БУКИНИСТ

Я с большим удовольствием принял предложение написать предисловие к русскому переводу пятого издания моего учебника биологии.

В 5-м издании полностью переработаны разделы, касающиеся структуры клетки и клеточных органелл, промежуточного обмена и выработки биологически полезной энергии, фотосинтеза и физиологии растений, строения и функций тела у беспозвоночных, особенно у членистоногих, структуры мышц и механизма мышечного сокращения, а также феромонов. Разделы, посвященные молекулярной биологии, генетическому коду, регуляции синтеза белка, а также основам эволюции и экологии, пересмотрены и сильно расширены. Существенные изменения внесены также и во многие другие разделы. Кроме того, произведена замена некоторых рисунков и добавлено много новых.

В одних учебниках биологии главное место отводится обсуждению общих биологических принципов, в других - подробному рассмотрению типичных представителей различных групп растений и животных. Каждый из этих подходов имеет очевидные достоинства, но ни тот, ни другой не следует доводить до крайности, ибо нельзя надеяться, что учащийся усвоит принципы, если они не будут иллюстрироваться конкретными примерами, так же как нельзя описывать типичные растении или типичных животных без интеллектуального синтеза, основанного на понимании принципов. Возможно, что эта книга содержит несколько больше материала, чем некоторые другие курсы биологии: в ней имеются разделы, которые преподаватель либо не сможет, либо не пожелает рассмотреть в своих лекциях. Однако наличие этих материалов позволит каждому преподавателю подчеркнуть то, что он считает наиболее важным, а любознательному студенту - ознакомиться с вопросами, рассмотренными в лекциях лишь кратко или не рассмотренными вовсе. Изучая многообразный материал, составляющий современную биологию, я старался проводить четкую границу между фактами и теориями и упоминать о проблемах, которые биологам предстоит разрешить в будущем.

В третьей части дается аналогичный обзор современных беспозвоночных и позвоночных животных, особенностей их строения и функций. В гл. XIV включен новый материал о процессах линьки и метаморфоза у насекомых и ракообразных и об эндокринной регуляции этих процессов. В гл. XV довольно подробно описаны системы органов лягушки, так как это животное

часто используется в качестве объекта для ознакомления с типичными чертами строения позвоночных. В четвертой части описаны системы органов человека и проводится сравнение их с соответствующими системами других позвоночных. Процесс размножения, эмбриональное развитие и основы наследственности детально рассматриваются в пятой части книги. В гл. XXIX описаны процессы митоза и мейоза и изложены данные о физической основе

наследственности, а также принципы классической генетики. В гл. XXX подробно изложена современная теория генетического кода и передачи биологической информации молекулами ДНК от поколения к поколению;

здесь же рассмотрена транскрипция этой информации в клетках различных типов, приводящая к синтезу клетками каждого типа своих специфических белков. Основы популяционной генетики и некоторые аспекты наследственности человека обсуждаются в гл. XXXI.

Эволюционным и экологическим отношениям живых существ уделяется большое внимание на протяжении всей книги; кроме того, им специально посвящены две последние части. Основы эволюционного учения, доказательства эволюции и некоторые теории относительно ее механизмов рассмотрены в шестой части. Гл. XXXII содержит новый материал о популяциях, генофондах и роли дифференциального размножения как движущей силы эволюции; она заканчивается изложением некоторых гипотез о возникновении жизни на нашей планете. Седьмая часть посвящена подробному рассмотрению основ экологии, популяций и их характерных особенностей, а также популяционных циклов. В последней главе - об адаптациях и экосистемах - дается обзор различных типов жизненных зон, или биомов, на суше, в море и в пресноводных водоемах.

В приложении дан таксономический обзор основных групп - типов, классов и большинства отрядов (порядков) животного и растительного мира. Оно удобно для справочных целей и поможет студенту найти место в системе того или иного вида, упоминаемого в тексте. Кроме того, в новое издание добавлен терминологический словарь, в котором указано происхождение в значение многих наиболее часто встречающихся биологических терминов.

Вопросы в конце каждой главы должны помочь студенту подытожить проработанный материал и проверить усвоение рассмотренных принципов и фактов.

Живые системы подчиняются физическим и химическим законам. Биогенез. Клеточная теория. Теория эволюции органического мира. Генная теория. Процессы метаболизма происходят с участием ферментов. Биохимические реакции находятся под контролем генов. ДНК - главный носитель генетической информации. Витамины - предшественники конферментов. Гормоны регулируют функции клеток. Взаимоотношения между организмами и окружающей средой.

Клетки. Методы изучения клеток. Энергия. Движение молекул. Скорость диффузии. Обмен материалами между клеткой и окружающей средой. Ткани. Ткани животных. Ткани растений. Системы органов. План строения тела и симметрия.

Химические реакции. Катализ. Ферменты. Свойства ферментов. Локализация ферментов в клетке. Механизм действия ферментов. Факторы, влияющие на активность ферментов. Дыхание и энергетические отношения. Окисление молочной кислоты. Окисление янтарной кислоты. Цикл лимонной кислоты. Окисление жирных кислот. Гликолиз. Анаэробный гликолиз. Пентозофосфатный путь. Окисление аминокислот. Система переноса электронов. Динамическое состояние компонентов клетки. Процессы биосинтеза. Специальные типы обмена веществ. Биолюминесценция.

Свет. Фотосинтез. Синтез других органических соединений. Клеточное дыхание у растений. Опорная система растений. Тургорное давление. Плазмолиз. Пищеварение растений. Проводящие системы растений. Растительные соки. Выделения растений. Координация у растений. Передача раздражений. Гормоны растений. Фотопериодизм. "Движения сна" (никтинастичекие движения).

Корни и их функции. Среда, окружающая корни: почва. Стебель и его функции. Лист и его функции. Транспирация. Передвижение воды. Перенос и запасание питательных веществ. Хозяйственное значение растений.

Постулаты Коха. Распространение бактерий. Строение бактериальной клетки. Размножение бактерий. Приспособление к неблагоприятным внешним условиям. Обмен веществ у бактерий. Методы изучения бактерий. Практическое значение бактерий. Паразитические бактерии. Другие микроорганизмы. Фильтрующиеся вирусы. Бактериофаги. Риккетсии. Положение в системе и эволюция.

Жизненные циклы. Сине-зеленые водоросли. Эвгленовые. Зеленые водоросли. Хризофиты. Динофлагелляты, или пиррофиты. Бурые водоросли. Красные водоросли. Грибы. Миксомицеты. Базидиомицеты. Лишайники. Хозяйственное значение грибов.

Мхи. Сосудистые растения. Подтип псилофиты. Подтип плаунообразные. Подтип клинолистные. Подтип папоротникообразные. Папоротники. Семенные растения. Голосеменные. Покрытосеменные.

Бесполое размножение. Эволюция полового размножения. Цикл развития мхов. Цикл развития папоротников. Цикл развития голосеменных. Цикл развития покрытосеменных. Прорастание семян и эмбриональное развитие. Хозяйственное значение семян. Направление эволюции растительного царства.

Проблемы, связанные с жизнью на суше. Кольчатые черви. Членистоногие. Общее строение тела членистоногих. Классы членистоногих. Эндокринная регуляция линьки у ракообразных. Метаморфоз насекомых. Полет насекомых. Общественные насекомые. Поведение членистоногих. Моллюски. Иглокожие. Тип полухордовые.

Оболочники. Бесчерепные. Позвоночные. Круглоротые. Хрящевые рыбы. Костные рыбы. Земноводные, или амфибии. Лягушка. Пресмыкающиеся, или рептилии. Птицы. Млекопитающие.

Кровеносные сосуды. Сердце. Сокращение сердца. Узловая ткань. Сердечный цикл. Тоны и шумы Сердца. Электрические явления, связанные с сокращением сердца. Приспособление работы сердца к физической нагрузке. Пути циркуляции крови в организме. Кровообращение плода и изменения, наступающие после рождения. Скорость течения крови. Кровяное давление. Заболевания сердца и сосудов. Лимфатическая система. Кровообращение у других животных.

Ротовая полость. Глотка. Микроскопическая анатомия пищеварительного тракта. Пищевод. Желудок. Тонкая кишка. Печень. Поджелудочная железа. Всасывание пищи. Толстая кишка и прямая кишка. Заболевания пищеварительного тракта. Химия пищеварения. Механизмы стимуляции пищеварительных желез. Пищеварительные системы других животных.

Основной обмен. Вещества, служащие источниками энергии. Обмен углеводов, жиров и белков. Другие компоненты пищевого рациона. Витамины. Жирорастворимые витамины. Водорастворимые витамины. Антиметаболиты. Пищевой рацион.

Почки и мочевыводящие пути. Образование мочи. Регуляторная функция почек. Вещества, содержащиеся в моче. Заболевания почек. Выделительные приспособления у других животных.

Кожа. Скелет. Типы передвижения. Скелетные мышцы. Типы мышечного сокращения. Биохимия мышечного сокращения. Сердечная мышца и гладкие мышцы. Мышцы низших животных.

Нейроны. Нервный импульс. Мембранная теория проведения возбуждения. Передача в синапсе. Центральная нервная система. Спинной мозг. Центральная нервная система. Головной мозг. Электрическая активность мозга. Сон. Психические болезни и неврозы. Периферическая нервная система. Рефлексы и рефлекторные дуги. Мышление, память и научение. Вегетативная нервная система. Нервная система низших животных.

Процесс восприятия раздражения. Ощущения. Локализация раздражений. Кожная, кинестетическая и висцеральная чувствительность. Химические чувства - вкус и обоняние. Зрение. Глаз человека. Химия зрения. Дефекты зрения. Ухо. Чувство равновесия.

Эндокринные железы. Щитовидная железа. Паращитовидные железы. Островки Лангерганса. Надпочечники. Гипофиз. Семенники. Яичники. Эстральный и менструальный циклы. Плацента. Другие эндокринные железы. Взаимодействия эндокринных желез. Феромоны.

Каким образом микроорганизмы вызывают болезнь? Защитные средства организма. Иммунологические реакции. Иммунологическая толерантность. Повышенная чувствительность. Антибиотики. Пути распространения микроорганизмов. Некоторые распространенные инфекционные заболевания.

Типы яиц. Дробление и гаструляция. Образование мозодермы. Развитие нервной системы. Развитие формы тела. Развитие сердца. Развитие пищеварительного тракта. Развитие почки. Регуляция процессов развития. Уродства и аномалии развития. Возникновение близнецов. Изменения, связанные с окончанием внутриутробной жизни.

Развитие генетики. Хромосомы и гены. Митоз. Мейоз. Сперматогенез. Овогенез. Гены и аллели. Моногибридное скрещивание. Фенотип и генотип. Вероятностные отношения. Неполное доминирование. Определение генотипов. Законы Менделя. Взаимодействие генов. Множественные факторы. Множественные аллели. Сцепление и перекрест. Генетическое определение пола. Сцепленные с полом и зависимые от пола признаки. Инбридинг и аутбридинг.

Молекулярная структура хромосом. ДНК как передатчик генетической информации. Химический состав ДНК. Модель ДНК, предложенная Уотсоном и Криком. Что такое ген? Генетический код. Синтез ДНЕ. Репликация. Транскрипция коды - синтез информационной РНК. Типы РНК: информационная, рибосомная и транспортная РНК. Синтез специфической полипептидной цепи. Связь между генами и ферментами. Гены и дифференцировка. Управление синтезом белков; концепция оперона. Изменения генов - мутации. Летальные гены. Пенетрантность и экспрессивность.

Вероятностные законы. Генетика популяций. Цитогенетика человека. Наследование физических признаков. Наследование умственных способностей. Наследственность и среда. Изучение близнецов. Евгеника.

Палеонтология. Геохронологическая таблица. Ранние геологические эры. Палеозойская эра. Мезозойская эра. Кайнозойская эра.

Данные систематики. Данные морфологии. Данные сравнительной физиологии и биохимии. Данные сравнительной эмбриологии. Данные генетики. Данные биогеографии. Биогеографические области.

Приматы. Ископаемые приматы. Человекообезьяны. Ископаемые обезьянолюди. Ископаемые представители рода Homo. Ископаемые и живые представители вида Homo sapiens. Развитие культуры. Современные человеческие расы.

Факторы, регулирующие распространение растений и животных. Цепи и пирамиды питания. Популяции и их свойства. Колебания численности популяции. Циклические явления в биологии. Циркадные ритмы. Расселение популяции и территориальность. Биоценозы. Экологическая сукцессия. Прикладное значение экологических принципов.