BIOSUSTAV - sustav koji se sastoji od iste vrste žive tvari: makromolekula, staničnih struktura, samih stanica, tkiva, organa, njihovih sustava, jedinke, uzorka.[...]

Biosustav je posebna vrsta većine složeni sustavi, izgrađen na bazi proteinskih spojeva. Stoga je sustavni pristup u ekologiji vrlo popularan.[...]

Biosustav ima nekoliko razina organizacije: prva - geni i njima određeni genetski sustavi; drugi - stanice i stanični sustavi koje čine; sljedeća razina su organi i organski sustavi; zatim - organizmi i sustavi organizama, populacije i populacijski sustavi, zajednice i ekosustavi.[...]

Biosustavi su biološki sustavi u kojima biotičke komponente različitih razina organizacije (od gena do zajednica) međusobno djeluju na uredan način s abiotičkim komponentama (energijom i materijom), tvoreći jedinstvenu cjelinu s okolišem. fizičko okruženje. Biosustave na različitim razinama proučavaju različite discipline: geni – genetika, stanice – citologija, organi – fiziologija, organizmi – ihtiologija, mikrobiologija, ornitologija, antropologija itd.[...]

Vjeruje se da u biosustavu, za razliku od tehnički sustavi, redundancija funkcionalnih elemenata postiže se ne samo jednostavnim povećanjem skupa manje pouzdanih elemenata, već i njihovim naizmjeničnim funkcioniranjem. Kada je opterećenje sustava veliko, dodatni broj “odmarajućih” elemenata prelazi u aktivno stanje, pa zadatak redundancije u fiziološkom smislu nije održati visoku razinu funkcioniranja sustava pod preopterećenjima, već osigurati njegove elemente s režimom koji isključuje njihovu nepovratnu štetu (Fedorov, 1988).[...]

Svaka razina biosustava karakterizirana je vlastitim, jedinstvenim svojstvima, a uz to ima i zbroj svojstava sastavnih podsustava. Dobro poznati princip ponderiranja svojstava cjeline prema zbroju svojstava njezinih dijelova treba dobro upamtiti kada se proučava ekologija.[...]

Ekologija proučava biosustave koji uključuju život na razini iznad organizama. Biosustavi, koji su predmet proučavanja ekologa, nazvani su ekosustavi (A. Tansley, 1935.); ponekad se nazivaju biogenocenoza (V.N. Sukachev, 1945). Ekosustav je jedan od temeljnih pojmova u ekologiji. Kao što je poznato, u širem smislu pod sustavom se obično podrazumijeva skup elemenata koji se međusobno nalaze u određenim odnosima i vezama, uslijed čega nastaje cjelovitost i jedinstvo cjeline.[...]

Poremećaji homeostaze u biosustavima, mogući razlozi i posljedice [...]

Najvažniji čimbenik u osiguravanju pouzdanosti biosustava je njegova strukturna i funkcionalna heterogenost. Ovaj opći položaj, što sada više ne zahtijeva poseban dokaz. Vjerojatno postoje posebni mehanizmi za održavanje heterogenosti biosustava. Heterogenost je rezultat varijabilnosti (labilnosti) stanica i organizama. Jedan od razloga stanične heterogenosti je višeznačnost matričnih procesa (replikacija, transkripcija, translacija), koji se mogu odvijati polivarijantno, tj. na nekoliko načina (Inge-Vechtomov, 1977). Zbog heterogenosti molekula messenger RNA i naknadne polivarijantne translacije dolazi do polimorfizma proteina. Ovo je važan čimbenik u molekularnoj selekciji u procesima samosastavljanja staničnih struktura.[...]

Pravilo ekvivalencije u razvoju biosustava: biosustavi su sposobni postići konačno (konačno) stanje (fazu) razvoja, bez obzira na stupanj narušavanja početnih uvjeta njihova razvoja.[...]

Ljudsko tijelo je otvoreno prema okoliš biološki sustav, čija je najvažnija strateška zadaća očuvanje homeostaze, koja je povezana s normalnim funkcionalnim stanjem njegovih sustava za prepoznavanje. U odnosu na biološke čimbenike, takav sustav je imunološki sustav. Smanjenje imunološke reaktivnosti organizma zbog izloženosti deformiranoj životnoj sredini, kao i opća reaktivnost, doprinosi nastanku gnojno-upalnih procesa uzrokovanih oportunističkim mikrobima, mogućnosti senzibilizacije organizma, formiranju banka plazmida, mutageni učinci itd. [...]

Istodobno, populacija ima i sličnosti s organizmom kao biosustavom, budući da ima određenu strukturu, cjelovitost, genetski program za samoreprodukciju, sposobnost autoregulacije i prilagodbe te vlastiti kolektivni materijal i energiju. Ekonomija. Populacije su stvarne jedinice biomonitoringa, iskorištavanja i očuvanja prirodni ekosustavi. Interakcija ljudi s vrstama organizama koji se nalaze u okolišu, u prirodnom okruženju ili pod gospodarskom kontrolom čovjeka, obično je posredovana populacijama. To mogu biti sojevi patogenih ili korisnih mikroorganizama, sorte kultiviranih biljaka, pasmine uzgojenih životinja, prirodne populacije komercijalnih riba itd. Jednako je važno da se mnogi obrasci populacijske ekologije primjenjuju na ljudske populacije.[...]

Biotski okoliš ekosustava je hijerarhijski organiziran biosustav koji se sam čuva i razvija prema postizanju dinamičke ravnoteže. U tom smislu bolesti se mogu smatrati faktorom koji dovodi sustav u ravnotežu. Biotički dio svakog ekosustava sastoji se od tri glavne funkcionalne veze: kopnene biljke stvaraju iz Ne organska tvar primarni proizvodi; biljna tvar služi kao hrana životinjama; bakterije, gljive - profi razgrađuju mrtve organske ostatke u najjednostavnije anorganske tvari i vraćaju ih u abiotičku okolinu.[...]

Gotovo svi obrasci karakteristični za živa bića imaju adaptivno značenje. Biosustavi su prisiljeni prilagođavati se životnim uvjetima koji se stalno mijenjaju. Te promjene imaju različite vremenske razmjere – od evolucijskih do trenutnih. U stalno promjenjivom okruženju života, svaka vrsta organizma prilagođena je na svoj način. To se izražava pravilom ekološke individualnosti: svaka je vrsta specifična po svojim sposobnostima ekološke prilagodbe, ne postoje dvije identične vrste. Pravilo je formulirao L. G. Ramensky 1924. Ono je izravna posljedica i ujedno uzrok genetske raznolikosti. Naime, svaki pojedinac je ekološki i genetski specifičan i individualan. Jedina razlika je u kvantitativnim pokazateljima.[...]

Očuvanje vrstnog bogatstva ornitocenoza nužno je za funkcioniranje cjelokupnog biosustava grada i implementaciju mogućnosti korištenja bioindikacijskih metoda. Spontani razvoj i transformaciju akumulacija treba zamijeniti znanstveno utemeljenom i planskom rekonstrukcijom prirodnih područja obuhvaćenih urbanističkim planovima, uz formiranje poluprirodnih prirodnih kompleksa u urbanim krajobrazima.[...]

Ovo su primjeri sanacijske zaštite biljnih sustava koja se temelji na različitoj otpornosti njegovih elemenata. Pouzdanost biosustava u tim se slučajevima postiže aktivacijom nekih (novih) elemenata nakon otkazivanja drugih.[...]

Svi navedeni obrasci samoregulacije cenoza generaliziraju se u obliku načela stabilnosti: svaki relativno zatvoreni biosustav kroz koji kroz njega prolazi energetski tok tijekom samoregulacije razvija se prema stabilnom stanju. Ovaj princip karakterističan je ne samo za cenoze na nižoj razini hijerarhije, već i za biosferu u cjelini. Ovo će biti spomenuto u odjeljku. 3.10. Još jednom ćemo se kratko vratiti na princip stabilnosti na kraju odjeljka. 3.8.3. Ovdje je bitno da cenoza teži normalnoj “provodljivosti energije” uz pomoć mehanizama općenito formuliranih u pravilima (načelima) ekološke duplikacije, ekvivalencije, pokretne ravnoteže, optimizacije proizvodnje i, vjerojatno, drugih koje istraživači još nisu otkrili. [...]

Živi organizmi i njihov neživi (abiotski) okoliš međusobno su neraskidivo povezani iu stalnoj su interakciji. Bilo koja jedinica (biosustav) koja uključuje sve kofunkcionalne organizme (biotičku zajednicu) na određenom području i u interakciji je s fizičkim okolišem na takav način da tok energije stvara dobro definirane biotičke strukture i kruženje tvari između živih i neživi dijelovi su ekološki sustav ili ekosustav.[...]

Shelford W. E. (1877.-1968.) - američki znanstvenik. Formulirao je zakon tolerancije (1913.), koji u svojoj modernoj interpretaciji kaže: ograničavajući čimbenik za prosperitet biosustava može biti ili minimalni ili maksimalni čimbenik okoliša; raspon između minimuma i maksimuma određuje količinu tolerancije biosustava na određeni faktor.[...]

Kako je navedeno u Nacionalnoj strategiji očuvanja biološke raznolikosti Rusije, zadatak očuvanja biološke raznolikosti trebao bi se rješavati u okviru najviše razine u odnosu na biosustave - socioekosustavne razine, koja uključuje socioekonomske i prirodne podsustave. Održivo postojanje socioekosustava moguće je samo u slučaju normalnog razvoja svih njegovih dijelova. Zanemarivanje razvojnih potreba kako socioekonomskih tako i prirodnih sastavnica dovodi do opće krize i degradacije kako društva tako i prirode.[...]

Sustav "RAST" omogućuje postizanje značajnog smanjenja BPK i KPK, kao i promjene boje, prisutnost ugljena štiti biomasu od trovanja, dok biosustav omogućuje oslobađanje adsorpcijskih centara aktivnog ugljena asimilacijom "organskih tvari" iz njega Aktivni ugljen adsorbira i zadržava lake ugljikovodike I aromatski spojevi, eliminirajući njihovo isparavanje tijekom prozračivanja.[...]

Obično su sustavi s do tisuću veza (O 6) vrlo složeni. Svi stvarni prirodni biosustavi vrlo su složeni.[...]

Načelo povratne veze u osiguravanju samoregulacije bioloških sustava na različitim razinama organizacije. Mnoštvo stacionarnih stanja biosustava, samooscilacijski procesi u biosustavima.[...]

Bacanje mosta iz sekcije. 3.2.2, gdje smo govorili o općim zakonitostima unutarnjeg razvoja sustava, treba se prisjetiti zakona usložnjavanja organizacije sustava primijenjenog na organizme (biosustave), kao i zakona neograničenog napredovanja bioloških struktura. To su pravila razvoja biosustava, takoreći iznutra, izvan životnog okoliša.[...]

Najveću generalizaciju dao je rad E. N. Bukvareva koji daje teoretsko i eksperimentalno opravdanje postojanja intervala optimalne razine raznolikosti koji odgovara maksimalnoj akumulaciji energije u biosustavu. Time je pojam bioraznolikosti dobio energetsku mjeru, a pojavile su se ideje utemeljene na dokazima o kritičnim i optimalnim točkama razine bioraznolikosti koje karakteriziraju održivost biosustava (slika 1.1.1). Postalo je moguće mjeriti stanje sustava i rezultate utjecaja na njega. [...]

Konačno, peti biocenotski postulat V. Tischlera - ograničenja funkcioniranja sustava određena su vanjskim uvjetima, a ne unutarnjim preduvjetima - opet je dijalektički kontradiktoran. Te vanjske uvjete često priprema sam biosustav. Ovdje se, čini se, preveliki naglasak stavlja na organizmičku paradigmu, a izolacija cenoze se preuveličava. Zapravo, to je i zatvoreni i otvoreni sustav. Materijalno-energetski, dijelom i biocenotski, otvoren je (s različitim stupnjevima pristupačnosti), ali istodobno ima svojstvo dinamičke zatvorenosti (za strane vrste), tvori vlastitu biookoliš, granice reprodukcije u njemu su determinirane pojedine vrste (usklađeni njihov pritisak na okoliš). Općenito, cenoza je samorazvijajući sustav ograničen vanjskim uvjetima i unutarnjim preduvjetima. S tim u vezi, peti biocenotski postulat prije se može prihvatiti u sljedećoj formulaciji: ograničenja u funkcioniranju cenoze nastaju kao rezultat međudjelovanja vanjskih i unutarnjih granica njezina razvoja.[...]

Sve promjene u svojstvima vode karakteriziraju je kao izravnog sudionika u bioprocesima i, kao rezultat, dovode do regulacije "neovisnih" biokemijskih procesa ionskih transformacija u tkivima i organima. Većina vode u biološkim sustavima praktički se ne razlikuje po svojstvima od obične vode. Analiza stanja vode u biološkim objektima pokazala je da za opis funkcioniranja bioloških sustava i objašnjenje uočenih učinaka nema potrebe uključivati ​​ideje o nekoj specifičnoj strukturi vode u biološkim objektima, iako su karakteristike vode povezane s biološkim objektima. strukture je teško odrediti zbog kontinuirane izmjene frakcija slobodne i vezane vode. Elektromagnetski apsorpcijski spektar vodene komponente trenutno je najbolje proučavan u infracrvenom području spektra, gdje su identificirane glavne spektralne apsorpcijske trake.[...]

Sustavi se konvencionalno klasificiraju prema složenosti na sljedeći način: sustavi s do tisuću stanja (O 6) klasificiraju se kao vrlo složeni. Svi stvarni prirodni biosustavi vrlo su složeni. Čak iu strukturi jednog virusa, broj biološki značajnih molekularnih stanja premašuje potonju vrijednost. Postoji još jedan kriterij složenosti koji se odnosi na ponašanje sustava, njegovu reakciju na vanjske utjecaje. Ako je sustav sposoban za čin odluke, tj. na izbor alternativa ponašanja (uključujući korištenje slučajnog mehanizma), tada se takav sustav odlučivanja smatra složenim. Svaki sustav koji uključuje barem jedan odlučujući sustav kao podsustav također će biti složen.[...]

Trenutno je utvrđeno da postoji veza između potresa koji se pripremaju i varijacija geomagnetskog polja, koje su u pravilu vrlo male (1-1,5 nT, frekvencije 1-10 Hz) i teško ih je identificirati na razini smetnji instrumenata. Međutim, neki biološki sustavi, primjerice krvožilni sustav kunića, osjetljivi su na vrlo male promjene u magnetskim poljima, s intenzitetom od približno 0,02-2 nT na frekvenciji od oko 8 Hz.[...]

Stoga se ne možemo složiti s tvrdnjom da je za dobivanje dodatnog otpora tijelu dovoljna promjena temperature u tolerantnom području. Ovo stajalište proturječi čak i formalnoj definiciji potonjeg kao skupa uvjeta pod kojima se stanje biosustava održava homeostatskim regulacijskim mehanizmima. Čini nam se da pomak tjelesne temperature za 10-15° od optimalne najprije dovodi do poremećaja homeostaze, nagle promjene metabolizma i povećanja otpornosti (stres), a zatim se razvija proces privikavanja.[. ..]

Nije slučajno da se pojavljuju ekološki priručnici, pisani s bitno drugačijih pozicija. U nekima se tumači kao moderna prirodna povijest, u drugima - kao doktrina o strukturi prirode, u kojoj se određene vrste smatraju oblicima transformacije tvari i energije u biosustavu, u trećima - kao doktrina o populacijama, u četvrtini - kao područje znanosti vezano ne samo za prirodu, već i za ljudsko društvo, od otkrivenja biološki obrasci pokazalo se primjenjivim na njega.[...]

S tog aspekta životni proces bioloških objekata treba promatrati u uvjetima kontinuirane izmjene tvari, energije i informacija s okolinom. Značajan utjecaj jedne ili druge izmjene na životni proces može se očekivati ​​kada se ona organski uklopi u vlastite parametre biosustava.[...]

Rasprava o primjenjivosti drugog zakona na žive sustave činila je cijelu eru. Značajno je proširio horizonte same termodinamike, uključujući neravnotežnu termodinamiku važnih biofizičkih i biokemijskih procesa, ali je malo učinio za razumijevanje ponašanja integralnih bioloških sustava. Činjenica je da su pravi biološki sustavi u prirodi u biti otvoreni, heterogeni, nelinearni, nestacionarni i daleko od termodinamičke ravnoteže. Cjelokupnost ovih svojstava je izvan primjenjivosti drugog zakona termodinamike, čak i uz njegova najnovija proširenja1. To također otežava primjenu pojmova entropije i informacije pri opisivanju opća svojstva biološki sustavi.[...]

Supresivni učinak magnetskog polja primijetili su mnogi istraživači. Kako koristiti električno polje, učinak ovisi o načinu izlaganja magnetskom polju. Ovisno o parametrima elektromagnetskih polja, uočava se stimulirajući ili depresivni učinak. U nekim slučajevima elektromagnetska polja ne utječu na biosustave.[...]

Te uvjete mijenja sam biosustav, tvoreći biookruženje vlastitog postojanja. Ovo svojstvo biosustava formulirano je u obliku zakona maksimalne biogene energije (entropije) V. I. Vernadskog - E. S. Bauera: svaki biološki ili bioinertan (uz sudjelovanje živih) sustav, koji je u mobilnoj (dinamičkoj) ravnoteži sa svojom okolinom i evolucijski se razvija, povećava svoj utjecaj na okoliš. Pritisak raste sve dok ga strogo ne ograniče vanjski čimbenici (supersustavi ili drugi konkurentski sustavi iste hijerarhijske razine) ili se dogodi evolucijsko-ekološka katastrofa. Može se sastojati u činjenici da se ekosustav, nakon promjene višeg nadsustava kao labilnije formacije, već promijenio, ali vrsta, podložna genetskom konzervativizmu, ostaje nepromijenjena. To dovodi do dugog niza proturječja koje vode do nenormalan fenomen: uništavanje vlastitog staništa od strane vrste (ne funkcionira povratna sprega koja regulira aktivnost vrste unutar ekosustava, a populacijski mehanizmi su djelomično poremećeni). U tom slučaju dolazi do razaranja biosustava: vrsta izumire, biocenoza se razara i kvalitativno se mijenja.[...]

Ekologija (oikos - stan, logia - znanost) kao znanost o građi i funkciji prirode razvija se od početka 20. stoljeća. Istražuje odnos i međuovisnost ljudi i drugih vrsta s okolišem, racionalno korištenje prirodni resursi i proširena reprodukcija bioloških resursa. Predmet proučavanja su biosustavi (biološke i abiotičke komponente) koji nastaju, funkcioniraju (žive) i propadaju (umiru) na svim razinama života: geni (genetski sustavi), stanice (stanični sustavi), organi (organski sustavi), organizmi (organizmski sustavi), populacije (populacijski sustavi), zajednice ( ekološki sustavi). Stanovništvo označava narod, skupinu ljudi, skupinu pojedinaca bilo koje vrste organizma. Organizam, organ, stanica i gen glavne su razine organizacije života. Zajednica uključuje sve populacije i pojedine biološke vrste i obilježava život u svoj njegovoj raznolikosti. Interakcija s okolišem (energija, materija) na svakoj razini stvara funkcionalni ekosustav – glavni predmet proučavanja moderne ekologije. Optimizacija ekosustava na svim razinama života, kao i cjelokupnog ekosustava Zemlje, glavni je zadatak znanosti o okolišu.[...]

Iako je jasno da su živa bića neodvojiva od svoje okoline, a sva tri navedena obrasca kao da zanemaruju tu povezanost, takav neizbježni redukcionizam je prihvatljiv. U individualni razvoj njegova je predodređenost gotovo apsolutna. Ako živi sustavi ne umiru, oni imaju svojstvo konačne ekvivalencije, koje je u obliku odgovarajućeg pravila formulirao L. von Bertalamffy (30-ih godina našeg stoljeća). Pravilo ekvivalencije u razvoju biosustava kaže da su biosustavi sposobni postići konačno (konačno) stanje (fazu) razvoja, bez obzira na stupanj narušavanja početnih uvjeta njihova razvoja. Još jednom treba naglasiti da se to događa samo uz održavanje minimuma vanjskih i unutarnjih uvjeta za postojanje biosustava.[...]

Međutim, nije moguće eksperimentalno utvrditi koji je od ta dva uzroka fluktuacija glavni u biološkom sustavu. Kaotično ponašanje unutar određenog područja izgleda isto bez obzira na razloge koji ga uzrokuju. Štoviše, njihovo praktično pojašnjenje često nije jako važno. U prvoj aproksimaciji, za proučavanje prijelaznih procesa također nije važno je li stanje sustava predstavljeno točkom ili malim područjem. Glavno je da je kaotično ponašanje biosustava svrsishodno sa stajališta procesa prilagodbe. Kaotizacija funkcionalnih svojstava pomaže biosustavu da prati vanjske uvjete i prilagođava im se.[...]

Iako se slabi "ništa" podražaji ne percipiraju, što je podražaj jači, to ga je teže subjektivno kvantificirati; ovo stajalište E. Weber - G. Fechner naziva zakonom subjektivne kvantitativne procjene podražaja. Što je pozadina kontrastnija, lakše je uhvatiti i procijeniti iritacije kada su slabe, ali jaki izvori iritacije možda više neće proizvoditi učinak razlike u percepciji. Zakon određuje dostatnost razvoja neke karakteristike (svjetlina boje mužjaka u spolnom odabiru itd.). Očigledno, u teoriji informacija, kada se primijeni na biosustave i ekologiju, postoje značajne praznine u poznavanju djelovanja ovog zakona. Tamo je veliko polje za buduća istraživanja. Do sada praktički nema empirijskih podataka sa stajališta generalizacije o kojoj se raspravlja. U svakom slučaju, nisu mi poznati.[...]

Abiološki trendovi, pod kojima se podrazumijevaju obilježja čovjekova životnog stila kao što su tjelesna neaktivnost, pušenje, ovisnost o drogama i dr., također su uzrok mnogih bolesti – pretilosti, raka, srčanih bolesti itd. U ovaj niz spada i sterilizacija okoliša – frontalna borba protiv virusno-mikrobnog okruženja, kada se uz štetne uništavaju i korisni oblici čovjekovog životnog okruženja. To je zbog činjenice da u medicini još uvijek postoji nerazumijevanje važne uloge u patologiji nadorganizmskih oblika živih bića, odnosno ljudske populacije. Stoga je veliki iskorak ideja zdravlja, razvijena ekologijom, kao stanjem biosustava i njegovom najtješnjom povezanošću s okolišem, a patološke pojave smatramo njome uzrokovanim adaptivnim procesima. [...]

S vjerskog gledišta, očuvanje bioraznolikosti ekosustava čini se problemom moralnih "smislenih" temelja života ljudi. Ovdje čovjek ili pokajanjem prepoznaje zlo koje je učinio prirodi, smiruje svoj ponos i prihvaća svoj položaj u prirodi kao dio općeg sustavnog socio-prirodnog sklopa, ili se i dalje smatra Čovjekom-Bogom, krunom, kralj prirode i istovremeno siluje nju (“svoju majku”) kako bi zadovoljio vaše trenutne potrebe. Religijska strana problema bioraznolikosti svodi se na ideološku dilemu: ili je priroda sveta zato što ju je Bog stvorio, a čovjek je samo njezin sustavni element, dužan obračunavati s biosustavom i odgovarati za svoja djela zbog njegova posebna uloga u tome kao razumnog bića; ili priroda ne posjeduje nikakva sveta obilježja, jer je izvor materijalnih resursa koji služe čovjeku kao vlasniku, gospodaru prirode. Pomirljiv sustav pogleda na prirodu, određen teističkim (religijskim) stavom i ateističkim (materijalističkim) stavom, koncept je panteizma: priroda nije sveta sama po sebi, ona je izvor ne samo resursa, nego i dobrote, ona je izvor ne samo resursa, već i dobrote ljepote, obrazaca ponašanja i znanja. Među našim suvremenicima ovo gledište dijeli, na primjer, N. N. Moiseev.[...]

Hijerarhijski pristup pruža pogodnu osnovu za podjelu i proučavanje teške situacije ili široki gradijenti. Kao što je Novikov (1945) istaknuo, evoluciju svemira karakteriziraju i kontinuitet i diskretnost. Razvoj se može smatrati kontinuiranim procesom, budući da se sastoji od neprestanih promjena, ali je istovremeno taj proces diskretan, budući da razvoj prolazi kroz niz zasebnih razina organizacije. Stoga je podjela stupnjevanog niza ili hijerarhije na komponente u mnogim slučajevima umjetna, no ponekad se takva podjela može temeljiti na prirodnim diskontinuitetima. Budući da je svaka razina u spektru biosustava “integrirana”, odnosno povezana s drugim razinama, u funkcionalnom smislu nema oštrih granica ili lomova. Ne postoje čak ni između organizma i populacije. Na primjer, organizam izoliran iz populacije nije u stanju dugo živjeti, kao što izolirani organ ne može dugo opstati kao samoodrživa jedinica bez svog organizma. Na sličan način zajednica ne može postojati ako se u njoj ne odvija kruženje tvari i energija ne pritječe u nju. Istim se argumentom može opovrgnuti već spomenuta zabluda da ljudska civilizacija može postojati neovisno o prirodnom svijetu.[...]

Koherentne domene vode moraju biti sposobne međusobno komunicirati zbog Josephsonovog efekta i osjetljive na pojedinačne kvante magnetski tok(2,0710 15Wb). Kvantizacija magnetskog toka temeljno je svojstvo koherencije u magnetskom polju. U pasivu fizički sustavi potrebna koherencija i dugotrajna uređenost postiže se samo u granicama apsolutne temperature. U laserskim i živim sustavima koherencija se postiže dinamičkim procesima. Međutim, voda može biti koherentna u svom osnovnom stanju dok je laser u pobuđenom stanju. Ako je živi sustav sposoban osjetiti kvante magnetskog polja, tada je i Josephsonov efekt primjenjiv na njega, jer je njegova osnova kvantizacija magnetskog toka. U radu su prikazani primjeri manifestacije ovog učinka u biosustavima.[...]

Manje očit je zakon osiromašenja heterogene žive tvari (biote) u njezinim otočnim koncentracijama, koji je formulirao G. F. Hilmi i ostao gotovo neprimijećen u znanstvenoj zajednici. U tumačenju autora: “pojedini sustav koji djeluje u... okruženju s razinom organizacije nižom od razine samog sustava osuđen je na propast: postupno gubeći svoju strukturu, sustav će se nakon nekog vremena otopiti u okruženju... okoliš”1. Drugi nazivi za ovu generalizaciju su načelo organizacijske degradacije i zakon rastakanja sustava u vanzemaljskoj okolini (odjeljak 3.5.2). Zapravo, radi se o zakonu za cijeli sustav. Usko je povezan sa zakonom optimalnosti i uvelike odražava termodinamiku malog sustava smještenog u vanzemaljskoj okolini. Ovdje se opet vraćamo na to, fokusirajući se na biotu, budući da umjetno očuvanje ekosustava samo male veličine (na ograničenom području, npr. tijekom očuvanja) dovodi do njihova postupnog uništavanja i ne postiže ciljeve očuvanja vrsta i njihovog zajednice. Što je veća razlika između razine organiziranosti otočnog biosustava i njegovog okoliša, to je brža degradacija biote. Istodobno se mijenjaju i sve druge komponente ekosustava, pa je otočnu biotu izoliranu na malim površinama praktički nemoguće održati pod bilo kojim uvjetima kroz dulje vrijeme.[...]

Drugo značenje je mnogo šire. Kao što često biva, proučavanje izuzetno relevantnog fenomena žive prirode postaje ne samo predmetom pažnje prirodoslovaca, već i predmetom rasprave najširih slojeva ljudi, znači masovni mediji, političari, kulturni i prosvjetni djelatnici. To znači da ekosustavi postaju element javna svijest. To je predodredilo brzo širenje predmetnog polja problema ekosustava i njihovog proučavanja. Ono jasno poprima obilježja društvenog, kulturnog, religijskog i političkog fenomena. Čovjek ne može iskočiti iz prirode”, a priroda ne može bez čovjeka. Stoga, govorimo o o ljudskom životu u ekosustavima, a ne o preživljavanju; o očuvanju ekosustava svojih sustavnih svojstava u tehnogenoj civilizaciji ljudi. Biosustavi i sociosustavi više ne mogu živjeti odvojeno. Osuđeni su na zajednički život.

Cijeli svijet oko nas kombinacija je prirodnih čimbenika i antropogenih utjecaja koji postoje i mijenjaju se kroz ljudsku povijest. Entropija razdire ovaj svijet, ali on nastavlja postojati u dinamičkoj ravnoteži. U stanju koje je vrlo lako poremetiti, au ovom slučaju prvo će stradati biosustavi. Što je biosustav u biologiji, koje su njegove razine i komponente - tema ovog članka.

Akademski pojmovi

Sustav objedinjuje funkcionalne elemente koji su međusobno povezani i kao cjelina obavljaju jednu funkciju. Biološki sustav je skup uređenog, međusobnog i međuovisnog života konstruktivni elementi. Oni čine jedinstvenu cjelinu kao sustav koraka koji teku jedan iz drugog i obavljaju zajedničku funkciju.

Temelj i nadgradnja života

Sposobnost svih živih bića da izađu iz kaotičnog toplinsko kretanje atomi i molekule stvaraju red - to je najčudesnija i najdublja značajka života. Temeljna svojstvaživotom u biologiji smatra se: sposobnost živih bića za samoregulaciju, samoreprodukciju i samoobnavljanje. U nadgradnju ili nužne atribute života spada metabolizam u tijelu i s okolinom (prehrana, izlučivanje i disanje), kretanje, razdražljivost na temelju povratne sprege, sposobnost prilagodbe, rast i razvoj u procesu ontogeneze.

Osnovna svojstva biosustava

Glavna svojstva uključuju:

• Jedinstvo funkcionalnosti (biokemijska, fiziološka).
• Integritet (zbroj elemenata nije jednak svojstvima sustava).
• Postupnost (sustav se sastoji od podsustava).
• Prilagodba (sposobnost promjene na temelju povratne informacije).
• Dinamička stabilnost.
• Sposobnost razvoja i samoreprodukcije.

Razine organizacije

Živa tvar tvori homogene sustave sa svojim tipom međudjelovanja elemenata, prostornom i vremenskom skalom procesa. Ovi homogeni biosustavi zauzimaju svoje mjesto u sustavu žive tvari. Postoji osam glavnih razina biosustava:

• molekularni;
• stanični;
• tkanina;
• orgulje;
• ontogenetski ili organizam;
• populacije i vrste;
• ekosustav ili biogeocenotski;
• biosfera.

Jedinstvo života

Sve razine teku jedna u drugu, uključene su jedna u drugu, isprepletene u jedinstvo svega života na planetu. Oni simboliziraju raznolikost životnih oblika i predstavljaju jedinice materije sa svojim specifičnim procesima i manifestacijama. Život je nastao, postoji i mijenja se u cjelovitim biosustavima. Što su biosustavi? otvoreni sustavi, sposoban za rast i razvoj, dinamički stabilan i samoreproduktivan. Dok su neživi sustavi zatvoreni, statični i skloni degradaciji.

Proučavanje organizacije biosustava

Opis organizacije takvih sustava uključuje identifikaciju podsustava ili komponenti biosustava. Zatim se ispituju svi aspekti postojanja biosustava, naime:

• Struktura. Analiza organizacije strukture provodi se metodom klasifikacije - višestupanjskom i sekvencijalnom podjelom populacije radi dobivanja znanja o sastavu, vezama i strukturi sustava.
• Funkcionalan. Proučavanje funkcionalne strukture uključuje određivanje funkcije koju svaka komponenta sustava obavlja u cjelokupnom procesu.
• Osnovna svojstva biosustava. Ovo je pokazatelj suštine sustava u odnosima s drugima, njihovih prirodnih odnosa.

Pomoću ove sheme opisat ćemo najvažnije primjere biosustava.

Stanica je elementarni primjer biosustava

Strukturna komponenta ovog biosustava je membranski aparat, citoplazma, organele i nukleotid (nukleus). Osnovna razina- molekularni. Funkcionalna komponenta ovog sustava je usklađen rad svih struktura. Glavna svojstva bit će određena strukturnom i funkcionalnom specifičnošću citoplazmatske membrane, citoplazme, organela i jezgre.

Organizam kao biosustav

Na ovoj razini na prvom mjestu su regulatorni sustavi i adaptivne sposobnosti, kao mehanizam za održavanje integriteta i uređenosti u uvjetima promjenjivih životnih uvjeta. Strukturna organizacija je različita (od bezjezgrenih, jednostaničnih do višestaničnih) i najraznovrsnija. Osnovna razina je kavez. Funkcionalne značajke: diferencijacija stanica, tkiva, organa podrazumijeva složenije razine strukturnog sastava; međuovisnost diferenciranih elemenata jedan o drugome; integracija i unutarnje veze podsustava. Glavna svojstva na ovoj razini bit će opća složenost i raznolikost svojstava žive tvari. Na primjer, svojstvo materije da reproducira svoju vrstu na ovoj razini predstavljeno je aseksualnim, spolnim i vegetativnim načinima reprodukcije.

Populacijsko-vrstna razina

Što je biosustav na ovoj razini - to je jedinica evolucijski proces, kao pokretač nastanka cjelokupne raznolikosti života na Zemlji. U duhu evolucijskog učenja ova razina postaje temeljna. Vrsta je skup organizama koji imaju vanjske i unutarnje sličnosti, slobodno se međusobno križaju (za panmiktičke vrste) i daju plodno potomstvo, žive na određenom teritoriju prilično dugo vremena i imaju zajedničke filogenetske pretke - to je strukturna jedinica ovoj razini. Funkcionalna komponenta: individualni adaptacijski potencijal jedinke, intraspecifična konkurencija i prirodna selekcija. Vrsta je zatvoren sustav u svom genetskom aspektu. Na kraju krajeva, prag ne-križanja s predstavnicima drugih vrsta daje organizmima specifičnost vrste.

Biosfera - globalni ekosustav

Drugi primjer onoga što je biosustav je biosfera, kao sustav najviši red. Strukturna komponenta- biotički (živi organizmi i njihovi metabolički produkti) i abiotički (kemijske komponente i fizikalni uvjeti). Osnovna jedinica strukture je biogeocenoza. Funkcionalni aspekt je kruženje tvari u prirodi, prisutnost biokemijskih ciklusa, koje karakteriziraju otvorenost i zatvorenost. Glavne funkcije biotske komponente su redoks, koncentracija i plin. Osnovna svojstva – svojstva

Biosustav je složena mreža biološki relevantnih organizacija, od globalnih do subatomskih. Ilustracija odražava višestruke sustave gniježđenja u prirodi - populacije organizama, organa i tkiva. Na mikro i nanoskopskoj razini, primjeri bioloških sustava uključuju stanice, organele, makromolekularne komplekse i regulacijske putove.

Organizam kao biosustav

U biologiji, organizam je bilo koji povezani živi sustav zajedno sa životinjama, biljkama, gljivama, protistima ili bakterijama. Sve poznate vrste bića na Zemlji sposobne su određenog stupnja reagiranja na podražaje, reprodukciju, rast, razvoj i samoregulaciju (homeostazu).

Organizam kao biosustav sastoji se od jedne ili više stanica. Većina jednostaničnih organizama je mikroskopskih razmjera i stoga se klasificiraju kao mikroorganizmi. Ljudi se sastoje od trilijuna stanica grupiranih u specijalizirana tkiva i organe.

Mnoštvo i raznolikost bioloških sustava

Procjene količine moderne vrste Zemljišta se kreću od 10 do 14 milijuna, od čega je samo oko 1,2 milijuna službeno dokumentirano.

Pojam "organizam" u neposrednoj je vezi s pojmom "organizacija". Može se dati sljedeća definicija: to je sklop molekula koje funkcioniraju kao više ili manje stabilna cjelina koja pokazuje svojstva života. Organizam kao biosustav je svaka živa struktura, poput biljke, životinje, gljive ili bakterije, koja je sposobna rasti i razmnožavati se. Virusi i mogući antropogeni anorganski oblici života isključeni su iz ove kategorije jer ovise o biokemijskom stroju stanice domaćina.

Ljudsko tijelo kao biosustav

Ljudsko tijelo se također može nazvati biosustavom. Ovo je ukupnost svih organa. Naša tijela sastavljena su od brojnih bioloških sustava koji obavljaju specifične funkcije potrebne za svakodnevni život.

• Zadatak krvožilnog sustava je premještanje krvi, hranjivih tvari, kisika, ugljičnog dioksida i hormona kroz organe i tkiva. Sastoji se od srca, krvi, krvnih žila, arterija i vena.
• Probavni sustav sastoji se od niza povezanih organa koji zajedno omogućuju tijelu da apsorbira i probavi hranu i ukloni otpad. Uključuje usta, jednjak, želudac, tanko crijevo, debelo crijevo, rektum i anus. Jetra i gušterača također imaju važnu ulogu u probavnom sustavu jer proizvode probavne sokove.
• Endokrini sustav sastoji se od osam glavnih žlijezda koje izlučuju hormone u krv. Ovi hormoni, pak, putuju do različitih tkiva i reguliraju razne funkcije tijelo.
• Imunološki sustav obrana je tijela od bakterija, virusa i drugih štetnih patogena. Uključuje limfne čvorove, slezenu, koštanu srž, limfocite i leukocite.
• Limfni sustav uključuje limfne čvorove, kanale i žile, a također igra ulogu obrambene snage tijela. Njegov glavni zadatak je proizvoditi i pokretati limfu, bistru tekućinu koja sadrži bijele krvne stanice koje pomažu tijelu u borbi protiv infekcije. Limfni sustav također uklanja višak limfne tekućine iz tjelesnih tkiva i vraća je u krv.
• Živčani sustav kontrolira voljne (kao što je voljno kretanje) i nevoljne radnje (kao što je disanje) i šalje signale razne dijelove tijela. Središnji živčani sustav uključuje mozak i leđna moždina. Periferni živčani sustav sastoji se od živaca koji su povezani sa središnjim živčanim sustavom.
• Mišićni sustav tijela sastoji se od oko 650 mišića koji pomažu u kretanju, cirkulaciji i nizu drugih fizičkih funkcija.

• Reproduktivni sustav omogućuje ljudima reprodukciju. Muškarci uključuju penis i testise koji proizvode spermu. Ženski reproduktivni sustav sastoji se od vagine, maternice i jajnika. Tijekom začeća, spermatozoidi se spajaju s jajnom stanicom, što stvara oplođeno jaje koje raste u maternici.
• Naša tijela podupire skeletni sustav koji se sastoji od 206 kostiju koje su povezane tetivama, ligamentima i hrskavicom. Kostur ne samo da nam pomaže u kretanju, već je također uključen u proizvodnju krvnih stanica i skladištenje kalcija. Zubi su također dio koštanog sustava, ali se ne smatraju kostima.
• Dišni sustav vam omogućuje uzimanje vitalnog kisika i uklanjanje ugljični dioksid u procesu koji nazivamo disanje. Sastoji se uglavnom od dušnika, dijafragme i pluća.
• Mokraćni sustav pomaže eliminirati otpadni proizvod koji se zove urea iz tijela. Sastoji se od dva bubrega, dva mokraćovoda, mokraćnog mjehura, dva mišića sfinktera i uretre. Urin koji proizvode bubrezi putuje niz uretere u mokraćni mjehur i napušta tijelo kroz uretru.
• Koža je najveći organ ljudskog tijela. Ona nas štiti od vanjski svijet, bakterije, viruse i druge patogene, a također pomaže u regulaciji tjelesne temperature i uklanjanju otpada putem znoja. Osim kože, uključuje kosu i nokte.

Vitalni organi

Ljudi imaju pet organa koji su neophodni za preživljavanje. To su mozak, srce, bubrezi, jetra i pluća.

• Ljudski mozak je kontrolni centar tijela, prima i odašilje signale drugim organima preko živčanog sustava i preko lučenih hormona. Odgovoran je za naše misli, osjećaje, pamćenje i opća percepcija mir.
• Ljudsko srce odgovorno je za pumpanje krvi kroz naše tijelo.
• Posao bubrega je uklanjanje otpada i viška tekućine iz krvi.
• Jetra ima mnoge funkcije, uključujući detoksikaciju štetnih kemijske tvari, razgradnju lijekova, filtraciju krvi, izlučivanje žuči i proizvodnju proteina za zgrušavanje krvi.
• Pluća su odgovorna za uklanjanje kisika iz zraka koji udišemo i njegovo prenošenje u krv, odakle se može poslati našim stanicama. Pluća također uklanjaju ugljični dioksid koji izdišemo.

Zabavne činjenice

• Ljudsko tijelo sadrži oko 100 bilijuna stanica.
• Prosječna odrasla osoba udahne više od 20 000 puta dnevno.
• Svaki dan bubrezi prerade oko 200 litara (50 galona) krvi kako bi filtrirali oko 2 litre otpada i vode.
• Odrasle osobe izlučuju oko četvrtinu i pol (1,42 litre) urina svaki dan.
• Ljudski mozak sadrži oko 100 milijardi živčanih stanica.
• Voda čini više od 50 posto tjelesne težine odrasle osobe.

Zašto se organizam naziva biosustav?

Živi organizam je specifična organizacija žive tvari. To je biosustav koji, kao i svaki drugi sustav, uključuje međusobno povezane elemente, na primjer molekule, stanice, tkiva, organe. Sve se na ovome svijetu sastoji od nečega, određena hijerarhija svojstvena je i živom organizmu. To znači da molekule čine stanice, stanice tkiva, tkiva organe, a organi organske sustave. Svojstva biosustava također uključuju pojavu, što znači pojavu kvalitativno novih karakteristika koje su prisutne kada se elementi kombiniraju, a odsutne su na prethodnim razinama.

Stanica kao biosustav

Jedna jedina stanica može se nazvati i cjelovitim biosustavom. Ovo je elementarna jedinica koja ima svoju strukturu i vlastiti metabolizam. Sposoban je postojati samostalno, reproducirati vlastitu vrstu i razvijati se prema vlastitim zakonima. U biologiji postoji cijeli odjeljak posvećen njegovom proučavanju, koji se naziva citologija ili stanična biologija.

Stanica je elementarni živi sustav koji uključuje pojedinačne komponente koje imaju specifične karakteristike i obavljaju svoje funkcionalne zadaće.

Složen sustav

Biosustav se sastoji od žive tvari iste vrste: od makromolekula i stanica do populacijskih zajednica i ekosustava. Ima sljedeće razine organizacije:

• razina gena;
• stanična razina;
• organi i organski sustavi;
• organizmi i sustavi organizama;
• populacije i populacijski sustavi;
• zajednicama i ekosustavima.

Biološke komponente različitih razina organizacije određenim redoslijedom stupaju u interakciju s neživom prirodom, energijom i drugim abiotičkim komponentama i tvarima. Ovisno o mjerilu, različiti sustavi predmet su proučavanja u različitim disciplinama. Genetika se bavi genima, citologija proučava stanice. Fiziologija preuzima organe. Organizme proučavaju ihtiologija, mikrobiologija, ornitologija, antropologija i dr.

1.13. (dopuna) Univerzalna svojstva biosustava

Unatoč svoj specifičnosti biosustava na različitim razinama, za njih se može identificirati niz univerzalnih svojstava. Navedimo neke od njih.

Specifičan sastav I urednost. Sve biosustave karakterizira visoki red, koji se može održati samo zahvaljujući procesima koji se u njima odvijaju. Sastav svih bioloških sustava koji se nalaze iznad molekularne razine uključuje određene organske tvari, neke anorganski spojevi, kao i veliku količinu vode. Urednost stanice očituje se u činjenici da je karakterizira određeni skup staničnih komponenti, a uređenost biogeocenoze očituje se u činjenici da ona uključuje određene funkcionalne skupine organizama i s njima povezan neživi okoliš.

Hijerarhija organizacije. Kao što je objašnjeno u paragrafu 1.05, život se manifestira istovremeno na mnogim razinama organizacije, od kojih svaka ima svoje karakteristike.

Metabolizam- najvažnija značajka funkcioniranja biosustava. Ovo je skup kemijskih transformacija i kretanja tvari koje se u njima događaju. Na staničnoj i organskoj razini metabolizam je povezan s hrana, izmjena plinova I isticanje, i, na primjer, u biogeocenotici - sa ciklus tvari i oni kreće se između različitih biogeocenoza.

Protok energije preko biosustava usko je povezan s njihovim metabolizmom. Zbog činjenice da se atomi tvari ne mijenjaju tijekom svojih transformacija, tvar može kružiti u živim sustavima. Energija se, u skladu s drugim zakonom termodinamike, djelomično rasipa tijekom transformacija (pretvara se u oblik topline), pa stoga živi sustavi postoje samo u uvjetima protoka energije koji kroz njih teče iz vanjski izvor. Za biosferu u cjelini takav izvor je Sunce.

Sposobnost razvoja. Svi biosustavi nastaju i poboljšavaju se tijekom evolucija. Evolucija uključena molekularna razina doveli do nastanka organizama; zbog evolucije promjene populacije karakteristična svojstva organizama i svih njihovih sastavnih sustava. Promjene u biogeocenozama i biosferi također su povezane s njihovom sposobnošću evolucije. Razvoj pojedinog organizma naziva se ontogeneza; evolucijska povijest ljubazan - filogenija; razvoj biocenoza na jednom području - sukcesija.

fitness- podudarnost između karakteristika biosustava i svojstava okoliša s kojim su u interakciji. Prilagodljivost se ne može postići jednom zauvijek, budući da se okoliš neprestano mijenja (uključujući i zbog utjecaja biosustava i njihove evolucije). Stoga su svi živi sustavi sposobni reagirati na promjene okoliša i razvijati prilagodbe na mnoge od njih. Rezultat sposobnosti živih sustava da razvijaju prilagodbe je nevjerojatna savršenost i svrhovitost živih organizama i života općenito. Dugoročne prilagodbe bioloških sustava provode se zahvaljujući njihovoj evoluciji. Kratkotrajne prilagodbe stanica i organizama osiguravaju se zahvaljujući njihovim razdražljivost- sposobnost odgovora na vanjske ili unutarnje utjecaje. Biosustavi na svim drugim razinama također reagiraju na promjene na određeni način, što nam omogućuje da kažemo da su u stanju razmjena informacija s okolinom.

Samoregulacija. Biosustavi su u stanju stalne izmjene tvari, energije i informacija s okolinom. Na primjer, stanice i organizmi, zahvaljujući samoregulaciji, održavaju postojanost unutarnjeg okoliša (homeostazu), a biogeocenoze održavaju svoj sastav vrsta i određena svojstva neživog okoliša. Održavanje postojanosti svojstava biosustava osigurava se negativnom povratnom spregom, a njihova promjena i razvoj osigurava se pozitivnom povratnom spregom.

Dinamičnost(stanje kontinuirane promjene). Životna aktivnost na svim razinama organizacije biosustava povezana je s metabolizmom i protokom informacija i energije. Štoviše, svaki biosustav, počevši od stanične razine, nije toliko struktura koliko proces. Dakle, stanica ostaje sama, unatoč činjenici da se kao rezultat metabolizma tvari koje ga formiraju zamjenjuju. Populacija postoji unatoč činjenici da njezini članovi umiru i pojavljuju se. Za stanice i organizme karakteristična manifestacija dinamičnosti je pokretljivost - sposobnost promjene položaja i oblika samog sustava i njegovih dijelova.

Integritet(integracija) - nužan uvjet razmatrati ovaj ili onaj objekt kao sustav. To je rezultat međusobne povezanosti i međuovisnosti dijelova biosustava, osnova za nastanak pojavnih svojstava u sustavu. Sustavi na različitim razinama razlikuju se u stupnju međuovisnosti svojih dijelova. Na primjer, sastav stanice mora uključivati ​​potpuno specifičan sastav komponenti koje strogo odgovaraju jedna drugoj (ako mitohondrij ne sintetizira sve svoje proteine, tada jezgra mora nužno kontrolirati sintezu onih koji nedostaju, a koji su potpuno u skladu s onima prisutnima u mitohondriju). Tijelo se sastoji od određenog skupa organa. Biogeocenoza se također sastoji od određenog skupa komponenti (na primjer, autotrofi i heterotrofi), ali njihov sastav se pokazao u velikoj mjeri zamjenjivim. Budući da su veze podsustava u stanici i organizmu rigidnije (svojstva jednog podsustava zahtijevaju strogo određena svojstva drugog podsustava) nego u biogeocenozi, stanica i organizam se mogu smatrati cjelovitijima. Na razini biogeocenoze i biosfere, biosustavi uključuju žive i nežive komponente (međutim, nežive komponente, poput mrtvog tkiva, također mogu biti dio organizama, kao i biosustava drugih razina).

Jedinstvenost. Svi biosustavi, počevši od stanične razine, jedinstveni su i razlikuju se od sličnih sustava. Na primjer, imati identične nasljedne informacije organizmi (identični blizanci, klonovi itd.) imaju jedinstvenu individualnost, ovisno o beskrajno raznolikim značajkama utjecaja okoline na njih i samoregulacije tijekom razvoja.

Reproduktivna sposobnost biosustavi osiguravaju održivost života tijekom vremena. Biomolekule sintetizira stanica; stanice (pa čak i neke eukariotske stanične strukture) razmnožavaju se diobom. Na razini organizma reprodukcija je osigurana zahvaljujući reprodukcija. Osiguran je kontinuitet generacija na organskoj (kao i na staničnoj) razini nasljedstvo, i mogućnost evolucije - varijabilnost. Razmnožavanje populacija, biogeocenoza (a možda i biosfera) osigurava se ne samo razmnožavanjem organizama, već i njihovom sposobnošću raspršivanja.

Ljudsko tijelo je složeno biološki sustav. Svi organi ljudskog tijela međusobno su povezani, u stalnoj su interakciji i, uzeti zajedno, jedinstveni su samoregulirajući i samorazvijajući sustav. Aktivnost tijela kao cjeline uključuje interakciju ljudske psihe, njezinih motoričkih i autonomnih funkcija s različitim uvjetima okoline.

Tjelesne vježbe imaju značajan utjecaj na formiranje kostura (ispravljaju se zakrivljenosti kralježnice, poboljšava se držanje). Metabolički procesi povećavaju, posebice, metabolizam kalcija, čiji sadržaj određuje čvrstoću kostiju. Kostur, koji obavlja potporne i zaštitne (lubanja, prsa, kosti zdjelice, itd.) Izuzetno je jak. Pojedinačne kosti mogu izdržati opterećenja do 2 tone. Kontinuirane (kosti lubanje, itd.) I zglobne veze kostiju omogućuju stvaranje zasebnih blokova, kinematičkih sustava s velikim stupnjem slobode, omogućujući da se veze takvih sustava kreću duž složenih putanja.

Složen skup međusobno povezanih reakcija cijepanja (disimilacije) i sinteze (asimilacije) organskih tvari osnova je razvoja ljudskog tijela.

Ljudsko tijelo se razvija pod utjecajem genotipa (nasljeđa), kao i čimbenika stalno promjenjive vanjske prirodne i društvene sredine.

Bez poznavanja građe ljudskog tijela, osobitosti životnih procesa u njegovim pojedinim organima, organskim sustavima iu cijelom organizmu, nemoguće je trenirati, odgajati i liječiti čovjeka, kao ni osigurati njegovo tjelesno usavršavanje.

Samospoznaja je važan korak u rješavanju problema formacije fizička kultura osobnost budućeg specijalista koji bi, proučavajući ovu temu, trebao:

♦ istražiti osobitosti funkcioniranja ljudskog tijela i njegovih pojedinih sustava pod utjecajem tjelesnog vježbanja i sporta u različitim uvjetima vanjsko okruženje;

♦ biti u stanju dijagnosticirati stanje svog tijela i njegovih pojedinih sustava, izvršiti potrebnu korekciju njihovog razvoja pomoću tjelesne kulture i sporta;

♦ znati racionalno prilagoditi aktivnosti tjelesnog odgoja i sporta individualne karakteristike tijelo, uvjete rada, uvjete života, rekreaciju i diferencirati korištenje tjelesne kulture i sporta, uzimajući u obzir navedene značajke.

U ljudskom tijelu ima ih više od 100 trilijuna. (1x10 14) ćelija. Svaka stanica također je tvornica za preradu tvari koje ulaze u tijelo; elektrana koja proizvodi bioelektričnu energiju; računalo s velikom količinom podataka za pohranu i izlaz. Osim toga, određene skupine stanica obavljaju specifične funkcije svojstvene samo njima (mišići, krv, živčani sustav itd.).

Stanice središnjeg živčani sustav(CNS) – neuroni. U tijelu ih ima više od 20 milijardi Svaki neuron sadrži oko tisuću enzima. Svi neuroni mozga mogu akumulirati više od 10 milijardi jedinica informacija u sekundi, tj. nekoliko puta više od najnaprednijeg računalnog sustava.

Vanjska ljudska aktivnost i unutarnji procesi koji se odvijaju u tijelu odvijaju se prema mehanizmu refleksa kontroliranog iz središnjeg živčanog sustava.

Svaka stanica, skupina stanica, organ djeluje na dva načina: ekscitacija (aktivno stanje) i inhibicija (prestanak aktivnog stanja i oporavak). Ekscitacija i inhibicija dva su suprotna procesa čije međusobno djelovanje osigurava usklađenu aktivnost živčanog sustava, usklađen rad tjelesnih organa, regulaciju i poboljšanje funkcija cijelog organizma.

Kretanje je najvažnije svojstvo ljudskog tijela. Zahvaljujući prisutnosti skeletnih mišića, osoba se može kretati i izvoditi pokrete pojedinim dijelovima tijela. Stalni pokreti javljaju se i u unutarnjim organima, koji također imaju mišićno tkivo u obliku posebnih "glatkih" mišića (crijevna peristaltika, održavanje tonusa arterijskih krvnih žila itd.). Složena struktura ima srčani mišić koji kontinuirano, tijekom života osobe, radi kao pumpa, osiguravajući kretanje krvi kroz krvne žile.

Tijekom evolucijskog razvoja čovjeka u onto- i filogenezi, motorička aktivnost imala je značajan utjecaj na morfologiju pojedinih organa i sustava tijela.

Ljudsko tijelo sastoji se od pojedinačnih organa koji obavljaju svoje specifične funkcije. Postoje skupine organa koji zajednički djeluju opće funkcije- organski sustavi. U svom funkcionalnom djelovanju organski sustavi su međusobno povezani.

Mnogi funkcionalni sustavi u velikoj mjeri osiguravaju motoričku aktivnost čovjeka. To uključuje Krvožilni sustav, dišni sustav, mišićno-koštani i probavni sustav, kao i organi za izlučivanje, endokrine žlijezde, osjetilni sustav, živčani sustav itd.

Medicinska znanost promatra ljudsko tijelo u jedinstvu s vanjskom prirodom i društvenim okruženjem.

Vanjsko okruženje u opći pogled može se predstaviti modelom koji se sastoji od tri međusobno povezana elementa: fizičko okruženje (atmosfera, voda, tlo, solarna energija); biološko okruženje (životinje i svijet povrća); društveno okruženje (osoba i ljudsko društvo).

Utjecaj vanjskog okruženja na ljudski organizam vrlo je višestruk. Vanjski prirodno okruženje a društveno okruženje može imati i korisne i štetni učinci. Iz vanjskog okoliša tijelo dobiva sve tvari potrebne za život i razvoj, ali istovremeno prima brojne iritacije (temperatura, vlaga, solarno zračenje, industrijski, profesionalno štetni utjecaji itd.), čime se nastoji narušiti postojanost unutarnje sredine organizma.

Normalno ljudsko postojanje u tim uvjetima moguće je samo ako tijelo pravodobno reagira na utjecaje vanjske sredine odgovarajućim adaptacijskim reakcijama i održava postojanost unutarnje okoline.

Ekološki problemi imaju izravan ili neizravan utjecaj na fizičko i moralno stanje osobe.

U moderni svijet Ekološki problemi - interakcija organizma s okolišem - ozbiljno su se pogoršali.

Prema Svjetska organizacija zdravstva, 80% ljudskih bolesti nastaje iz razloga povezanih s pogoršanjem stanja okoliša.

Posebnost osobe je da može svjesno i aktivno mijenjati vanjske i društvene uvjete kako bi poboljšao zdravlje, povećao radnu sposobnost i produžio život. Nedvojbeno je da odnos društva prema okolišu treba staviti pod stroži nadzor.

Odgovarajućim promjenama vanjskih uvjeta čovjek može utjecati na vlastito zdravstveno stanje, tjelesni razvoj, tjelesnu spremnost, mentalnu i tjelesnu sposobnost.

Tjelesni trening raznoliko djeluje na psihičke funkcije osiguravajući njihovu aktivnost i stabilnost.

Postoje rezultati brojnih studija o proučavanju stabilnosti pažnje, percepcije, pamćenja, sposobnosti treniranih i netreniranih osoba. računanje u glavi različite složenosti, drugi aspekti razmišljanja. Stabilnost ispitivanih parametara procijenjena je razinom njihove očuvanosti pod utjecajem različitih stupnjeva zamora, kao i sposobnošću održavanja performansi u točno određenom vremenu. Utvrđeno je da je stabilnost parametara mentalne aktivnosti izravno ovisna o razini svestrane tjelesne pripremljenosti.

Mentalna izvedba pogoršava se u manjoj mjeri pod utjecajem nepovoljnih čimbenika ako se tjelesne vježbe koriste na odgovarajući način u tim uvjetima. Optimalna tjelesna spremnost osigurava očuvanje niza pokazatelja najviših živčana aktivnost, posebice, stabilnost funkcija drugog signalnog sustava.

Umor je stanje koje nastaje kao posljedica rada s nedovoljnim procesima oporavka, a očituje se smanjenom radnom snagom, poremećenom koordinacijom regulacijskih mehanizama i osjećajem umora. Umor ima važnu biološku ulogu i služi kao signal upozorenja na moguće prenaprezanje radnog organa ili tijela u cjelini.

Postoje dvije faze razvoja umora: kompenzirana i nekompenzirana. U kompenziranoj fazi nema vidljivog smanjenja performansi. Rad se odvija povezivanjem na intenzivnu aktivnost drugih sustava tijela, koji prije pojave umora nisu aktivno sudjelovali u ovom radu.

Nemogućnost održavanja potrebnog intenziteta rada čak i kada su uključeni rezervni sustavi organizma znači početak nekompenzirane faze umora.

Pri radu značajnog intenziteta koji ne odgovara razini neposredne spremnosti organizma za izvođenje zadanog opterećenja javlja se akutni umor.

Zbir promjena u neuromuskularnom i središnjem živčanom sustavu koje se javljaju tijekom opetovanog napornog rada uzrokuje kronični umor.

Sustavni nastavak rada u stanju umora, nepravilna organizacija rada, tjelesni trening, dugotrajno obavljanje posla povezanog s prekomjernim mentalnim ili fizičkim stresom - sve to može dovesti do prekomjernog rada.

Akutni i kronični umor, kao i pretjerani rad, mogu dovesti do bolesti živčanog sustava, pogoršanja kardiovaskularnih bolesti, hipertenzije i peptičkog ulkusa te smanjenja tjelesne snage. Primjerice, pod utjecajem dugotrajnog (kroničnog) ispitnog emocionalnog stresa kod većine ispitanih studenata došlo je do značajnih promjena u intenzitetu prokrvljenosti krvnih žila i reaktivnosti biopotencijala mozga, elektrokardiografskih i biokemijskih pokazatelja, što je učinilo neće se vratiti u normalu unutar 2-3 dana nakon pregleda.

Dakle, studenti dva puta godišnje iskuse dugo razdoblje. emocionalni stres, što je faktor rizika.

Mentalni umor graniči s bolešću i ima duže razdoblje oporavka. Posljedica je to činjenice da je ljudski mozak, s velikim kompenzacijskim sposobnostima, sposoban dugo raditi pod preopterećenjem, a da nam pritom ne da do znanja da smo umorni, a koji osjećamo tek kada nastupi faza premora.

Sredstva za oporavak tijela nakon umora i prekomjernog rada su: optimalna tjelesna aktivnost, prelazak na druge vrste rada i kombiniranje rada s aktivnom rekreacijom, racionalna prehrana i uspostavljanje strogog higijenskog načina života. Proces oporavka ubrzava se odgovarajućim i adekvatnim spavanjem, vodenim postupcima, parnim kupkama, masažom i samomasažom, farmakološkim sredstvima i fizioterapijskim postupcima te psihoregulacijskim treningom.

Ritmički tok fizioloških procesa je važna imovinaživi organizam. Sve u tijelu - svaki organ, stanica, sastav krvi, hormoni, tjelesna temperatura, broj otkucaja srca (HR), krvni tlak, disajni i drugi sustavi te pokazatelji njihovih funkcija - ima svoje ritmove, mjerene u sekundama, satima, mjesecima pa čak i godine.

Bioritmovi pojedinih organa i sustava međusobno djeluju i tvore uređeni sustav ritmičkih procesa - organizaciju tjelesne aktivnosti u vremenu. Na primjer, razlikuju dnevni bioritam, na kojem se opaža visoka razina ljudske učinkovitosti od otprilike 8.00 do 12.00 i od 17.00 do 19.00 sati. Tijekom tih sati aktiviraju se gotovo sve tjelesne funkcije. Psihofizičke funkcije značajno padaju u razdobljima od 2 do 3 sata ujutro i od 13 do 15 sati.

Kada se pokaže učinkovitost, najučinkovitiji su utorak, četvrtak i petak, a najneučinkovitiji ponedjeljak i subota.

Pravilno sastavljen dnevni režim, raspodjela rada na način da najveće opterećenje odgovara najvećim mogućnostima organizma, jedan je od najvažnijih zadataka u očuvanju zdravlja i radne sposobnosti.

Kršenje bioritmova, radnog vremena, rada, treninzima, prehrana, odmor, spavanje, tjelesna aktivnost mogu dovesti ne samo do smanjenja performansi, već i do razvoja bolesti.

Nedovoljna tjelesna aktivnost stvara posebne neprirodne uvjete za život čovjeka i negativno utječe na strukturu i funkcije svih tkiva ljudskog tijela. U takvim uvjetima usporava se razvoj mlađe generacije i ubrzava starenje starijih ljudi.

U nedostatku dovoljne doze dnevnih mišićnih pokreta dolazi do nepoželjnih i značajnih promjena u funkcionalnom stanju mozga i osjetnih sustava. Kao rezultat toga, dolazi do smanjenja ukupne obrane tijela i povećanja rizika od raznih bolesti.

Ovo stanje karakterizira povećana izrazita nestabilnost raspoloženja, slabljenje samokontrole, nestrpljivost, poremećaj sna, gubitak sposobnosti za dugotrajni rad ili fizički stres. Svi ovi simptomi mogu se pojaviti u različitim stupnjevima.

Najučinkovitija alternativa hipokineziji i tjelesnoj neaktivnosti u modernim uvjetima mogu se koristiti fizičke vježbe.

Napredak znanosti i tehnologije stvorio je potrebu da čovjek stekne značajnu količinu stručnih znanja i velika količina razne informacije. Tempo života se nemjerljivo povećao. Sve je to dovelo do prezentacije na modernom čovjeku visoke zahtjeve za njegovo fizičko stanje i značajno povećano opterećenje na mentalnoj, mentalnoj i emocionalnoj sferi.

Zbog aktivacije obrazovni rad S povećanjem opterećenja potrebno je poboljšati uvjete i režim učenja, života i rekreacije učenika sredstvima tjelesnog odgoja. Sredstva tjelesne kulture su tjelesno vježbanje, ljekovite sile prirode (sunce, zrak i voda) i higijenski čimbenici (sanitarno-higijenski uvjeti, odmor, spavanje, prehrana).

Korištenje ljekovitih moći prirode (kaljenje) jača i aktivira obrambene snage organizma, potiče izmjenu tvari, rad srca i krvnih žila te blagotvorno djeluje na stanje živčanog sustava.

Sustavno vježbanje, fizičke vježbe u intenzivnim uvjetima obrazovne aktivnosti studenti imaju važno kao način opuštanja živčana napetost i očuvanje mentalnog zdravlja. Pražnjenje povećane živčane aktivnosti kroz pokret je najučinkovitije.

Uloga tjelesnog vježbanja nije ograničena samo na njegove blagotvorne učinke na zdravlje. Promatranjem osoba koje se redovito bave tjelesnim vježbama pokazalo se da sustavna mišićna aktivnost povećava mentalnu, mentalnu i emocionalnu stabilnost tijela tijekom dugotrajnog intenzivnog psihičkog ili fizičkog rada.

Osoba koja vodi aktivan stil života i redovito se bavi tjelesnim vježbanjem može obaviti znatno više posla od osobe koja vodi sjedilački način života. To je zbog rezervnih sposobnosti tijela.

Aktiviranje fizioloških funkcija tijela tijekom mišićne aktivnosti treba smatrati mobilizacijom rezervi. Istovremeno, trenirano tijelo ima velike rezerve i može ih potpunije iskoristiti od netreniranog.

Svaki organ, organski sustav i tijelo u cjelini, pod utjecajem ciljanog tjelesnog treninga, značajno povećava performanse i fizičku rezervu.

Metabolizam i energija u ljudskom tijelu karakteriziraju složene biokemijske reakcije. Hranjive tvari (bjelančevine, masti i ugljikohidrati) koje s hranom ulaze u unutarnje okruženje tijela razgrađuju se u probavnom traktu. Produkti razgradnje krvlju se prenose do stanica i one ih apsorbiraju. Kisik koji iz zraka kroz pluća prodire u krv sudjeluje u procesu oksidacije koji se odvija u stanicama.

Tvari nastale kao rezultat biokemijskih metaboličkih reakcija (ugljični dioksid, voda, urea i dr.) eliminiraju se iz organizma putem pluća, bubrega i kože.

Metabolizam je izvor energije za sve životne procese i funkcije organizma. Kada se složene organske tvari razgrađuju, potencijalna kemijska energija sadržana u njima pretvara se u druge vrste energije (bioelektričnu, mehaničku, toplinsku itd.).

Intenzitet metaboličkih procesa u ljudskom tijelu je vrlo visok. Svaka sekunda je uništena veliki iznos molekule razne tvari, a pritom se stvaraju nove tvari potrebne tijelu. U 3 mjeseca obnovi se polovica svih tkiva u ljudskom tijelu.

Rast kose, rast noktiju, ljuštenje kože - sve je to rezultat metaboličkog procesa. Tijekom 5 godina studija studentu se rožnica promijeni 250 puta, a tkivo želuca obnovi se 500 puta.

Spremiti energetska ravnoteža, održavanje normalne tjelesne težine, osiguranje visoke mentalne i tjelesne sposobnosti i prevencija bolesti, potrebno je uz dostatnu i hranjivu prehranu povećati potrošnju energije povećanjem tjelesne aktivnosti, primjerice redovitom tjelesnom vježbom.

Mišićna aktivnost. Tjelesne vježbe ili sport povećava aktivnost metaboličkih procesa, trenira i podržava visoka razina mehanizmi koji provode izmjenu tvari i energiju u tijelu.