Biologický systém: definice, rysy, úrovně a principy

Svět kolem nás má sklon k chaosu. A pouze biologické systémy odolávají entropii a nadále existují v dynamické rovnováze. Všechny živé objekty, které nás obklopují, se vyznačují složitostí, strukturou a funkčním uspořádáním. Ačkoli dnes neexistuje jednotná definice života, jako forma existence hmoty, v určité interpretaci je to možnost existence biologického systému nejrůznějších úrovní organizace.

Interdisciplinární základy

Ve všech oblastech vědy je systém spojením funkčních prvků, které jsou navzájem propojeny a jsou určeny k výkonu jedné funkce. Současně je provádějí jako celek a součet jednotek v tomto případě není shodný s výsledkem.

Koncept biologického systému zahrnuje živé strukturní prvky, které interagují a vzájemně závisí. Z těchto komponent je vytvořena jedna živá bytost jako soustava prvků, které vznikají jeden od druhého a plní jednu funkci - zajištění života.

Schopnost biologických systémů vytvářet pořadí od chaotického pohybu atomů, které usilují o zvýšení entropie, je nejúžasnější a úžasnější rys života. Pořádek je první základní vlastností života na naší planetě. Dalšími vlastnostmi života jsou vnitřní a vnější metabolismus a energie, schopnost pohybu a podrážděnost, schopnost přizpůsobit se (přizpůsobit se), růst, vývoj a produkce vlastního druhu.

Úrovně organizace života

Rozmanitost organického světa, který nás obklopuje, lze podmíněně snížit na šest úrovní organizace biologických systémů, z nichž tři jsou superorganismální:

• Molekulární genetika. Na této úrovni, výměna látek a energie a zachování dědičných informací.
• Mobilní úroveň organizace. Buňka jako biologický systém provádí procesy metabolismu, diferenciace a specializace. Na této úrovni začíná přenos dědičných informací po generacích. In mnohobuněčných organismů oni také vylučují organo-tkáň úroveň, který je tvořen stejně specializovanými buňkami, které vykonají jeden funkční vůbec.
• Organizační nebo ontogenetická úroveň. Klíčová úroveň pro pochopení života. Holistický organismus (jednobuněčný nebo mnohobuněčný) funguje na základě exprese genového materiálu získaného z rodičovských forem.

A pak začíná nesmrtelnost

Pokud na předchozích úrovních organizace hmotné záležitosti je konečná, pak od dalšího kroku začíná potenciální nesmrtelnost.

• Úroveň obyvatelstva. Na této úrovni nejde o jednotlivce, který vstupuje do hry, ale skupina - druh, populace. Skupina organismů jednoho druhu přenáší svůj dědičný materiál z generace na generaci a současně se přizpůsobuje. A stane se jednotkou mikroevoluce nebo speciace.
• Biogeocenotická úroveň. Na této úrovni mluvíme o ekologickém společenství různých druhů živočichů a rostlin v určité oblasti. Mají dynamickou rovnováhu a stabilní složení a konstantní oběh látek a energie.
• Poslední úrovní je biosféra. Jedná se o "živý film" naší planety, která je součástí a současně je nedílnou součástí globálního ekosystému Země.

Možná časem lidstvo otevře novou úroveň organizace biologických systémů - meziplanetární nebo galaktické. Ale teď je to všechno, co víme.

Jednota a propojení

Hierarchicky konjugované hladiny popsané výše nejsou vždy vhodné při výběru konkrétního druhu nebo jednotlivce. Například při studiu jednobuněčných bakterií je koncept druhu spíše libovolný - bakterie žijí v oddělených kmenech a jednoduše v rodinách. A druhy, obyvatelstvo a kus biosféry současně.

Hlavní věc je, že na libovolné úrovni je biologický systém otevřený, schopný růstu a vývoje, dynamicky stabilní a samoreprodukční struktura, na rozdíl od neživých systémů - uzavřených, statických a náchylných k degradaci. Můžete brát v úvahu různé biologické systémy, jejich zásady budou vždy stejné.

Na tom, co stojíme

V zásadě jsou všechny systémy života založeny na následujících postulátech:

• Jednotné chemické složení. Všechny živé věci se skládají ze stejných prvků jako neživé těla. Jediný poměr je 98% - uhlík, vodík, kyslík a dusík.
• Metabolismus a jejich transformace, které poskytují homeostázu - dynamickou stálost kompozice.
• Reprodukce podobných na základě dědičného materiálu (DNA).
• Vlastnosti dědičnosti a variability vyplývají z předchozí vlastnosti.
• Vývoj (směrová změna) a růst (zvýšení kvantitativních ukazatelů).
• Selektivní (zpětnovazební) podrážděnost vůči vnějším vlivům.
• Diskrétnost (složená ze samostatných prvků) a integrita (funkční jednota).
• Samoregulace, která poskytuje homeostázu.
• Volatilita. Otevřené systémy, které potřebují neustálé doplňování energie z vnějšího prostředí.
• Hierarchie a podřízenost.

Subordinaci a propojení

Každá složka biologického systému je současně diskrétní a úplná. Složitost celého života, který začíná na úrovni organizace polymerních biomolekul, pokračuje na vyšších úrovních organizace života. A jestliže na nižších úrovních biologických systémů je samotná realizace vlastností živých bytostí nezbytnou podmínkou a předpokladem pro vyšší úrovně, pak s narůstající složitostí organizace jsou vlastnosti živých vidět stále více a jasněji.

Člověk se vždycky vždycky sám zajímal. A my v článku budeme tuto osobu považovat za biologický systém. V tomto případě se život objevuje na úrovni buňky a nesmrtelnost na úrovni populací a biosféry.

Kde začíná život

Strukturní jednotka celého života na naší planetě je buňka. Tento univerzální biologický systém je oddělený od vnějšího prostředí cytoplazmatickou membránou. Jsou buňky s jádrem (eukaryotes), neexistují jádra (prokaryotes). Existuje mnoho organel (rostliny - chloroplasty, plastidy, mitochondrie), jsou zcela bez nich (buňky tukového tkáně). Struktura a složky těchto stavebních kamenů života jsou určovány jejich funkcemi.

Ale na celulární úrovni jsou realizovány všechny nejdůležitější vlastnosti celého života na planetě Zemi.

Co jsou z toho chlapci a dívky?

Člověk je biologický systém s víceúrovňovou organizací a složitou samoregulací. V struktuře našeho těla se vyznačují následující úrovně organizace:

• Mobilní. Je to s buňkou, jako strukturální jednotkou, že náš organismus začíná (vajíčka, neuron nebo kardiomyocyt).
• Fabric Sada buněk se stejnou strukturou, metabolismem a funkcemi je kombinována do 4 hlavních tkání těla: nervová, svalová, spojivá a epiteliální.
• Organ. Kombinace několika typů tkání do jedné struktury, která zaujímá určité místo a vykonává určitou funkci, se nazývá lidské orgány (mozek, játra, ledviny, slezina).
• Systémové Toto je situace, kdy se několik orgánů, různě strukturovaných a lokalizovaných, kombinuje do jediného fyziologického systému (kardiovaskulární, nervový, vylučovací, respirační).
• Organizační. Kombinace všech předchozích úrovní k zajištění životně důležité činnosti celého organismu v neustále se měnících podmínkách prostředí.

Nesmrtelný "film" planety

Nebudeme citovat první slovo názvu, protože udržujeme ujištěnou naději, že lidstvo nezničí planetu společně s biosférou. Tato skořápka Země, kde žijí živé organismy, tvoří pouze 0,1% své hmotnosti.

Pokud jsme distribuovali celou biomasu biosféry po celé ploše planety, pak by to byla vrstva 2 milimetry.

Ale už od prvních dnů vzhledu života změnila "obličej" Země. Dlužíme přítomnost kyslíku v atmosféře anaerobních baktérií, které žily před miliardami let, pro rašelinu, ropu, plyn a uhlí, musíme také poděkovat jediným buňkám.

A jen za posledních 500 let lidstvo vytěsilo z planety více než 800 druhů, které příroda vytvořila po miliony let. A pokračuje antropogenní dopad na ekosystém Země. Existuje mnoho důkazů - zvýšení ozónových děr, klimatických změn a častějších geologických katastrof. Můžete pokračovat, ale toto je téma jiného článku.