Биолошки систем: дефиниција, карактеристике, нивои и принципи

Свет око нас тежи ка хаосу. И само биолошки системи се одупиру ентропији и настављају да постоје у динамичкој равнотежи. Сви живи објекти који нас окружују одликују се сложеношћу, структуралном и функционалном уређеношћу. Иако данас не постоји јединствена дефиниција живота, као облик постојања материје, у одређеној интерпретацији она је могућност постојања биолошког система најразличитијих нивоа организације.

Интердисциплинарне основе

У било којој области науке, систем је асоцијација функционалних елемената који су међусобно повезани и намењени су за обављање једне функције. Истовремено, они то обављају као целину, а сума јединица у овом случају није једнака резултату.

Концепт биолошког система укључује живе структурне елементе који су у интеракцији и међусобно зависни. Из ових компоненти, једно живо биће се формира као систем елемената који настају један од другог и испуњавају једну функцију - обезбеђивање живота.

Способност биолошких система да створе ред из хаотичног кретања атома који желе да повећају ентропију је најневероватнија и невероватна особина живота. Уредност је прва фундаментална особина живота на нашој планети. Друге особине живота су унутрашњи и спољашњи метаболизам и енергија, способност кретања и раздражљивости, способност прилагођавања (прилагођавања), раста, развоја и производње своје врсте.

Нивои организације живота

Разноликост органског света који нас окружује може се условно свести на шест нивоа организовања биолошких система, од којих су три суперорганизам:

• Молекуларна генетика. На овом нивоу, размена супстанци и енергије и очување наследних информација.
• Ћелијски ниво организације. Ћелија као биолошки систем спроводи процесе метаболизма, диференцијације и специјализације. На овом нивоу почиње пренос насљедних информација кроз генерације. Ин вишестанични организми они такође излучују органо-ткивни ниво, који се формира од једнако специјализованих ћелија које уопште обављају једну функционалну функцију.
• Организациони или онтогенетски ниво. Кључни ниво за разумевање живота. Холистички организам (једноћелијски или мултицелуларни) функционише на основу експресије генског материјала добијеног из родитељских облика.

А онда почиње бесмртност

Ако је на претходним нивоима организације материје живот коначан, онда из наредног корака почиње потенцијална бесмртност.

• Ниво специфичан за становништво. На овом нивоу не улази појединац у игру, већ група - врста, популација. Група организама једне врсте преноси свој насљедни материјал из генерације у генерацију, а истовремено се прилагођава. И то постаје јединица микроеволуције или специације.
• Биогеоценотиц левел. На овом нивоу говоримо о еколошкој заједници различитих животињских и биљних врста на одређеном подручју. Имају динамички равнотежу и стабилну композицију и константну циркулацију супстанци и енергије.
• Последњи ниво је биосфера. Ово је “живи филм” наше планете, који је укључен и истовремено је саставни дио глобалног екосистема Земље.

Можда ће временом човечанство отворити нови ниво организовања биолошких система - међупланетарни или галактички. Али за сада је то све што знамо.

Јединство и повезаност

Хијерархијски коњуговани нивои описани горе нису увек препоручљиви за избор када се разматра одређена врста или појединац. На пример, када проучавамо једноћелијске бактерије, појам врсте је прилично произвољан - бактерије живе у одвојеним сојевима, и једноставно речено, у породицама. И врста, и становништво, и део биосфере у исто време.

Главно је да је биолошки систем на било ком нивоу отворен, способан за раст и развој, динамички стабилну и само-реплицирану структуру, за разлику од неживих система - затворених, статичких и склоних деградацији. Можете размотрити различите биолошке системе, њихови принципи ће увек бити исти.

На ономе што ми стојимо

У основи, сви животни системи су засновани на следећим постулатима:

• Јединствени хемијски састав. Сва жива бића се састоје од истих елемената као и неживих тела. Једини однос је 98% - угљеник, водоник, кисеоник и азот.
• Метаболизам и њихова трансформација, који обезбеђују хомеостазу - динамичка константност композиције.
• Репродукција сличних на основу наследног материјала (ДНК).
• Својства насљедности и варијабилности произлазе из претходне својине.
• Развој (промјена смјера) и раст (повећање квантитативних показатеља).
• Селективна (повратна) раздражљивост према спољним утицајима.
• Дискретност (састављена од одвојених елемената) и интегритет (функционално јединство).
• Саморегулација, која обезбеђује хомеостазу.
• Волатилност. Отворени системи којима је потребна стална допуна енергије из вањског окружења.
• Хијерархија и подређеност.

Субординација и интерконекција

Било која компонента биолошког система је истовремено дискретна и потпуна. Сложеност читавог живота, која почиње на нивоу организације полимерних биомолекула, наставља се на вишим нивоима организације живота. И ако је на нижим нивоима биолошких система, сама реализација својстава живљења неопходан услов и премиса на вишим нивоима, онда са све већом комплексношћу организације, особине живих се виде све јасније.

Човјек је увијек био највише заинтересиран за себе. И у чланку ћемо сматрати особу биолошким системом. У овом случају, живот се јавља на нивоу ћелије, а бесмртност на нивоу популације и биосфере.

Где живот почиње

Структурна јединица целог живота на нашој планети је ћелија. Овај универзални биолошки систем је одвојен од спољашњег окружења цитоплазматском мембраном. Постоје ћелије са језгром (еукариоти), нема језгра (прокариота). Постоје многе органеле (биљке - хлоропласти, пластиди, митохондрији), апсолутно без њих (ћелије масног ткива). Структура и компоненте ових градивних блокова живота одређују се њиховим функцијама.

Али на нивоу ћелије се остварују све најважније особине живота на планети Земљи.

Од чега су дечаци и девојке направљени?

Човек је биолошки систем са вишеслојном организацијом и комплексном саморегулацијом. У структури нашег тела разликују се следећи нивои организације:

• Целлулар. Управо са ћелијом, као структурном јединицом, почиње наш организам (јајне ћелије, неурони или кардиомиоцити).
• Фабриц Скуп ћелија са истом структуром, метаболизмом и функцијама се комбинују у 4 главна ткива тела: нервни, мишићни, везивни и епителни.
• Орган. Комбиновање неколико типова ткива у једну структуру, која заузима специфично место и обавља специфичну функцију, назива се људски органи (мозак, јетра, бубрег, слезина).
• Системски То је када се неколико органа, различитих по структури и локацији, комбинују у један физиолошки систем (кардиоваскуларни, нервни, излучни, респираторни).
• Организатионал. Комбиновање свих претходних нивоа како би се обезбедила витална активност целог организма у константно променљивим условима животне средине.

Бесмртни "филм" планете

Нећемо ставити цитате прве речи наслова, док одржавамо сигурну наду да човечанство неће уништити планету заједно са биосфером. Ова љуска Земље, у којој живе живи организми, чини само 0,1% њене масе.

Ако би цијелу биомасу биосфере распоредили по цијелој површини планете, онда би то био слој од 2 милиметра.

Али већ од првих дана живота, она је променила "лице" Земље. Присуство кисеоника у атмосфери дугујемо анаеробним бактеријама које су живеле пре милијарде година, а за тресет, нафту, гас и угаљ такође морамо да захвалимо једноћелијским бактеријама.

И само у последњих 500 година човечанство је избрисало више од 800 врста са планете коју је природа створила милионима година. И антропогени утицај на екосистем Земље се наставља. За то постоје бројни докази - повећање озонских рупа, климатске промјене и чешће геолошке катаклизме. Можете наставити, али ово је тема другог чланка.