Biološki sustav: što je to, karakteristike i komponente

S biološke točke gledišta, život se odnosi na ono što razlikuje životinje, biljke, gljive, protiste, arheje i bakterije od ostalih prirodnih stvarnosti.

Život podrazumijeva sposobnost živih bića da se organiziraju na razini tkiva, rastu, metaboliziraju tvari, u većoj ili manjoj mjeri reagiraju na vanjske podražaje, razmnožavaju se (spolno ili nespolno) i umrijeti.

Eksperimenti poput Millerovog i njegove iskonske juhe približili su nas poimanju života, budući da su u njemu uspjeli sintetizirati različite organske molekule iz anorganskih materijala, koje odgovaraju bazama stanica od kojih nastaju sva živa bića na svijetu planeta. Unatoč tome, nastanak "bića" iz "nebića" i dalje je nepoznat, budući da je stvaranje živih bića iz materijala koji nikada nije bio živ i dalje biološka nemogućnost.

Ovi podaci stavljaju u perspektivu zamršenu složenost svih živih bića, od bakterija najosnovnije jednoćelijsko ljudsko biće i svi organi sa specijaliziranim stanicama koje šminka. Da bismo razumjeli posebnosti svakog biološkog taksona i njegovo funkcioniranje, moramo prijeći na definiciju biološkog sustava

i interakcije između onih koji nas čine. Danas vam pričamo sve o ovom uzbudljivom i malo poznatom pojmu.

• Povezani članak: "25 glavnih organa ljudskog tijela"

Što je biološki sustav?

Iako zvuči suvišno, Jedina moguća definicija koja adekvatno opisuje pojam koji nas danas zanima je "složena mreža biološki relevantnih entiteta"..

S druge strane, Kraljevska inženjerska akademija opisuje biološki sustav kao skup relevantnih organa i struktura koje rade u postavljen za ispunjavanje neke fiziološke funkcije u živom biću, kao što su kardiovaskularni, krvožilni, arterijski, nadbubrežni i drugi sustavi puno. Ovo posljednje značenje može biti valjano, ali nekoliko vrlo zanimljivih koncepata ostalo je po strani.

Biološki sustav, s druge strane, ne treba brkati ni na koji način kao živi sustav/organizam per se. Skup sustava omogućuje život, ali sustav sam po sebi nije živ.

Osnovni biološki sustav: stanica

Kada se obraćaju ovom pojmu, mnogi informativni izvori pribjegavaju izravno konceptima koji najbolje odgovaraju sustavu: probavni, na primjer, koji se sastoji od niza organa i kanala koji nam omogućuju gutanje, metaboliziranje i izlučivanje ostataka hrana. Unatoč tome, ne možemo zaboraviti da su apsolutno sva živa bića na ovom planetu sastavljena od biološkog sustava na mikroskopskoj razini: stanica.

Dakle, uska definicija stanice je morfološka i funkcionalna jedinica svih živih bića. To je složen termodinamički biološki sustav, budući da ima sve karakteristike da se održi tijekom vremena (ako ne govorimo o specijalizacijama). Da bi se stanica smatrala takvom, mora ispunjavati sljedeće zahtjeve:

• Individualnost: sve stanice su okružene membranom ili membranama koje ih razlikuju od okoline, ali imaju pore koje omogućuju razmjenu.
• Vodeni medij: citosol, unutarstanična tekućina u kojoj plutaju bitne organele za metabolizam stanice.
• Genetski materijal DNK: ključ nasljeđa i nastanka proteina, odnosno samog života na fiziološkoj i strukturnoj razini.
• Proteini, enzimi i druge biomolekule koje omogućuju aktivan metabolizam.
• Sposobnost ishrane, rasta, diferencijacije, signalizacije i evolucije.

Kao što možete primijetiti, stanica je biološki sustav ako pogledamo prvu danu definiciju: složena mreža biološki relevantnih entiteta. U ovom slučaju, zamišljamo kao "entitet" svaku od organela, genetsku informaciju, citosol i membrane koje razgraničiti njihove prostore, koji su međusobno povezani kako bi stvorili "veći entitet", u ovom slučaju, osnovnu strukturu za život.

Kretanje na evolucijskoj ljestvici: drugi biološki sustavi

Iako je stanica najosnovniji biološki sustav koji možemo opisati, jedno od čuda života je udruživanje skupine stanica prema specijaliziranim funkcijama. Tako su nastala eukariotska živa bića, ona koja u našem tijelu imaju više od jedne stanice, za razliku od primjerice bakterija, arheja i protozoa.

U ovom trenutku govorimo o sustavima organa i tkiva, shvaćajući "organ" kao asocijaciju različitih tkiva porijekla. stanice koje čine strukturnu jedinicu zaduženu za obavljanje određene funkcije u organizmu višestanični. Dakle, te su strukture jedan korak iznad tkiva, ali jedan korak ispod tipičnog biološkog sustava.

Što možemo reći ovdje, a da svaki od čitatelja ne zna? Dišni sustav, probavni sustav, kardiovaskularni sustav, mokraćni sustav, endokrini sustav, svi oni sastoje se od mreže kanala i organa specijaliziranih za niz specifičnih funkcija i stoga su zamišljeni kao biološki sustavi za korištenje.

• Možda će vas zanimati: "8 razlika između vena, arterija i kapilara"

Posljednji korak: Biološka mreža na razini ekosustava

Kao što možete zamisliti, biološka mreža je sustav koji se temelji na međusobno povezanim podjedinicama unutar cjelineNa primjer, trofičke mreže u ekosustavu. Svako od živih bića (entiteta) koja čine trofičku mrežu sastoji se od više bioloških sustava, ali su zauzvrat samo jedan mala točka u najvećem biološkom sustavu od svih: onom koji omogućuje protok energije i trajnost ekosustava koji čine naš planeta.

Nije sve u predatorstvu, budući da postoje i biološke mreže temeljene na intra i interspecifičan bez potrebe za smrću živih bića, npr. neizravna borba za resurs ili za potraga za partnerom Ekosustav je poput metalne kule: ako se ukloni jedan od temeljnih stupova, sve što je na vrhu se sruši.

Također je potrebno napomenuti da, iako smo vam dali najtipičniji primjer od svih, biološke mreže ne odnosi se samo na ekosustave i interakcije između živih bića. Na primjer, to je također biološka mreža prema definiciji danoj metaboličkoj mreži, iako u mnogo manjoj mjeri od one prethodno navedene. U ovom slučaju, svaki od Međusobno povezane "točke" su kemijski spojevi koji su "ujedinjeni" kemijskim reakcijama koje dovode do jedne ili druge tvari korištenjem enzima.

To su također biološke mreže, na primjer, neuronske mreže, genske regulatorne mreže i mreže koje nastaju međudjelovanjem između proteina. Uostalom, govorimo o biološki međusobno povezanim entitetima u svakom trenutku na većoj ili manjoj razini, zar ne?

Korištenje bioloških sustava

Ne ostaje sve samo na papiru, budući da nam opis biološkog sustava ili mreže daje količinu bitnih informacija za rješavanje nedoumica, klimatskih problema, pa čak i patologija. Pred nama je uzbudljivo područje na interdisciplinarnoj razini, jer stanični metabolizam živog bića (stanični sustav) i njegova sposobnost rasta i razvoja (organski sustav) uvelike će uvjetovati količinu biomase da pridonosi ekosustavu (biološka mreža/trofička mreža), na primjer. Odnosno: sve je međusobno povezano.

Stoga se određeni eksperimenti temelje na računalnim programima, matematičkom modeliranju i simulaciji, koji iz baze podataka generirane određenim tehnologijama mogu uspostaviti prediktivne računalne modele sustava biološki. Opisivanje mreže međusobno povezanih entiteta omogućuje nam predviđanje kako će se oni ponašati u danom scenariju. I, bez sumnje, to je ključno za razumijevanje prošlosti, sadašnjosti i budućnosti ljudskog društva na klimatskoj i patološkoj razini, među mnogim drugim stvarima.

Integracija i korelacija podataka koje pruža svaki od sustava više nije ograničena samo subjektivnošću i ljudskog razumijevanja, jer je ovo računalno modeliranje ključ za mnogo više procesa nego što smo mogli u početku zamisliti.

Sažetak

Bez želje smo putovali kroz sam život, od prve iskre bića, stanice, do mreže bioloških sustava. međusobno povezani koji nam omogućavaju da budemo u trodimenzionalnom prostoru okruženi životom, odnosno ekosustavima koji čine naš vlastiti planeta.

Biološki sustavi su energija, složenost, interakcija, ali prije svega pridjevi, oni su jedinstvena stvar: objašnjenje samog života. Od najmanje stanice do veličine samog planeta, sve je međusobno povezano.

Bibliografske reference:

• Biološki sustav, biologyonline.com. Sabrano 20. prosinca god https://www.biologyonline.com/dictionary/biological-system
• Biološki sustav, longdom.org. Sabrano 20. prosinca god 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., & Theraula, G. (2003). Samoorganizacija u biološkim sustavima. Princeton University Press.
• Edelman, G. M. i Gally, J. DO. (2001). Degeneracija i složenost bioloških sustava. Proceedings of the National Academy of Sciences, 98(24), 13763-13768.
• Haefner, J. W. (2005). Modeliranje bioloških sustava: Principi i primjene. Springer Science & Business Media.
• Sistemska biologija prof. Dr.D. José Luis Iborra Pastor, počasni akademik, Akademija znanosti Regije Murcia. Sabrano 20. prosinca god https://www.um.es/acc/la-biologia-de-sistemas/