sisteme biologice
- clasa de sisteme complexe, cu o serie de caracteristici specifice care caracterizează viața: capacitatea de a crește și reproduce, răspunde la influență externă și de schimbare. Viața în B. c. metabolism furnizat, complex fizica-chimice. și procese chimice. reacțiile de sinteză și descompunere cu natura complexă ciclică și natura enzimatică. B. c. Acestea sunt sisteme deschise care primesc energie de la agenții externi și, dintre ele și de a crea o structură complexă care are o entropie mai mică decât lumea înconjurătoare. B. c. poate exista numai datorită dezvoltării subsistemelor de gestionare speciale care reglementează reacțiile enzimatice ale metabolismului și toate funcțiile vitale ale organismelor. Ei au capacitatea de a percepe și procesa informații, generarea de control (caractere efectoare) semnale. eu
Pentru o descriere a B. c. Sunt necesare următoarele concepte.
element al sistemului - cea mai mică unitate structurală care are încă caracteristici care exprimă Ch. calitatea sistemului. I Ex. pentru un organism complex, astfel de element este celula, calitatea cheie inerente și anume. k. a vietii. Pentru populația va fi un element special pentru calitățile sale, care caracterizează comportamentul. Postul B. c. Ea are o structură complexă și Fct.
Complexitatea structurii sistemului determinată de numărul și varietatea componentelor și subsistemelor, care pot fi împărțite în lucru și de control. Gradul de complexitate a sistemelor este determinată în principal de dezvoltarea elementelor individuale și subsisteme ale sistemului în sine și a format în „nivele“ ierarhice.
Pentru naț. vedere al comunicării importante și tensiunea de alimentare este transmis, iar pentru informații - codul, adică semnale de tip, de exemplu ... moleculă de ARN, impuls nervos, sau un lucru cuvânt. Comunicații sunt împărțite în exterior și interior. 1
Complexitatea activității cu B. este determinată de numărul funcțiilor sale alocate în mod condiționat (programe) și complexitatea trecutului, care se reflectă la funcția de priză de forță acționează sau cicluri, numărul de componente și subsisteme participante, precum și lungimea lor în timp. Complexitatea p-tiile determinate la informațiile CMV prelucrate în interiorul sistemului, E. Semnale A-TION ie. Și modele de complexitate.
relații complexe, care sunt interconectate cu BI. sunt ierarhice
caracter. Gradul de independență a unui sistem dintr-un alt sistem mai mare, cca. Acesta este definit de viabilitatea acestuia când este deconectat de la energia ei. și influențe informaționale din alte sisteme similare. Deoarece conceptul de relații complexe asociate gradul de ordine al sistemului sau gradul de coerență a activităților a subsistemelor și a elementelor sale t. E. Gradul în Fct privat nu interferează, nu contracara reciproc. Creșterea gradului de ordine crește stabilitatea sistemului, dar reduce capacitatea de evoluție.
Mai general și concept mai larg este nivelul de organizare, care este definit tipul de relații structurale și funcționale, care determină în final viabilitatea sistemului și de capacitatea sa de a organiza ext. mediu. sistem de organizare și pentru a nu se opun concepte, adică. a. cu un înalt nivel de organizare a sistemului poate varia considerabil, iar armonia relativă între părți este reținută. Acest lucru este posibil datorită dezvoltării abilităților de modelare în management ( „nivelul de conștiință“), care permite de a oferi modele de dinamica schimbărilor de mediu și sistemul în sine, în scopul de a găsi cele mai bune comportamente.
.. Evoluția, adică complicație a sistemului și mai bine adaptat la mediul care are loc în diferite moduri: (ex. Educație sau îmbunătățirea societății umane) la nivelul elementelor de volatilitate (ex. Mutație) sau prin schimbări specifice în managementul organizației.
B. Clasificarea cu. Este condiționată, deoarece nu există nici un criteriu unic pentru unitățile și există întotdeauna forme intermediare. Adoptat în zoologie și botanică, sistemul de clasificare nu este adecvat pentru examinare B. c. „În date“ avionul. Este o diviziune mai adecvată a B. c. cinci niveluri ierarhice de complexitate: organisme unicelulare, organisme multicelulare, populații, biogeocoenosis și biosferă.
organisme unicelulare - un număr mare de specii de microorganisme (microplasma, virusuri, bacterii, protozoare). Dimensiunea lor variază de la 0,1 la 100 microni. Subsistemele - organitele celulare - pot fi împărțite în muncitori și manageri. Celula are o structură complexă, în care un schelet semi-rigid (coajă, pereți, canale), combinate cu organitele construite în ea. Celulele F-TION - metabolism, creștere și reproducere, de răspuns la exterior. stimuli modificări în formele de schimb și de circulație - în general, tipic pentru toate lucrurile vii. Toate celulele de funcționare și control fct sunt suportate de produsul chimic. procese enzimatice ale naturii - din calea energiei și până la sinteza unor noi structuri sau divizarea celor existente.
Mecanismul de control al celulei - o combinație de molecule proteice discrete de sinteză a proceselor - enzime necesare pentru un anumit FCT și procese continue schimbări în activitatea lor în cursul reacțiilor controlate. ADN-ul este un model de celulă - structura și funcțiile sale. În ea, la fel ca în memoria aparatului, înregistrate datele inițiale ale problemei și soluțiile sale software. Specialitățile ADN. Codul triplet structura proteinelor relevante înregistrate. Este nevoie, se pare, aproximativ o treime din ei „memorie“. Restul este ocupat de „program de citire“ reprezentat de „gene de reglementare“, responsabile de sinteza spec. Substanță-represori care includ sinteza enzimei dorite numai în cazul funcționării subsistemelor semnal gata. Acest semnal este furnizat ca o altă substanță activă - regulator. Astfel se realizează fazele de execuție ale ciclice p-tiile (ex. Creștere și diviziune) sub controlul feedback. Sinteza proteinenzimelor este realizată prin programul condominiu funcțional cu controlat: ADN (miez) - ARN (ribozomale) - proteine - mutarea lor la locul de acțiune.
Enhancement sau inhibarea activității enzimei deja sintetizate efectuat produse inițiale și finale chimice corespunzătoare. reacții. Acesta este al doilea mecanism de control. Prin urmare, în acest caz act feedback-uri, t. E. reglementarea celulară poate fi imaginat ca o rețea complexă de „lucru“ și „reglarea“ chimice discret și continuu. reacții. Fluxul caracterizează coordonatele spațiale (fixate la „coloana vertebrală“ a celulei) și caracteristicile de concentrație-timp pentru Fct ciclică (eliberare) și procese de schimb continuu.
Nivelul de organizare a unicelulare, comparativ cu alte B, cu. scăzut, deși nu este comparabilă cu oricare dintre acestea. conform sistemului-woo procesat informații de control. Nou adaptiv (adaptive), programul nu este produs în timpul ciclului de viață și sunt doar un rezultat al mutațiilor.
Gradul de ordonare aparent înaltă, adică la „periferia“ - .. Organite - au limitat „independență“ în reglementarea acțiunii enzimei, iar structura este specificată rigid modelul în ADN. Cu toate acestea, modificari ale unor gene ale DNA - mutatii care determina variații ușoare în funcționarea unuia organite - celelalte gene sunt transferate de pe dispozitivul local, adică, există o oportunitate pentru evoluția speciei ... Acest lucru este facilitat prin împărțirea vitezei de reproducere, permițând să se acumuleze mici modificări individuale în structura și f-tiile. Ca urmare, există noi Fct.
organisme multicelulare parcurs un drum lung de burete la evoluția
persoană. Ele sunt foarte diverse în mărime și complexitate. Caracteristicile structurii este diferențierea celulelor (musculare, epitelial, conjunctiv, sex), exprimat în creșterea și complicație a oricăreia dintre celule FCT datorită atenuării sau chiar al dispariției. FCT. Ex. contractile p-TION în celula musculară este îmbunătățită prin dispariția Fct digestia. Celulele diferențiate au fost combinate în organe și sisteme (de lucru și control) furnizează corespunzătoare întregului organism Fct. Prin „sisteme de operare“ includ: digestiv, excretor, respiratorii, cardiovasculare, locomotorii, reticuloendotelial. Sistemele de control sunt endocrin și nervos. Astfel. într-un organism multicelular poate distinge trei nivele ierarhice de complexitate structurală: celular, organul și sistem. La fiecare nivel are propriul său subsistem, care constituie, de asemenea, o ierarhie.
comunicare de informare în organism se realizează prin intermediul sistemului nervos nervoase cod impulsuri centru - si prin sange - hormoni cod. Transferul de energie și de substanțe este de contact, prin sânge și prin reducerea mușchiului intern. autorități.
Funcțiile unui organism multicelular explică conceptul reflexului și instinctul. Instinctul combină ierarhia și combinație de timp reflexe, în scopul conservării speciei. Acest tip de program constând dintr-o varietate de rutine. două instincte pot fi identificate - procreare, constând din sexuale și parentale și auto-conservare - de la alimente și de protecție. Instinctul programului celor două părți pot fi identificate: acțiuni externe - comportament care este exprimat la animale și oameni acționează cu motor de cod complicate administrate de către sistemul nervos animal și exercita mușchii și operațiile interne - care este exprimată într-o homeostazie controlată, combinat f-tiile ale organelor interne controlate de sistemul endocrin și autonom sisteme nervos, și concepute pentru a asigura punerea în aplicare a actelor cu motor de energie (a se vedea. sistemul de control al organismului).
control și reglare Program, sub forma generală a unui „scris“ în ADN-ul, și în detaliu - în structura formată în timpul creșterii sistemelor nervos și endocrin, ca interacțiunea informației genetice (ADN) din exterior. impacturi. Relația dintre părțile interioare și exterioare ale programului (între comportamentul și homeostaza) este urmatoarea: este un lider, aparent, ciclul de viață al programului (creștere, maturizare, reproducere), plantat în sistemul endocrin. Stimulente de la ea merge la sistemul nervos de animale, stabilirea și activarea complexului comportamentul reflexe condiționate și necondiționate corespunzătoare - căutarea hranei, caută femelele cresc puii. reflexele Sami sunt făcute în funcție de stimulii primite din exterior. Reglementarea homeostaziei „adaptează“ sub motor acționează comportamentul și, în același timp, este feedback-ul le t. K. Limitele energetice a acestora. Astfel. există o schemă cu patru legături interdependente și reacțiile de răspuns.
În ceea ce privește informațiile individuale de dezvoltare a unui organism poate fi imaginat după cum urmează: ADN model incorporat toate celulele specializate cu structura fină și funcția. ADN-ul conține, de asemenea, un program pentru citirea celulei informații specifice, adică. E. Creșterea programului actual și maturizarea întregului corp și toate părțile sale. Acest program este compus din etape reprezentate de piese separate ale ADN-ului, în care perioadele de maturare și celule de specializare progresivă intercalate cu reproducere. ADN-ul a pus, de asemenea, regulatori de măsuri care sunt implicate cu periferia factorilor inițiatori, ieșind din setul de celule proliferante. Dezvoltarea individuală într-un stadiu incipient cu privire la corpul repetă povestea evoluției speciilor, dar cu lacune și compensate în timp. Creșterea și maturizarea organismului apare ca urmare a interacțiunii dintre programul genetic încorporat în ADN-ul din mediul extern și influența răspunsurilor la acesta organismului în creștere. Astfel. influențele mediului asupra formării organismului în creștere, deși într-o măsură limitată. Nivelul de organizare a organismelor multicelulare variază în diferite specii. Cu cât este mai complexă a organismului, mai mare de organizare și ordine.
Imbatranire si moarte sunt, de asemenea, necesare pentru evoluție. Deși nu există un consens cu privire la mecanismele de imbatranire. Se crede că slăbirea sistematică a unor f-tiile programate în genele precum și creșterea și dezvoltarea. Cu toate acestea, procesul real de îmbătrânire pare a fi o combinație de îmbătrânire a programului cu acumularea de zgomot în formă de erori în aparatul genetic al celulelor și a balastului chimice. substanțele din celule și între ele. Interferența încalcă procesele de reglementare, reduce capacitatea de a rezista bolii.
Speciile nu ar trebui să fie considerată ca un sistem, deoarece nu are limite clare în timp și spațiu și pot fi exprimate în alte sisteme - populații. Cu toate acestea, putem vorbi despre legile de formare și de schimbare a speciilor studiate în genetica. Genetica este fundamentul doctrinei mutației și recombinarea ca sursă de noi informații genetice. Trebuie avut în vedere faptul că, în procesul de implementare a modelului ADN-ului mutant în organism toate schimbările majore în genele unui organism nu viabil, deoarece încalcă coordonarea dintre părțile sale. Cu toate acestea, modificări moderate ale modelului sunt posibile datorită flexibilității considerabilă a genetice
formarea programului, care să permită dezvoltarea costului mecanismelor adaptative de tensiune privată a organismului. Deci, există un genotip cu o serie de personaje noi - mutant. Cu toate acestea, astfel de persoane sunt adesea infertile sau au redus fertilitatea, rezultând într-o mai prolific „normal“ competitiv le deplasarea rapidă de populație. Prin urmare, noile specii pot apărea doar atunci când o mutație favorabilă și recombinarea combinate cu ext schimbare. Condiții. Există o selecție naturală.
În cazul în care a fost deja format din populație cu date noi ereditare valoroase, cu atât mai departe se extinde „finalizat“, prin mutații și recombinări ulterioare amplificarea o caracteristică valoroasă nouă și reducerea adaptarea tensiunilor interne, care a avut loc la costul de formare a corpului modelului genetic ADN-ul modificat.
Populația numită. un set de indivizi de o singură specie, timpul combinat și locul de reședință, care le permite să comunice unul cu celălalt. bază populații de numărul și frecvența genotipurilor - .. adică seturi de variante de gene (dominante și recesive) încorporate în ADN-ul din totalitatea indivizilor. Aceasta determină capacitățile populației în lupta pentru existență și evoluția sa ulterioară.
Element populație este individual (fenotipuri) - animal sau plantă, cu caracteristicile sale - caracteristici structurale și funcționale. Subsistemele populației sunt familii și efective. Structura populației poate avea o mobilitate diferită și complexitate limitată, care sunt determinate de diversitatea și caracterul relațiilor, strâns dependente de dezvoltarea cortexului cerebral. Conexiunile din cadrul sistemului sunt fizic (impact direct asupra persoanelor fizice altul, cu mișcarea.) Și informații (semnalizare - sunete, posturi, expresii faciale), care reflectă efectele directe. Gradul de complexitate a semnalului și bogăția determinată de dezvoltarea a cortexului cerebral. Este dificil de a izola programul referitor la populația reală. Ea trăiește instincte ale indivizilor ca elemente ale sistemului. Numai animalele mai mari, cu o turmă bine organizată există legi proprii comunității, afectează în mare măsură viața indivizilor.
Biogeocoenosis - sistem, format din populații de biol individuale. tipuri, uniți de geografie comună, condițiile climatice. Elemente ale sistemului sunt individuale, sub-sisteme - efectivele de familie și populație. Comunicațiile sunt directe - fizice și informații (semnale) și indirect - prin natura neînsuflețită și inferior Biol. specii. Gradul de organizare a sistemului este redusă și crește doar ca urmare a acțiunilor umane. Ordonarea prea scăzută. există sistem la o constantă în secțiune transversală specii și, în parte, de a combate intraspecifice.
Biosferă - este soiokupnost toată viața de pe planetă.
Despre B. c. dar este foarte puțin cunoscut. Pentru a îmbunătăți gestionarea B. c. Trebuie să aprofundeze studiul nu numai metodele tradiționale, ci și prin studiul unor modele cantitative produse de Cibernetică biologice. NM Amos