Біялагічная сістэма - сутнасць паняцця і асноўныя

8. Дыскрэтнасць (ад лац. discretus - падзелены) . Любая біялагічная сістэма складаецца з асобных ізаляваных, гэта значыць адасобленых або адмежаваных у прасторы, але тым не менш, цесна звязаных і ўзаемадзейнічаюць паміж сабой частак, якія ўтвараюць структурна-функцыянальнае адзінства. Так, любая асобіна складаецца з асобных клетак з іх асаблівымі ўласцівасцямі, а ў клетках таксама дыскрэтна прадстаўлены арганоіды і іншыя ўнутрыклеткавыя адукацыі.

3.Самаўзнаўленне (рэпрадукцыя, размнажэнне) - уласцівасць арганізмаў прайграваць сабе падобных. Працэс самапрайгравання ажыццяўляецца практычна на ўсіх узроўнях жыцця. Існаванне кожнай асобна ўзятай біялагічнай сістэмы абмежавана ў часе, таму падтрыманне жыцця звязана з самапрайграваннем. У аснове самапрайгравання ляжыць адукацыя новых малекул і структур, абумоўленае інфармацыяй, закладзенай у нуклеінавай кіслаце - ДНК, якая знаходзіцца ў бацькоўскіх клетках.

Спазнанне законаў функцыянавання жывых арганізмаў дазваляе не толькі скласці дакладную карціну свету, але і выкарыстоўваць іх для практычных мэт. Назавем асноўныя вобласці практычнага прымянення біялагічных ведаў:

4.Спадчыннасць - здольнасць арганізмаў перадаваць свае прыкметы, уласцівасці і асаблівасці развіцця з пакалення ў пакаленне. Спадчыннасць забяспечваецца стабільнасцю ДНК і ўзнаўленнем яе хімічнай будовы з высокай дакладнасцю. Матэрыяльнымі структурамі спадчыннасці, якія перадаюцца ад бацькоў нашчадкам, з'яўляюцца храмасомы і гены.

у справе аховы прыроды - усе сувязі чалавецтва з навакольным асяроддзем павінны будавацца на аснове ведаў законаў функцыянавання экалагічных сістэм і біясферы ў цэлым.

Свет жывых істот, у тым ліку чалавека, прадстаўлены біялагічнымі (жывымі) сістэмамі рознай структурнай арганізацыі і рознага ўзроўню супадпарадкавання, або ўзгодненасці.

10. Рытмічнасць - уласцівасць, уласцівае як жывой, так і нежывой прыродзе. Яно абумоўлена рознымі касмічнымі і планетарнымі прычынамі: кручэннем Зямлі вакол Сонца і вакол сваёй восі, фазамі Месяца і г.д.

Дыскрэтнасць будовы арганізма - аснова яго структурнай упарадкаванасці. Яна стварае магчымасць сталага самаабнаўлення сістэмы шляхам замены якія зносіліся структурных элементаў без спынення функцыянавання ўсёй сістэмы ў цэлым.

11. Энергазалежнасць . Біялагічныя сістэмы з'яўляюцца "адкрытымі" для паступлення энергіі. Пад "адкрытымі" разумеюць дынамічныя, г.зн. не змешчаныя ў стане супакою сістэмы, устойлівыя толькі пры ўмове бесперапыннага доступу да іх рэчываў і энергіі звонку. Жывыя арганізмы існуюць да таго часу, пакуль у іх паступаюць з навакольнага асяроддзя энергія і рэчывы ў выглядзе ежы. У большасці выпадкаў арганізмы выкарыстоўваюць энергію Сонца: адны непасрэдна - гэта фотааўтатрофы (зялёныя расліны і цыянабактэрыі), іншыя апасродкавана, у выглядзе арганічных рэчываў спажыванай ежы, - гэта гетэратрофы (жывёлы, грыбы і бактэрыі).

у фармакалогіі - выкарыстанне розных біялагічных аб'ектаў і рэчываў, імі сінтэзуюцца, у якасці лекавых прэпаратаў і інш.;

Рэакцыі мнагаклетачных жывёл на раздражняльнікі, якія ажыццяўляюцца і кантралююцца цэнтральнай нервовай сістэмай, называюцца рэфлексамі. Арганізмы, якія не маюць нервовай сістэмы, пазбаўлены рэфлексаў, і іх рэакцыі выяўляюцца ў змене характару руху (таксісы) або росту (трапізмы).

Рытмічнасць выяўляецца ў перыядычных зменах інтэнсіўнасці фізіялагічных функцый і формаўтваральных працэсаў праз пэўныя роўныя прамежкі часу. Добра вядомыя сутачныя рытмы сну і няспанні ў чалавека, сезонныя рытмы актыўнасці і спячкі ў некаторых млекакормячых і многія іншыя. Рытмічнасць накіравана на ўзгадненне функцый арганізма з перыядычна якія змяняюцца ўмовамі жыцця.

Элементарнай біялагічнай сістэмай, г.зн. сістэмай самага найнізкага рангу, з'яўляецца клетка, т. да. няма сістэм яшчэ ніжэйшага рангу, якія б валодалі ўсёй сукупнасцю прыкмет, уласцівых біялагічным сістэмам.

1. Адзінства хімічнага складу . У склад жывых арганізмаў уваходзяць тыя ж хімічныя элементы, што і ў аб'екты нежывой прыроды. Аднак суадносіны розных элементаў у жывым і нежывым неаднолькава. У нежывой прыродзе самымі распаўсюджанымі элементамі з'яўляюцца крэмній, жалеза, магній, алюміній, кісларод. У жывых жа арганізмах 98% элементарнага (атамнага) складу прыпадае на долю ўсяго чатырох элементаў: вугляроду, кіслароду, азоту і вадароду.

Прыкладамі біялагічных сістэм з'яўляюцца: клетка, тканіны, органы, арганізмы, папуляцыі, віды, біяцэнозы, экасістэмы розных рангаў і біясфера.

9. Самарэгуляцыя (аўтарэгуляцыя) - здольнасць жывых арганізмаў падтрымліваць сталасць свайго хімічнага складу і інтэнсіўнасць фізіялагічных працэсаў (гамеастаз). Самарэгуляцыя ажыццяўляецца дзякуючы дзейнасці нервовай, эндакрыннай і некаторых іншых рэгулятарных сістэм. Сігналам для ўключэння той ці іншай рэгулятарнай сістэмы можа быць змена канцэнтрацыі якога-небудзь рэчыва ці станы якой-небудзь сістэмы.

Паняцце біялагічнай сістэмы

2. Абмен рэчываў . Да абмену рэчываў з навакольным асяроддзем здольныя ўсе жывыя арганізмы. Яны паглынаюць з серады элементы харчавання і вылучаюць прадукты жыццядзейнасці. У нежывой прыродзе таксама існуе абмен рэчывамі, аднак пры небіялагічным кругавароце яны проста пераносяцца з аднаго месца на іншае або мяняюць свой агрэгатны стан: напрыклад, змыванне глебы, ператварэнне вады ў пару або лёд і інш. У жывых жа арганізмаў абмен рэчываў мае якасна іншы ўзровень . У кругавароце арганічных рэчываў самымі істотнымі з'яўляюцца працэсы сінтэзу і распаду (асіміляцыя і дысіміляцыя), у выніку якіх складаныя рэчывы распадаюцца на прасцейшыя і вылучаецца энергія, неабходная для рэакцый сінтэзу новых складаных рэчываў.

у медыцыне, псіхалогіі і сацыялогіі - біялогія з'яўляецца навуковай тэарэтычнай базай;

у харчовай прамысловасці - вырошчванне выкарыстоўваных у ежу арганізмаў з адной клеткі, стварэнне розных біядабавак і інш.;

Значэнне біялогіі

6.Рост і развіццё . Здольнасць да развіцця - усеагульная ўласцівасць матэрыі. Пад развіццём разумеюць незваротную накіраваную заканамерную змену аб'ектаў жывой і нежывой прыроды. У выніку развіцця ўзнікае новы якасны стан аб'екта, змяняецца яго склад ці структура. Развіццё жывой формы матэрыі прадстаўлена індывідуальным развіццём (антагенезам) і гістарычным развіццём (філагенез). Філагенез усяго арганічнага свету завуць эвалюцыяй.

Абмен рэчываў забяспечвае адноснае сталасць хімічнага складу ўсіх частак арганізма і як следства - сталасць іх функцыянавання ў бесперапынна якія змяняюцца ўмовах навакольнага асяроддзя.

5.Зменлівасць - здольнасць арганізмаў набываць новыя прыкметы і ўласцівасці; у яе аснове ляжаць змены матэрыяльных структур спадчыннасці. Гэтая ўласцівасць як бы процілегла спадчыннасці, але разам з тым цесна злучана з ёй. Зменлівасць пастаўляе разнастайны матэрыял для адбору асобін, найболей прыстасаваных да пэўных умоў існавання, што, у сваю чаргу, прыводзіць да з'яўлення новых формаў жыцця, новых відаў арганізмаў.

у сельскай гаспадарцы - вывядзенне новых парод хатніх жывёл і гатункаў культурных раслін, стварэнне біялагічных метадаў барацьбы са шкоднікамі сельскагаспадарчых культур і інш.;

Такім чынам, біялагічныя сістэмы рэзка адрозніваюцца ад аб'ектаў нежывой прыроды сваёй выключнай складанасцю і высокай структурнай і функцыянальнай спарадкаванасцю. Гэтыя адрозненні надаюць жыццю якасна новыя ўласцівасці. Жывое ўяўляе сабой адмысловую прыступку развіцця матэрыі.

Біялагічныя сістэмы - гэта аб'екты рознай складанасці, якія маюць некалькі ўзроўняў структурна-функцыянальнай арганізацыі і ўяўляюць сабой сукупнасць узаемазвязаных і ўзаемадзейнічаюць элементаў.

7. Раздражняльнасць - гэта спецыфічныя выбарчыя адказ рэакцыі арганізмаў на змены навакольнага асяроддзя. Усякая змена навакольных арганізм умоў уяўляе сабой па стаўленні да яго раздражненне, а яго зваротная рэакцыя з'яўляецца праявай раздражняльнасці. Адказваючы на ​​ўздзеянні фактараў асяроддзя, арганізмы ўзаемадзейнічаюць з ёй і прыстасоўваюцца да яе, што дапамагае ім выжыць.

знеш. асяроддзя. Устойлівасць стацыянарных
рэалізацыі генетыч. інфармацыі і ўнутр.
Найважнейшая асаблівасць Б. с. заключаецца
«тэрмадынамічнай смерці» шляхам
сістэма-біёл. аб'екты разл. складанасці
асяроддзем (у якую ўваходзяць як жывыя, так
адзіныя заканамернасці, характэрныя для
аўтарэгулятарная сістэма, здольная да
станаў Б. с. (захаванне сталасці
або зменлівай вонкавай асяроддзі), а таксама
чакай і ў прасторы. Эксперыментальны:
Апісальны:
падсістэмамі), так і з навакольным асяроддзем.
адаптацыі ў адносінах да знеш. асяроддзі,
вывучэнне розных уласцівасцяў арганізмаў
як правіла, неск. узроўняў структурна-функцыі.
біялогіі з'яўляюцца жывыя арганізмы, іх
дазволіў паставіць на навуковыя асновы
будынак, функцыі, развіццё, узаемаадносіны
ўнутр. характарыстык на фоне нестабільнай
уласцівасцяў яе элементаў), адносіць,
парадку - забеспячэнне захаванасці
выкарыстання энергіі, якая здабываецца з
выкарыстоўванымі ў біялагічных навуках,
часта моцна адрозніваюцца ў часе.
біясферы і здольнасці прыроды да
стацыянарных станаў Б. с.) забяспечваюцца
цэласная
сістэма як цэласная сістэма;
усяго жывога і якія раскрываюць сутнасць
прадмет агульнай біялогіі.
у сябе вялікая колькасць самастойных
умовай існавання да-рых служыць
кіравання, да-рые дазваляюць пазбегнуць
біялагічных дысцыплін: молек.біялогію,
у тым, што такі абмен ажыццяўляецца
з'яўляюцца апісальны, параўнальны,
у чалавецтва адпаведных
жыцця, яе формы і развіццё, складаюць
дазваляюць вылучыць вялікая колькасць
эвалюцыі.

Задачы другога
сістэма

,
арганізмаў, іх структур і функцый
3)ўзаемадзеянне біясістэмы з навакольнага
аж да біясферы ў цэлым), якія маюць,
фізіялогію, заалогію, батаніку і інш.
і арганізмы, біяцэнозы і экасістэмы,
у зборы фактычнага матэрыялу і яго
прафесарам анатоміі Тэадорам Рузом.объект
першага парадку - тактычныя,
і развіцця арганізмаў станаўлення
ўзаемадзейнічаюць элементаў, Б. с.
ці іншай з'явы шляхам эксперыменту.

нераўнаважнасці асяроддзя.
У той жа час Б. с.- адкрытыя сістэмы,
парадкавання за кошт тэрмадынамічнай
інфармацыйнымі. Біялагічная сістэма
практычныя, спажывецкія. Да іх
рэчавымі, энергетычнымі,
з асяроддзем і паходжанне. Падобна
самапрайграванню, а таксама фармаванне
даследаванняў. Асноўнымі метадамі,
сукупнасць узаемазвязаных і
з'яўляецца прырода. Біялогія - адна з
клетка, арганізм, экасістэма.

– комплексная сістэма ведаў, якая ўключае
аб'яднаная ўзаемнымі сувязямі:
гаспадаркі, але і іншых сфер дзейнасці
(несводимость уласцівасцяў сістэмы да сумы
навук, прадметам вывучэння якіх
выкарыстоўваюцца метадаў даследавання
біялагічнай сістэмы
Б. с. з'яўляецца дынамічнай- у ёй
у біялагічных сістэмах; 2) біялагічная
Аб'ектам
шматстайнымі механізмамі самарэгуляцыі

на назіранні арганізмаў. Ён заключаецца
ўстойлівасці, а таксама здольнасцю да
фізікі і хіміі яна адносіцца да натуральным
больш высокага ўзроўню. Прыклады:
структуры і функцый арганізмаў ва
і адрозненняў. Гістарычны:
даследаванне заканамернасцяў з'яўлення
найстарэйшых прыродазнаўчых навук, хоць тэрмін
цыталогію, гісталогію, анатомію,
і нежывыя аб'екты).

мадэлявання. біятэхналогіі ,
біялогія стала – гэта
натуральная, адкрытая, паміж сабой
з мэтай выяўлення падабенстваў заключаецца
ў параўнанні якія вывучаюцца і метад Метады з'яўляецца самым старым метадам і заснаваны стану ў іншае (ўласцівасць няўстойлівасці біялагічных навук. Пазнанне жыцця на апісанні. Параўнальны : заключаецца ў актыўным вывучэнняў таго














арганізацыі. Уяўляючы сабой
валодаюць ўласцівасцямі цэласнасці
быў прапанаваны толькі ў 1797 г. нямецкім
пастаянна працякае мноства працэсаў,
Сучасная біялогія
як падсістэма
пад кантролем спец. механізмаў
абмен энергіяй, рэчывам і інфармацыяй
запатрабаванай.

(клеткі і тканіны, органы, сістэмы органаў,
здольнасць іх да пераходу з аднаго
светапоглядных пазіцый).

можа адначасова выступаць як
развіццю, самапрайграванню і
«біялогія» для яе абазначэння ўпершыню
як паміж часткамі сістэмы (або
і аб'ектаў жывога, а таксама разнастайнасць
вывучэння біялогіі з'яўляюцца: 1)працэсы

Навакольны свет імкнецца да хаосу. І толькі біялагічныя сістэмы супрацьстаяць энтрапіі і працягваюць існаваць у дынамічнай раўнавазе. Усе жывыя аб'екты, што нас атачаюць, адрозніваюцца складанасцю, структурнай і функцыянальнай спарадкаванасцю. Хаця і сёння няма адзінага вызначэння жыцця, як формы існавання матэрыі, у пэўнай трактоўцы гэта магчымасць існавання біялагічнай сістэмы самага рознага ўзроўню арганізацыі.

біясістэма біясфера

Міждысцыплінарныя асновы

У любой сферы навукі сістэма - гэта аб'яднанне функцыянальных элементаў, якія звязаны адзін з адным і прызначаны для выканання адной функцыі. Пры гэтым выконваюць яны яе як адзінае цэлае і сума адзінак у такім разе не роўная выніку.

Паняцце біялагічнай сістэмы ўключае ў сябе жывыя структурныя элементы, якія ўзаемадзейнічаюць і ўзаемазалежныя. З гэтых кампанентаў утворыцца адзінае жывое цэлае як сістэма элементаў, якія вынікаюць адзін з аднаго і выконваюць адзіную функцыю - забеспячэнне жыцця.

Здольнасць біялагічных сістэм стварыць парадак з хаатычнага руху атамаў, якія імкнуцца да павелічэння энтрапіі - гэта самая дзіўная і ўзрушаючая асаблівасць жыцця. Спарадкаванасць - першая фундаментальная ўласцівасць жыцця на нашай планеце. Іншыя ўласцівасці жыцця - унутраны і знешні абмен рэчывамі і энергіяй, здольнасць да руху і раздражняльнасць, магчымасць адаптавацца (прыстасоўвацца), расці, развівацца і вырабляць сабе падобных.

Узроўні арганізацыі жыцця

Уся навакольная нас разнастайнасць арганічнага свету ўмоўна можна прывесці да шасці ўзроўняў арганізацыі біялагічных сістэм, тры з якіх з'яўляюцца надарганізменнымі:

  • Малекулярна-генетычны. На дадзеным узроўні адбываецца абмен рэчываў і энергіі і захаванне спадчыннай інфармацыі.
  • Клетачны ўзровень арганізацыі. Клетка як біялагічная сістэма ажыццяўляе працэсы метабалізму, дыферэнцыяцыі і спецыялізацыі. На гэтым узроўні пачынаецца перанос спадчыннай інфармацыі праз пакаленьні. У шматклеткавых арганізмах вылучаюць яшчэ і арганна-тканкавы ўзровень, які ўтвараюць аднолькава спецыялізаваныя клеткі, якія выконваюць адзін функцыянал на ўсіх.
  • Арганізмавы або антагенетычны ўзровень. Ключавы ўзровень для разумення жыцця. Цэласны арганізм (аднаклетачны або мнагаклетачны) функцыянуе на аснове экспрэсіі геннага матэрыялу, атрыманага ад бацькоўскіх форм.

папуляцыя ўзровень

А далей пачынаецца неўміручасць

Калі на папярэдніх узроўнях арганізацыі матэрыі жыццё канчатковае, то з наступнай прыступкі пачынаецца патэнцыйнае неўміручасць.

  • Папуляцыйна-відавы ўзровень. На дадзеным узроўні ў гульню ўступае не індывід, а група - від, папуляцыя. Група арганізмаў аднаго віду транслюе з пакалення ў пакаленне свой спадчынны матэрыял, адначасова прыстасоўваючыся. І яна становіцца ўжо адзінкай мікраэвалюцыі ці відаўтварэння.
  • Біягеацэнатычны ўзровень. На дадзеным узроўні мы гаворым аб экалагічнай супольнасці розных відаў жывёл і раслін на пэўнай тэрыторыі. Яны маюць дынамічна раўнаважкі і стабільны склад і пастаянны кругазварот рэчываў і энергіі.
  • Апошні ўзровень - біясферны. Гэта "жывая плёнка" нашай планеты, якая ўваходзіць і адначасова з'яўляецца неад'емнай часткай глабальнай экасістэмы Зямлі.

Можа, з часам чалавецтва адкрые і новы ўзровень арганізацыі біялагічных сістэм - міжпланетны або галактычны. Але пакуль гэта ўсё, што нам вядома.

ўзроўні біялагічных сістэм

Адзінства і ўзаемасувязь

Іерархічна спалучаныя ўзроўні, апісаныя вышэй, не заўсёды мэтазгодна выдзяляць пры разглядзе канкрэтнага віду або асобіны. Напрыклад, пры вывучэнні аднаклетачных бактэрый паняцце выгляду даволі ўмоўна - бактэрыі жывуць асобнымі штамамі, а па-простаму сем'ямі. І выгляд, і папуляцыя, і часцінка біясферы адначасова.

Галоўнае - гэта тое, што на любым узроўні біялагічная сістэма - гэта адкрытая, здольная да росту і развіццю, дынамічна ўстойлівая і самаўзнаўляльная структура, у адрозненне ад сістэм нежывых - закрытых, статычных, схільных да дэградацыі. Можна разглядаць розныя біялагічныя сістэмы, прынцыпы іх заўжды будуць аднолькавыя.

біялагічныя сістэмы ўзроўні

На чым стаім

Прынцыпова ўсе сістэмы жыцця заснаваны на наступных пастулатах:

  • Адзіны хімічны састаў. Усё жывое складаецца з тых жа элементаў, што і нежывыя целы. Толькі суадносіны іншае - 98% складаюць вуглярод, вадарод, кісларод і азот.
  • Абмен рэчываў і іх ператварэнне, якія і забяспечваюць гамеастаз - дынамічнае сталасць складу.
  • Узнаўленне сабе падобных на аснове спадчыннага матэрыялу (ДНК).
  • З папярэдняй уласцівасці выцякаюць здольнасці спадчыннасці і зменлівасці.
  • Развіццё (накіраванае змяненне) і рост (павелічэнне колькасных паказчыкаў).
  • Выбарчая (зваротная сувязь) раздражняльнасць на ўздзеянні звонку.
  • Дыскрэтнасць (складаюцца з адасобленых элементаў) і цэласнасць (функцыянальнае адзінства).
  • Самарэгуляцыя, якая забяспечвае гамеастаз.
  • Энергазалежнасць. Адкрытыя сістэмы, якія маюць патрэбу ў пастаянным папаўненні энергіі з навакольнага асяроддзя.
  • Іерархічнасць і супадпарадкаванасць.

Супадпарадкаванне і ўзаемасувязь

Любы кампанент біялагічнай сістэмы адначасова дыскрэтны і цэласны. Складанасць усяго жывога, якая пачынаецца на ўзроўні арганізацыі палімерных біямалекул, працягваецца на больш высокіх узроўнях арганізацыі жыцця. І калі на ніжэйшых узроўнях біялагічных сістэм само ажыццяўленне ўласцівасцяў жывога з'яўляецца неабходнай умовай і пасылкай да больш высокім узроўням, то з узрастаннем складанасці арганізацыі ўласцівасці жывога бачныя ўсё выразней.

Чалавека заўсёды найбольш цікавіў ён сам. І мы ў артыкуле разгледзім чалавека як біялагічную сістэму. Пры гэтым жыццё ж з'яўляецца на ўзроўні клеткі, а неўміручасць - на ўзроўні папуляцый і біясферы.

клетка біясістэма

Там, дзе пачынаецца жыццё

Структурнай адзінкай усяго жывога на нашай планеце з'яўляецца клетка. Гэтая ўніверсальная біялагічная сістэма аддзелена ад навакольнага асяроддзя цытаплазматычнай мембранай. Ёсць клеткі з ядром (эукарыёт.Асноўныя), ёсць без ядра (пракарыёты). Ёсць з мноствам арганэл (расліны - хларапласты, пластыды, мітахондрыі), ёсць зусім без іх (клеткі тлушчавай тканіны). Структура і складнікі гэтых цаглінак жыцця вызначаюцца іх функцыямі.

Але менавіта на ўзроўні клеткі ажыццяўляюцца ўсе самыя галоўныя ўласцівасці ўсяго жывога на планеце Зямля.

біясістэма чалавек

З чаго зроблены хлопчыкі і дзяўчынкі

Чалавек - біялагічная сістэма з шматузроўневай арганізацыяй і складанай самарэгуляцыяй. У будынку нашага арганізма вылучаюць наступныя ўзроўні арганізацыі:

  • Клетачны. Менавіта з клеткі, як структурнай адзінкі пачынаецца наш арганізм (яйкаклетка, нейрон або кардыяміяцыт).
  • Тканінавы. Сукупнасць клетак з аднолькавай будовай, метабалізмам і функцыямі аб'яднаны ў 4 галоўныя тканіны арганізма: нервовую, цягліцавую, злучальную і эпітэліяльную.
  • Арганны. Аб'яднанне некалькіх тыпаў тканін у адзіную структуру, якая займае вызначанае месца і выконвае пэўную функцыю, называюцца органамі чалавека (мозг, печань, нырка, селязёнка).
  • Сістэмны. Гэта ўжо калі некалькі органаў, розных па будынку і размяшчэнні, аб'яднаны ў адзіную фізіялагічную сістэму (сардэчна-сасудзістая, нервовая, вылучальная, дыхальная).
  • Арганізменны. Аб'яднанне ўсіх папярэдніх узроўняў для забеспячэння жыццядзейнасці ўсяго арганізма ў пастаянна змяняюцца ўмовы асяроддзя.

ўзроўні біясістэм

Несмяротная "плёнка" планеты

Не будзем браць у двукоссі першае слова загалоўка, бо захоўваем упэўненую надзею на тое, што чалавецтва не разбурыць планету разам з біясферай. Гэтая абалонка Зямлі, дзе насяляюць жывыя арганізмы, складае ўсяго 0,1% яе ад масы.

Калі б мы размеркавалі па ўсёй паверхні планеты ўсю біямасу біясферы, то гэта быў бы пласт у 2 міліметры.

Але ўжо пачынаючы з першых дзён з'яўлення жыцця яна мяняла "твар" Зямлі. Наяўнасці кіслароду ў атмасферы мы абавязаны анаэробным бактэрыям, якія жылі мільярды гадоў таму, за торф, нафту, газ і каменны вугаль мы таксама павінны падзякаваць аднаклетачных.

А чалавецтва толькі за апошнія 500 гадоў змарнавала з планеты больш за 800 біялагічных відаў, якія прырода стварала мільёны гадоў. І антрапагеннае ўздзеянне на экасістэму Зямлі працягваецца. Сведчанняў таму мноства - павелічэнне азонавых дзюр, кліматычныя змены, якія пачасціліся геалагічныя катаклізмы. Можна працягваць, але гэта тэма іншага артыкула.

6. Жывыя арганізмы здольныя размнажацца, гэта значыць прайграваць саміх сябе. Гэта самаўзнаўленне ідзе ў залішніх колькасцях, што спрыяе натуральнаму адбору.

Сутнасць жывога, яго асноўныя прыкметы

2. Жывое адрозніваецца складанай будовай і сістэмнай арганізацыяй, і тое і іншае ў жывога нашмат вышэй, чым у нежывых аб'ектаў. Жывым сістэмам уласцівы больш высокі ўзровень асіметрыі. Яны характарызуюцца высокай самаўпарадкаванасцю ў прасторы і ў часе.

Адказаць на пытанне, што такое жыццё, даць ёй дакладнае, вычарпальнае вызначэнне сучасная навука не ў стане. Жывое мае шмат агульнага з нежывым. Аднак арганізмы (жывое) валодаюць сваімі спецыфічнымі прыкметамі, якіх няма ў аб'ектаў нежывой прыроды.

Нягледзячы на ​​істотныя адрозненні паміж жывой і нежывой матэрыяй, іх аб'ядноўвае тое, што ў склад клетак жывых арганізмаў уваходзяць тыя ж хімічныя элементы, якія сустракаюцца і ў нежывой прыродзе. Так, у сярэднім 75-85% масы клеткі складае вада, 10-20% - вавёркі, 1-5% - тлушчы, 0,2-2% - вугляводы, 1-2% - нуклеінавыя кіслоты, 0,1- 0, 5% - нізкамалекулярных арганічныя злучэнні, 1-1,5% - неарганічныя рэчывы. Усе гэтыя арганічныя і неарганічныя злучэнні складаюцца з 80 хімічных элементаў Перыядычнай табліцы Мендзялеева. Хімічных элементаў, уласцівых толькі жывой матэрыі, у прыродзе не існуе. Для ўсіх аб'ектаў жывой і нежывой прыроды характэрна адна і тая ж структурная арганізацыя матэрыі на малекулярным, атамным і нуклонным узроўнях. Акрамя таго, для ўсіх іх выконваюцца ўсе вядомыя фундаментальныя законы прыроды, у тым ліку законы захавання масы і энергіі. Усё гэта сведчыць аб адзінай прыродзе жывой і нежывой матэрыі.

8. Вышэйшым формам жывой матэрыі ўласцівы розум, што дазваляе ім вывучаць, аналізаваць і спазнаваць саміх сябе.

Да найважных уласцівасцяў жывых сістэм, якія адрозніваюць іх ад нежывой прыроды, адносяць наступныя:

5. Жывому ўласцівы самаарганізацыя, пастаяннае развіццё, змяненне і ўскладненне. Калі ў самаарганізацыі нежывых структур малекулы простыя, а механізм рэакцый складзены, то ў жывых сістэмах, наадварот, малекулы вельмі складаныя, а механізмы простыя. У метабалічных функцыях важную ролю гуляе зваротная сувязь, якая ўтвараецца пры кросскаталізе і аўтаінгібіцыі. Для развіцця і стварэння новых структур, новых органаў неабходна дадатная зваротная сувязь, якая расхіствае сістэму, а для ўстойлівага стану - адмоўная зваротная сувязь. Такім чынам, жывы арганізм здольны не толькі да самарэгуляцыі, але і да самазахавання, устойлівасці свайго існавання. Рэакцыя жывога арганізма на ўздзеянні асяроддзя носіць апераджальны характар.

7. Спадчыннасць жывога вызначаецца генетычным апаратам, а зменлівасць - умовамі навакольнага асяроддзя і рэакцыяй на іх. У жывых арганізмаў ёсць мінулае. Спадчынная інфармацыя, закладзеная ў генах арганізма, неабходна яму для існавання, развіцці і размнажэнні. Яна перадаецца ў спадчыну яго нашчадкам, вызначаючы напрамак развіцця арганізма ў навакольным асяроддзі. Арганізм гнутка рэагуе на зменлівае навакольнае асяроддзе, адгукаецца новымі ўласцівасцямі, якія, перадаючыся нашчадкам, забяспечваюць эвалюцыю іх развіцця.

3. Жывыя арганізмы здольныя ствараць парадак з хаосу ўжо на малекулярным узроўні і тым самым супрацьдзейнічаць росту энтрапіі. Яны здабываюць структураваную карысную для арганізма адмоўную энтрапію з навакольнага асяроддзя, забяспечваючы тэрмадынамічную нераўнаважнасць сваіх сістэм. Пры гэтым лішак станоўчай, неструктураванай энтрапіі "скідаецца" назад у навакольнае асяроддзе. Жывому ўласцівая энергетычная эканамічнасць і высокая эфектыўнасць выкарыстання энергіі.

4. Жывое здольна рэагаваць на вонкавыя раздражняльнікі. Яму ўласцівы актыўнасць і рух ва ўзаемадзеянні з навакольным асяроддзем.

1. Жывыя арганізмы абменьваюцца з навакольным асяроддзем энергіяй, рэчывам і інфармацыяй. Яны здольныя асіміляваць атрыманыя звонку рэчывы, перабудоўваць іх у тканіны свайго цела.

з'яўляецца іерархія яе будовы, сувязяў, арганізацыі, кіравання і інш.
Б.
класічных навук, якія абапіраліся ў сваіх пабудовах у асноўным на субстратныя
Асноўная ўласцівасць Б. с. - Атрыманне карыснага прыстасоўвальнага выніку.
робіць неабходным увядзенне такіх паняццяў, як «кіраванне», «мэтапакладання»,
рэгулявання абмену газаў у арганізме адначасова з'яўляецца падсістэмай у
сваю ўвагу перш за ўсё на выяўленне ў цэлым арганізацыі Б.
выступаць як цэласная сістэма, так і ў якасці падпарадкаванага.
Б. с. -
Напр., сістэма дыхання як самарэгулюючая гомеастатычная сістэма
функцыянальна звязаных элементаў або працэсаў, аб'яднаных у цэлае для
наяўнасць структуры і арганізацыі (гл. Біялагічная сістэма , арганізацыя );
функцыянальнай сістэмы (гл. Тэорыя функцыянальных сістэм ).адносін (значная ўвага надаецца сістэмаўтваральным сувязям); 3)
«вынік» і інш. Найбольш поўнае паняцце «арганізацыя» раскрываецца ў прынцыпах
БІЯЛАГІЧНАЯ СІСТЭМА
сістэме цэлага арганізма, апошні з'яўляецца падсістэмай папуляцыйнай
вынік дзейнасці больш высокай іерархічнай Б. с.

8) мультыпараметрычная рэгуляцыя і інш.

Б. с. - Вынік працяглага эвалюцыйнага развіцця арганізмаў.
Анохін, сістэмай можна назваць толькі такі комплекс выбарча залучаных
4) іерархія сувязяў; 5) самарэгуляцыя; 6) устойлівасць; 7) эмерджэнтнасць
паняцця (вага, маса і інш.), у сістэмным падыходзе аснову канцэптуальных паняццяў
дасягнення біялагічна значнага выніку. Найбольш поўна змест Б.
складаюць якасна іншыя паняцці - "карэляцыя", "арганізацыя",
+ arche ўлада) - істотнай асаблівасцю Б. с.
Б. с. валодае
дзейнасці найнізкай іерархічнай Б. с. уваходзіць у якасці кампанента ў
біясістэмы і т. д. Сістэма больш высокага рангу падпарадкоўвае сваім заканамернасцям
- сукупнасць
"арганізацыі", якія забяспечваюць упарадкаванасць Б. с. Сістэмны падыход накіроўвае
Згодна з П. К.
тэорыі функцыянальных сістэм (П. К. Анохін) узаемадзеянне паміж Б.
с. праз
рангі ажыццяўляюцца праз вынік (прынцып іерархіі вынікаў).
складаная дынамічная сістэма. Біялагічны аб'ект адначасова можа выступаць
(сістэма валодае ўласцівасцю або ўласцівасцямі, якія адсутнічаюць у яе кампанентаў);

Б. С., ІЕРАРХІЯ (грэч. hierarchia ад hieros свяшчэнны
як цэласная сістэма, так і ў якасці падсістэмы больш высокага ўзроўню.
«кіраванне» і інш. Сукупнасць сувязяў у Б. с. прыводзіць да паняцця «структуры» і
вывучэнне яе сувязяў, адносін і кіравання.Распрацоўка паняцця "арганізацыя"
сістэмы ніжэйшага рангу.Іерархія будынка, сувязяў, арганізацыі, кіраванні
расчыняецца ў прынцыпах функцыянальнай сістэмы (П. К. Анохін).
узаемадзеянні кампанентаў на атрыманне факусаванага карыснага выніку.
побач уласцівасцяў: 1) вынік як сістэмаўтваральны фактар; 2) наяўнасць сувязяў і

Б. С. АРГАНІЗАЦЫЯ - у адрозненне ад
с. ставіцца да дынамічных сістэм. Адзін і той жа біялагічны аб'ект можа
з. рознага
кампанентаў, у якіх узаемадзеянне і ўзаемаадносіны набываюць характар

Біялагічная сістэма - гэта сукупнасць элементаў, якія звязаны і залежаць адзін ад аднаго, утвараючы адзінае цэлае, выконваюць пэўныя функцыі, а таксама ўзаемадзейнічаюць з навакольным асяроддзем або іншымі элементамі і сістэмамі.

біялагічная сістэма

Асноўныя функцыянальныя элементы біялагічных сістэм маюць розны ўзровень арганізацыі і адпаведную класіфікацыю. Сярод іх можна назваць як асобныя малекулы і клеткі, тканіны і органы, так і цэлыя арганізмы, іх папуляцыі і нават цэлую экасістэму. Усе гэтыя элементы, пачынальна з организменного ўзроўня, здольныя існаваць самастойна, утворачы адпаведныя ўзроўні эвалюцыі, вышэйшай праявай якога з'яўляецца біясферны ранг.

Трэба сказаць, што кожная біялагічная сістэма, нягледзячы на ​​розныя складнікі, характарызуецца наступнымі прыкметамі:

  • выконвае адпаведныя функцыі;
  • ёй уласціва пэўная цэласнасць;
  • складаецца з асобных падсістэм;
  • здольная да адаптацыі, якая з'яўляецца адпаведнымі зменамі ў адказ на розныя ўздзеянні навакольнага асяроддзя;
  • акрамя таго, біялагічная сістэма характарызуецца адноснай устойлівасцю і здольнасцю да развіцця, сталай рэгенерацыі пашкоджаных складнікаў, а таксама да поўнага або частковага абнаўлення і самааднаўлення.

біялагічная сістэма гэта

Адносна гамагеннай біялагічнай сістэмай з'яўляецца ўзровень арганізацыі жывога, для якога характэрны адпаведны тып узаемадзеяння элементаў, а таксама прасторавыя і часовыя крытэрыі працэсаў, якія адбываюцца ў ім.

Канцэпцыя аб розных узроўнях арганізацыі жывой матэрыі атрымала распаўсюджванне ў сярэдзіне 20 стагоддзя. Яна ўключае дыферэнцыяцыю ўсяго жывога на планеце на асобныя дыскрэтныя і ўзаемазвязаныя структурныя групы.

Варта адзначыць, што біялагічная сістэма характарызуецца прынцыпам іерархічнасці - розныя ўзроўні арганізацыі ўтвараюць спецыфічную піраміду, у якой за кожным структурным узроўнем ідзе наступны, але больш высокага рангу. Пры гэтым усе ўзроўні арганізацыі ўзаемадзейнічаюць і ўплываюць сябар на сябра.

З даўніх часоў пачала развівацца біялагічная сістэматыка - дысцыпліна, мэтай якой з'яўляецца распрацоўка асобных прынцыпаў па класіфікацыі ўсіх жывых арганізмаў, якія можна выкарыстоўваць пры пабудове біялагічных сістэм.

класіфікацыя раслін і жывёл

На сённяшні дзень класіфікацыя раслін і жывёл праводзіцца па згаданым вышэй прынцыпе іерархічнасці: асобныя асобіны - віды, якія аб'ядноўваюцца ў роды, - сямейства - парадак або атрад - класы, якія фарміруюць адпаведныя аддзелы, - тыпы, якія ўваходзяць у склад царстваў. Так, канкрэтная расліна або жывёла павінна адносіцца да кожнай з гэтых сямі катэгорый класіфікацыі.

Новым паняццем з'яўляецца тэрмін "надцарства" або біялагічны дамен. За ім кожная біялагічная сістэма класіфікуецца яшчэ і на надцарствы эукарыёт.Асноўныя, бактэрый або архей.

Варта адзначыць, што біялагічным сістэмам уласціва вызначаная асаблівасць: жывыя арганізмы злучаны не толькі паміж сабой, але і з навакольным асяроддзем, што выяўляецца ў агульным абмене энергіяй, рэчывамі і інфармацыяй. Жыццё без такога ўзаемадзеяння немагчымае.

d e S – энтрапія, якая паступіла з навакольнага асяроддзя;

Біялагічныя сістэмы з'яўляюцца адчыненымі. Гэта значыць, што яны ўвесь час абменьваюцца з навакольным асяроддзем рэчывам, энергіяй і інфармацыяй. Пры гэтым у іх адбываецца пераўтварэнне і рэчывы, і энергіі, і інфармацыі. Досыць нагадаць аб механічных працэсах, трансфармацыі кванта святла ў энергію электроннай узрушанасці малекул пігментаў, а затым у энергію хімічных сувязяў, адноўленых злучэнняў у фотасінтэзе. Іншы прыклад - пераўтварэнне энергіі электрахімічнага трасмембраннага патэнцыялу ў энергію АТФ на біялагічных мембранах.

Унікальнасць жывых сістэм складаецца ў здольнасці арганізоўваць сваё ўнутранае асяроддзе такім чынам, што яно з'яўляецца строга спецыфічнай, спарадкаванай, заснаванай на цыклічных аўтавагальных працэсах, ёй уласціва негэнтрапія. Нарэшце, жывыя сістэмы здольныя пераўтвараць і асяроддзе свайго пасялення, выконваючы велізарную біягеахімічную працу.

Працэс захавання (запамінання ) інфармацыі сістэмай любога рангу складаецца ў здольнасці яе рэцэптарнага механізму пераходзіць у адно з устойлівых станаў, зададзеных яе арганізацыяй. Такім чынам, працэс атрымання і захаванні інфармацыі звязаны са стратай некаторай колькасці энергіі. За інфармацыю сістэма павінна "плаціць".

Найбольшай складанасці і цэласнасці шматклетачны арганізм дасягае ў спелай фазе свайго жыццёвага цыклу. Усе фізіялагічныя рэакцыі працякаюць у выглядзе аўтарэгуляцыі і падтрымліваюць гамеастаз арганізма. Павышэнне інтэграванасці арганізма - вынік эвалюцыі.

Біялагічныя сістэмы арганізуюць не толькі сваё ўнутранае асяроддзе, але і знешняе . У ходзе біялагічных працэсаў змяніўся склад атмасферы Зямлі, яна стала акісляльнай. Малекулярны кісларод поўнасцю абнаўляецца за 3-4 тыс.гадоў. За адзін год пры фотасінтэзе ўтвараецца 248 млрд. тон кіслароду і 238 млрд. тон арганічных рэчываў. Жывыя сістэмы ўдзельнічаюць у працэсах выветрывання, адукацыі ападкавых парод. Назапашаная імі за час існавання біясферы энергія сканцэнтравана ў арганічным паліве (вугаль, торф і т.д.).

Жывыя сістэмы з'яўляюцца ўстойліва нераўнаважнымі (прынцып Э.С.Бауэра) Выдаленасць ад раўнавагі можа быць у найпростым выпадку ахарактарызавана колькасна, наяўнасцю градыентаў розных паказчыкаў як усярэдзіне сістэм, так і ў адносінах яе з асяроддзем.

3. назапашванне метабалітаў і іх уздзеянне на ўсе ўнутраныя працэсы (ўнутраная зваротная сувязь),

©2015-2022 poisk-ru.ru
Усе правы належаць іх аўтарам. Дадзены сайт не прэтэндуе на аўтарства, а дае бясплатнае выкарыстанне.
Дата стварэння старонкі: 2018-01-31

1. вялікага аб'ёму памяці,

У клеткавым метабалізме гэта, напрыклад, паступленне звонку глюкозы, акісленне яе падчас дыхання і вылучэнне прадуктаў акіслення вонкі. У ходзе ўсіх ператварэнняў энтрапія ўнутранага асяроддзя імкнецца да нуля. У залежнасці ад суадносін хуткасцяў змены энтрапіі навакольнага і ўнутранага асяроддзя агульная энтрапія можа альбо павялічвацца, альбо памяншацца. У выніку сістэма або разбураецца, або выжывае. Яна можа змяніцца, у ёй можа ўзнікнуць новы парадак. Пры гэтым істотным з'яўляецца прынцып мінімуму дысіпацыі - прынцып Л. Онзагера і прынцып мінімуму вытворчасці энтрапіі, па І. Р. Прыгожыну.

Другая асаблівасць «хіміі жывога» складаецца ў надзвычайнай разнастайнасці складнікаў яе рэчываў. У першую чаргу гэта, вядома, вавёркі, нуклеінавыя кіслоты, вугляводы, ліпіды і іх вытворныя. Акрамя арганічных рэчываў, у склад жывых сістэм уваходзяць і неарганічныя - вада мікраэлементы, макраэлементы і г.д. Усе гэтыя рэчывы абавязковыя ўдзельнікі метабалічных працэсаў. А прыкмета вялізнай хімічнай разнастайнасці называецца хімічнай гетэрагеннасцю .

 

Для жывых сістэм характэрна аўтаркія (ад грэч. autarkeia - самазадавальненне), якая разумеецца як здольнасць самастойна падтрымліваць і павялічваць сваю высокую ступень спарадкаванасці (прынцып В. І. Вярнадскага).

Такім чынам, біялагічныя сістэмы характарызуюцца прынцыповым адрозненнем ад нежывых сістэм, нават калі апошнія з'яўляюцца адкрытымі, нераўнаважкімі і самаарганізуюцца.

Цэласнасць біялагічных сістэм падтрымліваецца наяўнасцю ў іх прамых і зваротных сувязей. Іншымі словамі - біялагічныя сістэмы з'яўляюцца кібернетычнымі. Яны здольныя ўспрымаць інфармацыю з навакольнага свету. Яе нясуць прамыя сувязі (ад асяроддзя ў сістэму). Механізмы, якія вызначаюць рэакцыю на паступіўшую інфармацыю, якія карэктуюць паводзіны сістэмы, фармуюць зваротную інфармацыю (з сістэмы ў навакольнае асяроддзе), ідучую па каналах зваротнай сувязі.

Агульная схема ўзаемадзеяння складаных сувязяў у любой жывой сістэме выглядае наступным чынам:

Будучы дынамічнымі , біялагічныя сістэмы характарызуюцца перыядычнымі ваганнямі розных паказчыкаў. Гэта і ваганні канцэнтрацый прамежкавых прадуктаў у гліколізе і фотасінтэзе, і перыядычныя біяхімічныя рэакцыі, і ваганні колькасці папуляцый і відаў. Ва ўсіх гэтых выпадках унутраныя дынамічныя ўласцівасці сістэмы, а не якія-небудзь вонкавыя фактары з'яўляюцца чыннікам такіх аўтавагальных праяў. Вонкавыя фактары могуць толькі ўзмацніць ці прыслабіць праява названых уласцівасцяў.

Такім чынам, "жывы стан - гэта не структура, а працэс". Так вядома, сто агульная колькасць энергіі, атрыманай арганізмам за некаторы прамежак часу, пасля выяўляецца ў выдзеленым цяпле і прадуктах распаду. Пры гэтым, як паказваюць найпростыя доследы, выдзеленая цеплыня перавышае энергію, якая паступіла ў арганізм з ежай. Паказальным, у гэтых адносінах, з'яўляецца эксперымент з грыбком Aspargillus (паводле Э. Ліберта). Былі ацэнены:

У клетках і арганізмах пастаянна сінтэзуюцца і расшчапляюцца макрамалекулы. У сістэмах надарганізменнага ўзроўню таксама адбываецца пераўтварэнне хімічных рэчываў ад фотасінтэзу да іх рэдукцыі, па трафічных сувязях .

· У надарганізменных аб'яднаннях ўсіх рангаў (ад папуляцыі да біясферы) гетэрагеннасць абумоўлена унікальнасцю кожнага арганізма, які ўваходзіць у сістэму. Гэта структурная гетэрагеннасць . Яна з'яўляецца вынікам індывідуальнага развіцця сістэмы,

У апошні час шматлікімі адмыслоўцамі высоўваецца прынцып эвалюцыйнага ўзрастання складанасці біялагічных сістэм. Паводле А.М.Калмагарова, складанасць аб'екта ёсць мінімальная колькасць падвойных знакаў, якія змяшчаюць інфармацыю аб ім, дастатковую для яго прайгравання. Іншымі словамі складанасць - гэта, выяўленая ў бітах, даўжыня самай эканамічнай праграмы , якая нясе інфармацыю аб аб'екце. Складана тое, што незаменна. Немагчымасць далейшай мінімізацыі праграмы азначае яе незаменнасць.

d S = d e S + d i S (тэарэма І. Р. Прыгожына), дзе

Такім чынам, біялагічныя сістэмы ажыццяўляюць пераўтварэнне, ператварэнне не толькі рэчыва і энергіі, але і інфармацыі. Інфармацыя сама па сабе - гэта не матэрыя і не энергія, але яе пераносяць матэрыяльныя або энергетычныя крыніцы ў выглядзе разнастайных сігналаў.

Такім чынам, павелічэнне інфармацыі вядзе да памяншэння энтрапіі і наадварот. Іншымі словамі - за атрыманне інфармацыі сістэма павінна "плаціць" не толькі стратай энергіі, але і павышэннем энтрапіі.

Пры выдаленні ад раўнавагі ў сістэме могуць наступіць біфуркацыйныя працэсы:узнікае няўстойлівасць, тэрмадынамічная флуктуацыя, якая адводзіць сістэму ад стацыянарнай кропкі. У гэтым выпадку магчымы альбо распад сістэмы, альбо пераход яе ў новы стан. Нарэшце, пераходы паміж устойлівымі станамі могуць адбывацца на мяжы ўстойлівасці, калі сістэма здзяйсняе скачкападобны пераход у іншы стан (успомнім тэорыю пунктуалізму!). Пры гэтым характэрна, што нават нязначныя змены пачатковых умоў могуць узрастаць у сістэме да макраскапічнага ўзроўню. У выніку з некалькіх, (мінімум трох) станаў, абіраюцца найбольш адрозныя ад зыходнага квазістабільнага стану. Сістэмы падвяргаюцца кантролю натуральнага адбору, і захоўваюцца тыя з іх, якія найболей рэзка адрозніваюцца ад свайго зыходнага стану (прынцып дывергенцыі). Узнікае новы парадак. Відавочна, што гэтыя працэсы маюць стахастычны характар : заканамернасць узнікае на аснове выпадковасці. Гэта цалкам узгадняецца з класічным дарвінізмам. Тым не менш, біялогія нават у цяперашні час часцяком будуецца на расчыненні толькі каузальных заканамернасцяў. Пры гэтым прычынна-выніковыя сувязі аналізуюцца толькі як строга лінейныя.

Калі ацэньваць агульную тэрмадынамічную характарыстыку біялагічных сістэм , то ім уласцівая негэнтрапія . Гэта значыць, што з прычыны ўнутраных незваротных працэсаў у іх адбываецца падзенне энтрапіі. Агульная змена энтрапіі адкрытай сістэмы выяўляецца формулай:

· прасторавая гетэрагеннасць складаецца ў тым, што ўмовы ўзаемадзеяння кампанентаў (рэагентаў) у розных кропках сістэмы могуць быць рознымі. Разнастайнасць метабалічных рэакцый робіць неабходным размежаванне ўнутранай прасторы сістэмы на кампартменты. Такім чынам, біялагічныя сістэмы па форме арганізацыі прасторы могуць быць аднесены да размеркаваных. У асобных кропках такіх сістэм адбываюцца спецыфічныя працэсы і адначасова - пранікненне сінтэзаваных прадуктаў у суседнія элементарныя прасторы (напрыклад, усе выпадкі трансмембранных пераносаў).

Гэты стан падтрымліваецца сталай працай сістэмы: "… толькі жывыя сістэмы ніколі не бываюць у раўнавазе і выконваюць за кошт свабоднай энергіі пастаянную працу супраць раўнавагі", – пісаў Э. С. Бауэр (1935). Прынцып Э.С.Баўэра, на нашу думку, мае права прэтэндаваць на прызнанне яго "ўсеагульным законам біялогіі". Будучы тэрмадынамічна адкрытай, кожная жывая сістэма бесперапынна ператварае зняволеную ў арганічных рэчывах патэнцыйную энергію ў энергію працоўных працэсаў і ў рэшце рэшт аддае яе ў навакольнае асяроддзе ў выглядзе цяпла. Як сцвярджае Э.С.Бауэр, «Жывая сістэма…увесь час здзяйсняе за рахунак сваёй вольнай энергіі працу супраць раўнавагі». У біяхімічных працэсах, якія адбываюцца ў клетках і арганізмах, з прычыны няўстойлівасці арганічных рэчываў яны падвяргаюцца распаду. Кампенсацыяй гэтаму служыць "унутраная праца" ў выглядзе біясінтэзу.

Чым вышэй арганізацыя дарослай асобіны, тым складаней працэсы яе станаўлення. Залежнасць антагенезу ад знешніх фактараў ускладняе яго. Антагенез становіцца рэгуляваным, г.зн. адбываецца па пэўнай праграме, якая склалася. Тут узаемадзейнічаюць унутраныя фактары (генатып) і вонкавыя (серада). Гэта магчыма толькі пры наяўнасці замкнёнага цыклу залежнасцяў. Праграмнае рэгуляванне дэтэрмінавана ўспадкаванай нормай рэакцыі. Напрыклад, у амфібіятычнай расліны -стралаліста ў залежнасці ад характару асяроддзя, дзе ён развіваецца і расце, фармуюцца тры тыпу лісця. Падводныя - амаль не маюць механічных тканін; форма ліста - стужкападобная. Лісце, якія плаваюць на паверхні вады, маюць авальную форму, у іх ёсць механічная тканіна, вусцейкі размешчаны на вонкавым боку ліста. І, нарэшце, паветранае лісце: форма стрэлападобнай, добра развіта механічная тканіна, вусцейкі размешчаны, як ва ўсіх раслін, на ніжняй баку ліста. Адукацыя трох формаў лісця ажыццяўляецца ў межах нормы рэакцыі генатыпу ў некаторых (трох) мадыфікацыях. Элементарны рэгулятарны механізм ажыццяўляецца ў размеркаванні рэчыва і ў рознай інтэнсіўнасці метабалізму.

· гетэрагеннасць арганізма - вынік інтэграцыі клетак і дыферэнцыяцыі тканкавых структур, якія складаюць розныя складаныя падсістэмы - органы; апошнія ўтвараюць функцыянальныя сістэмы на аснове далейшай інтэграцыі,

Калі ў фізіцы рэцэпцыя інфармацыі заснавана не вымярэннях, то ў біялогіі вырашальнае значэнне мае не колькасць, а якасць інфармацыі. Праблема якасці або лепш «каштоўнасці інфармацыі» з'яўляецца найважнейшай біялагічнай праблемай.

У гэтак суровых умовах зменлівасці асяроддзя існавання маглі выжываць толькі тыя сістэмы, якія рэагуючы на ​​ўсе вонкавыя змены, не выходзілі з устойлівага стану і захоўвалі здольнасць узнаўлення сталасці свайго ўнутранага асяроддзя. Стабілізацыя клеткі суправаджалася развіццём якія абараняюць яе кампенсаторных механізмаў. Гэта выявілася ў дыферэнцыяванні і наступным функцыянальным аб'яднанні яе арганоідаў. Аднак магчымасці дыферэнцыяцыі і інтэграцыі клеткі вельмі абмежаваны.

· цеплыня які ўтварыўся міцэлію - 23,47кДж.

Перш, чым разглядаць агульныя асаблівасці біялагічных сістэм паспрабуем іх сістэматызаваць. Згодна з крытэрам, уведзеным у1980г. В.І.Крэмянскім (1.у сістэме ёсць арганічнае ўзаемадзеянне частак і цэлага; 2.у сістэме ёсць спецыфічныя структуры і працэсы), можна вылучыць тры тыпу біялагічных сістэм: малекулярна-клетачны. арганізменны і ўзровень надарганізменных утварэнняў .

· цеплыня, выдзеленая грыбком - 13,81 кдж

Такім чынам, жывыя сістэмы на ўсіх узроўнях арганізацыі падтрымліваюць сваю цэласнасць за кошт рэакцый самаарганізацыі .

Паводле М.В.Волькенштэйна, мерай каштоўнасці інфармацыі з'яўляюцца наступствы яе рэцэпцыі . Успрыманне і запамінанне інфармацыі - незваротны працэс. Інфармацыю можна забыцца, але нельга вярнуць. Каштоўнасць інфармацыі ў біялагічных сістэмах вызначаецца магчымасцю яе запамінання, захоўвання, пераўтварэнні і далейшай перадачы. У ходзе пераўтварэння інфармацыі ў жывых сістэмах адбываецца яе пашырэнне(у біясінтэзе, эмбрыягенезе, арганізацыі супольнасцяў). Паралельна ўзрастае і яе каштоўнасць. У ходзе самаарганізацыі менш каштоўныя кампаненты, рэакцыі або асобіны замяшчаюцца больш каштоўнымі. Так, у клетках самымі каштоўнымі з'яўляюцца незаменныя амінакіслоты. Эвалюцыя бялкоў накіравана на ўключэнне ў іх малекулу ўсё большай колькасці гэтых амінакіслот. Тое ж самае ў выглядзе ці папуляцыі. Кожная біялагічная асобіна з'яўляецца незаменнай, т.я. яна валодае ўнікальным генатыпам, што робіць папуляцыю больш гетерозиготной і таму больш лабільнай ў адказ на змену асяроддзя.

СУТНАСЦЬ І СТРУКТУРА БІЯЛАГІЧНЫХ СІСТЭМ

§ Біягеацэнозы - гэта складаныя сістэмы, якія складаюцца з вялікай колькасці папуляцый розных відаў, якія характарызуюцца да таго ж рознымі абіятычнымі ўмовамі. Суіснаванне папуляцый розных відаў у межах адной і той жа прасторы вядзе да падзелу сфер уплыву - засваенню разнастайных участкаў і, асабліва важна, розных экалагічных ніш. Асноўным інтэгравальным фактарам у біягеацэнозы з'яўляюцца трафічныя сувязі. Актыўная рэгуляцыя структуры ажыццяўляецца з дапамогай міжвідавой барацьбы за існаванне. Рухаючымі сіламі, якія рэгулююць эвалюцыю біягеацэнозаў, з'яўляюцца ўзаемаадносіны паміж іх кампанентамі.

§ Лакальная папуляцыя : для яе характэрна ўзроставая, палавая і генетычная неаднастайнасць (структура). Яна лабільнасць. Ва ўзаемадзеянні з якія змяняюцца фактарамі асяроддзя ўзмацняецца мутагенез і ўзрастае гетерозиготность папуляцыі. Гэта робіць папуляцыю больш устойлівай, т.я. назапашаны схаваны рэзерв спадчыннай зменлівасці складае фонд для яе выжывання.

З пераходам да шматклеткавай арганізацыі эвалюцыя клетак ідзе па лініі дыферэнцыяцыі іх элементаў і інтэграцыі ў тканкавыя структуры.

d i S - энтрапія ўнутранага асяроддзя сістэмы.

Цэласнасць (інтэграванасць) біялагічных сістэм падтрымліваецца наяўнасцю ў іх прамых і зваротных сувязей. Іншымі словамі - яны па сваёй прыродзе з'яўляюцца кібернетычнымі і здольныя да падтрымання і аднаўленню сваёй структуры.

Жывыя сістэмы адрозніваюцца незвычайнай разнастайнасцю - ад клеткі да біясферы. Усё жывое прадстаўлена на Зямлі вялікай колькасцю відаў: цяпер вядома 3000 відаў пракарыёт, больш за 500000 відаў раслін і больш за 1,5 млн. відаў жывёл. Да гэтага варта дадаць, што сучасная фаўна і флора складаюць каля 3% ад ліку раней якія жылі арганізмаў.

Тым часам, біялагічныя сістэмы з'яўляюцца нелінейнымі. Для іх, як для ўсіх складаных сістэм, існуе некалькі магчымых шляхоў развіцця. Так, напрыклад, падчас эвалюцыі, ім уласцівы выбар аднаго рэальнага шляху са мноства віртуальных. Аднак поўнай свабоды выбару яны не маюць - праяўляецца "правіла анатамічных забарон". З прычыны гэтага колькасць ступеняў свабоды пры самаарганізацыі біялагічнай сістэмы абмяжоўваецца яе ўнутранымі і знешнімі сувязямі. У гэтым выпадку ўзнікненне новага ёсць вынік узаемадзеяння мінулага і сучаснасці.

Спецыфічнасць унутранага асяроддзя жывых сістэм забяспечваюць такую ​​яе ўласцівасць як гетэрафобія , якая адрынае чужыя сістэме кампаненты. Гэта асноўная ўмова захавання самастойнасці сістэмы. Гетэрафобія вызначае індывідуальнасць аб'екта і яго ўстойлівасць (прынцып Ле-Шатэлье - Браўна).

Існуюць і іншыя ўзроўні гетэрагеннасці жывых сістэм:

Такім чынам, і каштоўнасць, і складанасць інфармацыі вырастаюць ад царства да выгляду і дасягаюць максімуму ў індывідууме . Кожная асобіна ўнікальная, і ў гэтым сэнсе незаменная, г.зн. валодае найболей каштоўнай інфармацыяй і таму яе варта лічыць найболей складанай. Паняцце каштоўнасці багацей паняцці складанасці. Складанасць адносіцца да сістэмы ў цэлым, каштоўнасць маюць і асобныя падсістэмы, і іх кампаненты.

Жывыя сістэмы рэзка адрозніваюцца ад аб'ектаў хіміі і фізікі - нежывых сістэм. Іх асаблівасць у высокай структурнай і функцыянальнай складанасці. І ў той жа час, у аснове іх жыццядзейнасці ляжаць фізіка-хімічныя працэсы.

Найпростая біялагічная сістэма - клетка. Яе эвалюцыя суправаджалася інтэграцыяй, якая завяршылася афармленнем ядра. У клеткавым ядры сканцэнтраваны асноўны механізм, які рэгулюе ўсю яе дзейнасць. Клетка існуе ў пэўным навакольным асяроддзі, якое ніколі не бывае канстантным. Гэта не можа не парушаць раўнавагі ў клетцы.

Ступень разнастайнасці вонкавых уздзеянняў на сістэму вельмі вялікая, таму здольнасць да адэкватных адказаў залежыць ад двух умоў:

· цеплыня згарання пажыўнага раствора – 35,89 кДж

Да сярэдзіны 20-га стагоддзя ў біялогіі панавала организменноцентрическая канцэпцыя, у рамках якой вывучаліся будынак, функцыі, узаемаадносіны з асяроддзем асобных арганізмаў. Дзякуючы гэтаму напрамку аказаліся добра вывучанымі прадстаўнікі ўсіх царстваў і відаў жывой прыроды. Але біялогія з'яўляецца найважнейшым кампанентам навуковай карціны свету. А ў ёй з сярэдзіны мінулага стагоддзі пачала фармавацца новая парадыгма, паводле якой навакольны нас свет прадстаўлены не адзінкавымі аб'ектамі, а складанымі сістэмамі. Зрэшты, паняцце сістэмыпрысутнічала ў навуцы дастаткова даўно. У перакладзе з грэцкай мовы sistema (цэлае), складзенае з частак і ўяўляе сабой мноства заканамерна злучаных сябар з сябрам элементаў (прадметаў, з'яў, поглядаў, прынцыпаў, ведаў і т.д.), спарадкаваная цэласная адукацыя. Уяўленні пра асобныя сістэмы мы знаходзім у працах Арыстоцеля (геацэнтрычная мадэль свету), М.Каперніка, Э.Канта і П.Лапласа і г.д. Аднак першым аўтарам, які ўжыў "сістэмны аналіз " біялагічных працэсаў , варта прызнаць Ч. Дарвіна. Калі для Ж.Б. Ламарка эвалюючай адзінкай была кожная асобная асобіна, то Ч.Дарвін ужо выкарыстоўваў матэматычнае паняцце "мноства" пры аналізе працэсу "барацьбы за існаванне".

 

Адбываецца ж эвалюцыя ў сістэмах надындывідуальнага ўзроўню - папуляцыя, біягеацэнозы, біясферы, якія складаюцца з арганізмаў. Сістэмы названага ўзроўню таксама характарызуюцца неаднароднасцю і арганізаванасцю.

· гетэрагеннасць клеткі складаецца ў падзеле яе на функцыянальныя кампартменты і наяўнасці ў ёй вялікай колькасці арганоідаў,

У працэсах ператварэння біялагічнай інфармацыі, як і ў тэхніцы, узнікаюць «шумы »: рознага роду мутацыі, паталогіі, укараненне папуляцый іншых відаў, масавыя выміранні і да т.п. У жывых сістэмах ёсць розныя магчымасці змякчэння гэтых праяў. Гэта і змякчэнне дэзінтэгруючага эфекту мутацыі за кошт камбінатыўнай зменлівасці ў патоку скрыжаванняў; і наяўнасць утоенага рэзерву спадчыннай зменлівасці ў папуляцыях, і, нарэшце, надмернасць, як кампанентаў, так і рэакцый сістэм. Больш за тое «шумы» у жывых сістэмах з'яўляюцца неабходнай перадумовай эвалюцыі . У сутнасці "шум" прыводзіць сістэму ў стан, далёкае ад раўнавагі і стварае перадумову да фазавых пераходаў у кропках біфуркацыі.

Біялагічныя сістэмы з'яўляюцца залішнімі. Надмернасць - гэта наяўнасць дадатковых сродкаў і магчымасцяў звыш мінімальна неабходных для выканання уласцівых сістэме функцый. Яна ў жывых сістэмах выяўляецца на генетычным, организменном, папуляцыйным, біяцэнатычны і г.д. узроўнях. Надмернасць біялагічных сістэм можна падпадзяліць на якасную (гэта і разнастайнасць асобін у папуляцыях, і нервова-гумаральная рэгуляцыя дзейнасці арганізма і г.д.) Колькаснаяформа надмернасці складаецца ў некаторым перавышэнні ў іх запасных пажыўных рэчываў. Мабыць падчас эвалюцыі жывой матэрыі выяўляліся акрамя залішніх сістэм «недастатковыя» і «цалкам дастатковыя», не пазбаўленыя рэзервовых празмернасцяў. Аднак выжывалі менавіта залішнія, г.зн. біялагічныя сістэмы гатовыя да зменлівасці ўмоў пасялення ў сістэме больш высокага рангу

З развіццём рэгулятарных механізмаў антагенез набывае максімальную ўстойлівасць.

4. выдаленне прадуктаў абмену (выхадная сувязь у навакольнае асяроддзе).

1. паступленне рэчываў з навакольнага асяроддзя (уваходны канал сувязі),

Найбольш тонкія фундаментальныя метабалічныя працэсы адбываюцца на першым інтэгратыўнасці узроўні. У сваёй матэрыяльнай аснове, прынамсі, на атамарным узроўні, жывыя сістэмы адзіныя з астатнім навакольным светам. Адрозненні пачынаюцца на малекулярным узроўні . Да фундаментальных прыкмет жывых сістэм ставіцца іх малекулярны склад, для якога характэрна прысутнасць бялкоў і нуклеінавых кіслот, г.зн. макрамалекул, якія складаюцца з аперыядычна злучаных субадзінак і таму пераўзыходзяць па сваёй разнастайнасці ўвесь свет жывых істот. Складаныя палімерныя малекулы аб'ядноўваюцца і ўтвараюць надмалекулярныя комплексы. Гэтую спецыфіку жывых сістэм прынята зваць макраскапічнасцю.

Жыццё выяўляецца ва ўзаемадзеянні з асяроддзем, і, такім чынам, унутраны рэгулятарны цыкл сістэмы дапаўняецца каналамі сувязі з навакольным асяроддзем.

2. іх асіміляцыя пад кантролем ферментаў і нуклеапратэідаў (прамая сувязь і пераўтварэнне),

2. вялікага хуткадзейнасці працэсаў.

У біялагічных сістэмах, якія пачынаюцца з клеткі і клеткавых працэсаў, значны аб'ём інфармацыі запісаны ў вадкакрысталічнай, перыядычна складзенай з манамераў, малекуле ДНК. Хуткасць перадачы і перапрацоўкі інфармацыі ў сваёй аснове зайздрасці ад тонкіх фізіка-хімічных пераўтварэнняў рэчыва і энергіі ў сістэме. На падставе ўсіх адзначаных асаблівасцяў матэматык А.А.Ляпуноў дае сваё вызначэнне сутнасці жыцця: «жыццё…высокаўстойлівы стан рэчыва, якое выкарыстоўвае для выпрацоўкі захоўваючых рэакцый інфармацыю, якая кадзіруецца станамі асобных малекул ». Калі ўспомніць вызначэнне жыцця як з'явы процілеглай энтрапіі (паводле Э.Шрэдынгера), то становіцца відавочнай сувязь тэрмадынамічных працэсаў і інфармацыі: па Л.Больцману,энтрапія - колькасная мера недахопу інфармацыі. Значыць, велічыня энтрапіі і велічыня інфармацыі звязаны законам захавання. Іх сума пры канкрэтным размеркаванні верагоднасцяў канстантная і роўная або максімальнай атрыманай інфармацыі, або максімальнай энтрапіі.

Парадаксальна, але пры ўсёй сваёй «цякучасці» жывыя сістэмы валодаюць здольнасцю падтрымліваць сталасць унутранага асяроддзя – гамеастаз . Здольнасць падтрымліваць сваю ўнікальнасць, у межах дапушчальных навакольным асяроддзем, уласцівая ўсім біялагічным сістэмам ад клеткі да біясферы. Такога роду працэсы патрабуюць значных энергазатрат. Усе жывыя сістэмы выпрацавалі падчас эвалюцыі розныя механізмы выкарыстання вонкавых крыніц энергіі (сонечная энергія, энергія хімічных сувязяў).

Пры ацэнцы цеплыні, выдзеленай і назапашанай грыбком (13,81 +23,47 = 37,28 кдж) аказалася, што яе паказчык перавышае энергію, якая паступіла з пажыўнага асяроддзя на 1,39 кдж. Структура жывых сістэм дзякуючы складаным хімічным пераўтварэнням надзвычай лабільна, зменлівая

§ Біясфера- найскладаная, шматфактарная сістэма. Яе склад, структура і энергія вызначаецца сукупнай дзейнасцю ўсіх жывых арганізмаў - геамерыды. Яе кампанентамі з'яўляюцца біягеацэнозы і папуляцыі. У складанаарганізаванай біясферы адбываецца пастаяннае ўзаемадзеянне біятычных і абіятычных кампанентаў - сістэмаўтваральныя сувязі, якія атрымалі назву біягеахімічных цыклаў. Гістарычна змены біясферы выявіліся ў змене флор і фаўн. Эвалюцыя раслін і жывёл, пачынаючы з іх з'яўлення і да паходжання сучасных відаў, прадстаўлена побач біялагічных рэакцый на магчымасці, якія прадстаўляюцца асяроддзем. Біялагічны складнік біясферы змяняла ў мінулым і змяняе да гэтага часу ўмовы свайго існавання. Геалагічныя працэсы змяняюць абіятычнае асяроддзе. Уся сістэма надзвычай рухомая,

Ужо на малекулярным узроўні адбываецца інтэграцыя амінакіслот у малекуле бялку, нуклеатыдаў у нуклеінавых кіслотах і г.д. З гэтым звязана само ўзнікненне жыцця. Аднак аб'яднанне лінейнай структуры нуклеінавых кіслот з бялковымі целамі і падтрыманне рухомай раўнавагі ў параўнальна ўстойлівай сістэме азначала ўзнікненне новай якасці – здольнасці самапрайгравання як асновы жыццёвых працэсаў.


0 replies on “Біялагічная сістэма - сутнасць паняцця і асноўныя”

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *