Pengaturan diri dalam biologi - itu ... Konsep self-regulation sistem kehidupan

Pengaturan diri dalam biologi - itu adalah salah satu sifat yang paling penting dari sistem hidup adalah instalasi otomatis dan dukungan dari tingkat tertentu diperlukan untuk parameter fungsi normal. Inti dari proses ini adalah bahwa tidak ada pengaruh eksternal tidak manajer. faktor membimbing berubah terbentuk dalam sistem mengatur diri sendiri, dan berkontribusi pada penciptaan keseimbangan dinamis. Yang timbul dari proses ini mungkin bersifat siklis dan melanjutkan memudar sebagai lipat atau hilangnya kondisi tertentu.

Self-regulasi: pentingnya istilah biologi

Setiap sistem hidup, dari sel dan berakhir biogeocenosis, terus-menerus terkena luar berbagai faktor. Mengubah kondisi suhu, kelembaban selesai makanan atau antarspesies diperketat kompetisi - massa Contoh. Dengan demikian kelangsungan hidup sistem apapun tergantung pada kemampuannya untuk mempertahankan lingkungan internal yang konstan (homeostasis). Itu untuk mencapai tujuan tersebut, dan ada self-regulation. Definisi tersebut menyiratkan bahwa perubahan lingkungan tidak faktor paparan langsung. Mereka diubah menjadi sinyal yang menyebabkan ketidakseimbangan tertentu dan menyebabkan peluncuran mekanisme pengaturan diri untuk membawa sistem kembali ke keadaan stabil. Pada setiap tingkat interaksi ini faktor terlihat berbeda, sehingga untuk memahami apa kontrol diri, biarkan mereka secara lebih rinci.

Tingkat organisasi kehidupan materi

Ilmu pengetahuan modern menganut konsep, yang menurut semua benda alam dan sosial adalah sistem. Mereka terdiri dari unsur-unsur yang terpisah, terus-menerus berinteraksi pada beberapa undang-undang. Hidup benda yang ada pengecualian untuk aturan ini, mereka juga sistem dengan hirarki internal dan multi-level struktur sendiri. Selain itu, struktur ini memiliki fitur yang menarik. Setiap sistem secara bersamaan dapat menjadi anggota dari tingkat yang lebih tinggi dan menjadi agregat (yaitu semua sistem yang sama) tingkat urutan lebih rendah. Misalnya, kayu - elemen kayu dan sistem secara bersamaan multiseluler.

Untuk menghindari kebingungan, dalam biologi biasanya dianggap empat tingkat dasar organisasi hidup:

• Genetika Molekuler;
• ontogenetic (organisme - dari sel ke manusia);
• populasi spesies;
• biogeocenotic (tingkat ekosistem).

teknik self-regulation

Proses yang terjadi di masing-masing tingkat terlihat skala yang berbeda, sumber energi dan hasil-hasilnya, tetapi serupa di alam. Di jantung dari mereka adalah metode yang sama dari sistem pengaturan diri. Pertama-tama, itu adalah mekanisme umpan balik. Ini tersedia dalam dua bentuk: positif dan negatif. Ingat bahwa hubungan langsung melibatkan transfer informasi dari satu komponen sistem ke sistem lain, sebaliknya mengalir dalam arah yang berlawanan, dari kedua pertama. Pada saat yang sama, dan dia dan yang lainnya mengubah keadaan komponen penerima.

umpan balik positif mengarah pada fakta bahwa proses, yang pertama kali dilaporkan elemen kedua, tetap dan terus dilakukan. Sebuah proses serupa adalah inti dari setiap pertumbuhan dan perkembangan. Elemen kedua terus mengisyaratkan pertama pada kebutuhan untuk melanjutkan proses yang sama. Ketika sistem ini terganggu stabilitas.

Mekanisme utama

Di lain bekerja umpan balik negatif. Hal ini menyebabkan munculnya perubahan baru, sebaliknya yang elemen pertama dari kedua dilaporkan. Akibatnya, dihilangkan dan menghentikan proses, mengganggu keseimbangan, dan sistem menjadi stabil lagi. Sebuah analogi sederhana - kerja besi: suhu terdeteksi adalah sinyal untuk mematikan elemen pemanas. umpan balik negatif adalah dasar dari semua proses yang terlibat dalam mempertahankan homeostasis.

kelengkapan

Pengaturan diri dalam biologi - sebuah proses yang meliputi semua level tersebut. Its tujuan - untuk menjaga keseimbangan dinamis dari lingkungan internal. Karena inklusifitas proses di pusat sehingga banyak bagian ilmu alam adalah self-regulation. Dalam biologi, sitologi ini, fisiologi, hewan dan ekologi tumbuhan. Masing-masing dari disiplin ilmu yang terlibat dalam tingkat individu. Pertimbangkan bahwa seperti self-regulation, di tingkat utama organisasi kehidupan.

tingkat intraseluler

Dalam setiap sel untuk menjaga keseimbangan yang berkelanjutan dari lingkungan internal mekanisme kimia terutama digunakan. Di antara mereka peran sentral dalam regulasi gen memainkan kontrol yang tergantung produksi protein.

Sifat siklik dari proses mudah dilihat di akhir rantai enzimatik produk ditekan. Tujuan dari kegiatan entitas tersebut dalam pengolahan zat kompleks menjadi sederhana. Dalam hal ini produk akhir mirip dengan struktur enzim pertama dalam rantai. Properti ini memainkan peran penting dalam mempertahankan homeostasis. produk mengikat enzim dan menghambat aktivitasnya sebagai akibat dari perubahan struktural yang kuat. Hal ini terjadi hanya setelah melebihi konsentrasi yang terbatas zat tingkat diperbolehkan. Akibatnya, berhenti proses fermentasi dan produk selesai digunakan oleh sel untuk kebutuhan sendiri. Setelah beberapa waktu, tingkat materi turun di bawah nilai yang diizinkan. Ini merupakan sinyal untuk memulai fermentasi: protein terputus dari proses penghambatan enzim berhenti dan mulai lagi.

meningkatnya kompleksitas

Pengaturan diri di alam selalu didasarkan pada prinsip umpan balik dan umumnya berlangsung dalam skenario yang sama. Namun, di setiap tingkat berikutnya, ada faktor-faktor yang menyulitkan proses. Untuk sel keteguhan penting dari lingkungan internal, mempertahankan nilai tertentu dari konsentrasi zat yang berbeda. Pada tingkat berikutnya dari proses pengaturan diri dirancang untuk memecahkan lebih banyak masalah. Oleh karena itu, dalam organisme multisel ada seluruh sistem yang mendukung homeostasis. Ini sistem pernapasan, alokasi, sirkulasi dan sejenisnya. Studi tentang evolusi flora dan fauna dengan mudah membuat jelas bahwa sebagai kompleksitas struktur dan lingkungan eksternal untuk meningkatkan mekanisme pengaturan diri.

tingkat organisme

Yang terbaik adalah lingkungan internal yang konstan dipertahankan pada mamalia. Dasar untuk pengembangan diri regulasi dan pelaksanaannya - adalah sistem saraf dan humoral. Terus-menerus berinteraksi, mereka mengontrol proses yang terjadi di dalam tubuh, berkontribusi pada penciptaan dan pemeliharaan keseimbangan dinamis. otak menerima sinyal dari serabut saraf hadir di setiap tubuh. Ini juga mengumpulkan informasi dari kelenjar endokrin. Hubungan peraturan saraf dan hormon sering memberikan kontribusi penataan ulang hampir seketika dari proses.

umpan balik

kinerja sistem dapat dilihat dalam menjaga tekanan darah. Semua perubahan indikator ini menangkap reseptor spesifik yang terletak pada pembuluh darah. Peningkatan atau penurunan tekanan mempengaruhi ketegangan dinding kapiler, pembuluh darah dan arteri. Itu pada perubahan ini dan bereaksi reseptor. Sinyal ditransmisikan ke pusat pembuluh darah, dan dari sana lanjutkan "indikasi" tentang bagaimana untuk menyesuaikan nada pembuluh dan jantung. Terhubung dan sistem regulasi neurohormonal. Akibatnya, tekanan kembali normal. Sangat mudah untuk dicatat bahwa dasar dari sistem regulasi kerja sama tim masih mekanisme umpan balik yang sama.

Di kepala semua

Pengaturan diri, definisi penyesuaian tertentu untuk kegiatan tubuh, mendasari semua perubahan tubuh, reaksi terhadap rangsangan eksternal. Efek stres dan stres yang konstan dapat menyebabkan hipertrofi dari organ-organ tertentu. Contoh ini dikembangkan otot-otot atlet dan peningkatan peminat freediving cahaya. Paparan stres sering penyakit. Hipertrofi jantung - sebuah fenomena yang sering pada orang dengan diagnosis obesitas. Ini adalah respon tubuh terhadap kebutuhan untuk meningkatkan beban pada memompa darah.

mekanisme pengaturan diri terletak pada dasar respon fisiologis yang terjadi ketika ketakutan. Seperti darah dilemparkan sejumlah besar hormon adrenalin, yang menyebabkan sejumlah perubahan: peningkatan konsumsi oksigen, meningkatkan jumlah glukosa, peningkatan denyut jantung dan mobilisasi sistem muskuloskeletal. Total saldo dipertahankan karena pembayaran aktivitas komponen lainnya, memperlambat pencernaan, refleks seksual menghilang.

keseimbangan dinamis

Perlu dicatat bahwa homeostasis, di tingkat apa pun itu dipertahankan, tidak ada yang mutlak. Semua parameter dari lingkungan internal dipertahankan dalam interval nilai tertentu dan selalu berfluktuasi. Oleh karena itu, berbicara tentang keseimbangan dinamis dari sistem. Hal ini penting di sini bahwa nilai parameter tertentu tidak melampaui fluktuasi koridor disebut, jika proses dapat menjadi patologis.

Keberlanjutan dan self-regulation ekosistem

Biogeocoenosis (ekosistem) terdiri dari dua struktur yang saling berhubungan: biocenosis dan biotope. Yang pertama merupakan totalitas dari makhluk hidup daerah. Biotope - faktor tak hidup lingkungan di mana biocenosis hidup. Kondisi lingkungan, terus-menerus mempengaruhi organisme dibagi menjadi tiga kelompok:

• faktor lingkungan abiotik: suhu, cahaya, kelembaban dan unsur-unsur lain dari alam benda mati;
• biotik faktor lingkungan: dampak satu organisme ke yang lain, dipisahkan oleh persaingan, simbiosis, parasitisme dan predasi;
• faktor lingkungan antropogenik - paparan manusia.

Menyimpan berarti homeostasis kesejahteraan organisme dalam lingkungan eksternal konstan dan mengubah faktor internal. Biogeocoenosis mendukung self-regulation terutama didasarkan pada sistem link trofik. Mereka adalah rantai yang relatif tertutup oleh yang mengalir energi. Produsen (tanaman dan hemobakterii) menerima itu dari matahari atau dari reaksi kimia, menciptakan dengan itu materi organik yang consuments makan (herbivora, karnivora, omnivora) beberapa kali lipat. pengurai berada di tahap terakhir dari siklus (bakteri, beberapa spesies cacing) yang menguraikan bahan organik menjadi unsur-unsur pembentuknya. Mereka sekali lagi masuk ke dalam sistem dalam bentuk makanan bagi produsen.

Keteguhan dari siklus dijamin oleh fakta bahwa beberapa spesies makhluk hidup adalah di setiap tingkat. Pada hilangnya rantai beberapa dari mereka digantikan di mirip dalam fungsi mereka.

tindakan eksternal

Mempertahankan homeostasis disertai dengan paparan konstan ke luar. Mengubah sekitar kondisi ekosistem menyebabkan kebutuhan untuk menyesuaikan proses internal. Mengidentifikasi beberapa kriteria keberlanjutan:

• potensi reproduksi yang tinggi dan seimbang individu;
• organisme adaptasi individu terhadap perubahan kondisi lingkungan;
• keanekaragaman jenis dan rantai makanan bercabang.

Ketiga kondisi kondusif untuk pemeliharaan ekosistem dalam keadaan keseimbangan dinamis. Dengan demikian, self-regulation tingkat biogeocoenose dalam biologi - reproduksi hewan, pelestarian populasi dan faktor lingkungan stabilitas. Dengan demikian, seperti dalam kasus organisme individu, keseimbangan sistem tidak bisa menjadi mutlak.

Konsep self-regulation dari sistem hidup mendistribusikan dijelaskan pola dan pada masyarakat manusia dan lembaga-lembaga publik. Banyak digunakan prinsip-prinsip dan psikologi. Bahkan, ini adalah salah satu teori dasar ilmu pengetahuan modern.