Homeostazia (ὁμοιοστάσις greacă veche din ὁμοιος -. La fel, similare și στάσις - în picioare, imobilitate) - autoreglementarea, capacitatea de a deschide sistemul pentru a menține coerența stării sale interne prin reacții coordonate care vizează menținerea echilibrului dinamic.
homeostaziei populației - capacitatea unei populații de a sprijini un anumit număr de persoane sale pentru o lungă perioadă de timp.
fiziolog american Uolter Kennon (Walter B. Cannon), în 1932, în cartea sa «Înțelepciunea a corpului» ( «înțelepciunea a corpului") a propus termenul ca un nume pentru un «procese fiziologice coordonate care susțin statele cele mai stabile ale organismului.» Mai târziu, acest termen sa extins la capacitatea de a menține în mod dinamic constanța starea sa internă a oricărui sistem deschis. Cu toate acestea, ideea unui mediu intern constant a fost formulată înapoi în 1878 de către omul de știință francez Claude Bernard.
Prezentare generală
Termenul „homeostazia“ este cel mai des folosit în biologie. organisme multicelulare să existe este necesară menținerea unui mediu intern constant. Mulți ecologiști cred că acest principiu se aplică și în mediul extern. În cazul în care sistemul nu este în măsură să-și recapete echilibrul, acesta poate înceta în cele din urmă să funcționeze.
Sisteme integrate - de exemplu, corpul uman - trebuie să aibă homeostazia, în scopul de a menține stabilitatea și să existe. Aceste sisteme nu trebuie doar să depună eforturi pentru a supraviețui, ei au, de asemenea, să se adapteze la schimbările din mediu și dezvoltare.
proprietăți ale homeostaziei
Sistemele homeostatice au următoarele proprietăți:
- instabilitatea sistemului: testarea, cum este mai bine să se adapteze.
- Striving pentru echilibru. toate organizarea internă, structurală și funcțională a sistemului contribuie la păstrarea echilibrului.
- Imprevizibilitate. efectul net al unei anumite acțiuni poate fi adesea diferită de cea care era de așteptat.
Exemple de homeostaziei la mamifere:
- Reglementarea cantitatea de minerale și apă în organism - osmoreglarea. Realizarea de rinichi.
- Eliminarea metabolismului - de selecție. Purtat organe exocrine - rinichi, plămâni, glande sudoripare și tractul gastro-intestinal.
- reglarea temperaturii corpului. Scăderea temperaturii prin transpirație, diverse reacții termostatic.
- Reglementarea nivelului de glucoză din sânge. transportate Practic ficat, insulina si glucagon, secretat de pancreas.
Este important de remarcat faptul că, în timp ce corpul este în echilibru, starea lui fiziologică poate fi dinamic. În multe organisme există modificări endogene în formă de ritmul circadian, ultradian si infradian. Astfel, chiar și în homeostazia temperaturii corpului, tensiunea arterială, frecvența cardiacă și indicatorii cei mai metabolice nu sunt întotdeauna constante, dar variază în timp.
Mecanisme de homeostaziei: feedback-
Atunci când există o schimbare în variabile, există două tipuri principale de feedback-ul, sau de feedback-ul la care sistemul răspunde:
- Feedback-ul negativ este exprimat în reacție, în care sistemul răspunde bine pentru a schimba direcția schimbării la opusul. Deoarece feedback-ul este un sistem de conservare constantă, vă permite să observe homeostaziei.
- De exemplu, atunci când concentrația de dioxid de carbon din organism este crescut, semnalul luminos vine să crească activitatea și expirația valoarea lor mai mare de dioxid de carbon.
- Termoreglarea - un alt exemplu de feedback-ul negativ. Atunci cand temperatura corpului creste (sau scade) thermoreceptors în schimbarea pielii și hipotalamus înregistrat, cauzând semnalul de la creier. Acest semnal, la rândul său, determină răspunsul - scăderea temperaturii (sau creșterea).
- Feedback-ul pozitiv, care este exprimat în amplificarea variabilei. Acesta are un efect destabilizator, prin urmare, nu are ca rezultat homeostaziei. Feedback-ul pozitiv este mai puțin frecvente în sistemele naturale, dar, de asemenea, are propria aplicație.
- De exemplu, în nervii de potențialul electric prag determină generarea potențialului de acțiune mult mai mare. coagularea sângelui și evenimente la naștere pot fi citate ca alte exemple de feedback pozitiv.
Sistem stabil necesar o combinație între cele două tipuri de feedback. Întrucât feedback-ul negativ, vă permite să se întoarcă la o stare homeostatice, feedback-ul pozitiv este utilizat pentru a trece la un complet nou (și poate fi bine mai mică decât cea dorită) condițiile de homeostaziei - o situație numită „metastabile“. pot apărea Asemenea schimbări catastrofale, de exemplu, cu creșterea nutrienților în râuri cu apă limpede, ceea ce duce la o stare ridicată homeostatice de eutrofizare (alge canal overgrowth) și aburirea.
homeostazia ecologică
homeostaziei ecologică observată în comunitățile climax cu cea mai mare biodiversitate posibilă în condiții de mediu favorabile.
În ecosisteme perturbate, comunități biologice sau subklimaksovyh - cum ar fi insula Krakatau, după o puternică erupție în 1883 - starea de homeostaziei a ecosistemului forestier precedent punctul culminant a fost distrus, precum și toate formele de viață de pe această insulă. Krakatoa în anii de după erupția a trecut lanțul schimbărilor de mediu în care noi specii de plante și animale au urmat una de alta, ceea ce duce la biodiversitate și, ca urmare a comunității punctul culminant. succesiune ecologică pe Krakatoa a fost realizat în mai multe etape. Un lanț complet succesiunilor, ceea ce a dus la un punct culminant, numit priseriey. În exemplul de pe insula Krakatoa a fost format comunitate punctul culminant cu opt mii de specii diferite înregistrate în 1983, o sută de ani de la momentul în care erupția a distrus viața pe ea. Datele confirmă că situația este salvat în homeostazia de ceva timp, cu apariția unor noi specii care duc rapid la o dispariție rapidă a vechi.
Cazul Krakatoa, și a altor ecosisteme perturbate sau neperturbate arată că colonizarea inițială a speciilor pioniere prin strategii de reproducere bazate pe feedback-ul pozitiv, în care sunt decontate specia, produce urmasi ca de multe, dar aproape fără a investi în succesul fiecărui individ . În aceste tipuri de creștere rapidă observate și colaps la fel de rapidă (de exemplu, printr-o epidemie). Atunci când un ecosistem se apropie de un punct culminant, aceste tipuri sunt înlocuite cu specii Climax mai sofisticate, care, prin feedback-ul negativ adaptate la condițiile specifice ale mediului lor. Aceste specii sunt monitorizate îndeaproape capacitatea potențială a ecosistemului și să urmeze o strategie diferită - produsul puilor mai mici de lumină în succesul reproductiv al care, în condițiile micromediul de nisa sale ecologice specifice pentru a investi mai multă energie.
Dezvoltarea începe cu o comunitate pionier și se termină la punctul culminant comunitate. Această comunitate punct culminant este format atunci când flora și fauna a intrat în echilibru cu mediul local.
Similar forma heterarchies ecosistem în care homeostazia la același nivel promovează procesele homeostatice pe alt nivel integrat. De exemplu, pierderea de frunze în copac tropical matur oferă spațiu pentru creștere noi și îmbogățește solul. La fel de copac tropical reduce accesul luminii la nivelurile inferioare și ajută la prevenirea invazia altor specii. Dar copacii cad la pământ și dezvoltarea pădurii depinde de schimbarea constantă a arborilor, ciclism nutrienți, realizat de bacterii, insecte, fungi. In mod similar aceste păduri contribuie la procesele ecologice - cum ar fi reglementarea microclimatului și a ecosistemelor cicluri hidrologice, și mai multe ecosisteme diferite pot interacționa pentru a menține drenaj River homeostazia în zona biologică. bioregiunile variabilitatii joacă, de asemenea, un rol important în stabilitatea biologică homeostatic a regiunii sau biom.
homeostazia biologică
Homeostazia acționează ca caracteristicile fundamentale ale organismelor vii, și este înțeles ca menținerea mediului intern în limite tolerabile.
Mediul corp interior include organismic fluid - plasma de sânge, limfă, substanta intercelulară si lichidul cefalorahidian. Menținerea stabilității acestor fluide este vitală pentru organismele, în timp ce absența acestuia duce la deteriorarea materialului genetic.
În ceea ce privește orice organism parametru sunt împărțite în conformationala și autoritățile de reglementare. Organismul de reglementare este stocat parametru la un nivel constant, indiferent de ceea ce se întâmplă în mediul înconjurător. organismele conformaționali permit mediului pentru a determina parametrul. De exemplu, animalele cu sânge cald menține temperatura corpului constantă, în timp ce exponatul cu sânge rece o gamă largă de temperaturi.
Noi nu vorbim despre ce organisme conformaționale nu au adaptări comportamentale care le permit într-o anumită măsură, reglementa opțiunea luată. Reptilele, de exemplu, de multe ori stau pe stânci încălzite în dimineața pentru a crește temperatura corpului.
Avantajul reglementării homeostatice este că acesta permite organismului sa functioneze mai eficient. De exemplu, animalele cu sânge rece tind să devină mai lent la temperaturi scăzute, în timp ce cu sânge cald aproape la fel de activ ca niciodată. Pe de altă parte, regulamentul necesită energie. Motivul pentru care unii șerpi pot mânca doar o dată pe săptămână, este că ei petrec mult mai puțină energie pentru a menține homeostazia decât mamiferele.
homeostazia celulară
Homeostazia în corpul uman
Diverși factori afectează capacitatea fluidele corpului pentru a sustine viata. Acestea includ parametri, cum ar fi temperatura, salinitate, aciditatea și concentrația de substanțe nutritive - glucoză, diverși ioni, oxigen și deșeuri - dioxid de carbon și urină. Deoarece acești parametri afectează reacțiile chimice care mențin organismul viu, sunt construite mecanisme fiziologice pentru a le menține la nivelul dorit.
Homeostazia nu poate fi considerată cauza acestor procese inconștiente de adaptare. Ar trebui să fie luate ca o caracteristică generală a multor procese normale, acționând împreună, mai degrabă decât ca principala cauză a acestora. Mai mult decât atât, există multe fenomene biologice care nu se încadrează în acest model - de exemplu, anabolism.
alte domenii
Conceptul de „homeostazia“ este utilizat și în alte domenii.
Actuarul poate vorbi despre homeostaziei riscului. în care, de exemplu, persoanele care au instalat pe frânele nezaklinivayuschie mașină nu sunt într-o poziție sigură, în comparație cu cei cu care nu sunt instalate, pentru că acești oameni compensa inconștient pentru plimbare mai sigur vehicul riscant. Acest lucru se datorează faptului că unele dintre mecanismele de prindere - cum ar fi frica - nu se mai aplică.
Sociologii si psihologii pot vorbi despre stres homeostaziei - dorința populației sau a unui individ de a rămâne la un anumit nivel de stres, de multe ori cauzează în mod artificial de stres, în cazul în care nivelul de „natural“ de stres nu este de ajuns.
- thermotaxis
- Poate începe să tremure musculaturii scheletice, în cazul în care temperatura corpului prea mică.
- O altă formă include termogeneză emisie lipoliza căldură.
- Transpirația raceste corpul prin evaporare.
- Regulamentul chimice
- Pancreasul secreta insulina si glucagon pentru a controla nivelul de glucoză din sânge.
- Lumina produsă cu eliberare de oxigen de dioxid de carbon.
- Rinichii excreta urina si reglarea nivelului apei și numărul de ioni în organism.
Multe dintre aceste organisme sunt controlate de hormoni ai sistemului hipotalamo-hipofizar.