Biološki sustav: definicija, obilježja, razine i načela

Svijet oko nas teži kaosu. Samo se biološki sustavi odupiru entropiji i nastavljaju postojati u dinamičkoj ravnoteži. Svi živi objekti koji nas okružuju odlikuju se složenošću, strukturalnom i funkcionalnom uređenošću. Iako danas ne postoji jedinstvena definicija života, kao oblik postojanja materije, u određenoj interpretaciji to je mogućnost postojanja biološkog sustava najrazličitijih razina organizacije.

Interdisciplinarne osnove

U bilo kojem području znanosti sustav je asocijacija funkcionalnih elemenata koji su međusobno povezani i namijenjeni su za obavljanje jedne funkcije. Istodobno ga obavljaju kao cjelinu, a zbroj jedinica u ovom slučaju nije jednak rezultatu.

Koncept biološkog sustava uključuje živuće strukturalne elemente koji međusobno djeluju i međusobno ovise. Iz tih komponenti, jedno živo biće se formira kao sustav elemenata koji nastaju jedan od drugog i ispunjavaju jednu funkciju - osiguravanje života.

Sposobnost bioloških sustava da stvaraju red iz kaotičnog gibanja atoma koji žele povećati entropiju je najnevjerojatnija i nevjerojatna osobina života. Urednost je prvo temeljno svojstvo života na našoj planeti. Druga svojstva života su unutarnji i vanjski metabolizam i energija, sposobnost kretanja i razdražljivost, sposobnost prilagodbe (prilagodbe), rast, razvoj i proizvodnja vlastite vrste.

Razine organizacije života

Raznolikost organskog svijeta koji nas okružuje može se uvjetno reducirati na šest razina organizacije bioloških sustava, od kojih su tri superorganismal:

• Molekularna genetika. Na ovoj razini, razmjena tvari i energije i očuvanje nasljednih informacija.
• Stanična razina organizacije. Stanica kao biološki sustav provodi procese metabolizma, diferencijacije i specijalizacije. Na toj razini počinje prijenos nasljednih informacija kroz generacije. многоклеточных организмах višestanični organizmi oni također izlučuju organo-tkivnu razinu, koju formiraju jednako specijalizirane stanice koje uopće obavljaju jednu funkcionalnu funkciju.
• Organizacijska ili ontogenetska razina. Ključna razina za razumijevanje života. Holistički organizam (jednostanični ili višestanični) funkcionira na temelju ekspresije genskog materijala dobivenog iz roditeljskih oblika.

A onda počinje besmrtnost

Ako je na prethodnim razinama organizacije materije život konačan, onda iz sljedećeg koraka počinje potencijalna besmrtnost.

• Razina stanovništva. Na toj razini ne ulazi pojedinac u igru, već skupina - vrsta, populacija. Skupina organizama jedne vrste prenosi svoj nasljedni materijal iz generacije u generaciju, a istovremeno se prilagođava. I to postaje jedinica mikroevolucije ili speciacije.
• Biogeocenotička razina. Na toj razini govorimo o ekološkoj zajednici različitih životinjskih i biljnih vrsta na određenom području. Oni imaju dinamički ravnotežu i stabilan sastav te stalnu cirkulaciju tvari i energije.
• Posljednja razina je biosfera. To je "živi film" našeg planeta, koji je uključen i istovremeno je sastavni dio globalnog ekosustava Zemlje.

Možda će s vremenom čovječanstvo otvoriti novu razinu organiziranosti bioloških sustava - međuplanetarne ili galaktičke. Ali za sada je to sve što znamo.

Jedinstvo i povezanost

Gore opisane hijerarhijski konjugirane razine nisu uvijek preporučljive za odabir određene vrste ili pojedinca. Primjerice, pri proučavanju jednoćelijskih bakterija, pojam vrste je prilično proizvoljan - bakterije žive u odvojenim sojevima, i jednostavno rečeno, u obiteljima. I vrsta, i stanovništvo, i dio biosfere u isto vrijeme.

Glavno je da je biološki sustav na bilo kojoj razini otvoren, sposoban za rast i razvoj, dinamički stabilnu i samo-repliciranu strukturu, za razliku od neživih sustava - zatvorenih, statičkih i sklonih degradaciji. Možete razmotriti različite biološke sustave, njihova načela uvijek će biti ista.

Na što stojimo

U osnovi, svi sustavi života temelje se na sljedećim postulatima:

• Jedinstveni kemijski sastav. Sva živa bića sastoje se od istih elemenata kao i neživih tijela. Jedini omjer je 98% - ugljik, vodik, kisik i dušik.
• Metabolizam i njihova transformacija, koji osiguravaju homeostazu - dinamička postojanost sastava.
• Reprodukcija sličnih na temelju nasljednog materijala (DNA).
• Svojstva nasljednosti i varijabilnosti slijede iz prethodnog svojstva.
• Razvoj (promjena smjera) i rast (povećanje kvantitativnih pokazatelja).
• Selektivna (povratna) razdražljivost prema vanjskim utjecajima.
• Diskretnost (sastavljena od odvojenih elemenata) i integritet (funkcionalno jedinstvo).
• Samoregulacija koja osigurava homeostazu.
• Volatilnost. Otvoreni sustavi kojima je potrebna stalna nadopuna energije iz vanjskog okruženja.
• Hijerarhija i podređenost.

Podređenost i međusobno povezivanje

Bilo koja komponenta biološkog sustava je istovremeno diskretna i potpuna. Složenost cijelog života, koja počinje na razini organizacije polimernih biomolekula, nastavlja se na višim razinama organizacije života. A ako je na nižim razinama bioloških sustava, sama realizacija svojstava življenja nužan uvjet i premisa viših razina, onda se sa sve većom složenošću organizacije osobine življenja vide sve jasnije.

Čovjek je uvijek bio najviše zainteresiran za sebe. I mi ćemo u članku smatrati osobu biološkim sustavom. U ovom slučaju, život se pojavljuje na razini stanice, a besmrtnost na razini populacija i biosfere.

Gdje život počinje

Strukturna jedinica cjelokupnog života na našoj planeti je stanica. Ovaj univerzalni biološki sustav odvojen je od vanjskog okoliša citoplazmatskom membranom. Postoje stanice s jezgrom (eukarioti), nema jezgri (prokariota). Postoje mnoge organele (biljke - kloroplasti, plastidi, mitohondriji), apsolutno bez njih (stanice masnog tkiva). Struktura i sastavni dijelovi ovih građevnih blokova života određeni su njihovim funkcijama.

Ali na razini stanice se ostvaruju sva najvažnija svojstva života na planeti Zemlji.

Od čega su napravili dječaci i djevojčice?

Čovjek je biološki sustav s višerazinskom organizacijom i složenom samoregulacijom. U strukturi našeg tijela razlikuju se sljedeće razine organizacije:

• Stanica. Upravo sa stanicom, kao strukturnom jedinicom, počinje naš organizam (jajne stanice, neuroni ili kardiomiociti).
• Tkanina. Skup stanica s istom strukturom, metabolizmom i funkcijama kombinira se u četiri glavna tkiva tijela: živčani, mišićni, vezivni i epitelni.
• Orgulje. Kombinirajući nekoliko tipova tkiva u jednu strukturu, koja zauzima određeno mjesto i obavlja određenu funkciju, nazivaju se ljudski organi (mozak, jetra, bubreg, slezena).
• Sustav. To je kada se nekoliko organa, različitih po strukturi i mjestu, kombiniraju u jedan fiziološki sustav (kardiovaskularni, živčani, izlučni, respiratorni).
• Organizma. Kombinirajući sve prethodne razine kako bi se osigurala vitalna aktivnost cijelog organizma u stalno promjenjivim uvjetima okoliša.

Besmrtni "film" planeta

Nećemo navoditi prvu riječ naslova, jer održavamo uvjerenu nadu da čovječanstvo neće uništiti planet zajedno s biosferom. Ova školjka Zemlje, gdje žive živi organizmi, čini samo 0,1% njene mase.

Ako cijelu biomasu biosfere rasporedimo po cijeloj površini planete, to bi bio sloj od 2 milimetra.

Ali već od prvih dana života, ona je promijenila "lice" Zemlje. Prisutnost kisika u atmosferi dugujemo anaerobnim bakterijama koje su živjele milijarde godina, a za treset, naftu, plin i ugljen također moramo zahvaliti jednoćelijskim bakterijama.

Samo u posljednjih 500 godina čovječanstvo je izbrisalo više od 800 vrsta s planeta koje je priroda stvorila milijunima godina. I antropogeni utjecaj na Zemljin ekosustav se nastavlja. Za to postoje brojni dokazi - povećanje ozonskih rupa, klimatske promjene i češće geološke kataklizme. Možete nastaviti, ali ovo je tema drugog članka.