Biosistēma ir sarežģīts bioloģiski nozīmīgu organizāciju tīkls, sākot no globālas līdz subatomiskām. Šī konceptuālā ilustrācija atspoguļo vairākas ligzdošanas sistēmas dabā - organismu, orgānu un audu populācijas. Mikro- un nanomērogā bioloģisko sistēmu piemēri ir šūnas, organellas, makromolekulārie kompleksi un regulējošie ceļi.
Organisms kā biosistēma
Bioloģijā organisms ir jebkura blakus esošā dzīvā sistēma kopā ar dzīvniekiem, augiem, sēnēm, protistiem vai baktērijām. Visi zināmie būtņu veidi uz Zemes spēj zināmā mērā reaģēt uz stimuliem, vairoties, augt, attīstīties un pašregulēties (homeostāze).
Organisms kā biosistēma sastāv no vienas vai vairākām šūnām. Lielākā daļa vienšūnu organismu atrodas mikroskopiskā mērogā un tāpēc pieder pie mikroorganismiem. Cilvēki ir daudzšūnu organismi, kas sastāv no daudziem triljoniem šūnu, kas sagrupētas specializētos audos un orgānos.
Daudzas un dažādas bioloģiskās sistēmas
Aplēses par mūsdienu Zemes sugu skaitu svārstās no 10 līdz 14 miljoniem, no kurām tikai aptuveni 1,2 miljoni ir oficiāli dokumentēti.
Jēdziens "organisms" ir tieši saistīts ar terminu "organizācija". Var sniegt šādu definīciju: tā ir molekulu kopums, kas funkcionē kā vairāk vai mazāk stabils veselums, kas parāda dzīvības īpašības. Organisms kā biosistēma ir jebkura dzīva struktūra, piemēram, augs, dzīvnieks, sēne vai baktērijas, kas spēj augt un vairoties. Vīrusi un iespējamās antropogēnās neorganiskās dzīvības formas no šīs kategorijas ir izslēgtas, jo tās ir atkarīgas no saimniekšūnas bioķīmiskās iekārtas.
Cilvēka ķermenis kā biosistēma
Cilvēka ķermeni var saukt arī par biosistēmu. Tas ir visu orgānu kopums. Mūsu ķermenis sastāv no vairākām bioloģiskām sistēmām, kas veic īpašas funkcijas, kas nepieciešamas ikdienas dzīvē.
- Asinsrites sistēmas darbs ir pārvietot asinis, barības vielas, skābekli, oglekļa dioksīdu un hormonus caur orgāniem un audiem. Tas sastāv no sirds, asinīm, asinsvadiem, artērijām un vēnām.
- Gremošanas sistēmu veido vairāki savstarpēji saistīti orgāni, kas kopā ļauj organismam absorbēt un sagremot pārtiku, kā arī izvadīt atkritumus. Tas ietver muti, barības vadu, kuņģi, tievo zarnu, resno zarnu, taisno zarnu un tūpļa. Aknas un aizkuņģa dziedzerisarī spēlē svarīgu lomu gremošanas sistēmā, jo tie ražo gremošanas sulas.
- Endokrīnā sistēma sastāv no astoņiem galvenajiem dziedzeriem, kas izdala hormonus asinīs. Šie hormoni savukārt ceļo uz dažādiem audiem un regulē dažādas ķermeņa funkcijas.
- Imūnsistēma ir ķermeņa aizsardzība pret baktērijām, vīrusiem un citiem kaitīgiem patogēniem. Tas ietver limfmezglus, liesu, kaulu smadzenes, limfocītus un b altās asins šūnas.
- Limfātiskā sistēma ietver limfmezglus, kanālus un asinsvadus, un tai ir arī ķermeņa aizsargspējas loma. Tās galvenais uzdevums ir veidot un pārvietot limfu, dzidru šķidrumu, kas satur b altās asins šūnas, kas palīdz organismam cīnīties ar infekciju. Limfātiskā sistēma arī izvada lieko limfas šķidrumu no ķermeņa audiem un atgriež to asinīs.
- Nervu sistēma kontrolē gan brīvprātīgas (piemēram, apzinātas kustības), gan piespiedu darbības (piemēram, elpošana) un sūta signālus dažādām ķermeņa daļām. Centrālā nervu sistēma ietver smadzenes un muguras smadzenes. Perifēro nervu sistēmu veido nervi, kas savieno katru ķermeņa daļu ar centrālo nervu sistēmu.
- Ķermeņa muskuļu sistēmu veido aptuveni 650 muskuļi, kas palīdz kustēties, cirkulēt un veikt vairākas citas fiziskas funkcijas.
- Reproduktīvā sistēma ļauj cilvēkiem vairoties. Vīriešu reproduktīvajā sistēmā ietilpst dzimumloceklis un sēklinieki, kasražot spermu. Sievietes reproduktīvā sistēma sastāv no maksts, dzemdes un olnīcām. Apaugļošanās laikā spermatozoīdi saplūst ar olšūnu, kas rada apaugļotu olšūnu, kas aug dzemdē.
- Mūsu ķermeni atbalsta skeleta sistēma, kas sastāv no 206 kauliem, kurus savieno cīpslas, saites un skrimšļi. Skelets ne tikai palīdz mums kustēties, bet arī ir iesaistīts asins šūnu ražošanā un kalcija uzglabāšanā. Zobi ir arī daļa no skeleta sistēmas, taču tos neuzskata par kauliem.
- Elpošanas sistēma ļauj uzņemt vitāli svarīgu skābekli un izvadīt oglekļa dioksīdu procesā, ko mēs saucam par elpošanu. Tas sastāv galvenokārt no trahejas, diafragmas un plaušām.
- Urīnceļu sistēma palīdz izvadīt no organisma atkritumvielu, ko sauc par urīnvielu. Tas sastāv no divām nierēm, diviem urīnceļiem, urīnpūšļa, diviem sfinktera muskuļiem un urīnizvadkanāla. Nieru radītais urīns pa urīnvadiem virzās uz urīnpūsli un iziet no ķermeņa caur urīnizvadkanālu.
- Āda ir lielākais cilvēka ķermeņa orgāns. Tas pasargā mūs no ārpasaules, baktērijām, vīrusiem un citiem patogēniem, kā arī palīdz regulēt ķermeņa temperatūru un izvadīt atkritumus ar sviedriem. Papildus ādai integumentārā sistēma ietver matus un nagus.
Vitālie orgāni
Cilvēkiem ir pieci dzīvībai svarīgi orgāni, kas ir būtiski izdzīvošanai. Tās ir smadzenes, sirds, nieres, aknas un plaušas.
- Cilvēka smadzenes ir ķermeņa kontroles centrs, kas uztver un pārraidasignālus citiem orgāniem caur nervu sistēmu un izdalītajiem hormoniem. Tā ir atbildīga par mūsu domām, jūtām, atmiņu un vispārējo pasaules uztveri.
- Cilvēka sirds ir atbildīga par asiņu sūknēšanu visā mūsu ķermenī.
- Nieru uzdevums ir izvadīt no asinīm atkritumus un lieko šķidrumu.
- Aknām ir daudzas funkcijas, tostarp kaitīgo ķīmisko vielu detoksikācija, zāļu sadalīšana, asiņu filtrēšana, žults izdalīšanās un olb altumvielu ražošana asins recēšanai.
- Plaušas ir atbildīgas par skābekļa izvadīšanu no gaisa, ko mēs elpojam, un transportēšanu uz mūsu asinīm, kur to var nosūtīt uz mūsu šūnām. Plaušas arī izvada oglekļa dioksīdu, ko mēs izelpojam.
Jautri fakti
- Cilvēka ķermenī ir aptuveni 100 triljoni šūnu.
- Vidēji pieaugušais veic vairāk nekā 20 000 elpu dienā.
- Katru dienu nieres apstrādā apmēram 200 kvartu (50 galonu) asiņu, lai izfiltrētu apmēram 2 kvartas atkritumu un ūdens.
- Pieaugušie katru dienu izdala aptuveni pusotru ceturtdaļu (1,42 litrus) urīna.
- Cilvēka smadzenēs ir aptuveni 100 miljardi nervu šūnu.
- Ūdens veido vairāk nekā 50 procentus no pieauguša cilvēka ķermeņa svara.
Kāpēc organismu sauc par biosistēmu?
Dzīvs organisms ir noteikta dzīvās vielas organizācija. Tā ir biosistēma, kas, tāpat kā jebkura cita sistēma, ietversavstarpēji saistīti elementi, piemēram, molekulas, šūnas, audi, orgāni. Viss šajā pasaulē no kaut kā sastāv, noteikta hierarhija ir raksturīga arī dzīvam organismam. Tas nozīmē, ka šūnas sastāv no molekulām, audi ir izgatavoti no šūnām, orgāni ir izgatavoti no audiem, un orgānu sistēmas ir izgatavotas no orgāniem. Biosistēmu īpašības ietver arī rašanos, kas nozīmē kvalitatīvi jaunu īpašību parādīšanos, kas rodas, kad elementi ir apvienoti un nav sastopami iepriekšējos līmeņos.
Šūna kā biosistēma
Vienu atsevišķu šūnu var saukt arī par pilnīgu biosistēmu. Šī ir elementāra vienība, kurai ir sava struktūra un savs metabolisms. Tas spēj pastāvēt neatkarīgi, vairoties un attīstīties saskaņā ar saviem likumiem. Bioloģijā ir vesela sadaļa, kas veltīta tās pētījumam, ko sauc par citoloģiju vai šūnu bioloģiju.
Šūna ir elementāra dzīves sistēma, kas ietver atsevišķas sastāvdaļas, kurām ir specifiskas pazīmes un kuras veic savus funkcionālos pienākumus.
Sarežģīta sistēma
Biosistēma sastāv no viena veida dzīvām vielām: no makromolekulām un šūnām līdz iedzīvotāju kopienām un ekosistēmām. Tam ir šādi organizācijas līmeņi:
- gēnu līmenis;
- mobilais līmenis;
- orgāni un orgānu sistēmas;
- organismi un organismu sistēmas;
- populācijas un iedzīvotāju sistēmas;
- kopienas un ekosistēmas.
Bioloģiskiedažādu organizācijas līmeņu komponenti noteiktā secībā mijiedarbojas ar nedzīvo dabu, enerģiju un citām abiotiskām sastāvdaļām un vielām. Atkarībā no mēroga dažādas sistēmas ir dažādu disciplīnu studiju priekšmeti. Ģenētika nodarbojas ar gēniem, citoloģija nodarbojas ar šūnām. Orgānus pārņem fizioloģija. Organismus pēta ihtioloģija, mikrobioloģija, ornitoloģija, antropoloģija un tā tālāk.
