Självreglering i biologi är ... Begreppet självreglering av levande system

Självreglering i biologi är en av de viktigasteegenskaper hos ett levande system, som består i automatisk installation och underhåll av en viss nivå av parametrar som är nödvändiga för normal drift. Kärnan i processen är att ingen yttre påverkan blir chefer. De faktorer som styr förändringen bildas inom det självreglerande systemet och bidrar till skapandet av en dynamisk jämvikt. Processerna som uppstår i detta fall kan vara cykliska i naturen, blekna och återupptas när vissa villkor kollapsar eller försvinner.

Självreglering: meningen med den biologiska termen

Alla levande system, från cellen ochsom slutar med biogeocenos, exponeras ständigt för yttre påverkan från en rad olika faktorer. Temperaturförhållandena förändras, fuktighet, matfyllning eller inter-species-tävling blir hårdare - exempel kan vara massa. I det här fallet beror allt systemets livskraft på dess förmåga att upprätthålla konsistensen hos den interna miljön (homeostas). Det är för att uppnå detta mål och det finns självreglering. Definitionen av begreppet innebär att förändringar i den yttre miljön inte är omedelbara påverkan. De omvandlas till signaler som orsakar denna eller den obalans och leder till lanseringen av självreglering mekanismer utformade för att återställa systemet till ett stabilt tillstånd. På varje nivå ser denna växelverkan av faktorer annorlunda ut, för att förstå vad självreglering är, låt oss dölja dem mer ingående.

Levnadsnivåer för levnadsfrågor

Modern vetenskap följerKonceptet att alla naturliga och sociala föremål är system. De består av separata element, som kontinuerligt interagerar enligt vissa lagar. Levande objekt är inte ett undantag från denna regel, de är också system med intern hierarki och flernivåstruktur. Och strukturen har en intressant funktion. Varje system kan samtidigt representera ett element på en högre nivå och vara en samling (det vill säga samma system) av nivåer av en lägre ordning. Till exempel är ett träd ett element i en skog och samtidigt ett multicellulärt system.

För att undvika förvirring, är det i biologi vanligt att överväga fyra grundläggande nivåer av organisationen av de levande:

• Molekylära Genetics;
• ontogenetisk (organism - från cellen till personen);
• populations-arter;
• biogeocenotiska (ekosystemnivå).

Metoder för självreglering

Processerna som äger rum på var och en av dessa nivåer,Det ser annorlunda skala, energikällan och dess resultat, men snarlika. I hjärtat av dem är samma metoder för system för självreglering. Först och främst är detta återkopplingsmekanismen. Det är möjligt i två versioner: positivt och negativt. Minns att en direkt anslutning innebär överföring av information från en systemkomponent till en annan, strömmar den omvända i den motsatta riktningen, från den andra till den första. Samtidigt, och hon och den andra ändrar tillståndet hos den mottagande komponenten.

Positiv återkoppling leder till attprocesser, av vilka det första elementet informerade den andra, är fasta och fortsätter att genomföras. En sådan process ligger till grund för tillväxt och utveckling. Det andra elementet signalerar kontinuerligt till den första om behovet av att fortsätta samma processer. Samtidigt störs systemets stabilitet.

Huvudmekanismen

Annars fungerar negativ feedback. Det leder till utseendet av nya förändringar, motsatsen till dem som den första delen informerade om den andra. Som ett resultat elimineras och avslutas processer som bryter mot jämvikt, och systemet blir återigen stabilt. En enkel analogi är järnens funktion: en viss temperatur är en signal för att stänga av värmeelementet. Negativ feedback är kärnan i alla processer som är förknippade med att upprätthålla homeostas.

fullständighet

Självreglering i biologi är en process,piercing alla dessa nivåer. Dess syfte är att bevara den dynamiska jämvikten, beständigheten hos den interna miljön. På grund av delaktighet i processen i centrum av så många naturvetenskapliga sektioner är självreglering. I biologi, denna cytologi, fysiologi, djur- och växtekologi. Var och en av disciplinerna behandlar en separat nivå. Låt oss överväga vilken självreglering som ligger i de grundläggande stadierna av den levande organisationen.

Den intracellulära nivån

I varje cell för att upprätthålla en hållbarjämvikt i den interna miljön används främst kemiska mekanismer. Bland dem spelas huvudrollen i reglering av kontrollen av gener på vilka produktion av proteiner beror.

Processens cykliska karaktär är lättspåra på exemplet av enzymatiska kedjor undertryckta av slutprodukterna. Syftet med verksamheten hos sådana enheter vid bearbetning av komplexa ämnen till enklare. Slutprodukten är liknande i strukturen till det första enzymet i kedjan. Denna egenskap spelar en nyckelroll för att upprätthålla homeostas. Produkten binds till enzymet och undertrycker sin aktivitet som ett resultat av en stark strukturförändring. Detta sker först efter att koncentrationen av den slutliga substansen har överskridit den tillåtna nivån. Som ett resultat stannar fermenteringsprocessen, och den färdiga produkten används redan av buret för sina egna behov. Efter ett tag faller ämnets nivå under det tillåtna värdet. Detta är signalen för att starta fermentering: proteinet är lossnat från enzymet, stoppningen av processen slutar och allt börjar igen.

Ökad komplexitet

Självreglering i naturen är alltid baserad påprincipen om återkoppling och generellt fortskrider enligt ett liknande scenario. Men på varje nästa nivå förekommer faktorer som komplicerar processen. För cellen är beständigheten hos den inre miljön viktig, bibehållande av en viss koncentration av olika ämnen. På nästa nivå är processen med självreglering utformad för att lösa många fler problem. Därför framträder multicellulära organismer hela system som stöder homeostas. Dessa är andningsorgan, sekretioner, blodcirkulation och liknande. Undersökningen av utvecklingen av djur- och växtvärlden gör det klart att hur mekanismen för självreglering förbättras, eftersom strukturen och yttre förhållanden blir mer komplicerade.

Organism nivå

Konsistensen i den interna miljön är bästbibehålls i däggdjur. Grunden för utvecklingen av självreglering och dess genomförande är ett nervöst och humoralt system. Kontinuerligt interagerande styr de processer som förekommer i kroppen, bidrar till skapandet och upprätthållandet av dynamisk jämvikt. Hjärnan tar emot signaler från nervfibrerna som finns i alla delar av kroppen. Information som flyter från endokrina körtlar rinner också här. Sammankopplingen av nervös och hormonell reglering bidrar till den nästan omedelbara omstruktureringen av pågående processer.

återkoppling

Systemets arbete kan spåras genom ett exempelupprätthållande av arteriellt tryck. Alla ändringar i denna indikator fångas av speciella receptorer på fartygen. Ökningen eller minskningen av trycket påverkar sträckningen av väggarna i kapillärerna, venerna och artärerna. Det är för dessa förändringar som receptorerna reagerar. Signalen sänds till kärlcentrum, och därifrån vidare "indikation" om hur man justerar tonen i kärlen och hjärtat. Systemet med neurohumoral reglering är också kopplad. Som ett resultat återgår trycket till normalt. Det är lätt att se att samma mekanism för återkoppling ligger i hjärtat av det harmoniska arbetet i regelverket.

På huvudet av alla

Självreglering, bestämning av vissa justeringari organismens aktivitet ligger till grund för alla förändringar i kroppen, dess reaktioner på yttre stimuli. Stress och permanent belastning kan leda till hypertrofi hos vissa organ. Ett exempel på detta är de utlösta musklerna hos idrottare och de ökade lungorna av fans av friluftsliv. Stress är ofta en sjukdom. Hypertrofi i hjärtat är inte ovanligt hos personer som diagnostiserats med fetma. Detta är kroppens svar på behovet av att öka belastningen av blodpumpning.

Självregleringens mekanismer ligger i grunden förfysiologiska reaktioner som uppstår under skräck. I blodet frigörs en stor del av adrenalinhormonet, vilket orsakar ett antal förändringar: ökad syreförbrukning, ökade mängder glukos, ökad hjärtfrekvens och mobilisering av muskelsystemet. I det här fallet upprätthålls det totala balansen på grund av återbetalning av aktiviteten hos andra komponenter: nedbrytningen saktar ner, sexuella reflexer försvinner.

Dynamisk balans

Det bör noteras att homeostas, oavsett nivådet är inte bevarat, det är inte absolut. Alla parametrar för den interna miljön bibehålls inom ett visst antal värden och oscilleras hela tiden. Därför talar de om en dynamisk jämvikt i systemet. Det är viktigt samtidigt att värdet av en viss parameter inte går utöver den så kallade oscillationskorridoren, annars kan processen bli patologisk.

Hållbarhet och självreglering av ekosystemet

Biogeocenos (ekosystem) består av tvåsammankopplade strukturer: biokenos och biotop. Den första är hela uppsättningen levande varelser i ett visst område. Biotoper är faktorerna för den livlösa miljön där biokenos lever. Miljömässiga förhållanden som ständigt påverkar organismer är indelade i tre grupper:

• abiotiska miljöfaktorer: temperatur, ljus, fuktighet och andra delar av döda naturen;
• biotiska miljöfaktorer: påverkan av vissa organismer på andra, är indelade i tävling, symbios, parasitism och predation;
• antropogena miljöfaktorer - mänsklig påverkan.

Behållning av homeostas innebär välbefinnandeorganismer i förhållanden med konstant miljöpåverkan och förändrade interna faktorer. Biogeocoenosis stöder självreglering är huvudsakligen baserad på ett system med trofiska länkar. De är en relativt sluten kedja genom vilken energi strömmar. Producenter (växter och hemobakterii) som fick den från solen eller från kemiska reaktioner, skapar med det det organiska materialet som matas consuments (gräsätare, köttätare, allätare) flera storleksordningar. nedbrytare är i det sista skedet av cykeln (bakterier, vissa arter av maskar) som sönderdelas organiskt material till dess beståndsdelar. De införs igen i systemet i form av mat till producenterna.

Konjunkturens konstantitet säkerställs av det faktum att på varje nivå finns flera typer av levande varelser. Om någon av dem faller ur kedjan, ersätts de av en liknande funktion.

Extern påverkan

Underhålla homeostas åtföljs av en konstantpåverkan från utsidan. Att förändra ekosystemets villkor leder till behovet av att anpassa interna processer. Det finns flera kriterier för hållbarhet:

• hög och balanserad reproduktiv potential hos individer
• anpassning av enskilda organismer till förändrade miljöförhållanden
• artdiversitet och förgrenade livsmedelskedjor.

Dessa tre villkor hjälper till att behållaekosystem i ett tillstånd av dynamisk jämvikt. På biogeocenosnivå är självreglering i biologi således reproduktion av individer, bevarande av antal och motstånd mot miljöfaktorer. I det här fallet, som i fallet med en separat organism, kan systemets jämvikt inte vara absolut.

Begreppet självreglering av levande systemsträcker de beskrivna mönstren till mänskliga samhällen och sociala institutioner. Dess principer används ofta också i psykologi. Faktum är att detta är en av de grundläggande teorierna för modern naturvetenskap.