Biološki sistem: definicija, značilnosti, ravni in načela

Svet okoli nas se nagiba k kaosu. In samo biološki sistemi se upirajo entropiji in še naprej obstajajo v dinamičnem ravnovesju. Vse živeče objekte, ki nas obdajajo, odlikuje kompleksnost, strukturna in funkcionalna urejenost. Čeprav danes ne obstaja enotna definicija življenja, kot oblika obstoja materije, je v določeni razlagi možnost obstoja biološkega sistema najrazličnejših ravni organizacije.

Interdisciplinarne osnove

Na vsakem področju znanosti je sistem združevanje funkcionalnih elementov, ki so povezani med seboj in so namenjeni opravljanju ene funkcije. Hkrati jo izvajajo kot celoto in vsota enot v tem primeru ni enaka rezultatu.

Koncept biološkega sistema vključuje žive strukturne elemente, ki so medsebojno povezani in soodvisni. Iz teh sestavin se oblikuje enotno živo bitje kot sistem elementov, ki izhajajo iz drugega in izpolnjujejo eno samo funkcijo - zagotavljanje življenja.

Sposobnost bioloških sistemov, da ustvarijo red iz kaotičnega gibanja atomov, ki želijo povečati entropijo, je najbolj neverjetna in neverjetna značilnost življenja. Urednost je prva temeljna lastnost življenja na našem planetu. Druge lastnosti življenja so notranji in zunanji metabolizem in energija, sposobnost gibanja in razdražljivosti, sposobnost prilagajanja (prilagajanja), rasti, razvoja in proizvodnje lastne vrste.

Ravni organizacije življenja

Raznolikost organskega sveta, ki nas obdaja, se lahko pogojno zmanjša na šest stopenj organiziranosti bioloških sistemov, od katerih so trije nad-organizacijski:

• Molekularno genetsko. Na tej ravni izmenjava snovi in ​​energije ter ohranjanje dednih informacij.
• Celična raven organizacije. Celica kot biološki sistem izvaja procese presnove, diferenciacije in specializacije. Na tej ravni se začne prenos dednih informacij skozi generacije. V večcelični organizmi prav tako izločajo organsko tkivno raven, ki jo tvorijo enako specializirane celice, ki opravljajo eno funkcijo.
• Organizacijska ali ontogenetska raven. Ključna raven za razumevanje življenja. Celostni organizem (enocelični ali večcelični) deluje na podlagi izražanja genskega materiala, pridobljenega iz starševskih oblik.

In potem se začne nesmrtnost

Če je na prejšnjih ravneh organizacije materije življenje končno, potem se iz naslednjega koraka začne potencialna nesmrtnost.

• Stopnja populacije. Na tej ravni ni posameznik, ki vstopi v igro, ampak skupina - vrsta, populacija. Skupina organizmov ene vrste prenaša svoj dedni material iz generacije v generacijo in se hkrati prilagaja. In postane enota mikroevolucije ali speciacije.
• Biogeocenotična raven. Na tej ravni govorimo o ekološki skupnosti različnih živalskih in rastlinskih vrst na določenem območju. Imajo dinamično ravnovesje in stabilno sestavo ter stalno kroženje snovi in ​​energije.
• Zadnja raven je biosfera. To je »živi film« našega planeta, ki je vključen in hkrati sestavni del globalnega ekosistema Zemlje.

Morda bo človeštvo sčasoma odprlo novo raven organiziranosti bioloških sistemov - medplanetarnih ali galaktičnih. Ampak za zdaj je to vse kar vemo.

Enotnost in medsebojna povezanost

Zgoraj opisane hierarhično konjugirane ravni niso vedno priporočljive za izbiro pri določeni vrsti ali posamezniku. Na primer, pri proučevanju enoceličnih bakterij je pojem vrste precej samovoljen - bakterije živijo v ločenih sevih in preprosto v družinah. In vrsta, prebivalstvo in del biosfere hkrati.

Glavna stvar je, da je biološki sistem na kateri koli ravni odprt, sposoben rasti in razvoja, dinamično stabilna in samopodoba struktura, v nasprotju z neživimi sistemi - zaprta, statična in nagnjena k degradaciji. Razmislite lahko o različnih bioloških sistemih, njihova načela bodo vedno enaka.

Na tem, kar stojimo

V bistvu vsi sistemi življenja temeljijo na naslednjih postulatih:

• Enotna kemična sestava. Vsa živa bitja so sestavljena iz enakih elementov kot neživih teles. Edino razmerje je 98% - ogljik, vodik, kisik in dušik.
• Presnova in njihova transformacija, ki zagotavljajo homeostazo - dinamična konstantnost sestave.
• Reprodukcija podobnih na podlagi dednega materiala (DNA).
• Lastnosti dednosti in variabilnosti izhajajo iz prejšnje lastnine.
• Razvoj (smerna sprememba) in rast (povečanje količinskih kazalnikov).
• Selektivna (povratna) razdražljivost do zunanjih vplivov.
• Diskretnost (sestavljena iz ločenih elementov) in integriteta (funkcionalna enotnost).
• Samoregulacija, ki zagotavlja homeostazo.
• Volatilnost. Odprti sistemi, ki potrebujejo stalno oskrbo z energijo iz zunanjega okolja.
• Hierarhija in podrejenost.

Podrejenost in medsebojno povezovanje

Vsaka komponenta biološkega sistema je hkrati diskretna in popolna. Zapletenost vsega življenja, ki se začne na ravni organizacije polimernih biomolekul, se nadaljuje na višjih ravneh organizacije življenja. In če je na nižjih ravneh bioloških sistemov samo uresničevanje lastnosti življenja nujen pogoj in premisa za višje ravni, potem se s povečevanjem kompleksnosti organizacije vse bolj kažejo lastnosti živih.

Človeka je vedno najbolj zanimalo. In v članku bomo obravnavali osebo kot biološki sistem. V tem primeru se življenje pojavi na ravni celice in nesmrtnost na ravni populacij in biosfere.

Kjer se življenje začne

Strukturna enota vsega življenja na našem planetu je celica. Ta univerzalni biološki sistem je ločen od zunanjega okolja s citoplazmatsko membrano. Obstajajo celice z jedrom (evkarionti), ni jeder (prokariotov). Obstaja veliko organelov (rastline - kloroplasti, plastidi, mitohondriji), popolnoma brez njih (celice maščobnega tkiva). Strukturo in sestavne dele teh življenjskih blokov določajo njihove funkcije.

Vendar pa se na celični ravni uresničijo vse najpomembnejše lastnosti vsega življenja na planeti Zemlji.

Kaj so fantje in dekleta?

Človek je biološki sistem z večnivojsko organizacijo in kompleksno samoregulacijo. V strukturi našega telesa se razlikujejo naslednji nivoji organizacije:

• Cellular. S celico, kot strukturno enoto, se začne naše telo (jajčna celica, nevron ali kardiomiocit).
• Tkanina Skupina celic z enako strukturo, presnovo in funkcijami je združena v štiri glavna telesna tkiva: živčni, mišični, vezni in epitelijski.
• Organ. Združevanje več vrst tkiv v eno samo strukturo, ki zavzema določeno mesto in opravlja določeno funkcijo, se imenuje človeški organi (možgani, jetra, ledvice, vranica).
• Sistemski To je, ko je več organov, različnih po strukturi in lokaciji, združenih v en sam fiziološki sistem (kardiovaskularni, živčni, izločilni, dihalni).
• Organizacijski. Združevanje vseh prejšnjih nivojev za zagotavljanje življenjske aktivnosti celotnega organizma v nenehno spreminjajočih se okoljskih pogojih.

Nesmrtni "film" planeta

Prve besede naslova ne bomo dali v narekovajih, saj ohranjamo zagotovljeno upanje, da človeštvo ne bo uničilo planeta skupaj z biosfero. Ta lupina Zemlje, kjer živi živi organizmi, predstavlja le 0,1% njene mase.

Če bi razdelili celotno biomaso biosfere po celotni površini planeta, bi bila to plast 2 milimetrov.

Toda že od prvih dni nastanka življenja je spremenila »obraz« Zemlje. Prisotnost kisika v ozračju dolgujemo anaerobnim bakterijam, ki so živele pred milijardami let, za šoto, nafto, plin in premog pa se moramo zahvaliti tudi enoceličnim bakterijam.

In šele v zadnjih 500 letih je človeštvo izbrisalo več kot 800 vrst z planeta, ki ga je narava ustvarila milijone let. In antropogeni vpliv na ekosistem Zemlje se nadaljuje. Za to obstaja veliko dokazov - povečanje ozonskih lukenj, podnebne spremembe in pogostejše geološke katastrofe. Lahko nadaljujete, toda to je tema drugega članka.