الكائن كنظام بيولوجي: ميزات ووظائف ونظرية موجزة

جدول المحتويات:

الكائن كنظام بيولوجي: ميزات ووظائف ونظرية موجزة
الكائن كنظام بيولوجي: ميزات ووظائف ونظرية موجزة
Anonim

فيما يتعلق بالتنشئة الاجتماعية للإنسان ، فإن دوره البيولوجي يفقد أهميته تدريجياً. لا يحدث هذا لأن الناس وصلوا إلى أعلى مستويات التطور ، ولكن بسبب البعد الواعي عن "أساسهم" الفعلي (المحيط الحيوي) ، والذي أعطى الإنسان الفرصة لتطوير وبناء مجتمع حديث. لكن الكائن الحي كنظام بيولوجي لا يمكن أن يوجد خارج المحيط الحيوي ، وبالتالي يجب النظر إليه معه فقط.

جسم الإنسان كنظام بيولوجي
جسم الإنسان كنظام بيولوجي

السكان والمجتمع

أي مجتمع هو مجتمع منظم ذاتيًا ، وهو نظير حديث لنظام بيولوجي معقول (BS) داخل المحيط الحيوي. والشخص هو ، أولاً وقبل كل شيء ، نتاج تطور درجة البكالوريوس ، وليس نتيجة لتطور مجتمع اجتماعي ، وهو ثانوي. بالمعنى الدقيق للكلمة ، المجتمع هو مثال خاصالسكان ، وهو أيضًا BS ، يقع في مستوى واحد فقط فوق كائن حي.

من وجهة نظر علم الأحياء ، يميز هذا المصطلح نظامًا من الأعضاء والأنسجة المدمجة في القشرة الحية للكوكب ، والتي لها آلياتها الخاصة في التأثير على الموائل وردود الفعل الوقائية. بالنظر إلى الجسم كنظام بيولوجي ، فمن السهل تحديد الآليات الرئيسية لحياته والتكيف وتنظيم وظائفه. وفي إطار هذا المنشور يعتبر جسم الإنسان نظاماً متكاملاً من حيث معاييره.

المصطلحات

النظام عبارة عن مجموعة كبيرة من بعض العناصر المترابطة التي تشكل تكامل (بنية) معينة خضعت لتطور طويل أثناء تكوينها.

النظم البيولوجية هي مجموعات غير قابلة للتجزئة من العناصر المترابطة التي تخلق الغلاف الحي للكوكب وتشكل جزءًا منه ، وتلعب دورًا حاسمًا في وجوده. أمثلة على الأنظمة البيولوجية: الخلية ، والكائن الحي ، والجزيئات الكبيرة ، والعضيات ، والأنسجة ، والأعضاء ، والسكان.

الكائن الحي عبارة عن نظام منظم بشكل معقد منظم بشكل مستقل ويعمل بنشاط ، ويتألف من أعضاء وأنسجة أو يمثله نظام بيولوجي واحد ، ويشكل كائنًا واحدًا من الحياة البرية. يتفاعل الكائن الحي بنشاط مع الأنظمة البيولوجية ذات الترتيب الأعلى (مع السكان والمحيط الحيوي).

التنظيم هو الأمر ، والامتثال لقواعد صارمة ، وتهيئة الظروف لتطبيقها ومراقبتها. في سياق الكائن البشري ، يجب اعتبار المصطلح عمليةتطبيع الوظائف العضوية.

هيكل عالمي

لاعتبار جسم الإنسان نظامًا بيولوجيًا (BS) ، يجب تحديد خصائصه الرئيسية وربطها. لذا ، فإن الخاصية الرئيسية لـ BS هي هيكلها: فهي تتكون جميعًا من جزيئات عضوية وبوليمرات حيوية. من الجدير بالذكر أن BS تشتمل أيضًا على مواد غير عضوية ، وهي من سمات الطبيعة غير الحية. ومع ذلك ، فهي ليست مكونة لجزيء بيولوجي أو عضية أو خلية أو كائن حي ، ولكنها مدمجة فقط في هذه الأنظمة.

الكائن الحي كنظام بيولوجي واحد ذاتي التطور
الكائن الحي كنظام بيولوجي واحد ذاتي التطور

الترتيب

الدرجة العالية من الترتيب هي الخاصية الثانية للأنظمة. يعتبر ما يسمى بالتسلسل الهرمي مهمًا جدًا لعمل المحيط الحيوي لسبب أن هيكله بأكمله مبني على مبدأ تعقيد البسيط والجمع بين الابتدائية. أي أن المكونات الأكثر تعقيدًا للقشرة الحية للأرض (الأنظمة البيولوجية) تتكون من مكونات أصغر تقع في أسفل التسلسل الهرمي.

مثال خاص هو تطور الحياة من جزيء ضخم إلى بوليمر عضوي ، ثم إلى بنية عضية وخلوية ، يتم من خلالها تشكيل الأنسجة والعضو والكائن الحي لاحقًا. كنظام بيولوجي متكامل ، يسمح لك هذا الهيكل الهرمي بتشكيل جميع مستويات الحياة البرية وتتبع التفاعل بينها.

النزاهة و التكتم

واحدة من أهم خصائص أي BS هي سلامتها المتزامنة والتمييز (التحيز ، المكون). هذا يعني أن أي حيالكائن الحي هو نظام بيولوجي ، مجموعة متكاملة تتكون من مكونات مستقلة. المكونات المستقلة نفسها هي أيضًا أنظمة حية ، أقل بقليل في التسلسل الهرمي. يمكن أن توجد بشكل مستقل ، لكن داخل الجسم يطيعون آلياته التنظيمية ويشكلون بنية متكاملة.

الكائن الحي كنظام بيولوجي كامل
الكائن الحي كنظام بيولوجي كامل

يمكن العثور على أمثلة على التكامل المتزامن والتمييز في أي أنظمة ذات مستويات مختلفة. على سبيل المثال ، يحتوي الغشاء السيتوبلازمي باعتباره هيكلًا متكاملًا على نفاذية للماء ودهون وسيولة ونفاذية انتقائية. وهو يتألف من جزيئات ضخمة من البروتينات الدهنية ، والتي توفر فقط محبة الدهون والكارهة للماء ، ومن البروتينات السكرية ، المسؤولة عن النفاذية الانتقائية.

هذا عرض يوضح كيف توفر مجموعة الخصائص المنفصلة لمكونات النظام البيولوجي وظائف هيكل أعلى أكثر تعقيدًا. مثال على ذلك هو أيضًا عضية متكاملة تتكون من غشاء ومجموعة من الإنزيمات التي ورثت صفاتها المميزة. أو خلية قادرة على تحقيق جميع وظائف مكوناتها (العضيات). يخضع جسم الإنسان كنظام بيولوجي واحد أيضًا لمثل هذا الاعتماد ، لأنه يوضح الصفات المشتركة الخاصة بالعناصر المنفصلة.

تبادل الطاقة

هذه الخاصية للنظام البيولوجي هي أيضًا عالمية ويمكن تتبعها في كل مستوى من مستوياته الهرمية ، بدءًا من الجزيء الكبير وانتهاءً بالمحيط الحيوي. في كل مستوى محدد ،لها مظاهر مختلفة. على سبيل المثال ، على مستوى الجزيئات الكبيرة والهياكل قبل الخلوية ، يعني تبادل الطاقة تغييرًا في التركيب المكاني وكثافة الإلكترون تحت تأثير الأس الهيدروجيني أو المجال الكهربائي أو درجة الحرارة. على مستوى الخلية ، يجب اعتبار تبادل الطاقة عملية التمثيل الغذائي ، ومجموعة من عمليات التنفس الخلوي ، وأكسدة الدهون والكربوهيدرات ، وتوليف وتخزين المركبات الكبيرة ، وإزالة المنتجات الأيضية خارج الخلية.

التمثيل الغذائي في الجسم

جسم الإنسان ، كنظام بيولوجي ، يتبادل الطاقة أيضًا مع العالم الخارجي ويحولها. على سبيل المثال ، يتم استخدام طاقة الروابط الكيميائية لجزيئات الكربوهيدرات والدهون بشكل فعال في خلايا الجسم لتخليق المواد الكلية ، والتي يسهل على العضيات استخراج الطاقة من أجل نشاط حياتها. في هذا العرض التوضيحي ، يتم تحويل الطاقة وتراكمها في الكتل الكبيرة ، وكذلك التنفيذ عن طريق التحلل المائي للروابط الكيميائية الفوسفاتية لـ ATP.

كائن خلية النظم البيولوجية
كائن خلية النظم البيولوجية

التنظيم الذاتي

تعني هذه الخاصية للأنظمة البيولوجية القدرة على زيادة أو تقليل نشاطها الوظيفي اعتمادًا على تحقيق أي حالة. على سبيل المثال ، إذا كانت الخلية البكتيرية تعاني من الجوع ، فإنها إما تتحرك نحو مصدر غذائي ، أو تشكل بوغًا (شكل يسمح لها بالحفاظ على نشاط حيوي حتى تتحسن ظروف المعيشة). باختصار ، الجسم كنظام بيولوجي لديه نظام معقد متعدد المستويات لتنظيم وظائفه. هي تكونيتكون من:

  • الخلايا الخلوية (تنظيم وظائف عضيات الخلية الفردية ، على سبيل المثال ، الريبوسومات ، النوى ، الجسيمات الحالة ، الميتوكوندريا) ؛
  • خلوي (تنظيم وظائف الخلية اعتمادًا على العوامل الخارجية والداخلية) ؛
  • تنظيم الأنسجة (التحكم في معدل نمو وتكاثر خلايا الأنسجة تحت تأثير العوامل الخارجية) ؛
  • تنظيم الجهاز (تشكيل آليات لتنشيط وتثبيط وظائف الأعضاء الفردية) ؛
  • جهازي (التنظيم العصبي أو الخلطي للوظائف بواسطة الأعضاء العليا).

جسم الإنسان كنظام بيولوجي ذاتي التنظيم له آليتان تنظيميتان رئيسيتان. هذه آلية خلطية تطورية أقدم وأخرى عصبية أكثر حداثة. هذه مجمعات متعددة المستويات قادرة على تنظيم معدل التمثيل الغذائي ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة للسوائل البيولوجية والتوازن والقدرة على الدفاع ضد الأخطار أو توفير العدوان وإدراك المشاعر وزيادة النشاط العصبي.

النظام البيولوجي للكائن الحي
النظام البيولوجي للكائن الحي

مستويات التنظيم الخلطي

التنظيم الخلطي هو عملية تسريع (أو إبطاء) العمليات البيولوجية في العضيات أو الخلايا أو الأنسجة أو الأعضاء تحت تأثير المواد الكيميائية. واعتمادًا على موقع "هدفهم" ، فإنهم يميزون التنظيم الخلوي والمحلي (الأنسجة) والعضو والتنظيم العضوي. مثال على التنظيم الخلوي هو تأثير النواة على معدل التخليق الحيوي للبروتين.

تنظيم الأنسجة هو إطلاق الخلية للمواد الكيميائية (الوسطاء المحليون) ، بهدفقمع أو تعزيز وظائف الخلايا المحيطة. على سبيل المثال ، تطلق مجموعة الخلايا التي تعاني من المجاعة للأكسجين عوامل تكون الأوعية الدموية التي تسبب نمو الأوعية الدموية باتجاههم (المناطق المستنفدة). مثال آخر على تنظيم الأنسجة هو إطلاق مواد (keylons) يمكنها كبت معدل تكاثر الخلايا في مكان معين.

هذه الآلية ، على عكس السابقة ، هي مثال على ردود الفعل السلبية. يتميز بأنه عمل نشط لمجموعة الخلايا ، وهو مصمم لقمع أي عملية في الأنسجة البيولوجية.

تنظيم أخلاقي أعلى

جسم الإنسان كنظام بيولوجي واحد يتطور ذاتيًا هو تاج تطوري حقق أعلى تنظيم خلطي. أصبح من الممكن بسبب تطور الغدد الصماء القادرة على إفراز المواد الهرمونية. الهرمونات هي مواد كيميائية محددة تفرزها الغدد الصماء مباشرة في الدم وتعمل على الأعضاء المستهدفة الموجودة على مسافة كبيرة من مكان التوليف.

التنظيم الأعلى للخلط هو أيضًا نظام هرمي ، والعضو الرئيسي فيه هو الغدة النخامية. يتم تنظيم وظائفها من خلال بنية عصبية (منطقة ما تحت المهاد) ، والتي تقع فوق الوظائف الأخرى في التسلسل الهرمي التنظيمي للجسم. تحت تأثير النبضات العصبية في منطقة ما تحت المهاد ، تفرز الغدة النخامية ثلاث مجموعات من الهرمونات. يدخلون إلى مجرى الدم وينقلونه إلى الأعضاء المستهدفة.

الكائن الحي كنظام بيولوجي ذاتي التنظيم
الكائن الحي كنظام بيولوجي ذاتي التنظيم

في الهرمونات المدارية للغدة النخامية الهدف هو الغدة الهرمونية السفلية ، والتي تحت تأثير هذه المواد تطلق وسيطاتها التي تؤثر بشكل مباشر على وظائف الأعضاء والأنسجة.

تنظيم الجهاز العصبي

يتم تنظيم وظائف جسم الإنسان بشكل أساسي من خلال الجهاز العصبي. كما أنه يتحكم في النظام الخلطي ، مما يجعله ، كما كان ، مكونًا هيكليًا خاصًا به ، قادرًا على التأثير بشكل أكثر مرونة في وظائف الجسم. في الوقت نفسه ، يكون الجهاز العصبي متعدد المستويات أيضًا. في البشر ، لديه التطور الأكثر تعقيدًا ، على الرغم من أنه يستمر في التحسن والتغيير ببطء شديد.

في هذه المرحلة يتميز بوجود الوظائف المسؤولة عن النشاط العصبي العالي: الذاكرة ، الانتباه ، الانفعالية ، الذكاء. وربما تكون إحدى الخصائص الرئيسية للجهاز العصبي هي القدرة على العمل مع أجهزة التحليل: البصرية والسمعية والشمية وغيرها. يسمح لك بتذكر إشاراتهم وإعادة إنتاجها في الذاكرة وتوليف معلومات جديدة بناءً عليها ، وكذلك تكوين تجربة حسية على مستوى الجهاز الحوفي.

مستويات التنظيم العصبي

جسم الإنسان كنظام بيولوجي واحد له عدة مستويات من التنظيم العصبي. من الأنسب اعتبارها وفقًا لمخطط التدرج من أدنى المستويات إلى الأعلى. تحت البقية يوجد الجهاز العصبي اللاإرادي (السمبثاوي والباراسمبثاوي) ، والذي ينظم وظائفه بشكل مستقل عن المراكز العليا للنشاط العصبي.

جسم الإنسان كنظام بيولوجي واحد
جسم الإنسان كنظام بيولوجي واحد

يعمل بسبب نواة العصب المبهم و النخاع الكظري. من الجدير بالذكر أن أدنى مستوى من التنظيم العصبي يقع في أقرب مكان ممكن من الجهاز الخلطي. يوضح هذا مرة أخرى التكتم المتزامن وسلامة الكائن الحي كنظام بيولوجي. بالمعنى الدقيق للكلمة ، ينقل الجهاز العصبي إشاراته تحت تأثير الأسيتيل كولين والتيار الكهربائي. أي أنه يتكون من نصف نظام نقل المعلومات الخلطي ، والذي يتم ملاحظته في نقاط الاشتباك العصبي.

نشاط عصبي أعلى

يوجد فوق الجهاز العصبي اللاإرادي الجهاز الجسدي ، والذي يتكون من الحبل الشوكي ، والأعصاب ، وجذع الدماغ ، والمادة البيضاء والرمادية للدماغ ، والعقد القاعدية ، والجهاز الحوفي ، وغيرها من الهياكل الهامة. هي المسؤولة عن النشاط العصبي العالي ، والعمل مع محللي الحواس ، وتنظيم المعلومات في القشرة ، وتوليفها وتطوير التواصل الكلامي. في النهاية ، فإن هذا المركب من الهياكل البيولوجية للجسم هو المسؤول عن التنشئة الاجتماعية المحتملة للشخص وتحقيق المستوى الحالي من التطور. لكن بدون الهياكل منخفضة المستوى ، سيكون مظهرها مستحيلاً ، فضلاً عن وجود شخص خارج الموطن المعتاد.

موصى به: