Organismus als biologisches System: Merkmale, Funktionen und eine kurze Theorie

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Organismus als biologisches System: Merkmale, Funktionen und eine kurze Theorie
Organismus als biologisches System: Merkmale, Funktionen und eine kurze Theorie
Anonim

Im Zusammenhang mit der Sozialisation des Menschen verliert seine biologische Rolle allmählich an Bedeutung. Dies geschieht nicht, weil der Mensch die höchste Entwicklungsstufe erreicht hat, sondern aufgrund der bewussten Distanzierung von seinem eigentlichen „Fundament“(Biosphäre), die einem Menschen die Möglichkeit gegeben hat, sich zu entwickeln und eine moderne Gesellschaft aufzubauen. Aber der Organismus als biologisches System kann nicht außerhalb der Biosphäre existieren und sollte daher nur zusammen mit ihr betrachtet werden.

Der menschliche Körper als biologisches System
Der menschliche Körper als biologisches System

Bevölkerung und Gesellschaft

Jede Gesellschaft ist eine selbstregulierte Bevölkerung, ein modernes Analogon eines vernünftigen biologischen Systems (BS) innerhalb der Biosphäre. Und eine Person ist zuallererst ein Produkt der Evolution der BS und nicht das Ergebnis der Entwicklung einer sozialen Gesellschaft, die zweitrangig ist. Genau genommen ist die Gesellschaft ein besonderes BeispielBevölkerung, die auch eine BS ist, die sich nur eine Ebene über einem lebenden Organismus befindet.

Aus biologischer Sicht bezeichnet dieser Begriff ein in die lebende Hülle des Planeten eingebautes System von Organen und Geweben, das über eigene Mechanismen zur Beeinflussung von Lebensräumen und Schutzreaktionen verfügt. Wenn man den Körper als biologisches System betrachtet, ist es einfach, die Hauptmechanismen seines Lebens, seiner Anpassung und Regulierung seiner Funktionen zu identifizieren. Und im Rahmen dieser Publikation wird der menschliche Körper hinsichtlich seiner Kriterien als ganzheitliches System betrachtet.

Terminologie

System ist eine große Sammlung von einigen voneinander abhängigen Elementen, die eine bestimmte Integrität (Struktur) bilden, die im Laufe ihrer Entstehung eine lange Entwicklung durchlaufen hat.

Biologische Systeme sind unteilbare Sätze miteinander verbundener Elemente, die die lebende Hülle des Planeten bilden und ein Teil davon sind und eine entscheidende Rolle in seiner Existenz spielen. Beispiele für biologische Systeme: Zelle, Organismus, Makromoleküle, Organellen, Gewebe, Organe, Populationen.

Ein Organismus ist ein komplex organisiertes, unabhängig reguliertes und aktiv funktionierendes System, das aus Organen und Geweben besteht oder durch ein biologisches System repräsentiert wird und ein Objekt der Tierwelt bildet. Der Organismus interagiert aktiv mit biologischen Systemen höherer Ordnung (mit der Bevölkerung und der Biosphäre).

Regulierung ist Ordnung, Gehorsam gegenüber strengen Regeln, Schaffung von Bedingungen für deren Umsetzung und Kontrolle. Im Zusammenhang mit dem menschlichen Organismus ist der Begriff als Prozess zu verstehenNormalisierung der Organismusfunktionen.

Universelle Struktur

Um den menschlichen Körper als biologisches System (BS) zu betrachten, sollten seine Haupteigenschaften identifiziert und korreliert werden. Die Haupteigenschaft von BS ist also ihre Struktur: Sie bestehen alle aus organischen Molekülen und Biopolymeren. Es ist bemerkenswert, dass die BS auch anorganische Substanzen umfasst, die Attribute der unbelebten Natur sind. Sie sind jedoch nicht prägend für ein biologisches Molekül, eine Organelle, eine Zelle oder einen Organismus, sondern nur in diese Systeme eingebaut.

Organismus als ein einziges, sich selbst entwickelndes biologisches System
Organismus als ein einziges, sich selbst entwickelndes biologisches System

Ordnung

Ein hohes Maß an Ordnung ist die zweite Eigenschaft von Systemen. Die sogenannte Hierarchie ist für das Funktionieren der Biosphäre sehr wichtig, weil ihre gesamte Struktur auf dem Prinzip aufgebaut ist, das Einfache zu komplizieren und das Elementare zu kombinieren. Das heißt, die komplexeren Bestandteile der lebenden Hülle der Erde (biologische Systeme) bestehen aus kleineren, die in der Hierarchie niedriger angeordnet sind.

Ein besonderes Beispiel ist die Entwicklung des Lebens von einem Makromolekül zu einem organischen Polymer und dann zu einer Organelle und einer subzellulären Struktur, aus der später Gewebe, ein Organ und ein Organismus entstehen. Als integrales biologisches System ermöglicht Ihnen eine solche hierarchische Struktur, alle Arten von Wildtieren zu bilden und die Interaktion zwischen ihnen zu verfolgen.

Integrität und Diskretion

Eine der wichtigsten Eigenschaften jeder BS ist ihre gleichzeitige Integrität und Diskretion (Partialität, Komponentialität). Dies bedeutet, dass jeder lebendeein Organismus ist ein biologisches System, ein integraler Satz, der aus autonomen Komponenten besteht. Die autonomen Komponenten selbst sind ebenfalls lebende Systeme, die in der Hierarchie nur weiter unten stehen. Sie können autonom existieren, aber innerhalb des Körpers gehorchen sie dessen Regulationsmechanismen und bilden eine integrale Struktur.

Organismus als vollständiges biologisches System
Organismus als vollständiges biologisches System

Beispiele für gleichzeitige Integrität und Diskretion können in allen Systemen unterschiedlicher Ebenen gefunden werden. Beispielsweise hat die zytoplasmatische Membran als integrale Struktur Hydrophobizität und Lipophilie, Fluidität und selektive Permeabilität. Es besteht aus Makromolekülen von Lipoproteinen, die nur für Lipophilie und Hydrophobie sorgen, und aus Glykoproteinen, die für die selektive Permeabilität verantwortlich sind.

Dies ist eine Demonstration, wie der Satz diskreter Eigenschaften der Komponenten eines biologischen Systems die Funktionen einer komplexeren höheren Struktur bereitstellt. Ein Beispiel ist auch eine integrale Organelle, bestehend aus einer Membran und einer Gruppe von Enzymen, die ihre diskreten Eigenschaften geerbt haben. Oder eine Zelle, die in der Lage ist, alle Funktionen ihrer Bestandteile (Organellen) zu realisieren. Der menschliche Körper als einzelnes biologisches System unterliegt ebenfalls einer solchen Abhängigkeit, da er gemeinsame Eigenschaften aufweist, die für diskrete Elemente privat sind.

Energieaustausch

Diese Eigenschaft eines biologischen Systems ist ebenfalls universell und lässt sich auf jeder seiner hierarchischen Ebenen nachvollziehen, angefangen beim Makromolekül bis hin zur Biosphäre. Auf jeder spezifischen Ebene,hat verschiedene Erscheinungsformen. Beispielsweise bedeutet Energieaustausch auf der Ebene von Makromolekülen und präzellulären Strukturen eine Änderung der räumlichen Struktur und der Elektronendichte unter dem Einfluss von pH-Wert, elektrischem Feld oder Temperatur. Auf Zellebene sollte der Energieaustausch als Stoffwechsel betrachtet werden, eine Reihe von Prozessen der Zellatmung, Oxidation von Fetten und Kohlenhydraten, Synthese und Speicherung von makroergen Verbindungen, Entfernung von Stoffwechselprodukten außerhalb der Zelle.

Körperstoffwechsel

Der menschliche Körper als biologisches System tauscht auch Energie mit der Außenwelt aus und wandelt sie um. Beispielsweise wird die Energie chemischer Bindungen von Kohlenhydrat- und Fettmolekülen in den Körperzellen effektiv für die Synthese von Makroergen genutzt, aus denen Organellen leichter Energie für ihre Lebenstätigkeit gewinnen können. In dieser Demonstration wird die Umwandlung von Energie und ihre Akkumulation in Makroergen sowie die Umsetzung durch Hydrolyse der chemischen Phosphatbindungen von ATP.

biologische Systeme Zelle Organismus
biologische Systeme Zelle Organismus

Selbstregulierung

Diese Eigenschaft biologischer Systeme bedeutet die Fähigkeit, ihre funktionelle Aktivität in Abhängigkeit vom Erreichen beliebiger Zustände zu erhöhen oder zu verringern. Wenn beispielsweise eine Bakterienzelle verhungert, bewegt sie sich entweder in Richtung einer Nahrungsquelle oder bildet eine Spore (eine Form, die es ihr ermöglicht, die lebenswichtige Aktivität aufrechtzuerh alten, bis sich die Lebensbedingungen verbessern). Kurz gesagt, der Körper als biologisches System verfügt über ein komplexes Mehrebenensystem zur Regulation seiner Funktionen. Sie istbesteht aus:

  • präzellulär (Regulation der Funktionen einzelner Zellorganellen, z. B. Ribosomen, Zellkerne, Lysosomen, Mitochondrien);
  • zellulär (Regulation der Zellfunktionen in Abhängigkeit von äußeren und inneren Faktoren);
  • Geweberegulation (Kontrolle der Wachstumsrate und Vermehrung von Gewebezellen unter dem Einfluss äußerer Faktoren);
  • Organregulation (Bildung von Mechanismen zur Aktivierung und Hemmung der Funktionen einzelner Organe);
  • systemisch (nervöse oder humorale Regulation von Funktionen durch höhere Organe).

Der menschliche Körper als selbstregulierendes biologisches System verfügt über zwei Hauptregulationsmechanismen. Dies ist ein evolutionär älterer humoraler Mechanismus und ein modernerer nervöser. Dies sind Komplexe auf mehreren Ebenen, die in der Lage sind, die Stoffwechselrate, Temperatur, den pH-Wert biologischer Flüssigkeiten und die Homöostase zu regulieren, die Fähigkeit, sich gegen Gefahren zu verteidigen oder Aggressionen hervorzurufen, Emotionen zu erkennen und eine höhere Nervenaktivität zu erreichen.

lebender Organismus biologisches System
lebender Organismus biologisches System

Ebenen der humoralen Regulation

Humorale Regulation ist der Prozess der Beschleunigung (oder Verlangsamung) biologischer Prozesse in Organellen, Zellen, Geweben oder Organen unter dem Einfluss von Chemikalien. Und je nach Ort ihres „Ziels“unterscheiden sie zelluläre, lokale (Gewebe), Organ- und Organismusregulation. Ein Beispiel für zelluläre Regulation ist der Einfluss des Zellkerns auf die Geschwindigkeit der Proteinbiosynthese.

Geweberegulation ist die Freisetzung von Chemikalien (lokale Mediatoren) durch die Zelle, die angestrebt wirdUnterdrückung oder Verstärkung der Funktionen umgebender Zellen. Zum Beispiel setzt eine Zellpopulation, die unter Sauerstoffmangel leidet, Angiogenesefaktoren frei, die das Wachstum von Blutgefäßen zu ihnen hin verursachen (verarmte Bereiche). Ein weiteres Beispiel für Geweberegulation ist die Freisetzung von Substanzen (Keylons), die die Geschwindigkeit der Zellvermehrung an einem bestimmten Ort unterdrücken können.

Dieser Mechanismus ist im Gegensatz zum vorherigen ein Beispiel für negatives Feedback. Es wird als eine aktive Aktion der Zellpopulation charakterisiert, die darauf abzielt, jeden Prozess im biologischen Gewebe zu unterdrücken.

Höhere humorale Regulation

Der menschliche Körper als einzelnes, sich selbst entwickelndes biologisches System ist eine evolutionäre Krone, die die höchste humorale Regulation verwirklicht hat. Möglich wurde dies durch die Entwicklung endokriner Drüsen, die hormonelle Substanzen absondern können. Hormone sind spezifische Chemikalien, die von den endokrinen Drüsen direkt ins Blut abgegeben werden und auf Zielorgane einwirken, die sich in großer Entfernung vom Ort der Synthese befinden.

Höhere humorale Regulation ist ebenfalls ein hierarchisches System, dessen Hauptorgan die Hypophyse ist. Seine Funktionen werden von einer neurologischen Struktur (dem Hypothalamus) reguliert, die in der Regulationshierarchie des Körpers über den anderen angesiedelt ist. Unter dem Einfluss von Nervenimpulsen des Hypothalamus sondert die Hypophyse drei Gruppen von Hormonen ab. Sie gelangen in den Blutkreislauf und werden von diesem zu Zielorganen getragen.

Organismus als selbstregulierendes biologisches System
Organismus als selbstregulierendes biologisches System

Bei den tropischen Hormonen der Hypophyse ist das Ziel die untere Hormondrüse, die unter dem Einfluss dieser Substanzen ihre Mediatoren freisetzt, die direkt die Funktionen von Organen und Geweben beeinflussen.

Nervenregulation

Die Regulierung der Funktionen des menschlichen Körpers erfolgt hauptsächlich über das Nervensystem. Es steuert auch das humorale System und macht es sozusagen zu einem eigenen strukturellen Bestandteil, der die Körperfunktionen flexibler beeinflussen kann. Gleichzeitig ist das Nervensystem auch mehrstufig. Beim Menschen hat es die komplexeste Entwicklung, obwohl es sich weiterhin extrem langsam verbessert und verändert.

In diesem Stadium ist es durch das Vorhandensein von Funktionen gekennzeichnet, die für eine höhere Nervenaktivität verantwortlich sind: Gedächtnis, Aufmerksamkeit, Emotionalität, Intelligenz. Und vielleicht ist eine der Haupteigenschaften des Nervensystems die Fähigkeit, mit Analysatoren zu arbeiten: visuell, auditiv, olfaktorisch und andere. Es ermöglicht Ihnen, sich an ihre Signale zu erinnern, sie im Gedächtnis zu reproduzieren und basierend auf ihnen neue Informationen zu synthetisieren, wodurch auch sensorische Erfahrungen auf der Ebene des limbischen Systems entstehen.

Nervenregulationsebenen

Der menschliche Körper als einzelnes biologisches System hat mehrere Ebenen der Nervenregulation. Es ist bequemer, sie nach dem Abstufungsschema von den niedrigsten bis zu den höchsten Ebenen zu betrachten. Darunter befindet sich das vegetative (sympathische und parasympathische) Nervensystem, das seine Funktionen unabhängig von den höheren Zentren der Nervenaktivität reguliert.

Der menschliche Körper als ein einziges biologisches System
Der menschliche Körper als ein einziges biologisches System

Es funktioniert aufgrund des Kerns des Vagusnervs und des Nebennierenmarks. Bemerkenswert ist, dass die unterste Ebene der Nervenregulation so nah wie möglich am humoralen System liegt. Dies demonstriert wiederum die gleichzeitige Diskretion und Integrität des Organismus als biologisches System. Genau genommen leitet das Nervensystem seine Signale unter dem Einfluss von Acetylcholin und elektrischem Strom weiter. Das heißt, es besteht zur Hälfte aus dem humoralen Informationsübertragungssystem, das in Synapsen beobachtet wird.

Höhere Nervenaktivität

Über dem vegetativen Nervensystem befindet sich das somatische System, das aus Rückenmark, Nerven, Hirnstamm, weißer und grauer Substanz des Gehirns, seinen Basalganglien, dem limbischen System und anderen wichtigen Strukturen besteht. Sie ist verantwortlich für eine höhere Nervenaktivität, die Arbeit mit Analysatoren der Sinnesorgane, die Systematisierung von Informationen im Kortex, ihre Synthese und die Entwicklung der Sprachkommunikation. Letztlich ist es dieser Komplex biologischer Strukturen des Körpers, der für die mögliche Sozialisation eines Menschen und das Erreichen seines aktuellen Entwicklungsstandes verantwortlich ist. Aber ohne Strukturen auf niedriger Ebene wäre ihr Erscheinen unmöglich, ebenso wie die Existenz einer Person außerhalb des üblichen Lebensraums.

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