Биоо'птика (от био... и оптика), раздел биологии, изучающий совокупность явлений, связанных с использованием живыми организмами света для ориентации (см. Биоориентация). Б. охватывает круг вопросов, рассматриваемых обычно морфологией, физиологией (в т. ч. и нейрофизиологией), оптикой, экологией, этологией.

Определённая ориентация по отношению к источнику света свойственна не только животным, но и растениям и простейшим; некоторые из простейших уже обладают специализированными органами восприятия света (см. Зрения органы). У высокоорганизованных животных глаз обеспечивает не только восприятие света, но и предметное видение. Глаза могут быть построены по разным принципам. Насекомым и ракообразным свойствен сложный фасеточный глаз, состоящий из многих омматидиев. В камерных глазах позвоночных животных, головоногих моллюсков, пауков и некоторых червей оптические элементы — роговица и хрусталик — создают изображение на светочувствительном дне глаза. В глазу морского моллюска гребешка изображение создаётся вогнутым «зеркалом», расположенным позади светочувствительных элементов. Для характеристики глаза как фоторецептора существенны его разрешающая способность, аппарат аккомодации, абсолютная чувствительность, цветоразличение. Наряду со строением, функцией оптического рецепторного и нервного механизмов глаза и зрительных центров животных, Б. изучает зрительно воспринимаемые средства внутривидового и межвидового общения и сигнализации организмов — световые сигналы; сигнальные раскраски; язык поз, жестов и мимики; предупреждающие и отпугивающие окраски, формы и поведение животных; привлекающие окраски цветов, плодов и ягод. Оптические средства сигнализации играют огромную роль во многих ситуациях, требующих от животных координированных действий — в стайной жизни, в согласовании поведения брачных партнёров, родителей и потомства и т.д. Возможность использования зрительного аппарата и его свойства взаимосвязаны с определёнными особенностями среды обитания (интенсивность и спектральный состав освещения, прозрачность воздушной или водной среды и т.д.).

Лит.: Мазохин-Поршняков Г. А., Зрение насекомых, М., 1965; Протасов В. Р., Зрение и ближняя ориентация рыб, М., 1968; Тинберген Н., Поведение животных, пер. с англ., М., 1969.

О. Ю. Орлов.

Биооргани'ческая хи'мия, научное направление, сложившееся на стыке ряда отраслей химии и биологии. Б. х. возникла во 2-й половине 20 в. и развивается в тесной связи с молекулярной биологией,биохимией и другими биологическими дисциплинами, которые одновременно исследуют ряд важнейших типов веществ. Б. х. изучает вещества, лежащие в основе процессов жизнедеятельности, в непосредственной связи с познанием их биологической функции. Основные объекты Б. х. — биополимеры (белки и пептиды, нуклеиновые кислоты и нуклеотиды, липиды, полисахариды и т.д.), превращения которых составляют химическую сущность биологических процессов, и биорегуляторы (ферменты, витамины, гормоны, в том числе и фитогормоны, и др., а также синтетические биологически активные соединения, например лекарственные препараты, ростовые вещества, инсектофунгициды, гербициды и т.д.), которые химически регулируют обмен веществ. Б. х. занимается получением этих веществ в химически чистом состоянии, установлением строения, синтезом, выяснением зависимостей между строением и биологическими свойствами, изучением химических аспектов механизма биологического действия биополимеров, а также природных и синтетических биорегуляторов. Характерная особенность Б. х. — использование всего комплекса химических и физических методов индивидуализации веществ (хроматографические и электро-форетические методы, противоточное распределение и др.) и выяснение их строения (ультрафиолетовая, инфракрасная, а также Раман-спектроскопия, ядерный магнитный резонанс, электронный и протонный резонанс, химическая масс-спектрометрия, рентгеноструктурный анализ и т.д.).

Решение основных проблем Б. х. важно для дальнейшего прогресса биологии. Без выяснения строения и свойств важнейших биополимеров и биорегуляторов нельзя познать сущность жизненных процессов, а тем более найти пути управления такими сложными явлениями, как размножение и передача наследственных признаков, нормальный и злокачественный рост клеток, иммунитет, память, передача нервного импульса и многое др. В то же время изучение высокоспециализированных биологически активных веществ и процессов, протекающих с их участием, может открыть принципиально новые возможности для развития химии, химической технологии и техники. К проблемам, решение которых связано с исследованиями в области Б. х., относятся: создание строго специфичных высокоактивных катализаторов (на основе изучения строения и механизма действия ферментов), прямое превращение химической энергии в механическую (на основе изучения мышечного сокращения), использование в технике химических принципов хранения и передачи информации, осуществляемых в биологических системах, принципов саморегулирования многокомпонентных систем клетки в первую очередь избирательной проницаемости биологических мембран, и многое др. Перечисленные проблемы лежат далеко за пределами собственно Б. х.; однако она создает основные предпосылки для разработки этих проблем, обеспечивая главные опорные пункты для развития биохимических исследований, относящихся уже к области молекулярной биологии. Широта и важность решаемых проблем, разнообразие методов и тесная связь с другими научными дисциплинами обеспечили быстрое развитие Б. х.

Лит.: Шемякин М. М., Современные проблемы биоорганической химии, М., 1965; Развитие органической химии в СССР, М., 1967, с. 509—73: Хохлов А. С., Овчинников Ю. А., Химические регуляторы биологических процессов, М., 1969; Bioorganic chemistry, S. F., 1968.

А. С. Хохлов.

Биоориента'ция (от био... и ориентация), способность организмов определять своё местонахождение в пространстве, выбирать оптимальное положение по отношению к действующим на него силам (факторам среды) и определять биологически целесообразное направление движения. Б. — одно из основных условий приспособления организмов к окружающей среде (адаптации), что может осуществляться тремя путями: изменением состояния организма в соответствии с меняющимися условиями (морфо-физиологическая адаптация); сменой мест обитания (см. Кочёвки животных,Миграции животных); изменением обстановки путём образования скоплений (стай, стад и т.п.) или постройки убежищ (нор, гнёзд и т.п.). Б. основана на свойстве раздражимости и восприятия внешних воздействий физической, химической и биологической природы. У высших беспозвоночных (членистоногие, моллюски) и у позвоночных животных восприятие, или рецепция, внешних воздействий (сигналов) осуществляется специальными органами чувств, а их реакции Б. приобретают характер сложных инстинктов, лежащих в основе бионавигации. Выбор направления при передвижениях осуществляется на основании рецепции химических, механических (тактильных), акустических, электрических или оптических раздражителей (сигналов) и их локации, т. е. определения положения по отношению к животному (см. Биолокация). Работа большинства механизмов локации обеспечивается парностью органов чувств (зрения, слуха, равновесия и др.), позволяющей сравнивать сигналы, сопоставляя силу, частотную характеристику и другие параметры сигналов, поступивших в правый и левый органы чувств, и т. о. определять направление их источника.

Лит.: Протасов В. Р., Биоакустика рыб, М., 1965; Бионика. [Сб. ст.], М., 1965; Мазохин-Поршняков Г. А., Зрение насекомых, М., 1965; Глезер В. Д., Механизмы опознания зрительных образов, М.— Л., 1966; Райт Р. Х., Наука о запахах, пер. с англ., М., 1966; Милн Л. Дж. и Милн М. Дж., Чувства животных и человека, пер. с англ., М., 1966; Слоним А. Д., Инстинкт загадки врожденного поведения организмов, Л., 1967; Вопросы бионики. [Сб. ст.], М., 1967; Мартека В., Бионика, пер. с англ., М., 1967; Протасов В. Р., Зрение и ближняя ориентация рыб, М., 1968; Тинберген Н., Поведение животных, пер. с англ., М., 1969.

Н. П. Наумов.

Биополиме'ры, высокомолекулярные природные соединения, являющиеся структурной, основой всех живых организмов и играющие определяющую роль в процессах жизнедеятельности. К Б. относятся белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды; известны также смешанные Б. — гликопротеиды, липопротеиды, гликолипиды и др.

Биологические функции Б. Нуклеиновые кислоты выполняют в клетке генетические функции. Последовательность мономерных звеньев (нуклеотидов) в дезоксирибонуклеиновой кислоте — ДНК (иногда в рибонуклеиновой кислоте — РНК) определяет (в форме генетического кода) последовательность мономерных звеньев (аминокислотных остатков) во всех синтезируемых белках и, т. о., строение организма и протекающие в нём биохимические процессы. При делении каждой клетки обе дочерние клетки получают полный набор генов благодаря предшествующему самоудвоению (репликации) молекул ДНК. Генетическая информация с ДНК переносится на РНК, синтезируемую на ДНК как на матрице (транскрипция). Эта т. н. информационная РНК (и-РНК) служит матрицей при синтезе белка, происходящем на особых органоидах клетки — рибосомах (трансляция) при участии транспортной РНК (т-РНК). Биологическая изменчивость, необходимая для эволюции, осуществляется на молекулярном уровне за счёт изменений в ДНК (см. Мутация).

Белки выполняют в клетке ряд важнейших функций. Белки-ферменты осуществляют все химические реакции обмена веществ в клетке, проводя их в необходимой последовательности и с нужной скоростью. Белки мышц, жгутиков микробов, клеточных ворсинок и др. выполняют сократительную функцию, превращая химическую энергию в механическую работу и обеспечивая подвижность организма в целом или его частей. Белки — основной материал большинства клеточных структур (в т. ч. в специальных видах тканей) всех живых организмов, оболочек вирусов и фагов. Оболочки клеток являются липопротеидными мембранами, рибосомы построены из белка и РНК и т.д. Структурная функция белков тесно связана с регуляцией поступления различных веществ в субклеточные органеллы (активный транспорт ионов и др.) и с ферментативным катализом. Белки выполняют и регуляторные функции (репрессоры), «запрещая» или «разрешая» проявление того или иного гена. В высших организмах имеются белки — переносчики тех или иных веществ (например, гемоглобин — переносчик молекулярного кислорода) и иммунные белки, защищающие организм от чужеродных веществ, проникающих в организм (см. Иммунитет). Полисахариды выполняют структурную, резервную и некоторые другие функции. Белки и нуклеиновые кислоты образуются в живых организмах путём матричного ферментативного биосинтеза. Имеются теперь и биохимические системы внеклеточного синтеза Б. с помощью ферментов, выделенных из клеток. Разработаны методы химического синтеза белков и нуклеиновых кислот.

Первичная структура Б. Состав и последовательность мономерных звеньев Б. определяют их т. н. первичную структуру. Все нуклеиновые кислоты являются линейными гетерополимерами — сахарофосфатными цепочками, к звеньям которых присоединены боковые группы — азотистые основания: аденин и тимин (в РНК — урацил), гуанин и цитозин; в некоторых случаях (главным образом в т-РНК) боковые группы могут быть представлены другими азотистыми основаниями. Белки — также гетерополимеры; молекулы их образованы одной или несколькими полипептидными цепочками, соединёнными дисульфидными мостиками. В состав полипептидных цепей входит 20 видов различных мономерных звеньев — остатков аминокислот. Молекулярная масса ДНК варьирует от нескольких млн. (у мелких вирусов и бактериофагов) до ста млн. и более (у более крупных фагов); бактериальные клетки содержат по одной молекуле ДНК с молекулярной массой в несколько млрд. ДНК высших организмов может иметь и большую молекулярную массу, но измерить её пока не удалось из-за разрывов в молекулах ДНК, возникающих при их выделении. Рибосомные РНК имеют молекулярную массу от 600 тыс. до 1,1 млн., информационная (и-РНК) — от сотен тысяч до нескольких миллионов, транспортная (т-РНК) — около 25 тыс. Молекулярная масса белков варьирует от 10 тыс. (и менее) до миллионов; в последнем случае, однако, обычно возможно разделение белковой частицы на субъединицы, соединённые между собой слабыми, большей частью гидрофобными, связями.