System biologiczny: co to jest, cechy i składniki

Z biologicznego punktu widzenia życie odnosi się do tego, co odróżnia zwierzęta, rośliny, grzyby, protisty, archeony i bakterie od reszty naturalnych realiów.

Życie oznacza zdolność żywych istot do organizowania się na poziomie tkanek, wzrostu, metabolizowania substancje, reagują w większym lub mniejszym stopniu na bodźce zewnętrzne, rozmnażają się (płciowo lub bezpłciowo) i umierać.

Eksperymenty takie jak eksperyment Millera i jego zupa pierwotna zbliżyły nas do koncepcji życia, ponieważ udało im się w nim zsyntetyzować różne cząsteczki organiczne z materiałów nieorganicznych, które odpowiadają podstawom komórek, z których powstają wszystkie żywe istoty na świecie planeta. Mimo to pojawienie się „bytu” z „niebytu” nadal pozostaje nieznane, ponieważ tworzenie żywych istot z materiału, który nigdy nie był żywy, nadal jest biologiczną niemożliwością.

Dane te ukazują z perspektywy skomplikowaną złożoność wszystkich żywych istot, począwszy od bakterii najbardziej podstawowa jednokomórkowa istota ludzka i wszystkie narządy z wyspecjalizowanymi komórkami makijaż.

Aby zrozumieć specyfikę każdego taksonu biologicznego i jego funkcjonowanie, musimy przejść do definicji systemu biologicznego i interakcje między tymi, którzy nas tworzą. Dzisiaj powiemy Ci wszystko o tym ekscytującym i mało znanym terminie.

• Powiązany artykuł: „25 głównych narządów ludzkiego ciała”

Co to jest system biologiczny?

Choć brzmi to zbędnie, Jedyną możliwą definicją, która adekwatnie opisuje termin, który nas dzisiaj dotyczy, jest „złożona sieć biologicznie istotnych bytów”.

Z drugiej strony Królewska Akademia Inżynierii opisuje system biologiczny jako zestaw odpowiednich narządów i struktur, które działają nastawiony na spełnianie pewnych funkcji fizjologicznych w żywej istocie, takich jak układ sercowo-naczyniowy, krążeniowy, tętniczy, nadnercza i inne wiele. To ostatnie znaczenie może być słuszne, ale kilka bardzo interesujących koncepcji pozostaje na uboczu.

Z drugiej strony system biologiczny nie należy w żaden sposób mylić z żywym systemem/organizmem per se. Zbiór systemów umożliwia życie, ale system sam w sobie nie jest żywy.

Podstawowy system biologiczny: komórka

Odnosząc się do tego terminu, wiele źródeł informacji odwołuje się bezpośrednio do koncepcji, które najlepiej pasują do systemu: na przykład przewód pokarmowy, który składa się z szeregu narządów i przewodów, które pozwalają nam połykać, metabolizować i wydalać pozostałości żywność. Mimo to nie możemy zapominać, że absolutnie wszystkie żywe istoty na tej planecie składają się z systemu biologicznego w skali mikroskopowej: komórki.

Zatem wąska definicja komórki jest morfologiczną i funkcjonalną jednostką wszystkich żywych istot. Jest to złożony termodynamiczny system biologiczny, ponieważ ma wszystkie cechy, aby utrzymać się w czasie (jeśli nie mówimy o specjalizacjach). Aby komórka została uznana za taką, musi spełniać następujące wymagania:

• Indywidualność: wszystkie komórki są otoczone błoną lub błonami, które odróżniają je od środowiska, ale mają pory umożliwiające wymianę.
• Środowisko wodne: cytozol, płyn wewnątrzkomórkowy, w którym unoszą się organelle niezbędne do metabolizmu komórkowego.
• Materiał genetyczny DNA: klucz do dziedziczności i powstawania białek, czyli samego życia na poziomie fizjologicznym i strukturalnym.
• Białka, enzymy i inne biocząsteczki, które umożliwiają aktywny metabolizm.
• Zdolność do odżywiania, wzrostu, różnicowania, sygnalizacji i ewolucji.

Jak można zauważyć, komórka jest systemem biologicznym, jeśli spojrzymy na pierwszą podaną definicję: złożona sieć biologicznie istotnych jednostek. W tym przypadku pojmujemy jako „jedność” każdą z organelli, informację genetyczną, cytozol i błony, które wytyczają swoje przestrzenie, które są ze sobą połączone, tworząc „większą całość”, w tym przypadku podstawową strukturę dla życie.

Wspinaczka po drabinie ewolucyjnej: inne systemy biologiczne

Chociaż komórka jest najbardziej podstawowym systemem biologicznym, jaki możemy opisać, jednym z cudów życia jest połączenie grupy komórek według wyspecjalizowanych funkcji. Tak powstały organizmy eukariotyczne, które mają więcej niż jedną komórkę w naszym ciele, w przeciwieństwie do np. bakterii, archeonów i pierwotniaków.

W tym miejscu mówimy o układach narządów i tkanek, rozumiejąc „narząd” jako zespół różnych tkanek pochodzenia. komórki, które tworzą jednostkę strukturalną odpowiedzialną za spełnianie określonej funkcji w organizmie wielokomórkowy. Tak więc te struktury są o stopień wyżej niż tkanka, ale o stopień poniżej typowego systemu biologicznego.

Cóż tu powiedzieć, czego nie wie każdy z czytelników? Układ oddechowy, układ pokarmowy, układ sercowo-naczyniowy, układ moczowy, układ hormonalny, wszystkie z nich składają się z sieci przewodów i narządów wyspecjalizowanych w szeregu określonych funkcji, a zatem są pomyślane jako systemy biologiczne do użytku.

• Możesz być zainteresowany: „8 różnic między żyłami, tętnicami i naczyniami włosowatymi”

Ostatni krok: sieć biologiczna na poziomie ekosystemu

Jak możesz sobie wyobrazić, sieć biologiczna to system oparty na połączonych ze sobą podjednostkach w ramach całościNa przykład sieci troficzne w ekosystemie. Każda z żywych istot (podmiotów), które tworzą sieć troficzną, składa się z wielu systemów biologicznych, ale z kolei są one tylko jednym mały punkt w największym systemie biologicznym ze wszystkich: ten, który umożliwia przepływ energii i trwałość ekosystemów, które składają się na naszą planeta.

Nie wszystko dotyczy drapieżników, ponieważ istnieją również sieci biologiczne oparte na intra i międzygatunkowe bez konieczności śmierci istot żywych, na przykład pośrednia walka o zasób lub o szukać partnera Ekosystem jest jak wieża z metalu: jeśli usunie się jeden z podstawowych filarów, wszystko, co jest na szczycie, zawali się.

Należy również zauważyć, że chociaż daliśmy wam najbardziej typowy przykład ze wszystkich, sieć biologiczną dotyczy nie tylko ekosystemów i interakcji między organizmami żywymi. Na przykład jest to również sieć biologiczna zgodnie z definicją podaną jako sieć metaboliczna, choć na znacznie mniejszą skalę niż wymieniona poprzednio. W tym przypadku każda z Połączone ze sobą „kropki” to związki chemiczne, które są „połączone” w wyniku reakcji chemicznych prowadzących do powstania jednej lub drugiej substancji poprzez użycie enzymy.

Są to również sieci biologiczne, na przykład sieci neuronowe, sieci regulatorowe genów oraz sieci utworzone w wyniku interakcji między białkami. W końcu cały czas mówimy o podmiotach powiązanych biologicznie na większą lub mniejszą skalę, prawda?

Wykorzystanie systemów biologicznych

Nie wszystko zostaje na papierze, ponieważ opis systemu biologicznego czy sieci dostarcza nam wielu informacji niezbędnych do wyjaśnienia wątpliwości, kwestii klimatycznych, a nawet patologii. Mamy do czynienia z ekscytującą dziedziną na poziomie interdyscyplinarnym, ponieważ metabolizm komórkowy żywej istoty (układ komórkowy) oraz jej zdolność do wzrostu i rozwoju (układ narządów) będą w dużym stopniu warunkować ilość biomasy na przykład, że wnosi wkład w ekosystem (sieć biologiczna/sieć troficzna). To znaczy: wszystko jest ze sobą powiązane.

Tak więc niektóre eksperymenty opierają się na programach komputerowych, modelowaniu matematycznym i symulacji, które od bazy danych generowane przez określone technologie mogą tworzyć predykcyjne modele obliczeniowe systemów biologiczny. Opisanie sieci powiązanych ze sobą podmiotów pozwala przewidzieć, jak będą się one zachowywać w danym scenariuszu. I bez wątpienia jest to niezbędne do zrozumienia przeszłości, teraźniejszości i przyszłości ludzkiego społeczeństwa, między innymi na poziomie klimatycznym i patologicznym.

Integracja i korelacja danych dostarczanych przez każdy z systemów nie jest już ograniczona wyłącznie do subiektywności i ludzkiego zrozumienia, ponieważ to modelowanie komputerowe jest kluczem do znacznie większej liczby procesów, niż mogliśmy na początku wyobrażać sobie.

Streszczenie

Nie chcąc, przeszliśmy przez samo życie, od pierwszej iskry bytu, komórki, do sieci systemów biologicznych. połączone, co pozwala nam przebywać w trójwymiarowej przestrzeni otoczonej życiem, czyli ekosystemami, które tworzą nasze własne planeta.

Systemy biologiczne to energia, złożoność, interakcja, ale przede wszystkim przymiotniki są czymś wyjątkowym: wyjaśnieniem samego życia. Od najmniejszej komórki po wielkość samej planety, wszystko jest ze sobą powiązane.

Odniesienia bibliograficzne:

• System biologiczny, biologyonline.com. Zebrane 20 grudnia o godz https://www.biologyonline.com/dictionary/biological-system
• System biologiczny, longdom.org. Zebrane 20 grudnia o godz 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). Samoorganizacja w systemach biologicznych. prasa uniwersytetu Princeton.
• Edelmana, G. M. & Gally, J. DO. (2001). Degeneracja i złożoność systemów biologicznych. Proceedings of the National Academy of Sciences, 98(24), 13763-13768.
• Haefner, J. W. (2005). Modelowanie systemów biologicznych:: Zasady i zastosowania. Springer Science & Business Media.
• Biologia Systemów prof. dr D. José Luis Iborra Pastor, honorowy pracownik naukowy Akademii Nauk Regionu Murcja. Zebrane 20 grudnia o godz https://www.um.es/acc/la-biologia-de-sistemas/