Bioloogiline süsteem: mis see on, omadused ja komponendid

Bioloogilisest vaatenurgast viitab elu sellele, mis eristab loomi, taimi, seeni, protiste, arhee ja baktereid ülejäänud loodusreaalsusest.

Elu eeldab elusolendite võimet organiseeruda koe tasandil, kasvada, metaboliseeruda ained, reageerivad suuremal või vähemal määral välistele stiimulitele, paljunevad (seksuaalselt või aseksuaalselt) ja surema.

Sellised katsed nagu Milleri ja tema ürgne supp on viinud meid elukäsitusele lähemale, kuna selles suutsid nad sünteesida erinevaid anorgaanilistest materjalidest pärit orgaanilised molekulid, mis vastavad rakkude alustele, millest sünnivad kõik maailma elusolendid planeet. Sellegipoolest on "olemise" tekkimine "mitteolemisest" jätkuvalt teadmata, kuna elusolendite tootmine materjalist, mis pole kunagi elus olnud, on jätkuvalt bioloogiline võimatus.

Need andmed panevad perspektiivi kõigi elusolendite, alates bakteritest, keerukuse inimesele kõige elementaarsem ainurakne ja kõik elundid koos spetsiaalsete rakkudega, mis meik. Et mõista iga bioloogilise taksoni iseärasusi ja selle toimimist, peame minema bioloogilise süsteemi määratluse juurde.

ja suhtlemine nende vahel, kes meid moodustavad. Täna räägime teile selle põneva ja vähetuntud termini kohta kõike.

• Seotud artikkel: "Inimese keha 25 peamist organit"

Mis on bioloogiline süsteem?

Kuigi see kõlab üleliigselt, Ainus võimalik definitsioon, mis meid praegu puudutavat terminit adekvaatselt kirjeldab, on "bioloogiliselt oluliste üksuste kompleksne võrgustik"..

Teisest küljest kirjeldab Kuninglik Tehnikaakadeemia bioloogilist süsteemi asjakohaste organite ja struktuuride kogumina, mis töötavad seatud täitma mõnda füsioloogilist funktsiooni elusolendites, nagu südame-veresoonkonna, vereringe, arterite, neerupealiste ja muud süsteemid palju. See viimane tähendus võib olla kehtiv, kuid mitu väga huvitavat mõistet on jäänud kõrvale.

Bioloogiline süsteem seevastu ei tohiks mingil moel segi ajada elussüsteemi/organismina per se. Süsteemide kogum lubab elu, kuid süsteem iseenesest ei ole elus.

Põhiline bioloogiline süsteem: rakk

Selle termini käsitlemisel kasutavad paljud informatiivsed allikad otse mõisteid, mis süsteemi kõige paremini sobivad: näiteks seedimine, mis koosneb paljudest organitest ja kanalitest, mis võimaldavad meil jäänuseid alla neelata, metaboliseerida ja väljutada toit. Sellegipoolest ei saa me unustada, et absoluutselt kõik elusolendid sellel planeedil koosnevad mikroskoopilisel skaalal bioloogilisest süsteemist: rakust.

Seega on raku kitsas määratlus kõigi elusolendite morfoloogiline ja funktsionaalne üksus. See on keerukas termodünaamiline bioloogiline süsteem, kuna sellel on kõik omadused, et end aja jooksul säilitada (kui me ei räägi erialadest). Lahtri selliseks käsitlemiseks peab see vastama järgmistele nõuetele:

• Individuaalsus: kõiki rakke ümbritseb membraan või membraanid, mis eristavad neid keskkonnast, kuid millel on vahetust võimaldavad poorid.
• Vesikeskkond: tsütosool, rakusisene vedelik, milles ujuvad raku metabolismi olulised organellid.
• DNA geneetiline materjal: pärilikkuse ja valkude moodustumise võti, see tähendab elu enda füsioloogilisel ja struktuurilisel tasandil.
• Valgud, ensüümid ja muud biomolekulid, mis võimaldavad aktiivset ainevahetust.
• Toitumis-, kasvu-, diferentseerumis-, signaalimis- ja evolutsioonivõime.

Nagu näete, rakk on bioloogiline süsteem, kui vaatame esimest antud definitsiooni: bioloogiliselt oluliste üksuste kompleksne võrgustik. Sel juhul kujutame endast "üksust" iga organelli, geneetilist teavet, tsütosooli ja membraane, mis piiritlema nende ruumid, mis on omavahel ühendatud, et moodustada "suurem üksus", antud juhul põhistruktuur elu.

Liikumine evolutsiooniredelil üles: muud bioloogilised süsteemid

Kuigi rakk on kõige elementaarsem bioloogiline süsteem, mida saame kirjeldada, üks elu imesid on rakkude rühma ühendamine vastavalt spetsiifilistele funktsioonidele. Nii tekkisid eukarüootsed elusolendid, need, kelle kehas on rohkem kui üks rakk, erinevalt näiteks bakteritest, arhedest ja algloomadest.

Siinkohal räägime elundi- ja koesüsteemidest, mõistes "elundit" kui erinevate päritolukudede ühendust. rakud, mis moodustavad struktuuriüksuse, mis vastutab teatud funktsiooni täitmise eest organismis mitmerakuline. Seega on need struktuurid ühe astme võrra kõrgemal koest, kuid ühe astme allpool tüüpilisest bioloogilisest süsteemist.

Mida me saame siin öelda, mida igaüks lugejatest ei tea? Hingamissüsteem, seedesüsteem, kardiovaskulaarsüsteem, kuseteede süsteem, endokriinsüsteem, koosnevad need kõik kanalite ja elundite võrgustikust, mis on spetsialiseerunud paljudele spetsiifilistele funktsioonidele ja on seetõttu mõeldud kasutamiseks bioloogilisteks süsteemideks.

• Teid võivad huvitada: "8 erinevust veenide, arterite ja kapillaaride vahel"

Viimane samm: bioloogiline veeb ökosüsteemi tasandil

Nagu võite ette kujutada, bioloogiline võrgustik on süsteem, mis põhineb terviku omavahel seotud allüksustelNäiteks troofilised võrgud ökosüsteemis. Kõik elusolendid (olemid), mis moodustavad troofilise võrgu, koosnevad mitmest bioloogilisest süsteemist, kuid nad on omakorda ainult üks väike punkt kõigist suurimas bioloogilises süsteemis: see, mis võimaldab energiavoogu ja meie moodustavate ökosüsteemide püsivust. planeet.

Kõik ei ole seotud röövloomadega, kuna on ka bioloogilisi võrgustikke, mis põhinevad intra- ja liikidevaheline, ilma et oleks vaja elusolendite surma, näiteks kaudne võitlus ressursi või partnerit otsima Ökosüsteem on nagu metallist torn: kui üks põhisammastest eemaldada, kukub kõik, mis peal on, kokku.

Samuti on vaja märkida, et kuigi oleme andnud teile kõige tüüpilisema näite, on bioloogiline võrgustik ei kehti ainult ökosüsteemide ja elusolendite vastastikuste mõjude kohta. Näiteks on see ka bioloogiline võrgustik vastavalt metaboolse võrgustiku definitsioonile, kuigi palju väiksemas mahus kui varem nimetatud. Omavahel ühendatud "punktid" on keemilised ühendid, mida "ühendavad" keemilised reaktsioonid, mis tekitavad ühe või teise aine kasutamise kaudu. ensüümid.

Need on ka bioloogilised võrgud, näiteks närvivõrgud, geeniregulatsioonivõrgud ja võrgud, mis moodustuvad valkude interaktsioonist. Räägime ju igal ajal suuremal või väiksemal skaalal bioloogiliselt omavahel seotud olemitest, eks?

Bioloogiliste süsteemide kasutamine

Kõik ei jää paberile, kuna bioloogilise süsteemi või võrgustiku kirjeldus annab meile hulga olulist teavet kahtluste, kliimaprobleemide ja isegi patoloogiate lahendamiseks. Meil seisab ees põnev valdkond interdistsiplinaarsel tasandil, sest elusolendi raku ainevahetus (rakusüsteem) ning tema kasvu- ja arenguvõime (elundisüsteem) mõjutavad suuresti biomassi hulka et see aitab kaasa näiteks ökosüsteemile (bioloogiline võrk/troofiline võrk). See tähendab: kõik on omavahel seotud.

Seega põhinevad teatud katsed arvutiprogrammidel, matemaatilisel modelleerimisel ja simulatsioonil, mis alates Teatud tehnoloogiate abil loodud andmebaasid võivad luua süsteemide ennustavaid arvutusmudeleid bioloogiline. Omavahel ühendatud üksuste võrgustiku kirjeldamine võimaldab meil ennustada, kuidas nad antud stsenaariumi korral käituvad. Ja kahtlemata on see eluliselt tähtis, et mõista inimühiskonna minevikku, olevikku ja tulevikku nii klimaatilisel kui patoloogilisel tasandil, muu hulgas.

Iga süsteemi pakutavate andmete integreerimine ja korrelatsioon ei ole enam piiratud subjektiivsusega ja inimeste mõistmine, sest see arvutimodelleerimine on võti palju rohkematele protsessidele, kui me alguses suutsime kujuta ette.

Kokkuvõte

Seda tahtmata oleme rännanud läbi elu enda, olemise esimesest sädemest, rakust kuni bioloogiliste süsteemide võrgustikuni. omavahel ühendatud, mis võimaldab meil olla kolmemõõtmelises ruumis, mida ümbritseb elu, st ökosüsteemid, mis moodustavad meie oma planeet.

Bioloogilised süsteemid on energia, keerukus, vastastikmõju, kuid eelkõige omadussõnad on need unikaalsed: elu enda seletus. Alates väikseimast rakust kuni planeedi enda suuruseni on kõik omavahel seotud.

Bibliograafilised viited:

• Bioloogiline süsteem, biologyonline.com. Kogutud 20. detsembril aastal https://www.biologyonline.com/dictionary/biological-system
• Bioloogiline süsteem, longdom.org. Kogutud 20. detsembril aastal https://www.longdom.org/scholarly/biological-systems-journals-articles-ppts-list-587.html
• Camazine, S., Deneubourg, J. L., Franks, N. R., Sneyd, J., Bonabeau, E. ja Theraula, G. (2003). Iseorganiseerumine bioloogilistes süsteemides. Princetoni ülikooli ajakirjandus.
• Edelman, G. M. ja Gally, J. TO. (2001). Degeneratsioon ja keerukus bioloogilistes süsteemides. Proceedings of the National Academy of Sciences, 98(24), 13763-13768.
• Haefner, J. W. (2005). Bioloogiliste süsteemide modelleerimine: põhimõtted ja rakendused. Springeri teadus- ja ärimeedia.
• Süsteemibioloogia prof. Dr.D. José Luis Iborra pastor, Murcia piirkonna Teaduste Akadeemia auakadeemik. Kogutud 20. detsembril aastal https://www.um.es/acc/la-biologia-de-sistemas/