Biosistema yra sudėtingas biologiškai svarbių organizacijų tinklas – nuo globalių iki subatominių. Ši konceptuali iliustracija atspindi daugybę gamtoje esančių lizdų sistemų – organizmų, organų ir audinių populiacijų. Mikro ir nanoskalėje biologinių sistemų pavyzdžiai yra ląstelės, organelės, makromolekuliniai kompleksai ir reguliavimo keliai.
Organizmas kaip biosistema
Biologijoje organizmas yra bet kuri gretima gyva sistema kartu su gyvūnais, augalais, grybais, protistais ar bakterijomis. Visi žinomi būtybių tipai Žemėje gali tam tikru mastu reaguoti į dirgiklius, daugintis, augti, vystytis ir susireguliuoti (homeostazė).
Organizmą kaip biosistemą sudaro viena ar daugiau ląstelių. Dauguma vienaląsčių organizmų yra mikroskopinio masto, todėl priklauso mikroorganizmams. Žmonės yra daugialąsčiai organizmai, sudaryti iš daugybės trilijonų ląstelių, sugrupuotų į specializuotus audinius ir organus.
Daug ir įvairių biologinių sistemų
Šiuolaikinių Žemės rūšių skaičius svyruoja nuo 10 iki 14 milijonų, iš kurių tik apie 1,2 milijono buvo oficialiai užregistruota.
Sąvoka „organizmas“yra tiesiogiai susijusi su terminu „organizacija“. Galima pateikti tokį apibrėžimą: tai molekulių rinkinys, veikiantis kaip daugiau ar mažiau stabili visuma, pasižyminti gyvybės savybėmis. Organizmas kaip biosistema yra bet kokia gyva struktūra, tokia kaip augalas, gyvūnas, grybelis ar bakterijos, kuri gali augti ir daugintis. Virusai ir galimos antropogeninės neorganinės gyvybės formos į šią kategoriją neįtraukti, nes jie priklauso nuo ląstelės šeimininkės biocheminės įrangos.
Žmogaus kūnas kaip biosistema
Žmogaus kūnas taip pat gali būti vadinamas biosistema. Tai visų organų visuma. Mūsų kūnai sudaryti iš daugybės biologinių sistemų, kurios atlieka specifines kasdieniniam gyvenimui reikalingas funkcijas.
- Kraujotakos sistemos darbas yra pernešti kraują, maistines medžiagas, deguonį, anglies dioksidą ir hormonus per organus ir audinius. Jį sudaro širdis, kraujas, kraujagyslės, arterijos ir venos.
- Virškinimo sistemą sudaro daugybė tarpusavyje susijusių organų, kurie kartu leidžia organizmui įsisavinti ir virškinti maistą bei pašalinti atliekas. Tai apima burną, stemplę, skrandį, plonąją žarną, storąją žarną, tiesiąją žarną ir išangę. Kepenys ir kasataip pat atlieka svarbų vaidmenį virškinimo sistemoje, nes gamina virškinimo sultis.
- Endokrininę sistemą sudaro aštuonios pagrindinės liaukos, kurios į kraują išskiria hormonus. Šie hormonai savo ruožtu keliauja į skirtingus audinius ir reguliuoja įvairias kūno funkcijas.
- Imuninė sistema yra organizmo apsauga nuo bakterijų, virusų ir kitų kenksmingų patogenų. Tai apima limfmazgius, blužnį, kaulų čiulpus, limfocitus ir b altuosius kraujo kūnelius.
- Limfinę sistemą sudaro limfmazgiai, kanalai ir kraujagyslės, ji taip pat atlieka organizmo apsaugos vaidmenį. Jo pagrindinė užduotis yra formuoti ir judėti limfą – skaidrų skystį, kuriame yra b altųjų kraujo kūnelių, padedančių organizmui kovoti su infekcija. Limfinė sistema taip pat pašalina limfos skysčio perteklių iš kūno audinių ir grąžina jį į kraują.
- Nervų sistema kontroliuoja ir valingus (pvz., sąmoningus judesius), ir nevalingus veiksmus (pvz., kvėpavimą) ir siunčia signalus į įvairias kūno dalis. Centrinė nervų sistema apima smegenis ir nugaros smegenis. Periferinę nervų sistemą sudaro nervai, jungiantys visas kūno dalis su centrine nervų sistema.
- Kūno raumenų sistemą sudaro maždaug 650 raumenų, kurie padeda judėti, kraujotaką ir daugybę kitų fizinių funkcijų.
- Reprodukcinė sistema leidžia žmonėms daugintis. Vyrų reprodukcinė sistema apima varpą ir sėklides, kuriosgaminti spermą. Moterų reprodukcinę sistemą sudaro makštis, gimda ir kiaušidės. Apvaisinimo metu spermatozoidai susilieja su kiaušialąste, todėl susidaro apvaisintas kiaušinėlis, kuris auga gimdoje.
- Mūsų kūnus palaiko skeleto sistema, sudaryta iš 206 kaulų, kuriuos jungia sausgyslės, raiščiai ir kremzlės. Skeletas ne tik padeda mums judėti, bet ir dalyvauja kraujo kūnelių gamyboje bei kalcio kaupime. Dantys taip pat yra skeleto sistemos dalis, tačiau jie nelaikomi kaulais.
- Kvėpavimo sistema leidžia įsisavinti gyvybiškai svarbų deguonį ir pašalinti anglies dioksidą, vadinamą kvėpavimu. Jį daugiausia sudaro trachėja, diafragma ir plaučiai.
- Šlapimo sistema padeda pašalinti iš organizmo šlapalo atliekas. Jį sudaro du inkstai, du šlapimtakiai, šlapimo pūslė, du sfinkterio raumenys ir šlaplė. Inkstų gaminamas šlapimas šlapimtakiais nukeliauja į šlapimo pūslę ir iš organizmo išeina per šlaplę.
- Oda yra didžiausias žmogaus kūno organas. Jis apsaugo mus nuo išorinio pasaulio, bakterijų, virusų ir kitų patogenų, padeda reguliuoti kūno temperatūrą ir pašalinti atliekas per prakaitą. Be odos, vidinę sistemą sudaro plaukai ir nagai.
Gyvybiškai svarbūs organai
Žmonės turi penkis gyvybiškai svarbius organus, kurie yra būtini išgyvenimui. Tai smegenys, širdis, inkstai, kepenys ir plaučiai.
- Žmogaus smegenys yra kūno valdymo centras, priimantis ir perduodantisperduoda signalus kitiems organams per nervų sistemą ir per išskiriamus hormonus. Ji atsakinga už mūsų mintis, jausmus, atmintį ir bendrą pasaulio suvokimą.
- Žmogaus širdis yra atsakinga už kraujo siurbimą visame kūne.
- Inkstų užduotis yra pašalinti atliekas ir papildomą skysčių kiekį iš kraujo.
- Kepenys atlieka daugybę funkcijų, įskaitant kenksmingų cheminių medžiagų detoksikaciją, vaistų skaidymą, kraujo filtravimą, tulžies išskyrimą ir kraujo krešėjimo b altymų gamybą.
- Plaučiai yra atsakingi už deguonies pašalinimą iš oro, kuriuo kvėpuojame, ir transportavimą į kraują, kur jis gali būti išsiųstas į mūsų ląsteles. Plaučiai taip pat pašalina anglies dioksidą, kurį iškvepiame.
Įdomūs faktai
- Žmogaus kūne yra apie 100 trilijonų ląstelių.
- Vidutinis suaugęs žmogus per dieną įkvepia daugiau nei 20 000 kartų.
- Kiekvieną dieną inkstai apdoroja apie 200 litrų (50 galonų) kraujo, kad išfiltruotų apie 2 litrus atliekų ir vandens.
- Suaugusieji kasdien išskiria apie pusantro (1,42 litro) šlapimo.
- Žmogaus smegenyse yra apie 100 milijardų nervinių ląstelių.
- Vanduo sudaro daugiau nei 50 procentų suaugusio žmogaus kūno svorio.
Kodėl organizmas vadinamas biosistema?
Gyvas organizmas yra tam tikra gyvosios medžiagos organizacija. Tai biosistema, kuri, kaip ir bet kuri kita sistema, apimatarpusavyje susiję elementai, tokie kaip molekulės, ląstelės, audiniai, organai. Viskas šiame pasaulyje iš kažko susideda, tam tikra hierarchija būdinga ir gyvam organizmui. Tai reiškia, kad ląstelės susideda iš molekulių, audiniai – iš ląstelių, organai – iš audinių, o organų sistemos – iš organų. Biosistemų savybės taip pat apima atsiradimą, o tai reiškia kokybiškai naujų savybių atsiradimą, kurios atsiranda, kai elementai yra sujungti ir jų nėra ankstesniuose lygiuose.
Ląstelė kaip biosistema
Viena ląstelė taip pat gali būti vadinama visa biosistema. Tai elementarus vienetas, turintis savo struktūrą ir savo medžiagų apykaitą. Ji gali egzistuoti savarankiškai, daugintis savo rūšį ir vystytis pagal savo dėsnius. Biologijos tyrimams skirtas visas skyrius, vadinamas citologija arba ląstelių biologija.
Ląstelė yra elementari gyvenimo sistema, kurią sudaro atskiri komponentai, turintys specifinių savybių ir atliekantys savo funkcines pareigas.
Sudėtinga sistema
Biosistemą sudaro tos pačios rūšies gyvosios medžiagos: nuo makromolekulių ir ląstelių iki gyventojų bendruomenių ir ekosistemų. Ji turi šiuos organizavimo lygius:
- geno lygis;
- mobiliojo ryšio lygis;
- organai ir organų sistemos;
- organizmas ir organizmų sistemos;
- gyventojai ir gyventojų sistemos;
- bendruomenės ir ekosistemos.
Biologinisįvairių organizacijos lygių komponentai tam tikra tvarka sąveikauja su negyvąja gamta, energija ir kitais abiotiniais komponentais bei medžiagomis. Priklausomai nuo masto, skirtingos sistemos yra skirtingų disciplinų studijų objektai. Genetika užsiima genais, citologija – su ląstelėmis. Organus perima fiziologija. Organizmus tiria ichtiologija, mikrobiologija, ornitologija, antropologija ir pan.
