Биосистема - это сложная сеть биологически соответствующих организаций, от глобальных до субатомных. Эта концептуальная иллюстрация отражает множественные гнездовые системы в природе - популяции организмов, органы и ткани. В микро- и наноскопическом масштабе примерами биологических систем являются клетки, органеллы, макромолекулярные комплексы и регуляторные пути.
Организм как биосистема
В биологии организм является любой смежной живой системой наряду с животными, растениями, грибами, протистами или бактериями. Все известные типы существ на Земле способны в некоторой степени реагировать на стимулы, размножаться, расти, развиваться и саморегулироваться (гомеостаз).
Организм как биосистема состоит из одной или нескольких клеток. Большинство одноклеточных организмов имеет микроскопический масштаб и, следовательно, относятся к микроорганизмам. Люди - это многоклеточные организмы, состоящие из многих триллионов клеток, сгруппированных в специализированные ткани и органы.
Множество и разнообразие биологических систем
Оценки количества современных видов Земли колеблются от 10 до 14 миллионов, из которых только около 1,2 миллиона были официально задокументированы.
Термин «организм» напрямую связан с термином «организация». Можно дать следующее определение: это сборка молекул, функционирующих как более или менее устойчивое целое, которое проявляет свойства жизни. Организм как биосистема - это любая живая структура, такая как растение, животное, гриб или бактерии, которая способна расти и размножаться. Из этой категории исключаются вирусы и возможные антропогенные неорганические формы жизни, поскольку они зависят от биохимического механизма клетки-хозяина.
Тело человека как биосистема
Человеческий организм также можно назвать биосистемой. Это совокупность всех органов. Наши тела состоят из ряда биологических систем, которые выполняют конкретные функции, необходимые для повседневной жизни.
- Работа системы кровообращения заключается в перемещении крови, питательных веществ, кислорода, углекислого газа и гормонов по органам и тканям. Она состоит из сердца, крови, кровеносных сосудов, артерий и вен.
- Пищеварительная система состоит из ряда соединенных органов, которые вместе позволяют организму поглощать и переваривать пищу, а также занимается удалением отходов. Она включает в себя рот, пищевод, желудок, тонкую кишку, толстую кишку, прямую кишку и анус. Печень и поджелудочная железа также играют важную роль в пищеварительной системе, потому что они производят пищеварительные соки.
- Эндокринная система состоит из восьми основных желез, которые выделяют гормоны в кровь. Эти гормоны, в свою очередь, путешествуют по разным тканям и регулируют различные функции организма.
- Иммунная система является защитой организма от бактерий, вирусов и других вредных патогенов. Она включает лимфатические узлы, селезенку, костный мозг, лимфоциты и лейкоциты.
- Лимфатическая система включает в себя лимфатические узлы, протоки и сосуды, а также играет роль в качестве защитных сил организма. Ее основная задача - это образовать и перемещать лимфу, прозрачную жидкость, содержащую белые кровяные клетки, которые помогают организму бороться с инфекцией. Лимфатическая система также удаляет избыток лимфатической жидкости из телесных тканей и возвращает ее в кровь.
- Нервная система контролирует как добровольные (например, сознательное движение), так и непроизвольные действия (например, дыхание), и посылает сигналы к различным частям тела. Центральная нервная система включает головной и спинной мозг. Периферическая нервная система состоит из нервов, которые соединяют каждую часть тела с центральной нервной системой.
- Мышечная система тела состоит из около 650 мышц, которые помогают в движении, кровообращении и выполняют ряд других физических функций.
- Репродуктивная система позволяет людям размножаться. Мужская репродуктивная система включает пенис и семенники, которые производят сперму. Женская репродуктивная система состоит из влагалища, матки и яичников. Во время зачатия сперматозоиды сливаются с яйцеклеткой, которая создает оплодотворенное яйцо, что растет в матке.
- Наши тела поддерживаются скелетной системой, состоящей из 206 костей, которые связаны сухожилиями, связкями и хрящами. Скелет не только помогает нам двигаться, но также участвует в производстве клеток крови и хранении кальция. Зубы также являются частью скелетной системы, но они не считаются костями.
- Дыхательная система позволяет принимать жизненно важный кислород и удалять углекислый газ в процессе, который мы называем дыханием. Она состоит в основном из трахеи, диафрагмы и легких.
- Мочевая система помогает устранить ненужный продукт под названием мочевина из организма. Она состоит из двух почек, двух мочеточников, мочевого пузыря, двух мышц сфинктера и уретры. Моча, произведенная почками, перемещается вниз по мочеточникам в мочевой пузырь и выходит из организма через уретру.
- Кожа является самым большим органом человеческого тела. Она защищает нас от внешнего мира, бактерий, вирусов и других патогенов, а также помогает регулировать температуру тела и устранять отходы через пот. В дополнение к коже, покровная система включает волосы и ногти.
Жизненно важные органы
У людей есть пять жизненно важных органов, которые необходимы для выживания. Это мозг, сердце, почки, печень и легкие.
- Человеческий мозг является центром управления тела, приема и передачи сигналов в другие органы через нервную систему и через секретируемые гормоны. Он отвечает за наши мысли, чувства, память и общее восприятие мира.
- Человеческое сердце является ответственным за перекачку крови по всему нашему телу.
- Работа почек заключается в удалении отходов и дополнительной жидкости из крови.
- Печень имеет множество функций, в том числе детоксикация вредных химических веществ, распад лекарственных средств, фильтрация крови, секреция желчи и производство белков для свертывания крови.
- Легкие отвечают за удаление кислорода из воздуха, которым мы дышим и перенос его в нашу кровь, где он может быть направлен в наши клетки. Легкие также удаляют углекислый газ, который мы выдыхаем.
Забавные факты
- В человеческом теле содержится около 100 триллионов клеток.
- Средний взрослый совершает более 20 000 вдохов в день.
- Каждый день почки обрабатывают около 200 квартов (50 галлонов) крови, чтобы отфильтровать около 2 кварт отходов и воды.
- Взрослые люди выделяют около четверти с половиной (1,42 литра) мочи каждый день.
- Человеческий мозг содержит около 100 миллиардов нервных клеток.
- Вода составляет более 50 процентов от веса тела взрослого человека.
Почему организм называют биосистемой?
Живой организм является определенной организацией живой материи. Он является биосистемой, которая, как и любая другая система, включает в себя взаимосвязанные между собой элементы, например молекулы, клетки, ткани, органы. Все в этом мире из чего-то состоит, определенная иерархичность свойственна и живому организму. Это означает, что из молекул состоят клетки, из клеток - ткани, из тканей - органы, из органов - системы органов. Свойства биосистем также включают эмерджентность, что означает появление качественно новых характеристик, присутствующих при объединении элементов и отсутствующих на предыдущих уровнях.
Клетка как биосистема
Одну единственную клетку также можно назвать полноценной биосистемой. Это элементарная единица, имеющая свое строение и собственный обмен веществ. Она способна существовать самостоятельно, воспроизводить себе подобных и развиваться по собственным законам. В биологии есть целый раздел, посвященный ее изучению, который называется цитологией или клеточной биологией.
Клетка - это элементарная живая система, включающая в себя отдельные компоненты, которые имеют специфические особенности и выполняют свои функциональные обязанности.
Сложная система
Биосистема состоит из однотипного живого вещества: от макромолекул и клеток до популяционных сообществ и экосистем. В ней существуют следующие уровни организации:
- генный уровень;
- клеточный уровень;
- органы и системы органов;
- организмы и системы организмов;
- популяции и популяционные системы;
- сообщества и экосистемы.
Биологическое составляющие различных уровней организации в определенном порядке вступают во взаимодействие с неживой природой, энергией и другими абиотическими компонентами и веществами. В зависимости от масштаба, разные системы являются предметами изучения разных дисциплин. Генами занимается генетика, клетки рассматривает цитология. Органы берет на себя физиология. Организмы изучает ихтиология, микробиология, орнитология, антропология и так далее.
