Фотобиология, раздел биологии, изучающий процессы, протекающие в организмах под действием видимого, ультрафиолетового и ближнего инфракрасного излучения. Влияние света на рост, развитие и многообразные функции организмов известно с древнейших времён. Начало Ф. было положено в 18–19 вв. открытием фотосинтеза (англ. химик Дж. Пристли, голландский учёный Я. Ингенхауз, швейц. исследователь Ж. Сенебье), разработкой основ теории цветового зрения (Г. Гельмгольц), описанием фототаксиса и др. Однако как самостоятельное научное направление Ф. сформировалась лишь во 2-й половине 20 в. благодаря развитию квантовой теории излучения, которая составляет физическую основу Ф., а также прогрессу в биохимии, биофизике, физиологии и внедрению новых методов исследования (дифференциальная и импульсна я спектрофотометрия, измерение люминесценции, методы, основанные на электронном парамагнитном резонансе, и т.д.). Фундаментальные исследования А. Н. Теренина и его школы в области спектроскопии, фотохимии и фотоники сложных молекул стимулировали развитие Ф. в СССР.

  Ф. связана практически со всеми сторонами жизнедеятельности растений и животных. В соответствии с функциональной ролью изучаемых явлений можно выделить разделы Ф., изучающие: энергетические процессы, связанные с запасанием солнечной энергии в синтезируемых биологических соединениях (фотосинтез растений); информационные и регуляторные реакции организмов на действие света (зрение животных, фототаксис, фототропизм, фотопериодизм, влиян ие света на синтез витаминов, пигментов и т.д., фотостимуляция роста и развития, клеточного деления); биологическое действие ультрафиолетового излучения; деструктивные фотопроцессы (фотоденатурация и фотоокисление белков) фотоинактивация ферментов и нуклеиновых кислот, поражение клеток и тканей при ультрафиолетовом облучении, фотодинамическое действие видимого света и его влияние на процессы репарации после повреждения клеток ультрафиолетовым излучением); влияние излучений на эволюционный процесс, зарождение жизни и поддержание экологического равновесия. К объектам изучения Ф. часто относят биолюминесценцию – испускание света организмами в результате преобразования химической энергии в световую. Несмотря на разнообразие перечисленных фотобиологических явлений, их объединяет общность природы начальных фотофизических и ф отохимических стадий. Это обусловило развитие направления Ф., изучающего принципы и молекулярные механизмы фотобиологических процессов. К общим проблемам Ф. относятся: выяснение принципов преобразования энергии квантов света в энергию химических связей и в электрический потенциал на биомембранах; сопряжение фотохимических и «темновых» ферментативных стадий в фотобиологических процессах; изучение молекулярной организации фоторецепторов и их функции, выяснение причин высокой эффективности фотобиологических процессов и т.д. Очевидно, что для решения этих проблем необходим переход к субклеточному и молекулярному уровням, чем и обусловлено быстрое развитие молекулярной Ф.

  Для осуществления фотобиологических процессов необходимо наличие в организмах пигментов-фоторецепторов, избирательно поглощающих свет и локализованных в специальных клеточных структурах – хлоропластах высших растений, хр оматофорах водорослей и бактерий, меланофорах животных клеток, в палочках и колбочках сетчатки глаза. К пигментам-фоторецепторам растений относятся хлорофиллы, их разнообразные аналоги и производные, каротиноиды, фикобилины (в т. ч. фитохром), некоторые коферменты (флавины) и др., к пигментам животных – зрительные пигменты, меланины (наиболее важные). По отношению к ультрафиолетовой области спектра фоторецепторами являются ароматические аминокислоты белков, нуклеиновые кислоты и многие др. биологически активные соединения. Согласно современным представлениям, молекулярный механизм фотобиологических процессов можно представить как чередование следующих стадий: поглощение кванта света фоторецептором с образованием синглетных и триплетных возбуждённых состояни й (в некоторых случаях с последующей миграцией энергии электронного возбуждения к активному центру); первые фотохимические или структурные изменения молекул; сопряжение фотохимических и ферментативных стадий, ведущее к конечному физиологическому эффекту.

  Ф. служит теоретическим фундаментом повышения продуктивности фотосинтеза с.-х. растений, искусственного культивирования растений, интенсификации развития с.-х. животных, использования излучений в медицинской практике и в борьбе с загрязнением окружающей среды. Исследования в области Ф. тесно связаны с проблемой биологического использования солнечной энергии и созданием искусственных систем на основе принципов фотобиологических явлений (получение водорода при биофотолизе воды и др.). с применением лазерного излучения в биологии и др.

  В СССР исследования по Ф. проводятся в научно-исследовательских институтах системы АН СССР (Институт биохимии им. А. Н. Баха, институт физиологи и растений им. К. А. Тимирязева, институт фотосинтеза, институт биофизики), институте фотобиологии АН БССР (Минск), на биологическом факультете МГУ, во 2-м Московском медицинском институте и в ряде др. научно-исследовательских учреждений. Работы по Ф. публикуются в журналах: «Доклады Академии наук СССР» (с 1922), «Биофизика» (с 1956), «Биохимия» (с 1936), «Молекулярная биология» (с 1967) и др. В США издаётся международный журнал «Photochemistry and Photobiology» (с 1962). Учёных, работающих в области Ф., объединяет Международный комитет по Ф. (создан в 1951, с 1955 входит в Международный союз биологических наук), в задачи которого входит развитие фотобиологических исследований и организация Международных конгрессов. Всего состоялось 7 конгрессов: в 1954 (Амстердам), в 1957 (Турин, Италия), в 1960 (Копенгаген), в 1964 (Оксфорд, Великобритания), в 1968 (Хановер, США), в 1972 (Бохум, ФРГ), в 1976 (Рим).

  Лит.: Теренин А. Н., Фотоника молекул красителей и родственных органических соединений, Л., 1967; Смит К., Хэнеуолт Ф., Молекулярная фотобиология, пер. с англ., М., 1972; Конев С. В., Болотовский И. Д., Фотобиология, Минск, 1974; Красновский А. А., Преобразование энергии света при фотосинтезе. Молекулярные механизмы, М., 1974; Wolken J. J., Photobiology, N. Y., 1968; Photophysiology, v. 1–7, N. Y. – L., 1964–75.

  А. А. Красновский, Ф. Ф. Литвин.