Selvregulering i biologi - det ... Konseptet med selvregulering av levende systemer

Selvregulering i biologi - det er en av de viktigste egenskapene til levende systemer er den automatiske installasjon og støtte av et visst nivå som er nødvendig for normal funksjon parametere. Essensen av prosessen er at ingen ytre påvirkninger er ikke ledere. Veil faktorer endres dannet i løpet av et selvregulerende system, og bidra til etableringen av dynamisk likevekt. Som følge av denne prosessen kan være av en syklisk natur og gjenoppta fading som folding eller forsvinning av visse betingelser.

Selvregulering: betydningen av biologisk begrep

Enhver levende system, fra celle og slutter biogeocenosis, stadig utsatt på utsiden av ulike faktorer. Endring av temperaturforholdene, slo fuktighet mat eller strammet interkonkurranse - Eksempler masse. Således levedyktigheten til et hvilket som helst system er avhengig av dets evne til å opprettholde en konstant indre miljø (homeostase). Det var for å oppnå et slikt mål, og det er selvregulering. Definisjonen innebærer at endringer i miljøet ikke er direkte eksponering faktorer. De omformes til signaler som forårsaker en spesiell ubalanse og fører til lansering av selvreguleringsmekanismer for å bringe systemet tilbake til en stabil tilstand. På hvert nivå av denne interaksjonen faktorer det ser annerledes, så for å forstå hva som selvkontroll, la dem i mer detalj.

Nivåene av organisering av levende materie

Moderne vitenskap fester seg til konseptet, som sier at alle naturlige og sosiale objekter er systemer. De består av separate elementer, stadig samspill på noen lover. Levende objekter er ikke noe unntak fra denne regelen, de er også systemer med sin egen interne hierarkiet og multi-level struktur. Videre strukturen av det har en interessant funksjon. Hvert system kan samtidig være et medlem av et høyere nivå, og være aggregert (dvs. alle det samme system) de lavere ordens nivåer. For eksempel, tre - tømmer-element og samtidig flercellede system.

For å unngå forvirring, i biologi vanligvis betraktet fire grunnleggende nivå av organisering av levende:

• Molecular Genetics,
• ontogenetisk (organisme - fra celle til mennesker);
• befolknings-arter;
• biogeocenotic (økosystemnivå).

selvreguleringsteknikk

Prosesser som skjer ved hvert av disse nivåene ser forskjellig målestokk, energikilden og dens resultater, men lignende i naturen. I hjertet av dem er de samme metoder for selvreguleringssystemer. Først av alt, er det en feedback-mekanisme. Den er tilgjengelig i to former: positive og negative. Husk at en direkte forbindelse innebærer overføring av informasjon fra en komponent i systemet til en annen, strømmer motsatt i motsatt retning, fra den andre til den første. Samtidig, og hun og den andre endrer tilstanden til mottakerdelen.

Positiv tilbake fører til det faktum at de prosesser som først rapportert det andre elementet, faste og fortsetter å bli utført. En lignende prosess er i kjernen av en hvilken som helst vekst og utvikling. Det andre elementet er i stadig signaliseres først på behovet for å fortsette den samme prosessen. Når dette systemet er forstyrret stabilitet.

Hovedmekanismen

I andre fungerer den negative tilbakemeldinger. Det fører til at det oppstår nye endringer, det motsatte av hvilke det første element i den andre rapportert. Som et resultat elimineres og avslutte prosesser, forstyrrer likevekten, og systemet blir stabilt igjen. En enkel analogi - jern arbeid: den detekterte temperatur er et signal for utkobling av varmeelementet. Negative tilbakemeldinger er grunnlaget for alle de som er involvert i å opprettholde homeostase prosesser.

helhet

Selvregulering i biologi - en prosess som gjennomsyrer alle disse nivåene. Sin hensikt - å bevare den dynamiske balansen i indre miljø. På grunn av inkludering av prosessen i sentrum av så mange naturlig vitenskap seksjoner er selvregulering. I biologi, denne cytologi, fysiologi, dyre- og plante økologi. Hver av de involverte i individnivå disipliner. Tenk at en slik selvregulering, på hovednivåer for organisering av livet.

intracellulært nivå

I hver celle for å opprettholde en varig balanse av det indre miljø av de kjemiske mekanismer er i hovedsak brukt. Blant dem en sentral rolle i reguleringen av gener spiller kontroll som avhenger produksjonen av proteiner.

Den sykliske natur av de prosesser som er godt synlig i den enzymatiske kjettingenden av fortrengte produkter. Formålet med virksomheten til slike enheter i behandling av komplekse stoffer til enklere. I dette tilfelle er sluttproduktet er av lignende konstruksjon som det første enzym i kjeden. Denne egenskapen spiller en nøkkelrolle i å opprettholde homeostase. Produktet bindes til enzymet og inhiberer dets aktivitet som et resultat av den sterke strukturelle endringer. Dette skjer først etter overskridelse av en bestemt konsentrasjon av stoffer tillatte nivå. Som et resultat av dette stopper den gjæringsprosessen og det ferdige produkt blir brukt av cellen for eget behov. Etter en viss tid, er nivået av materialet synker under den tillatte verdi. Dette er et signal for å starte fermenteringen: protein koblet fra enzyminhibering prosessen stopper og starter på nytt.

økende kompleksitet

Selvregulering i naturen er alltid basert på prinsippet om tilbakemeldinger og generelt foregår i et lignende scenario. Imidlertid, i hver av de neste nivå er det forhold som vanskeliggjør prosessen. For celler viktig konstanthet indre miljø, opprettholdelse av en bestemt verdi av konsentrasjonen av forskjellige stoffer. På neste nivå av selvregulering prosessen er utviklet for å løse mange flere problemer. Derfor, i flercellede organismer er det hele systemer som støtter homeostase. Denne luftveiene, allokering, sirkulasjon og lignende. Studiet av utviklingen av flora og fauna lett gjør det klart at etter hvert som kompleksiteten av strukturen og det ytre miljø for å forbedre mekanismer for selvregulering.

organismenivå

Det er best å konstant indre miljø blir opprettholdt i et pattedyr. Grunnlag for utvikling av selvregulering og dens implementering - er nervøs og humoral system. Stadig samspill, de styrer prosessene som forekommer i kroppen, bidra til etablering og opprettholdelse av dynamisk likevekt. Hjernen mottar signaler fra nervefibrene som er tilstede i hvert legeme. Dette også akkumulere informasjon fra de endokrine kjertler. Forholdet av nerve- og hormonell regulering ofte bidrar praktisk talt momentant omleiring av prosessene.

tilbakemeldinger

systemytelse kan sees i å opprettholde blodtrykket. Alle endringer i denne indikatoren fange spesifikke reseptorer lokalisert på blodkarene. En økning eller minskning i trykket påvirker spenningen av veggene i kapillærene, vener og arterier. Det var på disse endringene og reagerer reseptorer. Signalet sendes til den vaskulære senter, og derfra videre "indikasjonen" av hvordan å justere tone av fartøyene og hjerte. Koblet og systemet av neurohumoral regulering. Som et resultat, returnerer presset til det normale. Det er lett å legge merke til at grunnlaget for samarbeid reguleringssystemet er fremdeles den samme tilbakekoblingsmekanisme.

I spissen for alle

Selvregulering, definisjonen av visse justeringer i kroppens aktiviteter, ligger til grunn for alle forandringer i kroppen, hvordan den reagerer på ytre stimuli. Stress effekt og konstant stress kan føre til forstørrelse av visse organer. Eksempler på dette er utviklet musklene utøverne og økt lys freediving entusiaster. Eksponering for stress er ofte en sykdom. Hypertrofi av hjertet - et hyppig fenomen hos personer med diagnosen fedme. Dette er kroppens respons på behovet for å øke belastningen på for å pumpe blod.

selvreguleringsmekanismer ligger til grunn av fysiologiske responser som oppstår når skremt. Når blod blir kastet stor mengde av hormonet adrenalin, noe som fører til en rekke endringer: en økning i oksygenforbruket, øke mengden av glukose, økt hjertefrekvens og mobilisering av bevegelsesapparatet. Den totale balansen opprettholdes på grunn av nedbetaling av aktiviteten til andre komponenter, bremser fordøyelsen, seksuelle reflekser forsvinner.

dynamisk likevekt

Det bør bemerkes at homeostase, uansett på hvilket nivå det kan opprettholdes, er det ingen absolutt. Alle parametre av det indre miljø opprettholdes innenfor et visst intervall av verdier og stadig varierende. Derfor snakker om dynamisk likevekt av systemet. Det er viktig her at verdien av en bestemt parameter ikke går utover de såkalte korridor svingninger, ellers prosessen kan bli patologisk.

Bærekraft og selvregulering økosystem

Biogeocoenosis (økosystem) består av to sammenhengende strukturer: biocenosis og biotop. Den første representerer helheten av de levende skapninger i området. Biotop - faktorene nonliving miljø hvor biocenosis bor. Miljøforhold, stadig påvirker organismer er delt inn i tre grupper:

• abiotiske miljøfaktorer: temperatur, lys, fuktighet og andre elementer av livløse naturen;
• biotiske miljøfaktorer: virkningen av en organisme til en annen, adskilt av konkurranse, symbiose, parasittisme og rov;
• antropogene miljøfaktorer - eksponering for mennesker.

Lagringsanordning velferd homeostase av organismer i en konstant ytre miljø og endre interne faktorer. Biogeocoenosis støtter selvregulering er i hovedsak basert på et system av trofiske koblinger. De er et relativt lukket kjede av hvilken energi flyter. Produsenter (planter og hemobakterii) som mottar den fra solen eller fra kjemiske reaksjoner, og skaper med det organiske materiale som er matet consuments (planteetere, kjøttetere, omnivorer) flere størrelsesordener. nedbrytere er i det siste trinn i syklusen (bakterier, noen arter av ormer) som brytes ned organisk materiale inn i sine bestanddeler. De igjen lagt inn i systemet i form av mat for produsentene.

Standhaftigheten syklusen er sikret ved at flere arter av levende ting er på alle nivåer. Ved tap av en kjede av enkelte av disse blir erstattet ved like i sine funksjoner.

ytre handling

Opprettholde homeostase er ledsaget av konstant eksponering på utsiden. Endring rundt økosystem forhold fører til behovet for å justere interne prosesser. Identifisere flere bærekraftskriterier:

• Høy og balansert reproduksjonspotensial individer;
• individuelle organismer tilpasning til endrede miljøbetingelser;
• art mangfold og næringskjeder forgrenet.

Disse tre betingelser er bidrar til opprettholdelsen av økosystemet i en tilstand av dynamisk likevekt. Således selvregulering biogeocoenose nivå i biologi - en reproduksjon av dyr, bevaring av befolkningen og miljømessige faktorer stabilitet. Således, som i tilfellet av individuelle organisme, systemet balansen kan ikke være absolutt.

Begrepet selvregulering av levende systemer distribuerer beskrevet mønstre og på menneskelige samfunn og offentlige institusjoner. Mye brukt sine prinsipper og psykologi. Faktisk er dette en av de grunnleggende teorier om moderne vitenskap.