальность: он одинаков у всех живых существ – от бактерий до человека (исключение составляет генетический код митохондрий). Учёные видят в этом подтверждение концепции о происхождении всех организмов от одного общего предка.
Расшифровка генетического кода, т.е. определение «смысла» каждого кодона и тех правил, по которым считывается генетическая информация, осуществлена в 1961—1965 гг. и считается одним из наиболее ярких достижений молекулярной биологии.
ГЕНЕ́ТЫ, род виверровых. Включает 9—10 видов. Дл. тела 42—58 см, масса 1—3 кг. Окрас светлый с тёмными пятнами, образующими на морде маску, а на спине – ремень. Хвост украшен поперечными чёрными и белыми кольцами. Когти полувтяжные. Активны генеты по ночам. Хорошо лазают по деревьям и охотятся как в кронах деревьев, так и на земле. Питаются мелкими млекопитающими, птицами, рыбой, насекомыми. Ведут одиночный образ жизни. В выводке 2—4 детёныша, они рождаются покрытыми шерстью, но слепыми и глухими. Воспитывает потомство только самка. Охотничьи навыки – врождённые. Территорию помечают запахом. Выделения запаховых желёз (мускус) используют в парфюмерной промышленности.