Энциклопедия «Биология» (без иллюстраций) - Александр Горкин

КУЛЬТУ́РА КЛЕ́ТОК И ТКА́НЕЙ, метод сохранения в жизнеспособном состоянии клеток, участков тканей, органов или их частей вне организма. Во 2-й пол. 19 в. развитие микробиологии, прежде всего медицинской (необходимость выделения и изучения микробов, вызывающих инфекционные болезни), а также производств, основанных на процессах брожения (виноделие и др.), привело к созданию методов культивирования клеток бактерий, дрожжей и других микроорганизмов, т. е. методов их выделения, выращивания, размножения и сохранения в искусственных условиях. Были разработаны составы жидких и твёрдых питательных сред, методы, обеспечивающие их стерильность, способы выращивания чистых культур, состоящих из клеток одного вида, и т. д. К сер. 20 в. было освоено культивирование микроорганизмов в промышленных масштабах.

Первые опыты по выращиванию клеток и тканей животных вне организма были сделаны в нач. 20 в. Дальнейшее совершенствование метода шло параллельно успехам цитологии, биохимии, генетики, эмбриологии, молекулярной биологии. Его возможности возросли после того, как научились получать изолированные клетки из различных животных тканей (путём их обработки специальными ферментами, растворяющими межклеточное вещество и разрушающими межклеточные контакты) и выяснили потребности разных клеток в гормонах, факторах роста и др. веществах, вносимых в искусственные питательные среды. Очевидные преимущества работы с генетически однородными клетками и тканями в контролируемых условиях вне организма по сравнению с проведением исследований на целых организмах сделали этот метод одним из наиболее универсальных в биологии. Столь же плодотворным оказалось его применение в медицине и при решении ряда задач сельского хозяйства и биотехнологии.

Клеточные и тканевые культуры использовались для изучения закономерностей митоза и числа клеточных циклов (делений) у клеток разных типов и выяснения в связи с этим «запрограммированности» процесса старения, для изучения механизмов клеточной дифференцировки, формирования специализированных тканей и органов, а также (при совместном культивировании) влияния друг на друга клеток разных типов. Культура клеток и тканей растений появилась позднее – в 1958 г., но уже всего через 6 лет из единственной клетки, извлечённой из корня моркови, удалось в условиях культуры вырастить целое растение с дифференцированными тканями и органами. Это направление широко применяется в селекции и биотехнологии.

Совместное культивирование клеток разных линий (клонов) привело к рождению нового важного раздела в экспериментальной биологии – генетики соматических клеток и прежде всего метода гибридизации соматических клеток.

Клеточные и тканевые культуры позволяют исследовать такие важные для медицины проблемы, как перерождение нормальных клеток в опухолевые, всесторонне изучать их свойства, чувствительность клеток к физическим и химическим факторам, в т. ч. к лекарствам, а также определять потенциальную мутагенность и канцерогенно-сти этих факторов, т. е. их способность вызывать мутации и опухоли. Разработка методов длительного культивирования позволяет формировать банки клеточных линий, обладающих определёнными генетическими и биохимическими свойствами. На этой основе создаются методы криоконсервации (от греч. «криос» – холод) – сохранение в условиях глубокого охлаждения клеток, тканей и органов для трансплантации (пересадки), в качестве резервного генофонда редких и исчезающих биологических видов, а также для других целей. С кон. 20 в. стали возникать банки, в которых хранятся замороженные стволовые клетки, используемые для лечения самых различных болезней и травм.

Клеточные культуры служат также удобными объектами для изучения тканевой несовместимости и других иммунных реакций. Они используются в диагностике вирусов и для получения вакцин. Таким образом, культура клеток и тканей применяется для решения как фундаментальных теоретических проблем (таких, напр., как клеточная дифференцировка), так и различных практических задач, особенно в области медицины. Этот метод – неотъемлемая составная часть генной инженерии, клеточной инженерии, клонирования и других направлений экспериментальной биологии.

КУЛЬТУ́РНЫЕ РАСТЕ́НИЯ, растения, выращиваемые человеком с определённой целью (для получения продуктов питания, кормов для с.-х. животных, лекарственного и др. сырья и т. п.). В отличие от дикорастущих видов, культурные растения не имеют естественного ареала (выращиваются независимо от места происхождения) и не способны к естественному распространению.

Окультуривание растений началось в каменном веке, когда человек наряду с собирательством съедобных плодов, ягод и др. стал выращивать нужные ему растения, заделывая семена во взрыхлённую почву. Постепенно он научился ухаживать за посевами (поливать, освобождать от сорняков), охранял их от вытаптывания и поедания животными. Отбирая лучшие по потребительским качествам растения (крупные плоды, хороший вкус и т. п.), он вёл бессознательный искусственный отбор. С течением времени непрерывный отбор привёл к созданию культурных растений. Развитие земледелия (примитивное появилось к бронзовому веку) привело к формированию в различных географических областях крупных его очагов, откуда впоследствии культурные растения распространились по всему свету. Этому способствовали торговля, войны, путешествия. Первичные очаги земледелия были установлены Н.И. Вавиловым и названы центрами происхождения культурных растений (см. табл.). Позднее их перечень был расширен другими учёными.

За время существования человечества окультурено св. 2,5 тыс. видов высших растений, или 10 % общего их количества. Почти все они возделываются с глубокой древности (несколько тысячелетий), и лишь немногие – в течение нескольких веков (см. статьи об отдельных культурах). Дикорастущие предки большинства культурных растений сохранились до настоящего времени, некоторые (напр., кукуруза) уже не встречаются в диком виде.

Выращиванием и разведением культурных растений занимается растениеводство – одна из основных отраслей сельского хозяйства. Используя различные методы селекции, учёные создают сорта и гибриды с.-х. культур, обладающие такими ценными свойствами, как высокая урожайность, холодостойкость, засухоустойчивость и др.

В с.-х. практику всё шире входит генная инженерия, позволяющая создавать трансгенные сорта с.-х. культур, не повреждаемые вредителями и болезнями, обладающие повышенной лёжкостью плодов и другими полезными качествами.

КУНЖУ́Т, вид растений сем. кунжутных. Однолетник, неизвестный в диком состоянии, происходящий, по-видимому, из Африки. Стебель выс. до 140 см несёт цельные или в разной степени рассечённые листья. Пазушные цветки на коротких цветоножках, двугубые, розовые, фиолетовые или белые. Плоды – коробочки с многочисленными плоскими семенами. Введён в культуру задолго до н. э. ради семян с большим содержанием пищевого масла, близкого по качеству к оливковому. Их используют также для приготовления тахинной халвы и других восточных сладостей, обсыпки булочек и т. п.

КУ́НЬИ, семейство млекопитающих отр. хищных. Включает 5 подсемейств, 23–25 родов, ок. 70 видов. Распространены в Евразии, Африке, Северной и Южной Америке. В России живут лесная куница, росомаха, соболь, норка, выдра, калан, барсук, харза (одна из самых крупных куниц) и др. Куньи очень разнообразны. Дл. тела от 15 до 120–150 см. Масса от 100 г до 40 кг. Тело вытянутое, очень гибкое или короткое, массивное. Имеются железы, выделяющие сильно пахнущий секрет. В Южной Америке обитает скунс, у которого секрет с отвратительным, стойким запахом.

Образ жизни наземный, полуводный, водный. Многие хорошо лазают по деревьям. Размножаются раз в год. Беременность обычно с латентным периодом (срок увеличивается за счёт задержки в имплантации и развитии оплодотворённого яйца). В выводке от 2 до 18 детёнышей. Продолжительность жизни от 5 до 20 лет.

Большинство куньих – ценные пушные звери, объект охоты; некоторых разводят. Представители 4 родов внесены в Красную книгу МСОП.

КУПА́ЛЬНИЦА, род многолетних травянистых растений сем. лютиковых. Включает св. 30 видов, произрастающих в умеренном и холодном поясах Северного полушария. В России – в европейской части (купальница европейская), Сибири и на Дальнем Востоке (купальница азиатская, или «огоньки», «жарки»). Стебель у купальниц простой, реже ветвистый, листья очередные, пальчаторассечённые. Цветки крупные, правильные, жёлтые или оранжевые. Плод – многолистовка с блестящими чёрными семенами. Крупноцветковые гибриды этих купальниц используют в цветоводстве.