Sistema biologico: cos'è, caratteristiche e componenti

Da un punto di vista biologico, la vita si riferisce a ciò che distingue animali, piante, funghi, protisti, archei e batteri dal resto delle realtà naturali.

La vita implica la capacità degli esseri viventi di organizzarsi a livello dei tessuti, crescere, metabolizzare sostanze, rispondono a stimoli esterni in misura maggiore o minore, si riproducono (sessualmente o asessualmente) e morire.

Esperimenti come quello di Miller e il suo brodo primordiale ci hanno avvicinato alla concezione della vita, poiché in essa sono stati in grado di sintetizzare vari molecole organiche da materiali inorganici, che corrispondono alle basi delle cellule che danno origine a tutti gli esseri viventi del mondo pianeta. Anche così, l'emergere dell'"essere" dal "non-essere" continua ad essere sconosciuto, poiché la produzione di esseri viventi da materiale che non è mai stato vivo continua ad essere un'impossibilità biologica.

Questi dati mettono in prospettiva l'intricata complessità di tutti gli esseri viventi, dai batteri unicellulare più basilare per l'essere umano e tutti gli organi con cellule specializzate che trucco.

Per comprendere le particolarità di ogni taxon biologico e il suo funzionamento, dobbiamo passare alla definizione del sistema biologico e le interazioni tra coloro che ci compongono. Oggi vi raccontiamo tutto su questo termine entusiasmante e poco conosciuto.

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Cos'è un sistema biologico?

Anche se sembra ridondante, L'unica definizione possibile che descriva adeguatamente il termine che ci riguarda oggi è "una complessa rete di entità biologicamente rilevanti".

D'altra parte, la Royal Academy of Engineering descrive un sistema biologico come un insieme di organi e strutture rilevanti che lavorano impostato per soddisfare alcune funzioni fisiologiche in un essere vivente, come i sistemi cardiovascolare, circolatorio, arterioso, surrenale e altri molti. Quest'ultimo significato può essere valido, ma diversi concetti molto interessanti vengono lasciati nel dimenticatoio.

Un sistema biologico, invece, non deve essere confuso in alcun modo come un sistema/organismo vivente di per sé. L'insieme dei sistemi consente la vita, ma un sistema di per sé non è vivo.

Il sistema biologico di base: la cellula

Nell'affrontare questo termine, molte fonti informative ricorrono direttamente ai concetti che meglio si adattano a un sistema: il digestivo, per esempio, che è costituito da una serie di organi e dotti che ci permettono di ingerire, metabolizzare ed espellere i resti cibo. Tuttavia, non possiamo dimenticare che assolutamente tutti gli esseri viventi su questo pianeta sono costituiti da un sistema biologico su scala microscopica: la cellula.

Pertanto, una definizione ristretta della cellula è l'unità morfologica e funzionale di tutti gli esseri viventi. È un sistema biologico termodinamico complesso, poiché ha tutte le caratteristiche per mantenersi nel tempo (se non si parla di specializzazioni). Affinché una cella sia considerata tale, deve soddisfare i seguenti requisiti:

• Individualità: tutte le cellule sono circondate da una o più membrane che le distinguono dall'ambiente, ma che hanno pori che permettono lo scambio.
• Mezzo acquoso: il citosol, il fluido intracellulare in cui galleggiano gli organelli essenziali per il metabolismo cellulare.
• DNA materiale genetico: la chiave dell'ereditarietà e della formazione delle proteine, cioè della vita stessa a livello fisiologico e strutturale.
• Proteine, enzimi e altre biomolecole che consentono un metabolismo attivo.
• Capacità di nutrizione, crescita, differenziazione, segnalazione ed evoluzione.

Come puoi osservare, una cellula è un sistema biologico se guardiamo alla prima definizione data: una complessa rete di entità biologicamente rilevanti. In questo caso, concepiamo come "entità" ciascuno degli organelli, l'informazione genetica, il citosol e le membrane che delimitano i loro spazi, che sono interconnessi per dar vita ad una "entità maggiore", in questo caso la struttura di base per vita.

Salire la scala evolutiva: altri sistemi biologici

Sebbene la cellula sia il sistema biologico più basilare che possiamo descrivere, uno dei miracoli della vita è l'associazione di un gruppo di cellule secondo funzioni specializzate. È così che sono nati gli esseri viventi eucarioti, quelli che hanno più di una singola cellula nel nostro corpo, a differenza di batteri, archei e protozoi, per esempio.

A questo punto si parla di sistemi di organi e tessuti, intendendo per "organo" un'associazione di vari tessuti di origine. cellule che formano un'unità strutturale incaricata di svolgere una determinata funzione all'interno di un organismo pluricellulare. Quindi queste strutture sono un gradino sopra il tessuto, ma un gradino sotto il tipico sistema biologico.

Cosa possiamo dire qui che ciascuno dei lettori non sa? L'apparato respiratorio, l'apparato digerente, il sistema cardiovascolare, il sistema urinario, il sistema endocrino, tutti comprendono una rete di condotti e organi specializzati in una serie di funzioni specifiche e, pertanto, sono concepiti come sistemi biologici da utilizzare.

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L'ultimo passo: la rete biologica a livello di ecosistema

Come puoi immaginare, una rete biologica è un sistema basato su subunità interconnesse all'interno di un tuttoAd esempio, le reti trofiche in un ecosistema. Ciascuno degli esseri viventi (entità) che compongono una rete trofica è costituito da più sistemi biologici ma, a loro volta, sono uno solo piccolo punto nel più grande sistema biologico di tutti: quello che permette il flusso di energia e la permanenza degli ecosistemi che compongono il nostro pianeta.

Non tutto riguarda le predazioni, poiché esistono anche reti biologiche basate su intra e interspecifico senza la necessità della morte degli esseri viventi, ad esempio, la lotta indiretta per una risorsa o per il cerca un compagno Un ecosistema è come una torre di metallo: se uno dei pilastri fondamentali viene rimosso, tutto ciò che sta sopra crolla.

È anche necessario notare che, sebbene vi abbiamo dato l'esempio più tipico di tutti, una rete biologica non si applica solo agli ecosistemi e alle interazioni tra gli esseri viventi. Ad esempio, è anche una rete biologica secondo la definizione data di una rete metabolica, sebbene su scala molto più piccola di quella precedentemente nominata.In questo caso, ciascuna delle I "punti" interconnessi sono i composti chimici, che vengono "uniti" da reazioni chimiche che danno origine a una sostanza o a un'altra attraverso l'uso di enzimi.

Sono anche reti biologiche, ad esempio reti neurali, reti di regolazione genica e reti formate dall'interazione tra proteine. Dopotutto, stiamo sempre parlando di entità biologicamente interconnesse su scala più grande o più piccola, giusto?

L'uso di sistemi biologici

Non tutto rimane sulla carta, poiché la descrizione di un sistema biologico o di una rete ci fornisce una quantità di informazioni essenziali per risolvere dubbi, questioni climatiche e persino patologie. Siamo di fronte a un campo entusiasmante a livello interdisciplinare, perché il metabolismo cellulare di un essere vivente (sistema cellulare) e la sua capacità di crescita e sviluppo (sistema di organi) condizioneranno in gran parte la quantità di biomassa che contribuisce ad un ecosistema (rete biologica/rete trofica), per esempio. Cioè: tutto è interconnesso.

Pertanto, alcuni esperimenti si basano su programmi per computer, modellazione matematica e simulazione, che dal i database generati da determinate tecnologie possono stabilire modelli computazionali predittivi di sistemi biologico. Descrivere una rete di entità interconnesse ci permette di prevedere come si comporteranno in un dato scenario. E, senza dubbio, questo è vitale per comprendere il passato, il presente e il futuro della società umana a livello climatico e patologico, tra molte altre cose.

L'integrazione e la correlazione dei dati forniti da ciascuno dei sistemi non è più circoscritta alla sola soggettività e comprensione umana, perché questa modellazione al computer è la chiave per molti più processi di quanto potremmo inizialmente immaginare.

Riepilogo

Senza volerlo, abbiamo attraversato la vita stessa, dalla prima scintilla dell'essere, la cellula, alla rete dei sistemi biologici. interconnesso che ci permette di essere nello spazio tridimensionale circondati dalla vita, cioè gli ecosistemi che compongono il nostro pianeta.

I sistemi biologici sono energia, complessità, interazione, ma soprattutto aggettivi, sono una cosa unica: la spiegazione della vita stessa. Dalla più piccola cellula alla grandezza di un pianeta stesso, tutto è interconnesso.

Riferimenti bibliografici:

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• Biologia dei sistemi del Prof. Dott. D. José Luis Iborra Pastor, accademico onorario, Accademia delle Scienze della Regione di Murcia. Raccolto il 20 dicembre a https://www.um.es/acc/la-biologia-de-sistemas/