Biologisches System: was es ist, Eigenschaften und Komponenten

Aus biologischer Sicht bezieht sich Leben auf das, was Tiere, Pflanzen, Pilze, Protisten, Archaeen und Bakterien vom Rest der natürlichen Realität unterscheidet.

Leben impliziert die Fähigkeit von Lebewesen, sich auf Gewebeebene zu organisieren, zu wachsen, zu metabolisieren Substanzen, reagieren mehr oder weniger stark auf äußere Reize, vermehren sich (sexuell oder asexuell) und sterben.

Experimente wie Millers und seine Ursuppe haben uns der Vorstellung vom Leben näher gebracht, da sie darin verschiedenes synthetisieren konnten organische Moleküle aus anorganischen Materialien, die den Basen der Zellen entsprechen, aus denen alle Lebewesen auf der Welt entstehen Planet. Trotzdem ist die Entstehung von „Sein“ aus „Nicht-Sein“ weiterhin unbekannt, da die Erzeugung von Lebewesen aus Material, das niemals lebendig war, weiterhin eine biologische Unmöglichkeit ist.

Diese Daten relativieren die komplizierte Komplexität aller Lebewesen, von Bakterien Die grundlegendsten Einzeller des Menschen und alle Organe mit spezialisierten Zellen bilden.

Um die Besonderheiten jedes biologischen Taxons und seine Funktionsweise zu verstehen, müssen wir zur Definition des biologischen Systems gehen und die Interaktionen zwischen denen, die uns ausmachen. Heute erzählen wir Ihnen alles über diesen spannenden und wenig bekannten Begriff.

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Was ist ein biologisches System?

Auch wenn es überflüssig klingt, Die einzig mögliche Definition, die den Begriff, der uns heute beschäftigt, angemessen beschreibt, ist "ein komplexes Netzwerk biologisch relevanter Einheiten"..

Andererseits beschreibt die Royal Academy of Engineering ein biologisches System als eine Reihe relevanter Organe und Strukturen, die darin arbeiten eingestellt, um eine physiologische Funktion in einem Lebewesen zu erfüllen, wie z. B. das Herz-Kreislauf-, Kreislauf-, Arterien-, Nebennieren- und andere Systeme viele. Diese letzte Bedeutung mag gültig sein, aber einige sehr interessante Konzepte bleiben auf der Strecke.

Ein biologisches System dagegen sollte in keiner Weise mit einem lebenden System/Organismus an sich verwechselt werden. Die Gesamtheit der Systeme ermöglicht Leben, aber ein System an sich ist nicht lebendig.

Das grundlegende biologische System: die Zelle

Wenn es um diesen Begriff geht, greifen viele informative Quellen direkt auf die Konzepte zurück, die am besten zu einem System passen: die zum Beispiel der Verdauungstrakt, der aus einer Reihe von Organen und Gängen besteht, die es uns ermöglichen, die Überreste aufzunehmen, zu verstoffwechseln und auszuscheiden Essen. Trotzdem dürfen wir nicht vergessen, dass absolut alle Lebewesen auf diesem Planeten aus einem biologischen System im mikroskopischen Maßstab bestehen: der Zelle.

So ist eine enge Definition der Zelle die morphologische und funktionelle Einheit aller Lebewesen. Es ist ein komplexes thermodynamisches biologisches System, da es alle Eigenschaften hat, um sich im Laufe der Zeit selbst zu erhalten (wenn wir nicht über Spezialisierungen sprechen). Damit eine Zelle als solche betrachtet wird, muss sie die folgenden Anforderungen erfüllen:

• Individualität: Alle Zellen sind von einer oder mehreren Membranen umgeben, die sie von der Umwelt abgrenzen, aber Poren haben, die den Austausch ermöglichen.
• Wässriges Medium: das Zytosol, die intrazelluläre Flüssigkeit, in der die wesentlichen Organellen für den Zellstoffwechsel schwimmen.
• DNA-Erbmaterial: der Schlüssel zur Vererbung und Bildung von Proteinen, also des Lebens selbst auf physiologischer und struktureller Ebene.
• Proteine, Enzyme und andere Biomoleküle, die einen aktiven Stoffwechsel ermöglichen.
• Kapazität für Ernährung, Wachstum, Differenzierung, Signalgebung und Evolution.

Wie Sie beobachten können, Eine Zelle ist ein biologisches System, wenn wir uns die erste gegebene Definition ansehen: ein komplexes Netzwerk biologisch relevanter Einheiten. In diesem Fall begreifen wir als eine "Einheit" jede der Organellen, die genetische Information, das Zytosol und die Membranen begrenzen ihre Räume, die miteinander verbunden sind, um eine "größere Einheit" entstehen zu lassen, in diesem Fall die Grundstruktur für Leben.

Die Evolutionsleiter nach oben bewegen: Andere biologische Systeme

Obwohl die Zelle das grundlegendste biologische System ist, das wir beschreiben können, Eines der Wunder des Lebens ist die Vereinigung einer Gruppe von Zellen nach spezialisierten Funktionen. So entstanden eukaryotische Lebewesen, die mehr als eine einzige Zelle in unserem Körper haben, anders als beispielsweise Bakterien, Archaeen und Protozoen.

Wir sprechen an dieser Stelle von Organ- und Gewebesystemen und verstehen unter „Organ“ einen Zusammenschluss verschiedener Ursprungsgewebe. Zellen, die eine strukturelle Einheit bilden, die für die Erfüllung einer bestimmten Funktion innerhalb eines Organismus zuständig ist mehrzellig. Diese Strukturen befinden sich also eine Stufe über dem Gewebe, aber eine Stufe unter dem typischen biologischen System.

Was können wir hier sagen, was jeder der Leser nicht weiß? Das Atmungssystem, das Verdauungssystem, das Herz-Kreislauf-System, das Harnsystem, das endokrine System, umfassen sie alle ein Netzwerk von Gängen und Organen, die auf eine Reihe spezifischer Funktionen spezialisiert sind und daher als zu verwendende biologische Systeme konzipiert sind.

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Der letzte Schritt: Das biologische Netz auf Ökosystemebene

Wie du dir vorstellen kannst, Ein biologisches Netzwerk ist ein System, das auf miteinander verbundenen Untereinheiten innerhalb eines Ganzen basiertZum Beispiel trophische Netze in einem Ökosystem. Jedes der Lebewesen (Entitäten), die ein trophisches Netz bilden, besteht aus mehreren biologischen Systemen, aber sie sind wiederum nur eines kleiner Punkt im größten biologischen System von allen: derjenige, der den Energiefluss und die Beständigkeit der Ökosysteme ermöglicht, aus denen unser besteht Planet.

Nicht alles dreht sich um Raubtiere, da es auch biologische Netzwerke gibt, die auf intra und interspezifisch ohne die Notwendigkeit für den Tod von Lebewesen, zum Beispiel der indirekte Kampf um eine Ressource oder für die Suche nach einem Partner Ein Ökosystem ist wie ein Turm aus Metall: Wenn einer der Grundpfeiler entfernt wird, stürzt alles, was darüber steht, ein.

Es ist auch notwendig anzumerken, dass, obwohl wir Ihnen das typischste Beispiel von allen gegeben haben, ein biologisches Netzwerk gilt nicht nur für Ökosysteme und Interaktionen zwischen Lebewesen. So handelt es sich beispielsweise auch um ein biologisches Netzwerk im Sinne der gegebenen Definition eines metabolischen Netzwerks, wenn auch in wesentlich kleinerem Maßstab als dem zuvor genannten Die miteinander verbundenen "Punkte" sind die chemischen Verbindungen, die durch chemische Reaktionen "vereint" werden, die durch die Verwendung von zu der einen oder anderen Substanz führen Enzyme.

Sie sind auch biologische Netzwerke, zum Beispiel neuronale Netzwerke, genregulatorische Netzwerke und Netzwerke, die durch die Wechselwirkung zwischen Proteinen gebildet werden. Schließlich sprechen wir immer von biologisch miteinander verbundenen Einheiten im größeren oder kleineren Maßstab, oder?

Der Einsatz biologischer Systeme

Nicht alles bleibt auf dem Papier, denn die Beschreibung eines biologischen Systems oder Netzwerks liefert uns eine Menge wesentlicher Informationen, um Zweifel, klimatische Probleme und sogar Pathologien zu lösen. Wir stehen interdisziplinär vor einem spannenden Feld, denn Der Zellstoffwechsel eines Lebewesens (Zellsystem) und seine Wachstums- und Entwicklungsfähigkeit (Organsystem) bestimmen maßgeblich die Menge an Biomasse dass es zum Beispiel zu einem Ökosystem (biological web/trophic web) beiträgt. Das heißt: Alles ist miteinander verbunden.

So basieren bestimmte Experimente auf Computerprogrammen, mathematischer Modellierung und Simulation, die von der Durch bestimmte Technologien generierte Datenbanken können prädiktive Rechenmodelle von Systemen erstellen biologisch. Durch die Beschreibung eines Netzwerks miteinander verbundener Einheiten können wir vorhersagen, wie sie sich in einem bestimmten Szenario verhalten werden. Und das ist zweifellos entscheidend, um die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft der menschlichen Gesellschaft unter anderem auf klimatischer und pathologischer Ebene zu verstehen.

Die Integration und Korrelation der von den einzelnen Systemen bereitgestellten Daten ist nicht mehr nur auf Subjektivität beschränkt und menschliches Verständnis, denn diese Computermodellierung ist der Schlüssel zu viel mehr Prozessen, als wir es zunächst könnten vorstellen.

Zusammenfassung

Ohne es zu wollen, sind wir durch das Leben selbst gereist, vom ersten Funken des Seins, der Zelle, bis zum Netzwerk biologischer Systeme. miteinander verbunden, was es uns ermöglicht, im dreidimensionalen Raum zu sein, umgeben von Leben, d. h. den Ökosystemen, die unser eigenes bilden Planet.

Biologische Systeme sind Energie, Komplexität, Interaktion, aber vor allem Adjektive, sie sind eine einzigartige Sache: die Erklärung des Lebens selbst. Von der kleinsten Zelle bis zur Größe eines Planeten selbst ist alles miteinander verbunden.

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