Sinh vật như một hệ thống sinh học: các đặc điểm, chức năng và một lý thuyết ngắn gọn

Mục lục:

Sinh vật như một hệ thống sinh học: các đặc điểm, chức năng và một lý thuyết ngắn gọn
Sinh vật như một hệ thống sinh học: các đặc điểm, chức năng và một lý thuyết ngắn gọn
Anonim

Cùng với sự xã hội hóa của con người, vai trò sinh học của anh ta đang dần mất đi ý nghĩa của nó. Điều này xảy ra không phải vì con người đã đạt đến trình độ phát triển cao nhất, mà vì khoảng cách có ý thức với “nền tảng” thực tế của họ (sinh quyển), nơi đã cho con người cơ hội phát triển và xây dựng một xã hội hiện đại. Nhưng sinh vật với tư cách là một hệ thống sinh học không thể tồn tại bên ngoài sinh quyển, và do đó chỉ nên được xem xét cùng với nó.

cơ thể con người như một hệ thống sinh học
cơ thể con người như một hệ thống sinh học

Dân số và xã hội

Bất kỳ xã hội nào cũng là một quần thể tự điều chỉnh, một chất tương tự hiện đại của hệ thống sinh học hợp lý (BS) trong sinh quyển. Và con người, trước hết, là sản phẩm của sự tiến hóa của BS, chứ không phải là kết quả của sự phát triển của một xã hội xã hội, mà chỉ là thứ yếu. Nói một cách chính xác, xã hội là một ví dụ cụ thểdân số, cũng là một BS, chỉ nằm trên một cấp so với sinh vật sống.

Theo quan điểm của sinh học, thuật ngữ này mô tả một hệ thống các cơ quan và mô được xây dựng trong lớp vỏ sống của hành tinh, có các cơ chế ảnh hưởng riêng đến môi trường sống và phản ứng bảo vệ. Coi cơ thể như một hệ thống sinh học, có thể dễ dàng xác định được các cơ chế chính của sự sống, sự thích nghi và điều hòa các chức năng của nó. Và trong khuôn khổ của ấn phẩm này, cơ thể con người sẽ được coi là một hệ thống không thể thiếu xét theo các tiêu chí của nó.

Thuật ngữ

Hệ thống là một tập hợp lớn của một số yếu tố phụ thuộc lẫn nhau tạo thành một tính toàn vẹn nhất định (cấu trúc) đã trải qua một quá trình phát triển lâu dài trong quá trình hình thành.

Hệ thống sinh học là tập hợp không thể phân chia của các yếu tố liên kết với nhau tạo nên lớp vỏ sống của hành tinh và là một phần của nó, đóng một vai trò quan trọng trong sự tồn tại của nó. Ví dụ về hệ thống sinh học: tế bào, sinh vật, đại phân tử, bào quan, mô, cơ quan, quần thể.

Sinh vật là một hệ thống được tổ chức phức tạp, được điều chỉnh độc lập và hoạt động tích cực, bao gồm các cơ quan và mô hoặc được đại diện bởi một hệ thống sinh học, tạo thành một đối tượng của động vật hoang dã. Sinh vật tương tác tích cực với các hệ thống sinh học ở bậc cao hơn (với quần thể và sinh quyển).

Quy định là ra lệnh, tuân theo các quy tắc nghiêm ngặt, tạo điều kiện cho việc thực hiện và kiểm soát của họ. Trong bối cảnh của cơ thể con người, thuật ngữ này nên được coi là một quá trìnhbình thường hóa các chức năng sinh vật.

Cấu trúc phổ quát

Để coi cơ thể con người như một hệ thống sinh học (BS), các đặc tính chính của nó cần được xác định và tương quan với nhau. Vì vậy, thuộc tính chính của BS là cấu trúc của chúng: chúng đều bao gồm các phân tử hữu cơ và các chất tạo màng sinh học. Đáng chú ý là BCL còn bao hàm cả chất vô cơ, là những chất thuộc tính vô tri. Tuy nhiên, chúng không phải là cấu tạo cho phân tử sinh học, bào quan, tế bào hoặc sinh vật, mà chỉ được xây dựng trong các hệ thống này.

sinh vật như một hệ thống sinh học tự phát triển duy nhất
sinh vật như một hệ thống sinh học tự phát triển duy nhất

Thứ tự

Mức độ trật tự cao là đặc tính thứ hai của hệ thống. Cái gọi là hệ thống phân cấp rất quan trọng đối với hoạt động của sinh quyển vì toàn bộ cấu trúc của nó được xây dựng trên nguyên tắc phức tạp hóa đơn giản và kết hợp sơ cấp. Đó là, các thành phần phức tạp hơn của vỏ sống của trái đất (hệ thống sinh học) bao gồm các thành phần nhỏ hơn nằm thấp hơn trong hệ thống phân cấp.

Một ví dụ cụ thể là sự tiến hóa của sự sống từ đại phân tử thành polyme hữu cơ, sau đó đến cơ quan và cấu trúc dưới tế bào, từ đó mô, cơ quan và sinh vật được hình thành sau này. Là một hệ thống sinh học toàn vẹn, cấu trúc phân cấp như vậy cho phép bạn hình thành tất cả các cấp độ của động vật hoang dã và theo dõi sự tương tác giữa chúng.

Toàn vẹn và rời rạc

Một trong những đặc tính quan trọng nhất của bất kỳ BS nào là tính toàn vẹn và tính rời rạc đồng thời của nó (tính từng phần, tính thành phần). Điều này có nghĩa là bất kỳmột sinh vật là một hệ thống sinh học, một tập hợp toàn vẹn được hình thành từ các thành phần tự trị. Bản thân các thành phần tự trị cũng là các hệ thống sống, chỉ thấp hơn trong hệ thống phân cấp. Chúng có thể tồn tại một cách tự chủ, nhưng trong cơ thể chúng tuân theo các cơ chế điều chỉnh của nó và tạo thành một cấu trúc không thể tách rời.

sinh vật như một hệ thống sinh học hoàn chỉnh
sinh vật như một hệ thống sinh học hoàn chỉnh

Có thể tìm thấy các ví dụ về tính toàn vẹn và tính rời rạc đồng thời trong bất kỳ hệ thống nào ở các cấp độ khác nhau. Ví dụ, màng tế bào chất với tư cách là một cấu trúc toàn vẹn có tính kỵ nước và tính ưa béo, tính lưu động và tính thấm chọn lọc. Nó bao gồm các đại phân tử lipoprotein, chỉ cung cấp tính ưa béo và kỵ nước, và glycoprotein chịu trách nhiệm về tính thấm chọn lọc.

Đây là một minh chứng về cách tập hợp các đặc tính rời rạc của các thành phần trong hệ thống sinh học cung cấp các chức năng của một cấu trúc cao hơn phức tạp hơn. Một ví dụ cũng là một bào quan không thể thiếu, bao gồm một màng và một nhóm các enzym, chúng kế thừa những phẩm chất riêng biệt của chúng. Hoặc một tế bào có khả năng thực hiện tất cả các chức năng của các thành phần cấu thành của nó (các bào quan). Cơ thể con người với tư cách là một hệ thống sinh học duy nhất cũng chịu sự phụ thuộc như vậy, vì nó thể hiện những phẩm chất chung là riêng tư đối với các yếu tố rời rạc.

Trao đổi năng lượng

Tính chất này của hệ thống sinh học cũng phổ biến và có thể được truy tìm ở từng cấp độ phân cấp của nó, bắt đầu từ đại phân tử và kết thúc bằng sinh quyển. Ở mỗi cấp độ cụ thể,có nhiều biểu hiện khác nhau. Ví dụ, ở cấp độ đại phân tử và cấu trúc tiền tế bào, trao đổi năng lượng có nghĩa là sự thay đổi cấu trúc không gian và mật độ electron dưới ảnh hưởng của pH, điện trường hoặc nhiệt độ. Ở cấp độ tế bào, trao đổi năng lượng nên được coi là sự trao đổi chất, một tập hợp các quá trình hô hấp tế bào, oxy hóa chất béo và carbohydrate, tổng hợp và lưu trữ các hợp chất macroergic, loại bỏ các sản phẩm trao đổi chất bên ngoài tế bào.

Sự trao đổi chất trong cơ thể

Cơ thể con người, như một hệ thống sinh học, cũng trao đổi năng lượng với thế giới bên ngoài và biến đổi nó. Ví dụ, năng lượng của các liên kết hóa học của các phân tử carbohydrate và chất béo được sử dụng hiệu quả trong các tế bào của cơ thể để tổng hợp macroerg, từ đó các bào quan dễ dàng lấy năng lượng hơn cho hoạt động sống của chúng. Trong phần trình diễn này, sự chuyển hóa năng lượng và sự tích tụ của nó trong các macroerg, cũng như việc thực hiện bằng cách thủy phân các liên kết hóa học photphat của ATP.

hệ thống sinh học tế bào sinh vật
hệ thống sinh học tế bào sinh vật

Tự điều chỉnh

Đặc điểm này của hệ thống sinh học có nghĩa là khả năng tăng hoặc giảm hoạt động chức năng của nó tùy thuộc vào thành tích của bất kỳ trạng thái nào. Ví dụ, nếu một tế bào vi khuẩn bị đói, thì nó sẽ di chuyển đến nguồn thức ăn hoặc hình thành bào tử (một dạng cho phép nó duy trì hoạt động sống cho đến khi điều kiện sống được cải thiện). Tóm lại, cơ thể với tư cách là một hệ thống sinh học có một hệ thống phức tạp gồm nhiều cấp độ để điều chỉnh các chức năng của nó. Cô ấy làbao gồm:

  • tiền tế bào (quy định chức năng của các bào quan riêng lẻ của tế bào, ví dụ, ribosome, nhân, lysosome, ti thể);
  • tế bào (quy định các chức năng của tế bào tùy thuộc vào các yếu tố bên ngoài và bên trong);
  • điều hòa mô (kiểm soát tốc độ phát triển và sinh sản của tế bào mô dưới tác động của các yếu tố bên ngoài);
  • điều hòa cơ quan (hình thành cơ chế kích hoạt và ức chế chức năng của các cơ quan riêng lẻ);
  • hệ thống (điều hòa thần kinh hoặc thể dịch các chức năng của các cơ quan cao hơn).

Cơ thể con người với tư cách là một hệ thống sinh học tự điều chỉnh có hai cơ chế điều chỉnh chính. Đây là một cơ chế thể dịch cổ hơn tiến hóa và một cơ chế thần kinh hiện đại hơn. Đây là những phức hợp đa cấp có khả năng điều chỉnh tỷ lệ trao đổi chất, nhiệt độ, độ pH của chất lỏng sinh học và cân bằng nội môi, khả năng bảo vệ trước nguy hiểm hoặc gây hấn, nhận ra cảm xúc và hoạt động thần kinh cao hơn.

hệ thống sinh học cơ thể sống
hệ thống sinh học cơ thể sống

Các cấp độ của quy định thể dịch

Điều hoà thể dịch là quá trình đẩy nhanh (hoặc làm chậm lại) các quá trình sinh học trong các bào quan, tế bào, mô hoặc cơ quan dưới tác động của hoá chất. Và tùy thuộc vào vị trí của "mục tiêu" của họ, họ phân biệt điều hòa tế bào, cục bộ (mô), cơ quan và sinh vật. Một ví dụ về sự điều hòa của tế bào là ảnh hưởng của nhân đến tốc độ sinh tổng hợp protein.

Điều hòa mô là việc tế bào giải phóng các chất hóa học (chất trung gian cục bộ), nhằm mục đíchức chế hoặc tăng cường các chức năng của các tế bào xung quanh. Ví dụ, một quần thể tế bào bị đói oxy sẽ giải phóng các yếu tố hình thành mạch gây ra sự phát triển của các mạch máu về phía chúng (các khu vực bị cạn kiệt). Một ví dụ khác về điều hòa mô là giải phóng các chất (keylons) có thể ngăn chặn tốc độ sinh sản của tế bào ở một nơi nhất định.

Cơ chế này, không giống như cơ chế trước, là một ví dụ về phản hồi tiêu cực. Nó được đặc trưng như một hoạt động tích cực của quần thể tế bào, được thiết kế để ngăn chặn bất kỳ quá trình nào trong mô sinh học.

Quy định về thể chất cao hơn

Cơ thể con người với tư cách là một hệ thống sinh học tự phát triển duy nhất là một vương miện tiến hóa đã thực hiện các quy định về thể chất cao nhất. Nó trở nên có thể do sự phát triển của các tuyến nội tiết có khả năng tiết ra các chất nội tiết tố. Nội tiết tố là những chất hóa học cụ thể được các tuyến nội tiết tiết ra trực tiếp vào máu và tác động lên các cơ quan đích nằm ở khoảng cách rất xa so với nơi tổng hợp.

Điều hòa thể dịch cao hơn cũng là một hệ thống phân cấp, cơ quan chính là tuyến yên. Các chức năng của nó được điều chỉnh bởi một cấu trúc thần kinh (vùng dưới đồi), nằm trên các cấu trúc khác trong hệ thống phân cấp điều tiết của cơ thể. Dưới tác động của xung động thần kinh của vùng dưới đồi, tuyến yên tiết ra 3 nhóm nội tiết tố. Chúng đi vào máu và được nó vận chuyển đến các cơ quan đích.

sinh vật như một hệ thống sinh học tự điều chỉnh
sinh vật như một hệ thống sinh học tự điều chỉnh

Trong các hormone nhiệt đới của tuyến yên, mục tiêu là tuyến nội tiết tố thấp hơn, dưới tác động của các chất này, giải phóng các chất trung gian ảnh hưởng trực tiếp đến chức năng của các cơ quan và mô.

Điều hoà thần kinh

Quy định các chức năng của cơ thể con người chủ yếu được thực hiện thông qua hệ thống thần kinh. Nó cũng kiểm soát hệ thống thể dịch, làm cho nó, giống như thành phần cấu trúc của chính nó, có khả năng ảnh hưởng linh hoạt hơn đến các chức năng của cơ thể. Đồng thời, hệ thần kinh cũng đa cấp. Ở người, nó có sự phát triển phức tạp nhất, mặc dù nó vẫn tiếp tục cải thiện và thay đổi cực kỳ chậm.

Ở giai đoạn này, nó được đặc trưng bởi sự hiện diện của các chức năng chịu trách nhiệm cho hoạt động thần kinh cao hơn: trí nhớ, sự chú ý, cảm xúc, trí thông minh. Và, có lẽ, một trong những đặc tính chính của hệ thần kinh là khả năng làm việc với các bộ phân tích: thị giác, thính giác, khứu giác và những người khác. Nó cho phép bạn ghi nhớ các tín hiệu của chúng, tái tạo chúng trong bộ nhớ và tổng hợp thông tin mới dựa trên chúng, đồng thời hình thành trải nghiệm giác quan ở cấp độ của hệ limbic.

Mức điều chỉnh thần kinh

Cơ thể con người là một hệ thống sinh học duy nhất có nhiều cấp độ điều chỉnh thần kinh. Sẽ thuận tiện hơn nếu xét chúng theo sơ đồ phân cấp độ từ mức thấp nhất đến mức cao nhất. Bên dưới phần còn lại là hệ thống thần kinh tự chủ (giao cảm và phó giao cảm), điều chỉnh các chức năng của nó một cách độc lập với các trung tâm hoạt động thần kinh cao hơn.

cơ thể con người như một hệ thống sinh học duy nhất
cơ thể con người như một hệ thống sinh học duy nhất

Nó hoạt động do nhân của dây thần kinh phế vị và tủy thượng thận. Đáng chú ý là mức điều hòa thần kinh thấp nhất nằm càng gần hệ thống thể dịch càng tốt. Điều này một lần nữa chứng tỏ tính rời rạc đồng thời và tính toàn vẹn của sinh vật với tư cách là một hệ thống sinh học. Nói một cách chính xác, hệ thần kinh truyền tín hiệu của nó dưới tác động của acetylcholine và dòng điện. Có nghĩa là, nó bao gồm một nửa hệ thống truyền thông tin dịch thể, được quan sát trong các khớp thần kinh.

Hoạt động thần kinh cao hơn

Phía trên hệ thống thần kinh tự chủ là hệ thống soma, bao gồm tủy sống, dây thần kinh, thân não, chất trắng và chất xám của não, hạch nền, hệ limbic và các cấu trúc quan trọng khác. Cô ấy là người chịu trách nhiệm về hoạt động thần kinh cao hơn, làm việc với các máy phân tích các cơ quan giác quan, hệ thống hóa thông tin trong vỏ não, tổng hợp và phát triển giao tiếp bằng lời nói. Cuối cùng, chính sự phức tạp của các cấu trúc sinh học của cơ thể là nguyên nhân dẫn đến khả năng xã hội hóa của một người và đạt được mức độ phát triển hiện tại của anh ta. Nhưng nếu không có các cấu trúc cấp thấp, sự xuất hiện của họ sẽ không thể xảy ra, cũng như sự tồn tại của một người bên ngoài môi trường sống bình thường.

Đề xuất: