Біологічна система

Це виконує деяку функцію (біохімічну, фізіологічну і т.д.) структура (клітини, організм, популяція і т.д.), яка:

1. Взаємодіє з середовищем та іншими системами як єдине ціле.

2. Складається з ієрархії підсистем більш низького рівня і, в свою чергу, є розділом для систем більш високого порядку.

3. Безперервно здійснює адаптивну перебудову своєї діяльності за сигналами зворотного зв’язку.

4. Проявляє властивості самоорганізації, саморегулювання і саморозвитку.

Системи можуть носити характер:

1) відкритих, які обмінюються енергією і речовинами з середовищем свого існування;

2) закритих, які обмінюються з середовищем тільки енергією;

3) ізольованих, що не обмінюються з середовищем ні енергією, ні речовинами.

Наша планета – закрита система, що харчується сонячною енергією. Відкритий характер носять популяції, організми, органи, клітини. Проте всі вони обмежено відкриті, так як їх обмін речовин і енергії з зовнішнім середовищем контролюється і регулюється. Нарешті, системи по своїй організації можна поділити на прості, складні і дуже складні, а у функціональному плані – на детерміновані та імовірнісні.

Біосфера в цій класифікації відноситься до вельми складної імовірнісної системі. У той же час поведінка окремих особин популяції може нести цілком детермінований характер. Якщо мова йде про взаємодію елементів усередині системи, вони отримують назву ендосістемних.

До екзосістемам відносять взаємодії, в яких виявляється зв’язок елементів системи із зовнішнім середовищем. У цьому світлі організм тварини, органи людини, окремі тканини або їх кооперація в певному плані взаємодії представляють процеси, що протікають на клітинному рівні, вони можуть не вступати безпосередньо у зв’язку із зовнішнім середовищем, і тому їх відносять до ендосістемам.

Екзосістемой можна назвати популяцію, в якій кожна особина самостійно взаємодіє з навколишнім середовищем. При такій формі взаємодії виявляється виражена конкуренція подібних елементів, що призводить до їх відбору, і тим самим відбувається вдосконалення самої системи. У біосфері переважають риси ендосістемних організацій. Використовуючи перераховані вище критерії, можна характеризувати біосферу з різних сторін, застосовуючи системний підхід для виявлення зв’язку цілісних процесів біосфери з діяльністю її окремих складових частин.

Біосфера утворює складну ієрархію структур і процесів. В основі цієї побудови лежать біохімічні цикли енергетичного обміну протоплазми, яка здійснила складний шлях еволюції в унікальну для нашої біосфери систему клітини. У свою чергу клітини в комбінації з міжклітинним речовиною формують тканинні підсистеми, які послужили джерелом творення органів. Однак ця конструктивна ланцюг базується на клітинній ендосістеме, визначальною всю стратегію взаємин як підсистем організму, так і його взаємин з планетарними факторами.

Таким чином, ми повинні завжди чітко уявляти собі ланцюг морфофункціональних етапів еволюційних подій в біосфері, що визначають закономірності розвитку живих систем.

Самосборка – це найважливіший шлях, що забезпечує як еволюційний розвиток, так і в деякій мірі життєві відправлення в клітці сучасного тваринного організму. Самосборка забезпечила подальший шлях еволюції мікросфер в клітку, коли при сприятливих умовах середовища проживання реактивні ненасичені групи цих утворень з’єднуються в клеткоподобную структуру.

Мікросферу слід розглядати як модель протоклітини-першої клітини на Землі. Подальший розвиток її як еволюційної системи було спрямовано на придбання властивостей, які дозволили б їй зміцнитися в процесі взаємодії з планетарними факторами. Для цієї мети мікросфера повинна була набути властивостей самопоновлення («навчитися» синтезувати матеріал, з якого вона складалася). Ми виявляємо факт, що свідчить, як через адаптаційну реакцію жива структура повинна була вже на перших етапах свого існування забезпечити своє самоствердження в біосфері в якості ектосістеми і послужити матеріалом еволюційного процесу нового життя на Землі. Подальше рішення цього завдання знаходить вираз у становленні в організації кліткою тонких морфофункціональних пристосувань, спрямованих на синтез білка з амінокислот, що надходять у клітину з навколишнього середовища. Але найбільш яскравим актом біохімічної адаптації живої системи, що забезпечила існування і подальшу еволюцію, з’явилися вироблені нею пристосування збереження себе – повторність в тому вигляді, в якій вона виникла в силу імовірнісних подій в біосфері. Мабуть, сприятливі умови на земній поверхні, що виразилися в наявності амінокислот, води, відповідної температури, дуже довго константно зберігалися, що дозволило адаптуватися цій системі до однотипної самосборке, а при виділенні в самостійну форму існування – знайти шляхи, що підтримують себе: організацію механізму запам’ятовування самосборки (синтез нуклеїнових кислот і механізм генетичного коду) і саморегуляцію енергетичного балансу (внутрішньоклітинної енергетичної системи).

У сучасній клітці всі ці риси дуже добре розвинені:

1. Мембранний тип будови, що забезпечує прохідність речовин і внутрішньоклітинний метаболізм.

2. Внутрішньоклітинний синтез білка.

3. Наявність інформаційно-генетичної системи.

4.Образованіе мікроорганічних молекул і циклу, що забезпечує енергообмін (схема 2).

Одноклітинні живі системи – популяція їх у процесі своєї взаємодії з навколишнім середовищем, а особливо в ході з’явилася на подальших етапах еволюції конкурентної форми існування між різними живими системами (особливо мікроорганізмами) – пристосовуються до цього, виробляючи риси організації своєї системи (захисна реакція, виражена в вигляді фагоцитозу, в подальшому складається у вигляді системи імунної відповіді).

Таким чином, «блоки» першої живої системи, вироблені адаптаційним механізмом еволюції, лягли в основу багатоклітинного організму.

Посилання на основну публікацію