| 21681190 23552 13350 920 1
Морфология растений. Фундаментальные исследования посвящены эволюц. морфологии: проявлению биогенетич. закона у растений (Б. М. Козо-Полянский, 1937), взаимоотношениям полового (спорофит) и бесполого (гамето-фит) поколений и происхождению наземных растений (К. И. Мейер, 30-50-е гг.), модусам морфологич. эволюции высших растений (А. Л. Тахтаджян, с 40-х гг.), эволюции цветка (Н. В. Первухина), вопросам карпологии (Н. Н. Каден, Р. Е. Левина). Проведены исследования по онтогенетич. морфологии: по тератологии (В. Л. Рыжков, с 30-х гг., Ал. А. Фёдоров, с 50-х гг., и др.) и травматологии (Н. П. Кренке, с 20-х гг.). В экологич. морфологии интенсивно разрабатывалось учение о жизненных формах растений. Создана серия справочников по описат. морфологии сосудистых растений (Фёдоров, 3. Т. Артюшенко, М. Э. Кирпичников). В анатомии растений исследовалось развитие стеблей двудольных растений (С. П. Костычев), изучались механич. ткани растений в связи с прочностью их тела (В. Ф. Раздорский, 40-50-е гг.), анатомич. строение с.-х. растений (В. Г. Александров, П. А. Баранов, с 20-х гг.), анатомия древесины. В эмбриологии растений ведущее место занимали работы школы С. Г. Навашина. Изучались строение и развитие гаметофитов (И. Д. Романов), процессы оплодотворения (Е. Н. Герасимова-Навашина), полиэмбриония и развитие зародыша; открыт ценоцитный тип его развития (М. С. Яковлев).
В области ботани ч. географии проведён критич. анализ её методов и осн. понятий. Развернувшиеся геоботанические исследования тесно связаны с хоз. освоением новых терр., решением вопросов рационального использования и охраны лесных массивов и естеств. кормовых угодий, полезащитным лесоразведением и др. Теоретич. основу их составило учение о фитоценозах, в развитии к-рого большую роль сыграли сов. ботаники. Оно нашло дальнейшее развитие в учении о биогеоценозах (В. Н. Сукачёв, с 30-х гг.), тесно связанном с представлением о биосфере. Разрабатывались вопросы классификации растительности (В. Д. Александрова). Подробнее о ботан. географии и геоботанике см. в разделе Физико-географические науки (Биогеография).
Созданы библиографич. справочники по лит-ре: общие, региональные, посвящённые отд. проблемам ботаники и отд. группам растений (С. Ю. Липшиц, Д. В. Лебедев и др.). Популяризации ботанич. знаний способствует 6-томная Жизнь растений (с 1974).
Исследования по ботанике ведутся в учреждениях АН СССР (Ботанич. ин-т им. В. Л. Комарова, 1931; Гл. ботанич. сад, ин-ты и ботанич. сады Сиб. отделения, науч. центров и филиалов), академий наук союзных республик, ВАСХНИЛ, на кафедрах ботаники вузов, в заповедниках.
Физиология растений. Основой для развития в СССР науки о жизнедеятельности растений послужили труды К. А. Тимирязева, В. И. Палладина, С. П. Костычева и др. Плодотворно изучались зимостойкость, засухоустойчивость и солеустойчивость растений (Н. А. Максимов, И. И. Туманов, П. А. Генкель и др. ), что имеет большое значение для СССР с его разнообразием климатических, почвенных и гидрологических условий. Успехи достигнуты в разработке теоретических основ питания растений в связи с проблемой повышения урожайности (Д. Н. Прянишников, Д. А. Сабинин, Я. В. Пейве и др.).
Начиная с 50-х гг. уделяется всё больше внимания изучению обмена веществ у растений и тонкой электронномикроскопич. организации клеток. Сделан вклад в выяснение фотохимич. стадии фотосинтеза, в обнаружение разнокачественности его продуктов, в выяснение путей биосинтеза фотосинтетич. пигментов - хлорофилла и каротиноидов, а также в создание теории, связывающей фотосинтетич. деятельность растений с их продуктивностью (А. А. Рихтер, А. А. Ничипорович, Т. Н. Годнее, А. А. Красновский, А. А. Шлык, В. Б. Евстигнеев и др.). Планомерные работы ведутся и по выяснению биохимич. основ физиологич. процессов - дыхания, азотистого обмена, транспорта метаболитов и их отложения в запас, биосинтеза веществ вторичного происхождения (А. Л. Курсанов, М. Н. Запрометов, О. В. Заленский, Б. А. Рубин). Успехи достигнуты в изучении факторов, определяющих рост и развитие растений - фотопериодизма, гормональных систем (М. X. Чайлахян, О. Н. Кулаева и др.). В 70-х гг. в результате использования методов выращивания свободно живущих растительных клеток на синтетических средах получены новые гибридные формы растений табака слиянием изолированных протопластов (Р. Г. Бутенко). Такой метод открывает новые возможности преодоления несовместимости растит, тканей и получения отдалённых гибридов.
Исследования ведутся в АН СССР (Ин-т физиологии растений им. К. А. Тимирязева, 1934; Ин-т фотосинтеза, 1966; Ботанич. ин-т и др.), в академиях наук ряда союзных республик, в отраслевых ин-тах, Моск. с.-х. академии им. К. А. Тимирязева, в лабораториях и на кафедрах вузов.
Микробиология. С именем основателя общей микробиологии в России С. Н. Виноградского связано открытие хемосинтеза и первой в истории этой науки азотфиксирующей бактерии, изучение аэробного разложения целлюлозы, описание принципиально новых методов изучения почвенных микроорганизмов. Его ученик В. Л. Омелянский изучал анаэробные бактерии, сбраживающие целлюлозу, биологию азотобактера и образование метана бактериями; им составлено (1909) первое отечественное руководство по общей микробиологии. В дальнейшем (с 20-х гг.) под влиянием идей В. И. Вернадского о геохимич. деятельности живых организмов развитие микробиологии было связано с изучением распространения микроорганизмов и их роли в круговороте веществ в природе. С нач. 20 в. происходило формирование специальных дисциплин и направлений. Возникли геол. микробиология, выясняющая значение микроорганизмов в образовании и разрушении геол. пород и полезных ископаемых, а также применения их для получения из руд различных металлов (Г. А. Надсон, В. О. Таусон, С. И. Кузнецов); микробиология пресных и солёных водоёмов (Б. Л. Исаченко, А. Е. Крисе); почвенная микробиология - о микроорганизмах, обитающих в почве, и их роли в её плодородии (М. В. Фёдоров, Н. А. Красильников, Е. Н. Мишустин). В 50-е гг. возникла космич. микробиология, изучающая действие экстремальных факторов космоса на микроорганизмы и различные методы обнаружения внеземной жизни на Марсе и др. планетах (А. А. Имшенецкий).
Науке известно не более 10% от общего числа видов микроорганизмов, обитающих в природе. В результате применения капиллярной микроскопии, предложенной Б. В. Перфильевым и Д. Р. Габе (1961), были открыты виды микробов со своеобразной морфологией и необычной историей развития. Для развивающейся функциональной морфологии микроорганизмов характерно одновременное изучение тонких особенностей их строения, химич. состава и биохимич. свойств субклеточных структур (М. Н. Мейсель). В связи с бурным развитием молекулярной биологии, использовавшей в качестве своих классич. объектов микроорганизмы, углубляются представления об их наследственности и изменчивости, путях биосинтеза ими различных веществ. Теоретич. и практич. значение приобрело изучение роста и развития микроорганизмов, в частности при их непрерывном культивировании (Н. Д. Иерусалимский, И. Л. Работнова). В ряде монографий обобщены результаты изучения определённых систематич. групп микроорганизмов: актиномицетов (Н. А. Красильников), дрожжей (В. И. Кудрявцев), целлюлозных (Имшенецкий), молочнокислых (Е. И. Квасников), фотосинтезирующих (Е. Н. Кондратьева) и хемоавтотрофных (Г. А. Заварзин) бактерий. Ранний период (20-30-е гг.) развития технической микробиологии был связан с изучением брожений, лежащих в основе виноделия, винокурения, пивоварения, получения ацетона и бутанола, уксуса, молочной, лимонной кислот, произ-ва кисломолочных продуктов, хлебопекарских дрожжей и т. д. Вклад в развитие технич. микробиологии сделан В. Н. Шапошниковым, обосновавшим теорию двухфазности брожений. С 40-х гг. в СССР развивается микробиологич. пром-сть, производящая антибиотики, аминокислоты, витамины, ферменты, стероидные гормоны, полисахариды (в т. ч. заменители крови), микробиологич. средства борьбы с вредителями с.-х. растений. Осуществляется произ-во кормового белка выращиванием дрожжей на гидролизатах древесины и организуется на продуктах нефти. С развитием микробиол. пром-сти усилились исследования в области генетики и селекции полезных форм микроорганизмов, изучение их физиологии, путей биосинтеза физиологически активных веществ, а также различных разделов микробиологич. технологии. Всё больше внимания уделяется борьбе с разрушением различных материалов и готовых изделий, вызываемым микроорганизмами и приносящим большой экономич. ущерб. Исследования ведутся в Ин-те микробиологии (1934) и Ин-те биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР (1965), ин-тах микробиологии академий наук союзных республик, в отраслевых ин-тах мед., с.-х. и технич. микробиологии, на соответствующих кафедрах и в лабораториях ун-тов и уч. ин-тов.
Вирусология. Первая спец. вирусологич. лаборатория в СССР организована в 1930 В. Л. Рыжковым (по вирусам растений); в 1935 под рук. Л. А. Зильбера была создана центр, лаборатория по вирусам человека. Первая монография по вирусам животных принадлежит Н. Ф. Гамалее (1930), а по вирусам растений - Рыжкову (1933). В 1938 Рыжков и его сотрудники получили очищенный вирус табачной мозаики (ВТМ), что дало возможность изучать взаимодействие ВТМ с акридиновыми и др. красителями, а также получать производные ВТМ. Эти работы привели к представлению о том, что вирусные частицы (вирионы) - форма вируса, приспособленная к сохранению во внеш. среде. Тогда же впервые в СССР были начаты работы по влиянию метаболитов и антиметаболитов на размножение ВТМ, что было важно для химиотерапии вирусных болезней. В 60- 70-е гг. изучается генетика вирусов, их репликация методами молекулярной биологии (В. И. Агол, Д. М. Гольдфарб, В. М. Жданов, Б. Ф. Поглазов, Т. И. Тихоненко и др.). Школа исследователей опухолевых вирусов создана Зильбером, а вирусов насекомых - Л. М. Тарасевич. Теоретич. работы по противовирусному иммунитету проводятся П. Н. Косяковым Г. И. Абелевым (см. раздел Здравоохранение).
Исследования ведутся в Ин-те вирусологии им. Д. И. Ивановского АМН СССР (1946) и др. н.-и. ин-тах, на кафедрах и в лабораториях вирусологии ун-тов и уч. ин-гов.
Палеонтология. С 30-х гг. развернулись исследования третичных, мезозойских и палеозойских ископаемых организмов на всей терр. СССР. Принципиальная особенность совр. палеонтологии - переход от палеофаунистич. и палеофлористич. исследований, подчинённых задачам биостратиграфии, к решению проблем эволюции крупных групп животных и растений и органич. мира в целом. В палеозоологии одно из центр, мест занимает эволюция позвоночных животных. Детальные исследования вымерших рыб (Д. В. Обручев), земноводных, пресмыкающихся (А. П. Быстров, И. А. Ефремов, Л. П. Татаринов) и млекопитающих (А. А. Борисяк, Ю. А. Орлов) позволяют создать целостную картину развития позвоночных на протяжении почти всего фанерозоя. Обширный материал по мезозойским пресмыкающимся сов. учёными собран в Монголии. Развитие получила палеоэнтомология (А. В. Мартынов, Б. Б. Ро-дендорф). Исследования по палеонтологии мор. беспозвоночных не только пополнили знания по эволюции осн. групп животных (фораминиферы, коралловые полипы, плеченогие, головоногие, двустворчатые и брюхоногие моллюски, граптолиты, иглокожие), представленных ископаемыми остатками, но и позволили наметить пути эволюции и геогр. распространение мор. фауны прошлых эпох. Особенно важны работы по истории развития фауны юж. морей (Н. И. Андрусов, А. Г. Эберзин, Л. Ш. Давиташвили), представляющие как геол. (разведка нефти), так и эволюционно-биол. интерес. Комплексный подход к изучению фауны древних мор. бассейнов характерен для палеоэкологов (Р. Ф. Геккер, Н. Н. Яковлев), изучающих эволюцию экосистем прошлых геологич. эпох. Разрабатывается проблема развития жизни в древнейшие (докембрийские) геол. эпохи (А. Г. Вологдин, Б. С. Соколов).
В палеоботанике значение имеют работы по эволюции важнейших групп растений (А. Н. Криштофович, М. Ф. Нейбург и др.), а также изучение истории растит, покрова и распространения растительности (В. А. Вахрамеев, С. В. Мейен). Эти исследования обогатились применением метода спорово-пыльцевого анализа.
Для решения мн. проблем важно правильное понимание условий захоронения и сохранения в отложениях остатков организмов. Этому посвящена разработанная И. А. Ефремовым особая ветвь палеонтологии - тафономия (1950).
Осн. исследования ведутся в Палеонтологич. (1930), Геологич. (1930), Ботанич. и Зоологич. ин-тах АН СССР, Ин-те геологии и геофизики Сиб. отделения АН СССР (1957), Ин-те палеобиологии АН Груз. ССР (1957), в соответствующих лабораториях ряда др. академич. ин-тов, а также учреждений Мин-ва геологии СССР и на кафедрах вузов.
Биогеохимия. Осн. понятия биогеохимии сформулированы В. И. Вернадским в 20-х гг. (завершающий осн. труд «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения» издан посмертно, в 1965); согласно его представлениям, важнейшая задача этой науки - разработка учения об организованности биосферы. Он исследовал роль организмов в миграции хим. элементов в биосфере, в формировании среды жизни и влияние её геохим. факторов на эволюцию организмов. Биогеохимия базируется на идее о единстве организмов и геохим. среды. Доказано, что живое вещество является осн. фактором круговорота хим. элементов в биосфере. По Вернадскому, в результате развития человеческого общества и техники в биосфере возникла техносфера. Биосфера, включая техносферу, всё больше поглощается ноосферой - высшей стадией биосферы, в которой формы организации общества должны разумно управлять развитием жизни в единстве с геохим. средой с целью макс, использования человеком богатств биосферы без ущерба для её экосистем. На основе идей биогеохимии и учения о биосфере сформировалась сов. биогеохим. школа Вернадского. Разработан раздел биогеохимии - палеобиохимия (Я. В. Самойлов). Фундаментальные исследования по хим. элементарному составу организмов моря, по геохимии редких и рассеянных хим. элементов в почвах провёл А. П. Виноградов. Он выдвинул идею существования биогеохим. провинций. Разработаны новые разделы-геохимическая экология и система биогеохимического районирования, являющиеся теоретической и методологической основой биогеохим. изучения биосферы. В почвах, кормах, пищевых продуктах изучены пороговые концентрации химич. элементов, определяющие основные реакции организмов (изменчивость, нарушение обмена веществ, эндемич. болезни). Изучается геохим. экология мн. групп организмов (В. В. Ковальский и др.). Исследования биол. значения мн. микроэлементов обобщены в монографиях и монографич. сборниках. Определены содержание микроэлементов в организмах, степень их участия в процессах обмена веществ и формы их соединений. Разработка проблем биогеохимии имеет большое нар.-хоз. значение (применение микроудоорений, подкормка животных микроэлементами, повышающими продуктивность и предупреждающими эндемич. заболевания, применение микроэлементов в ветеринарии и медицине).
Исследования ведутся в основном в Биогеохимич. лаборатории Ин-та геохимии и аналитич. 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 теоретич. 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 к-рой экспериментально подтверждён в работах сов. и зарубежных учёных. Эта проблема вышла за рамки биохимии и приобрела общебиол. значение.
В 1925-29 А. 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 отд. клеточных компонентов. Изучение процесса дыхания клеток позволило В. А. Энгельгардту установить (1930-31) прямую связь этого процесса с образованием эфиров неорганич. фосфорной к-ты; тем самым были заложены основы совр. биоэнергетики. В. А. Белицер (1939) показал, что процесс фосфорилирования сопряжён с транспортом электронов в дыхательной цепи. В биохимии белка крупное теоретич. 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 специфич. 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 нач. 20 в. открыл новые промежуточные продукты брожения, изучал сущность процессов обмена белков и фиксации азота. Ученики К. А. Тимирязева, разрабатывавшие проблемы биол. окисления (В. И. Палладии), азотистого обмена (Д.Н.Прянишников, В. С. Буткевич), обмена аргинина и мочевины, создали крупные биохимич. 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 пространств, 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 физ.-хим. особенностей компонентов их белок-синтезирующего аппарата внесли вклад в понимание степени генетич. автономии этих субклеточных структур (Кретович, Н. М. Сисакян и др.). Разрабатывались вопросы прикладной биохимии, гл. обр. 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 растит, сырья, его хранения, правильной обработки и эффективного использования. Достижениями технич. биохимии являются: установление биохимич. основ внесезонной ферментации табака и его последующей переработки, новая технология получения органич. кислот из махорки, создание биохимич. методов контроля в чайном производстве, усовершенствование технологии виноделия, разработка биохимич. основ хранения и переработки с.-х. продуктов, создание новых методов извлечения витаминов из растит., микробного и животного сырья, разработка науч. основ получения и применения ферментных препаратов в пищевой и лёгкой пром-сти.
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 гаколы. 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 химич. энергии для выполнения механич. 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 онтогенетич. аспекте, так и в динамике при различных функциональных состояниях исследовали Е. М. Крепе и его сотрудники (с 40-х гг.). В годы Великой Отечеств, войны 1941- 1945 проводились работы, имеющие практич. значение, в частности по свёртыванию и консервированию крови (Б. А. Кудряшов, Г. Е. Владимиров С. Е. Северин). К сер. 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, физиологич. роли, механизма действия и регулирующих влияний на ферментативные реакции и процессы обмена веществ (С. Я. Капланский, А. И. Войнар). Важное значение для программы космич. исследований в СССР имели результаты анализа специфич. изменений физиол. функций и обмена веществ человека и животных в условиях космич. полёта, под действием невесомости (В. В. Парин, О. Г. Газенко и др.). С конца 50-х гг. мн. традиционно биохимич. проблемы разрабатываются также молекулярной биологией и биоорганич. химией. Границы между этими дисциплинами часто условны. В молекулярной биологии, вычленившейся из биохимии в сер. 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 биол. явлениям (мышечное сокращение) в молекулярных терминах. Белозерский осуществил ряд важных работ по нуклеиновым кислотам растений и бактерий. В 50 - 60-е гг. создан ряд спец. ин-тов, что обусловило дальнейшее развитие молекулярной биологии. Была установлена первичная структура нек-рых транспортных РНК (А. А. Баев и др.), расшифрована первичная структура ряда белков (Ю. А. Овчинников с сотрудниками), в т. ч. одной из трансаминаз (Браунштейн, Овчинников с сотрудниками), а также установлена пространств, структура пепсина (Н. С. Андреева с сотрудниками) и ряда др. 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 рибонуклеопротедов, содержащих и РНК (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 гл. обр. в АН СССР (Ин-т биохимии им. А. Н. Баха, 1935; Ин-т эволюц. физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова, 1964; Ин-т физиологии растений им. К. А. Тимирязева, 1934; Ин-т молекулярной биологии, 1957; Ин-т биоорганической химии им. М. М. Шемякина, 1959; Ин-т белка, 1967); ин-тах биохимии академий наук союзных р |
