Значение биологии для сельского и промыслового хозяйства, медицины 1 страница

Человек как гетеротрофный организм неспособен непосредственно усваивать солнечную энергию, поступающую на Землю. Необходимые для питания белки, жиры, углеводы, витамины человек получает в основном от культурных растений и прирученных животных, используя в одних случаях длинные, в других короткие " цепи" от автотрофов (гл. обр. зелёных растений) до гетеротрофов (животных). Знание законов генетики и селекции, а также физиологич. особенностей культурных видов позволяет совершенствовать агротехнику и зоотехнию, выводить более продуктивные сорта растений и породы животных. Уровень знаний в области биогеографии и экологии определяет возможность и эффективность интродукции и акклиматизации полезных видов, борьбы с вредителями посевов, с паразитами с.-х. животных. Биохимич. исследования позволяют полнее использовать получаемые органич. вещества растит, и животного происхождения. Разработка новых методов селекции, теории гетерозиса (обеспечивающего повышение продуктивности с.-х. животных и растений), получение организмов с заранее заданными свойствами, совершенствование методов биол. борьбы с вредителями, перевод лесного х-ва, звероводства, промыслов (охоты, рыболовства и т. д.) на плановые, научно обоснованные рельсы (что связано с решением ряда проблем, напр, динамики численности, оптимального размера, места и времени промыслового изъятия части популяции и т. д.) - эти и мн. др. задачи могут быть решены только при активном сотрудничестве биологов разных специальностей с практиками с. х-ва, лесного дела, охотоведами, звероводами и др.

Др. важнейший практич. аспект Б.-использование её достижений в медицине. Успехи и открытия Б. определили совр. уровень мед. науки. Дальнейший прогресс медицины также основан на развития Б. Представления о макро- и микроскопич. строении человеческого тела, о функциях его органов и клеток опираются гл. обр. на биол. исследования. Гистологию и физиологию человека, к-рые служат фундаментом мед. дисциплин - патана-томии, патофизиологии и др., изучают как медики, так и биологи. Учение о причинах и распространении инфекционных болезней и принципах борьбы с ними основано на микробиология, и вирусологич. исследованиях. Уже выделено, вероятно, большинство болезнетворных бактерий, изучены пути их переноса и попадания в человеческий организм, разработаны методы борьбы с ними путём асептики, антисептики и химиотерапии. Выделены и исследованы мн. патогенные вирусы, изучаются механизмы их размножения, разрабатываются средства борьбы со многими из них.

Представления о механизмах иммунитета, лежащего в основе сопротивляемости организма инфекциям, также опираются на биол. исследования. Изучена химическая структура антител, исследуются механизмы их синтеза. Особое значение для медицины приобретает исследование тканевой несовместимости - главного препятствия для пересадки органов и тканей. Для подавления иммунной системы организма пользуются рентгеновским облучением и хим. препаратами. Преодоление тканевой несовместимости, не связанное с такими опасными для жизни воздействиями, станет возможным с раскрытием механизмов иммунитета, что осуществимо лишь при широком биол. подходе к проблеме. Подлинная революция в лечении инфекц. заболеваний, служивших в прошлом осн. причиной смертности, связана с открытием антибиотиков. Использование в медицине веществ, выделяемых микроорганизмами для борьбы друг с другом, - крупнейшая заслуга Б. 20 в. Массовое произ-во дешёвых антибиотиков стало возможным лишь после выведения высокопродуктивных штаммов продуцентов антибиотиков, достигнутого методами совр. генетики. С увеличением средней продолжительности жизни людей, обусловленным в значит, мере успехами медицины, возрос удельный вес заболеваний старшего возраста - сердечно-сосудистых, злокачественных новообразований, а также наследственно обусловленных болезней. Это поставило перед совр. медициной новые проблемы, в решении к-рых важная роль принадлежит Б. Так, мн. болезни сосудов объясняются ещё не вполне изученными биохимией и физиологией нарушениями жирового и холестеринового обмена. Над проблемой рака единым фронтом работают цитологи, эмбриолога, генетики, биохимики, иммунологи, вирусологи. Уже есть ряд успехов в этой области (хирургия, радио-и химиотерапия). Однако радикальное решение проблем злокачественного роста, а также регенерации тканей и органов тесно связано с изучением общих закономерностей клеточной дифференцировки.

Результаты исследований биологов используют не только в области с. х-ва и медицины, но и в др. прежде далёких от Б. областях человеческой практики. Яркий тому пример - широкое использование микробиологии в промышленности: получение новых высокоэффективных лекарственных соединений, разработка рудных месторождений с помощью микроорганизмов.

Генетика человека, в т. ч. мед. генетика, изучающая наследственно обусловленные заболевания, становится сейчас важным объектом медико-биологич. исследований. Уже поддаются точному диагнозу болезни, связанные с нарушением числа хромосом. Генетич. анализ позволяет обнаруживать у человека вредные мутации. Борьба с ними ведётся путём лечения и медико-генетич. консультаций и рекомендаций. Разумные пути избавления человечества от вредных мутаций активно обсуждаются в биол. литературе. Всё большее внимание привлекает проблема психич. здоровья человечества, решение к-рой невозможно без глубокого естественно-историч., биологич. анализа возникновения у животных высших форм нервной деятельности, ведущих к психике. Выделение среди биологич. дисциплин этологии - науки о поведении - существенно приближает решение этой сложнейшей и важнейшей проблемы, имеющей не только теоретич., но и философское и методологич. значение.

Связь Б. с с. х-вом и медициной обусловливает не только их развитие, но и развитие Б. Перспективные в практич. отношении области Б. наиболее щедро финансируются обществом. В будущем союз Б. с медициной и с. х-вом, для к-рых Б. служит науч. основой, будет укрепляться и развиваться.

Заключение

Прогресс биол. знания в 20 в., возросшая относительно и абсолютно роль Б. среди др. наук и для существования человечества в целом определяют и иной облик Б. сравнительно с тем, какой она была даже 30-40 лет назад. Накоплению знаний и в новых, и в классич. областях Б. способствуют разработка и применение новых методов и приборов. Так, большой шаг вперёд обусловлен появлением электронной микроскопии, позволившей обнаружить новые ультраструктуры на разных уровнях организации живого. Получили распространение новые методы прижизненных исследований (культуры клеток, тканей и органов, маркировка эмбрионов, применение радиоактивных изотопов и др.), использование физ. и хим. приборов, работающих на повышенных скоростях и частично или полностью автоматизированных (ультрацентрифуги и ультрамикротомы, микроманипуляторы, электрокардиографы, электроэнцефалографы, полиграфы, спектрофотометры, массспектрографы и мн. др.). Растёт число биологич. ин-тов, биостанций, заповедников и нац. парков (играющих важную роль и в качестве " природных лабораторий"); создаются лаборатории, в к-рых можно изучать действия любых комбинаций климатич. и физ.-хим. факторов (биотроны, фитотроны), биологич. учреждения оснащаются электронно-вычислит. машинами; создаются отрасли пром-сти, связанные с биологич. приборостроением; во всё большем числе спец. биологич. ин-тов и на биол. ф-тах ун-тов готовятся кадры высококвалифицированных биологов разных профилей. По уровню биологич. исследований можно судить ныне о материально-технич. развитии общества, т. к. Б. становится реальной производительной силой. Это залог расцвета Б. в будущем, что, несомненно, ознаменуется открытием новых фундаментальных закономерностей живой природы. Само существование человечества в биосфере Земли оказывается тесно связанным с успехами в решении мн. биологич. проблем. Б. становится научной, рациональной основой отношений между человеком и природой. Б. Л. Астауров. А. Е. Гайсинович, А. А. Нейфах, Н. В. Тимофеев-Ресовский, А. В. Яблоков.

Лит.: История - Лункевич В. В., От Гераклита до Дарвина. Очерки по истории биологии, 2 изд., т. 1 - 2, М., I960; История эволюционных учений в биологии, под ред. В. И. Полянского, Ю. И. Полянского М.-Л., 1966; Развитие биологии в СССР, М., 1967; Азимов А., Краткая история биологии, _пер. с англ., М., 1967; N о г-denskiold E., The history of biology, N. Y., 1942; Singer Ch., A history of biology to about the year 1900, 3 ed., L.-N. Y., 1959.

Общие работы - Бауэр Э. С., Теоретическая биология, М.- Л., 1935; Фролов И. Т., Очерки методологии биологического исследования. (Система методов биологии), М., 1965; Бреслер С. Е., Введение в молекулярную биологию, 2 изд., М.-Л., 1966; Обшая биология, под ред. Д. К. Беляева и Ю. Я. Керкиса, М., 1966; Общая биология, под ред. Ю. И. Полянского, М., 1966; Введение в молекулярную биологию, пер. с англ., М., 1967; Вернадский В. И., Биосфера, М., 1967; Винчестер A.M., Основы современной биологии, пер. с англ., М., 1967; Современные проблемы эволюционной теории, под ред. В. И. Полянского и Ю. И. Полянского, Л., 1967; Теоретическая и математическая биология, пер. с англ., М., 1968; Опарин А. И., Жизнь, ее природа, происхождение и развитие, М., 1968; Вилли К., Биология, пер. с англ., 5 изд., М., 1968; Ш м а л ь г а у з е н И. И., факторы эволюции, 2 изд., М., 1968; его же, Кибернетические вопросы биологии, Новосибирск, 1968; его же, Проблемы дарвинизма, Л., 1969; Б е р-н а л Д ж. Д., Возникновение жизни, пер. с англ., М., 1969; Bertalanffy L. von, Theoretische Biologic, Bd 1-2, В., 1932-42; Handbuch der Biologie, hrsg. von L. von Bertalanffy, Potsdam, 1942 - 50; Biologic- generale, P., 1966; Bogen H.-J., Knaurs Buch der modernen Biologie, Munch, -Z., 1967; G a r d i n e r M. S., F 1 e m i s t e r S. C., The principles of general biology, 2 ed., L., 1967; Progress in the theoretical biology, v. 1, N. Y.-L., 1967; Ramsay J. A., The experimental basis of modern biology, Camb.. 1965; Weisz P. В., The science of biology, 3 ed., N. Y., 1967; Huxley J. S., Evolution. The modern synthesis, 2 ed., L., 1963; Die Evolution der Organismen, Bd 1 - 3, Stuttg., 1967.

Словари - The encyclopedia of the biological sciences, N. Y., 1961; Henderson J. F., Henderson W. D., A dictionary of biological terms, 8 ed., Edinb. - L., 1963; Gray P.. The dictionary of biological sciences, N. Y., 1967; Brockhaus ABC Biologie, Lpz., 1967.

Справочники - A I t m a n Ph. L., Dittmar D. S., Biology data book, Wash., 1964.

Библиография - Левин В. Л., Справочное пособие по библиографии для биологов, М.- Л., 1960; Во ur Here F., Elements d'un guide bibliographique du natu-raliste, Mac on - P., 1940 - 41; Bottle R. Т., W у a t t H. V. [eds.], The use of biological literature, Hamden, 1967; " Реферативный журнал Биология* (М., 1954-); " Berichte tiber die wissenschaftliche Biologie" (В., 1926 -); " Biological abstracts" (Phil., 1926 -); " Bibliographia biotheoretica" (Leiden, 1936 -); " Bulletin signalethique. 2. Sciences biologiques" (P., 1940 -); " International Abstracts of Biological Sciences" (L.. 1954 -); " Bioresearch Titles" (Phil., 1965 -). Д. В. Лебедев.

БИОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ, онтогенетика, раздел биологии, всесторонне изучающий процессы и движущие силы индивидуального, или онтогенетического, развития организма. Б. р.-преемник таких ранее возникших отраслей исследования онтогенеза, как механика развития, или экспериментальная эмбриология, динамика развития, отличавшихся более узким подходом к проблеме и обособленностью от др. биологич. дисциплин. Как самостоят, область исследования Б. р. сформировалась к сер. 20 в. на стыке биохимии, цитологии, генетики, эмбриологии и эксперимент, морфологии. Одним из условий и важных предпосылок, способствовавших синтезу этих ранее обособл. ветвей общей биологии в области проблем индивидуального развития, явилось возникновение и развитие молекулярной биологии. Б. р. занимается комплексным исследованием на всех уровнях организации (молекулярном, клеточном, тканевом и организ-менном) таких сторон процесса развития, как биосинтез, клеточная, эмбриональная и тканевая дифференцировки, органогенез и рост, реализация генетич. информации в ходе онтогенеза, регуляторные механизмы развития, регенерация и др. Б. р. получает всё более широкое развитие как в СССР, так и за рубежом, где в этой области (наз. там developmental biology) работают многие н.-и. ин-ты, издаются журналы, монографии. В СССР центром науч. исследований в этой области является Ин-т биологии развития АН СССР, а осн. печатным органом - журнал " Онтогенез" (с 1970).

М. С. Мицкевич.

БИОЛОКАЦИЯ (от био... и лат. loco -помещаю, расставляю), способность животных определять положение к.-л. объекта по отношению к самому себе (направление, расстояние) или своё положение в пространстве (биоориентация). Б. осуществляется с помощью восприятия внешних воздействий (сигналов) поверхностью тела или спец. органами чувств (зрения, осязания, обоняния, слуха, равновесия и др.). Различают прямую (пассивную) Б., свойственную большинству животных, и эхолокацию, при к-рой воспринимается отражение сигнала (звукового, механич., электрич. и др.), посланного в пространство животным и отражённого к.-л. предметом; такая Б. свойственна китам (напр., дельфинам), летучим мышам и нек-рым др. млекопитающим. Н. П. Наумов.

БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ (от био... и люминесценция), видимое свечение организмов, связанное с процессами их жизнедеятельности; наблюдается у неск. десятков видов бактерий, низших растений (грибов), у нек-рых беспозвоночных животных (от простейших до насекомых включительно), у рыб (см. вклейку, табл. XXII). Б. более широко распространена среди обитателей морей и океанов. Здесь светящиеся организмы иногда размножаются в таком количестве, что вызывают свечение моря. У мн. организмов (бактерии, простейшие, ракообразные, грибы и др.) свечение происходит постоянно и непрерывно, если в окружающей среде есть кислород. У др. Б. происходит отдельными вспышками и связана с условиями жизнедеятельности (голод, период размножения и др.). Биологич. значение Б. различно. Так, у светящихся насекомых вспышки Б. служат сигналом, позволяющим самцам и самкам находить друг друга; у ряда глубоководных рыб - для освещения и приманки добычи; у каракатицы - для защиты от хищников (путём выбрасывания светящейся жидкости) и др. Мн. животные имеют сложно устроенные свечения органы. В нек-рых случаях источником Б. животного являются светящиеся бактерии-симбионты (напр., т. н. несамостоятельное свечение ряда рыб). По механизму Б. относится к хемолюминесценции: свечение возникает при ферментативном окислении кислородом воздуха специфич. веществ люциферинов. За счёт освобождаемой при этом химич. энергии часть молекул люциферина переходит в возбуждённое состояние, при возвращении в осн. состояние они испускают свет. Люциферины, как и ферменты (л ю ц и ф е р а з ы), катализирующие их окисление, различны у организмов разных видов. Так, напр., у бактерий люциферином служит флавинмононуклеотид (рибофлавин-5-фосфат) - кофермент ряда окислит.-восстановит. ферментов. Общее свойство всех люциферинов - способность давать интенсивную флуоресценцию. Выделенный в кристаллич. виде люциферин может быть окислен и химич. путём, но при этом, в отличие от ферментативного окисления в организме, энергия выделяется в виде тепла, а не квантов света.

По степени сложности различают 3 системы Б. организмов. Простейшая, состоящая только из люциферина и люцеферазы, имеется у Cypridina (этот рачок испускает сине-зелёный свет с макс, длиной волны 440-460 им), у рыбы Argon и др. Более сложна светящаяся система бактерий. Здесь, кроме люциферина и люциферазы, имеется ещё длинноцепочеч-ный альдегид, т. е. соединение типа
[ris]

где R - прямая углеводородная цепочка, содержащая от 7 до 14 атомов углерода. Упрощённая схема реакций Б. в этом случае имеет след, вид:
[ris]

-> ФМН + Н₂О + продукты реакции + свет.

(Здесь ФМН - окисленная форма фла-винмононуклеотида, ФМН * Н₂ - его восстановленная форма, Е - фермент лю-цифераза.) Бактерии испускают зелёный свет с макс. длиной волны ок. 560 нм. Наиболее сложна система Б. у насекомых, напр, светляков. Их органы Б. испускают вспышки жёлто-зелёного света (ок.560 нм), вызываемые нервными импульсами. Кроме люциферина и люциферазы, для реакции Б. насекомым необходимы АТФ (см. Аденозинфосфорные кислоты) и магний. Энергия, освобождающаяся при гидролизе АТФ (см. Биоэнергетика), видимо, активирует люциферин-люциферазную систему и обеспечивает окисление люциферина с испусканием света. В отсутствии АТФ эта система не работает.

Предполагают (амер. учёный У. Д. Мак-Элрой и др., 1962), что Б. возникла на стадии перехода от анаэробных форм жизни к аэробным, т. е. когда в первоначальной атмосфере Земли начал накапливаться кислород. Вероятно, для существовавших тогда анаэробных организмов кислород был токсичен и преимущество получили организмы, способные быстро восстанавливать его. При этом в ряде случаев выделение энергии в световой форме было выгоднее, чем в тепловой. У простейших биолюминесцирующих форм энергия, освобождающаяся при окислении субстратов, выделялась в форме света или тепла, т. е. пропадала без пользы для организма. Поэтому в ходе дальнейшей эволюции получили преимущество организмы, у к-рых возник механизм аккумуляции энергии (см. Фосфорилирование окислительное). С появлением таких форм окислительные люминесцентные реакции уже не давали преимуществ при естественном отборе и даже становились вредными. Однако в результате вторичных эволюционных процессов Б. могла сохраниться как рудиментарный признак у отдельных, не связанных друг с другом групп организмов, у к-рых она приобрела иные функции, напр, функции полового сигнала у светляков.

Лит.: Тарасов Н. И., Свечение моря, М., 1956; Мак-Элрой У. Д. и 3 е л н г е р Г. Г., Происхождение н эволюция биолюминесценции, в кн.: Горизонты биохимии, пер. с англ., М,, 1964; Биолюминесценция, [Сб. ст.], М., 1965; Биоэнергетика и биологическая спектрофотометрия, М., 1967. Л. А. Тумерман.

БИОМ (англ, biome, от греч. bi'os -жизнь и лат. -omat-, -oma - окончание, обозначающее совокупность), совокупность видов растений и животных, составляющих живое население данного района. Термин употребляется главным образом в зарубежной экологич. и биогеографич. литературе. К этому понятию близок термин биота, применяемый к более обширным участкам поверхности земли.

БИОМАССА (от био... и масса), общая масса особей одного вида, группы видов или сообщества в целом, приходящаяся на единицу поверхности или объёма местообитания; один из важнейших экологич. терминов. Б. чаще всего выражают в массе сырого или сухого вещества (г/л², кг/га, г/м³ и т. д.) или в пропорциональных ей единицах (масса углерода или азота органич. веществ тела и др.).

Б. растений наз. фитомассой, Б. животных - зоо массой. По Б. отд. компонентов биоценоза, её распределению в пространстве (напр., по вертикальным ярусам лесных биоценозов, по глубинам или по разным грунтам в водоёмах) и по её сезонным изменениям судят о количеств, соотношениях масс организмов с разным типом питания, о доминировании отд. видов и т. д. В наземных сообществах (лес, степь, тундра и др.) Б. растений значительно превышает Б. растительноядных животных, к-рая, в свою очередь, больше Б. хищников (т. н. пирамида Б.). См. также Фитомасса.

В водной среде растит, организмы представлены гл. обр. одноклеточными водорослями фитопланктона. Б. фитопланктона мала, нередко меньше Б. питающихся за его счёт животных. Это возможно благодаря интенсивному обмену веществ и фотосинтезу одноклеточных водорослей, обеспечивающему высокую скорость прироста фитопланктона. Годовая продукция фитопланктона в наиболее продуктивных водах не уступает годовой продукции лесов, Б. к-рых, отнесённая к той же единице поверхности, в тысячи раз больше. Луговые степи дают больший годовой прирост Б., чем хвойные леса: при ср. фитомассе 23 т/га годовая продукция их 10 т/га, а у хвойных лесов при фитомассе 200 т/га годовая продукция 6 т/га. Популяции мелких млекопитающих, обладающих большой скоростью роста и размножения, при равной Б. дают более высокую продукцию, чем крупные млекопитающие. Т. о., чтобы оценить значение вида или группы видов для круговорота веществ и биологической продуктивности сообщества или экосистемы, нужно знать не только Б. данного компонента, но и относит, скорость её прироста или время полного возобновления, к-рое колеблется у разных организмов от мн. лет (у древесных растений) до неск. часов или даже долей часа (у бактерий и нек-рых простейших при благоприятных условиях роста).

Наиболее высока Б. лесов (500 т/га и выше в тропических лесах, ок. 300 т/га в широколиственных лесах зон умеренного климата). Среди питающихся за счёт растений гетеротрофных организмов наибольшей Б. обладают микроорганизмы - бактерии, грибы, актиномицеты и др.; их Б. в продуктивных лесах достигает неск. т/га. Большая часть общей Б. животных в поясе умеренного климата приходится на почвенную фауну (дождевые черви, личинки насекомых, нематоды, многоножки, клещи и др.). В лесной зоне она составляет сотни кг/га, гл. обр. за счёт дождевых червей (300-900 кг/га). Ср. Б. позвоночных животных достигает 20 кг/га и выше, но чаще остаётся в пределах 3-10 кг/га.

В водной среде наиболее высока Б. крупных прикреплённых водорослей и донных животных (бентоса) на литорали и в сублиторали морей. Напр., Б. зарослей мор. водорослей достигает нескольких кг/м²; на отд. участках (на устричных и мидиевых банках) Б. донных животных также велика. С увеличением глубины Б. бентоса, как и планктона, быстро снижается. На большей части площади дна океана ср. Б. бентоса исчисляется десятыми и даже сотыми долями г/м². Б. фито- и зоопланктона в малопродуктивных мор. водах не превышает немногих десятков мг/м³ или десятых г/м². В высокопродуктивных районах, занимающих, впрочем, малую долю общей площади океана, Б. зоопланктона достигает 10 г/м², а Б. фитопланктона в периоды макс, его развития - 100 г/м² и выше. Озёра сильно различаются по Б. планктона и бентоса. В озёрах ср. продуктивности Б. как фито-, так и зоопланктона обычно 1-2 г/м³, или неск. десятков г/м². Б. зообентоса часто меньше Б. зоопланктона. В более продуктивных озёрах она достигает 10-30 г/м², т. е. 100-300 кг/га. Б. рыб в озёрах средней и высокой продуктивности-порядка 75-150 кг/га.

Закономерности географич. распределения и продуцирования Б. интенсивно изучаются в связи с решением вопросов рационального использования биологич. продуктивности и охраны биосферы Земли.

В. И. Вернадский в своём учении о биосфере и геологич. роли живой природы привлёк внимание к определению общей Б. всех форм жизни на Земле. Об этой величине можно судить только по грубым оценкам, подлежащим дальнейшему уточнению. Наиболее велика Б. лесов; так, общий запас древесины исчисляют примерно в 300 млрд. т сухого вещества. Среди наземных животных Б. почвенных животных близка к 0, 5 млрд. m сухого вещества, общая Б. всех прочих животных суши на 1-2 порядка величин меньше. Согласно расчётам сов. гидробиолога В. Г. Богорова, общая Б. всех растит, организмов океана - 1, 7 млрд. т, животных -32, 5 млрд. т сырого вещества, т. е. в круглых цифрах 0, 3 и 6 млрд. т сухого вещества. Общая Б. бактерий и других микроорганизмов ещё не поддаётся определению, но, несомненно, она выражается значит, величинами и в биоценозах суши превосходит Б. животных.

Лит.: Зенкевич Л. А., Биология морей СССР, М., 1963; Родин Л. Е. и Базилевич Н. И., Динамика органического вещества и биологический круговорот зольных элементов и азота в основных типах растительности земного шара, М.- Л., 1965; Дювиньо П. и Ганг М., Биосфера и место в ней человека, пер. с франц., М, 1968. Г. Г. Винберг, Ю. И. Чернов.

БИОМЕТРИЯ (от био... и ...метрия), раздел биологии, содержанием к-рого являются планирование и обработка результатов количеств, экспериментов и наблюдений методами математической статистики. При проведении биологич. экспериментов и наблюдений исследователь всегда имеет дело с количеств, вариациями частоты встречаемости или степени проявления различных признаков и свойств. Поэтому без специального статистич. анализа обычно нельзя решить, каковы возможные пределы случайных колебаний изучаемой величины и являются ли наблюдаемые разницы между вариантами опыта случайными или достоверными. Математико-статистич. методы, применяемые в биологии, разрабатываются иногда вне зависимости от биологич. исследований, но чаще в связи с задачами, возникающими в биологии, с. х-ве и медицине.

Б.как самостоятельная дисциплина сложилась к концу 19 в. в результате работ ф. Гальтона (Англия), внёсшего большой вклад в создание корреляционного и регрессионного анализа (см. Корреляция, Регрессия), и К. Пирсона - основателя крупнейшей биометрич. школы, подробно проанализировавшего, в частности, осн. типы распределений, встречающиеся в биологии; он предложил один из самых распространённых статистич. методов -" хи-квадрат" критерий, и развил теорию корреляции. Методология совр. Б. создана гл. обр. Р. А. Фишером (Англия), основавшим свою биометрич. школу. Фишер впервые показал, что планирование экспериментов и наблюдений и обработка их результатов - две неразрывно связанные задачи статистич. анализа. Он заложил основы теории планирования эксперимента, предложил ряд эффективных статистич. методов (в первую очередь, дисперсионный анализ), естественно вытекающих из своеобразия биологич. эксперимента, и развил теорию малых выборок, начатую англ, учёным Стьюдентом (В. Госсетом). Значит, роль в распространении биометрич. идей и методов сыграли рус. учёные В. И. Романовский, А. А. Сапегин, Ю. А. Филипченко, С. С. Четвериков и др.

Применение математико-статистич. методов в биологии по существу представляет выбор нек-рой статистич. модели, проверку её соответствия эксперимент, данным и анализ статистич. и биологич. результатов, вытекающих из её рассмотрения. Выбор той или иной модели в значит, мере определяется биологич. природой эксперимента. Любая модель содержит ряд предположений, к-рые должны выполняться в данном эксперименте; обязательно предположение о случайности выбора объектов из общей совокупности; очень распространено предположение об определённом типе распределения исследуемой случайной величины. Планирование эксперимента стало самостоят, разделом Б., располагающим рядом методов эффективной постановки опыта (различные схемы дисперсионного анализа, последоват. анализ, планирование отсеивающих экспериментов и т. д.). Эти методы позволяют резко сократить объём эксперимента для получения того же кол-ва информации. При обработке результатов экспериментов и наблюдений возникают 3 осн. статистич. задачи: оценка параметров распределения - среднего, дисперсии и т. д. (напр., установление пределов случайных колебаний процента больных, у к-рых наблюдается улучшение состояния при лечении каким-то испытываемым лекарств, препаратом); сравнение параметров разных выборок (напр., решение вопроса, случайна или достоверна разница между средними урожаями изучаемых сортов пшеницы); выявление статистич. связей - корреляция, регрессия (напр., изучение корреляции между размерами или массой разных органов животного или изучение зависимости частоты повреждения клеток от дозы ионизирующих излучений). Для решения экспериментальных задач наиболее эффективно применение методов многомерной статистики, позволяющих одновременно оценить не только влияние неск. разных факторов, но и взаимодействие между ними; эти методы находят всё большее применение и для решения задач систематики. Широкое распространение получили и непараметрические методы, не содержащие предположений о характере распределения случайной величины, но уступающие по эффективности параметрич. методам. В связи с запросами практики интенсивно разрабатываются методы изучения наследуемости, выборочные методы и изучение динамич. процессов (временные ряды).

Работы по Б. публикуются в журналах " Biometrica" (L., 1901 -); " Biometrics" (Atlanta, 1945-); " Biometrische Zeitschrift" (В., 1959-), а также в различных биологич., с.-х. и мед. журналах.

Лит.: Б е й л и Н., Статистические методы в биологии, пер. с англ., М., 1963; Рокицкий П. Ф., Биологическая статистика, 2 изд., Минск, 1967; Снедекор Дж. У., Статистические методы в применении к исследованиям в сельском хозяйстве и биологии, пер. с англ., М., 1961; Урбах В. Ю., Биометрические методы, 2 изд., М., 1964; Финни Д. Д., Применение статистики в опытном деле, пер. с англ., М., 1957; его ж е, Введение в теорию планирования экспериментов, пер. с англ., М., 1970; Фишер Р. А., Статистические методы для исследователей, пер. с англ., М., 1958; X и л л Б., Основы медицинской статистики, пер. с англ., М., 1958; Хикс Ч., Основные принципы планирования эксперимента, пер. с англ., М., 1967; Fisher R. A., The design of experiments, Edinburgh-L., 1960. Н. В. Глотов, А. А. Ляпунов, Н. В. Тимофеев-Ресовский.

БИОМЕХАНИКА (от био... и механика), раздел биофизики, изучающий меха-нич. свойства живых тканей, органов и организма в целом, а также происходящие в них механич. явления. Термином " Б." ранее также наз. отрасль эмбриологии - механику развития, чаще называемую экспериментальной эмбриологией. Обычно термин " Б." применяют к учению о движениях человека и животных. Однако в сер. 20 в. границы исследований по Б. расширились: Б. дыхательного аппарата (см. Дыхание) изучает его эластич. и неэластич. сопротивление, кинематику (т. е. геометрич. характеристику движения) и динамику дыхат. движений, а также др. стороны деятельности дыхат. аппарата в целом и его частей (лёгких, грудной клетки); Б. кровообращения изучает упругие свойства сосудов и сердца, гидравлич. сопротивление сосудов току крови, распространение упругих колебаний по сосудистой стенке, движение крови, работу сердца и др. (см. Гемодинамика); Б. движений, основываясь на данных анатомии и теоретич. механики, исследует структуру органов движения, характер приложения мышечных сил, вызывающих движения в суставах, кинематику сочленений, распределение массы тела по его звеньям, закономерности движения этих звеньев и тела в целом, определяет характер, направление и значение действующих сил. Биомеханич. характеристика движения составляется на основе данных структурного, кинематич. и динамич. анализа. При структурном анализе определяют кол-во степеней свободы кинематич. цепей тела, их характер (открытые, замкнутые); кинематич. анализ даёт характеристику движения (траектории, скорости и ускорения); динамический - выявляет картину взаимодействия внутр. и внеш. сил. Чаще всего задача биомеханич. исследования сводится к определению картины действующих сил по кинематич. характеристикам движения. Это позволяет оценить экономичность движения, степень использования как внеш., так и мышечных сил и судить о механизмах координации и регуляции движений. В этой части Б. тесно соприкасается с физиологией движений. Др. задача биомеханич. исследования - изучение отд. положений тела (стояние, сидение и др.). При этом определяют значения статич. моментов, положение общего центра тяжести тела по отношению к опоре, степень устойчивости тела в данном положении, т. е., по существу, устанавливают и характер взаимодействия внутр. и внеш. сил. Решение таких задач также связано с физиологией, с учением о положении и равновесии тела в пространстве.