Особливості та роль гомеостазу

Будь-яка система в динамічній рівновазі бажає досягти стійкого стану, балансу, який протистоїть зовнішнім змінам. Коли така система порушена, вбудовані регулюючі пристрої реагують на відхилення, щоб встановити новий баланс. Такий процес є одним з елементів управління зі зворотним зв’язком. Прикладами гемеостатичної регуляції є всі процеси інтеграції та координації функцій, опосередковані електричними ланцюгами і нервовими або гормональними системами.

Іншим прикладом гомеостатической регуляції в механічній системі є дія регулятора кімнатної температури або термостата. Серцем термостата є біметалічна смуга, яка реагує на зміни температури, завершуючи або порушуючи електричний ланцюг. Коли приміщення охолоджується, то контур завершується і включається обігрів, а температура піднімається. На заданому рівні ланцюг переривається, піч зупиняється, і температура падає.

Однак біологічні системи, які мають велику складність, мають регуляторами, які складно порівнювати з механічними пристроями.

Як зазначалося раніше, термін гомеостаз відноситься до підтримки внутрішнього середовища тіла в вузьких і жорстко контрольованих межах. Основними функціями, важливими для підтримки гомеостазу, є баланс рідини і електроліту, регулювання кислотного середовища, терморегуляція і метаболічний контроль.

Контроль температура тіла у людей вважається відмінним прикладом гомеостазу в біологічній системі. Нормальна температура тіла людини становить близько 37 ° C, але різні чинники можуть впливати на цей показник, включаючи гормони, швидкість метаболізму і хвороби, що призводять до надмірно високих або низьких температур. Регулювання температури тіла контролюється областю мозку, званої Гіпоталамус.

Зворотній зв’язок про температуру тіла переноситься через кровотік в мозок і призводить до компенсаційних коректувань в швидкості дихання, рівні цукру в крові і швидкості метаболізму. Втрата тепла у людей забезпечується зменшенням активності, потовиділенням і механізмами теплообміну, які дозволяють більшій кількості крові циркулювати поблизу поверхні шкіри.

Зниження втрат тепла здійснюється за рахунок ізоляції, зменшення циркуляції на шкірі і культурних змін, таких як використання одягу, житла і сторонніх джерел тепла. Діапазон між високими і низькими рівнями температури тіла становить гомеостатическое плато – «нормальний» діапазон, який підтримує життя. У міру наближення до будь-якої з двох крайнощів, коригувальну дію (через негативний зворотний зв’язок) повертає систему в нормальний діапазон.

Концепція гомеостазу також застосовується до екологічних умов. Вперше запропонована американським екологом Робертом Макартуром в 1955 році ідея, що гомеостаз в екосистемах є продуктом поєднання біорізноманіття та великої кількості екологічних взаємодій, що відбуваються між видами.

Таке припущення вважалося концепцією, яка могла б допомогти пояснити стійкість екологічної системи, тобто її збереження як певного типу екосистеми з плином часу. З тих пір концепція дещо змінилася, і включила неживу складову екосистеми. Цей термін використовувався багатьма екологами для опису взаємності, яка відбувається між живими і неживими складовими екосистеми для підтримки статус-кво.

Гіпотеза Геї – модель Землі, запропонована англійським вченим Джеймсом Лавлоком, яка розглядає різні живі і неживі складові, як компоненти більшої системи або єдиного організму, роблячи припущення, що колективні зусилля окремих організмів вносять вклад в гомеостаз на планетарному рівні.

...
ПОДІЛИТИСЯ: