Энциклопедия «Биология» (без иллюстраций) - Александр Горкин

ФЕКА́ЛИИ, то же, что кал.

ФЕНОЛО́ГИЯ, раздел биологии, изучающий периодические явления в развитии живой природы и их связь со сменой времён года и метеорологическими условиями. Основы её заложены французским учёным Р. Реомюром в 1735 г. Фенологи регистрируют наступление и окончание сезонных фаз (фенофаз) развития животных и растений (напр., распускание почек берёзы, начало лёта майского жука, нереста рыб, созревания плодов рябины и т. п.) и различных природных явлений (вскрытия рек, первой грозы, первого снега и т. п.). Наблюдения проводятся (по согласованной программе) на стационарных наблюдательных пунктах, расположенных в различных географических районах. Многолетние данные оформляются в виде фенологических спектров и «календарей природы». Они позволяют определить оптимальные сроки полевых работ, пожароопасные районы и периоды года и т. п.

ФЕНОТИ́П, особенности строения и жизнедеятельности организма, обусловленные взаимодействием его генотипа с условиями среды. Отбор с.-х. растений и с.-х. животных по фенотипу (при наличии генотипической изменчивости) – применяется в селекции при совершенствовании и создании новых сортов растений и пород животных.

ФЕ́НХЕЛЬ, род одно-, дву– и многолетних травянистых растений сем. зонтичных. Включает 5 видов, дико произрастающих в основном в Европе и Африке. Фенхель обыкновенный – пряная, эфирно-масличная и лекарственная культура, выращиваемая в странах Евразии, Северо-Восточной Африки, в США. Стебель прямостоячий, выс. 100–200 см, листья рассечены на длинные нитевидные дольки. Цветки мелкие, жёлтые, в зонтиках. Опыление перекрёстное. Плод двусемянка. Семена серовато-зелёные с приятным пряным запахом, ценны в лекарственном отношении (их используют для приготовления лечебных настоев), содержат эфирное масло. Зелень имеет приятный анисовый аромат и сладковатый вкус, используется как пряная приправа.

Родина фенхеля обыкновенного – Средиземноморье и Средняя Азия, где его широко возделывают. В России выращивают (в небольших количествах) в основном в южных районах.

ФЕРМЕНТАТИ́ВНЫЙ КАТА́ЛИЗ (биокатализ), ускорение химических реакций в клетках организма специальными белками – ферментами. Ферментативный катализ отличается чрезвычайно высокой эффективностью – реакции ускоряются в десятки и сотни тысяч (вплоть до миллионов и миллиардов) раз. Другая особенность биокатализа – его строгая специфичность: определённый фермент всегда катализирует лишь определённый тип реакции. Поэтому в многочисленных химических реакциях, одновременно протекающих в клетках, участвует огромное количество ферментов. Ферментативному катализу присуще также свойство регулируемости, т. е. изменение количества и вида вырабатываемых клетками ферментов и их активности в зависимости от потребностей организма. Эти особенности биокатализа обусловлены уникальной структурой молекул ферментов; вместе с тем он основан на тех же закономерностях, что и обычные химические реакции.

ФЕРМЕ́НТЫ, биологические катализаторы, присутствующие во всех живых клетках. Посредством ферментативного катализа происходит управление всеми процессами обмена веществ и энергии в организме.

По химической природе ферменты – простые или сложные белки; в состав их молекул может входить небелковая часть – кофермент. Механизм действия ферментов заключается в снижении энергии активации катализируемой реакции. Это достигается путём присоединения фермента к реагирующим веществам и образования с ними промежуточного комплекса, в результате чего энергетический порог реакции снижается и резко возрастает вероятность её протекания в нужном направлении. Так как в клетке одновременно идут тысячи реакций, деятельность ферментов строго упорядочена: различные ферменты находятся на различных участках мембран или в органоидах, т. е. они пространственно разобщены. Кроме того, в зависимости от потребностей организма, синтез ферментов может ускоряться или прекращаться. Каталитическая активность ферментов также зависит от многих факторов: температуры, наличия активаторов и ингибиторов и т. д. Таким образом, существует сложная и тонкая система регуляции активности ферментов, что, в свою очередь, определяет специфику происходящих в тех или иных клетках процессов, а в целом – реализацию генетической информации в ходе развития и жизнедеятельности организма.

Известно более 2 тыс. ферментов, которые в зависимости от характера катализируемых ими реакций разделены на классы. Так, оксидоредуктазы катализируют окислительно-восстановительные реакции, а гидролазы – реакции гидролиза, т. е. расщепления органических соединений с участием молекул воды (в т. ч. внутриклеточное переваривание белков, углеводов, жиров и других веществ). В номенклатуре ферментов каждый из них имеет свой шифр (индекс).

Многие ферменты выделены из клеток и получены в кристаллическом виде. Для ряда ферментов установлена первичная структура (последовательность аминокислотных остатков в полипептидных цепях) и пространственное строение.

Ферменты широко применяются в биохимических исследованиях, в генной инженерии, в пищевой, лёгкой и фармацевтической промышленности. Они незаменимы в медицине, особенно в тех случаях, когда организм в силу врождённых или наследственных нарушений не вырабатывает тех или иных ферментов или синтезирует их недостаточно. Напр., некоторые люди не усваивают молоко, т. к. у них отсутствует фермент лактаза, переваривающий молочный сахар – лактозу. Генетически обусловленные нарушения ферментативного превращения аминокислоты фенилаланина приводит к развитию умственной отсталости. Раннее распознавание подобных нарушений и применение в качестве лечебных препаратов соответствующих ферментов позволяет предотвращать заболевания, связанные с их недостаточностью в организме. Как синоним ферментов употребляется термин «энзимы». Раздел биохимии, изучающий ферменты, – энзимология.

ФЕРОМО́НЫ, биологически активные вещества разнообразного химического строения, выделяемые особыми железами животных и оказывающие воздействие на поведение особей того же вида, а иногда и родственных видов. Спектр влияния феромонов довольно велик. Половые феромоны (половые аттрактанты) стимулируют созревание и поведение особей другого пола, обеспечивают их встречу и узнавание. Животные выделяют также феромоны тревоги; агрегационные (вызывающие массовые скопления) феромоны, феромоны следовые и феромоны для мечения территории.

В числе первых феромонов, выделенных в чистом виде (1961), был половой феромон самки тутового шелкопряда – бомбикол. Природные половые феромоны чрезвычайно эффективны даже в ничтожных концентрациях (напр., бомбикол привлекает самца тутового шелкопряда при содержании 3•10-19 вещества в 1 см³ воздуха). Феромоны используют как приманки в ловушках, для борьбы с насекомыми – вредителями с.-х. растений и т. п.

ФИА́ЛКА, род травянистых растений сем. фиалковых. Включает св. 400 видов, дико произрастающих повсеместно, но преимущественно в тропиках и субтропиках. Многолетники, редко однолетники, выс. 10–30 см. Цветут весной и летом. Цветки неправильные, одиночные. В цветоводстве используют фиалки: алтайскую, душистую, рогатую, трёхцветную и др. Наиболее широко распространена фиалка Виттрока, которую чаще называют анютины глазки. Растение компактное или раскидистое с сильно ветвящимися стеблями выс. 20–30 см. Цветки диам. от 4 до 10 см. Имеется множество сортов с окраской цветков от белой до почти чёрной, включая весь спектр оттенков. Есть сорта с орхидеевидными цветками, с гофрированными и волнистыми краями лепестков, с пятнами и штрихами в центре цветка. Выращивают чаще как двулетник, реже однолетник. Размножают семенами, зелёными черенками, делением кустов (многолетники). Используют для озеленения балконов и лоджий, посадки на газонах, альпийских горках и в каменистых садиках, некоторые сорта – для срезки.

ФИ́ГОВОЕ ДЕ́РЕВО, то же, что инжир.

ФИЗА́ЛИС, род однолетних и многолетних травянистых растений сем. паслёновых. Включает св. 100 видов, дико произрастающих в Северной и Южной Америке. Физалис мексиканский, физалис земляничный, физалис перуанский и др. – овощные культуры, выращиваемые в Евразии, Америке, Африке. Характерная особенность растений физалиса – вздутая чашечка («фонарик»), внутри которой развивается плод (ягода). У физалиса мексиканского (наиболее распространён) плоды крупные (30–60 г), кисло-сладкие, светло-жёлтые, зелёные или фиолетовые; у физалиса земляничного – мелкие (до 10 г), очень сладкие, с земляничным вкусом и ананасовым ароматом; у физалиса перуанского – жёлтые, оранжевые, кисло-сладкие, с земляничным привкусом, масса 5—12 г. Плоды употребляют в пищу свежими и после переработки.