Kaj so biološki sistemi? Biološki sistemi: znaki, lastnosti, organizacija

Koncept sistemske večplastne organizacije življenja je eden ključnih elementov sodobne naravoslovne znanosti. Vsi biološki predmeti, po njej, so združeni na podlagi določenih značilnosti in tesnih odnosov ter so zgrajeni v določenem hierarhičnem vrstnem redu. Podobna načela so univerzalna za celotno naravo kot celoto. Poznavanje s tem, kakšni biološki sistemi so, je bolje začeti z opredelitvijo ključnega koncepta.

Celovita teorija

Temelj koncepta je postavil sredi lanskega stoletja Ludwig von Bertalanffy. Bil je tisti, ki je razvil splošno teorijo sistemov. Zajema vse predmeti narave in družbo. Teorija razlikuje biološke, družbene, kozmične, fizične, gospodarske in druge sisteme, ki so razvrščeni v tri glavne kategorije: mikrokosmos, makrokozm in megamir. Prvi vključujejo elementarne delce in atome, na drugo - vse od molekul do oceanov in kontinentov, do tretjih - vesoljskih objektov. Makrokozm je tudi živi sistem.

Osnovni koncept

Sistem je združitev elementov, ki temeljijo na določenih razmerjih, ob upoštevanju določenih zakonov. Organizacija takšne strukture praviloma sestavlja več naročenih ravni. V tem primeru je vsak element hkrati sistem nižjega reda. Pomembna lastnost takšne organizacije: celota se kvalitativno razlikuje od vsote vseh njegovih komponent. Sistem ni samo skupek značilnosti elementov, ampak se odlikuje z novo kakovostjo.

Vsi predmeti živega sveta so podobne strukture. Kakovost, ki izhaja iz združitve več elementov, postane nova manifestacija življenja.

Odpri

Razumevanje bioloških sistemov zahteva opis druge lastnosti podobnih struktur. Ta interakcija z okoljem. V Ljubljani teorija organizacije biološki sistemi so lahko zaprti in odprti. V praksi znanstveniki ne vedo za popolnoma zaprto strukturo. Vsak živi sistem nenehno interakcijo z okoljem skozi nekaj polprepustne mejne lupine. Celice imajo bilipidno membrano, vesoljska postaja pa ima kožo. Družbeni sistemi so združeni z zakonodajnimi akti ali določenimi odnosi ljudi.

Izkazalo se je, odgovor na vprašanje "Kaj je biološke sisteme," je mogoče povzeti, kot sledi: niz nenehnem stiku živih celic, ki je bila zgrajena v določenem hierarhičnem redu in so odprti za različne stopnje, za izmenjavo z okoljem.

Simptomi

Vse razpoznavne značilnosti obravnavanih struktur so hkrati merila za razlikovanje žive narave od neživega. Poznamo znake bioloških sistemov s kratkimi značilnostmi:

1. Združena kemična sestava. Vsi naravni predmeti so zgrajeni iz istih molekul. Vendar pa žive snovi kot glavni elementi vključujejo ogljik, dušik, kisik in vodik.
2. Presnova z medijem. To je že opisano lastnost odprtosti sistema. Ena od njegovih manifestacij je energetska odvisnost takih struktur.
3. Reprodukcija (razmnoževanje).
4. Herednost je lastnost, ki prenaša značilnosti strukture in delovanja od generacije do generacije.
5. Spremenljivost je lastnost pridobivanja novih značilnosti in spretnosti skozi vse življenje.
6. Rast in razvoj. Predstavlja usmerjeno nepopravljivo spremembo. Ugotovite individualni in zgodovinski razvoj živih sistemov, ki se imenujejo ontogeneza in filogenija.
7. Razdražljivost (refleksi, taksiji) je lastnost reakcije na dražljaje in spremembe v okolju.
8. Diskretnost. Vsak živi sistem sestavljajo ločeni, vendar interaktivni elementi, ki tvorijo hierarhično strukturo.
9. Samoregulacija. Obstajajo notranji mehanizmi za vzdrževanje homeostaze, ki prispevajo k preživetju sistema. Samoregulacija temelji na načelu negativnih povratnih informacij.
10. Ritmičnost. Krepitev in oslabitev različnih procesov v rednih intervalih.

Raven organizacije bioloških sistemov

Vse opisane lastnosti so ohranjene na kateri koli stopnji hierarhične strukture. Glavne ravni organizacije bioloških sistemov so precej poljubne, saj je lahko katerikoli od njih enostavno razdeljen na več komponent. Na splošno obstajajo štiri faze te hierarhije:

• molekularno-genetska raven;
• ontogenetska raven;
• stopnja, specifična za prebivalstvo;
• biogeocenotična raven.

Dovolite nam več podrobnosti o njih.

Molekulsko-genetska raven

Taki makromolekuli kot proteini, lipidi, ogljikovi hidrati in nukleinske kisline so strukturni elementi organizmov, vendar same po sebi niso nosilci polnega življenja.

Vsak od teh elementov opravlja svoje funkcije. Ogljikovi hidrati so vir energije. Lipidi so del plazemska membrana celice. Prav tako so dobavitelj energije. Beljakovine opravljajo večino življenjskih funkcij. Sestavljajo jih dvajset različnih vrst aminokislin, ki se lahko nadomestijo v naključnem vrstnem redu. Kot rezultat, obstaja veliko število proteinov, ki se lahko spopadejo z zelo različnimi delovnimi mesti. Nukleinske kisline, DNA in RNA so osnova dednosti.

Makromolekule so združene v komplekse, ki tvorijo celične organele: ribosome, mitohondrije, miofibrile in tako naprej. Vsi so odgovorni za določene biološke manifestacije, vendar ne dosežejo stopnje kompleksnosti, ki jo lahko imenujemo življenje.

Naslednji korak

Kateri biološki sistemi tvorijo ontogenetsko raven? Vse se organizmi, od enoceličnih in konča pri sesalcih in ljudeh, kot tudi organov, tkiv in celic v telesu. Vsi ti elementi se lahko štejejo kot posamezne ravneh organizacije bioloških sistemov, ampak za udobje in zaradi splošnih zakonov, so združeni.

Celica je osnovna strukturna enota strukture organizmov. Predstavlja tudi raven kompleksnosti biološkega sistema, na katerem se življenje prvič pojavi kot pojav. Kot že omenjeno, enostavnejše strukture zagotavljajo le ločene funkcije. Kletka je neločljivo povezana z vsemi lastnostmi bioloških sistemov.

Tkiva in organi so vmesni podstavki ontogenetske faze. Sledi jim večcelični organizem. Zanj je značilna sposobnost neodvisnega obstoja, razvoja in razmnoževanja. Ta lastnost razlikuje posameznika in celico organov in tkiv.

Prebivalstvo in vrste

Od koraka do koraka, biološki sistemi postajajo bolj zapleteni. Na naslednji stopnji se nahajajo vrste in populacije. Prvi so niz posameznikov, za katere je značilna dedna podobnost v številnih parametrih: morfologija, fiziologija, genetika, geografska lokacija. In kar je najpomembnejše: organizmi, ki sestavljajo vrsto, se lahko svobodno mešajo in zapustijo plodno potomstvo.

Skupina posameznikov zaseda določeno ozemlje, ki se imenuje habitatno območje. Pogosto se razkrijejo z različnimi geografskimi ovirami. Zaradi tega se vrsta razgrajuje v več relativno izoliranih populacijah. Seveda pogoji ločevanja od preostalih vrst prispevajo k kopičenju določenega genskega materiala. Z močno divergenco značilnosti populacij se pojavljajo nove vrste.

Ekosistemi

V hierarhični lestvici za populacijami in vrstami sledi skupnost, biogeocenoza in biosfera. Prva je zbirka populacij različnih vrst, ki se nahajajo na istem ozemlju. Izolirajte rastlinske, živalske in mikrobne skupnosti. Njihova celota v enem prostoru se imenuje biocenoza. Za te ravni bioloških sistemov je značilna tesna medsebojna povezanost vseh posameznikov.

Pogoji, v katerih obstajajo organizmi, nenehno prizadenejo. Celoten agregat podobnih dejavniki neživote Ta habitat se ponavadi imenuje biotop. Okolje in skupnost organizmov sta v stalni interakciji, obstaja krog snovi in ​​energije. Zato se biotop in biocenoza združita v biogeocenozo ali ekosistem. Za to raven so značilne tudi vse lastnosti živega: nenehno je v stiku z okoljem, upravljanje v njem se pojavi na principu samoregulacije, procesi so predmet določenih ciklov.

Na najvišji ravni hierarhije je zemeljska biosfera - lupina, ki jo živijo živa bitja. Človekova dejavnost ima velik vpliv na njo, kar vse bolj vodi k nastanku okoljskih nesreč.

Kaj je bioloških sistemov? Pravzaprav so to vse življenje, ki nas obdaja. Človek se od drugih elementov v biosferi razlikuje glede sposobnosti, da se zaveda in zato preusmeri in spremeni svoje dejavnosti. Čeprav ta sposobnost Homo sapiens deluje proti naravi. Vendar pa je zahvaljujoč njej, da imamo možnost, da vse rešimo.