דברים חיים כמערכות פתוחות - ביולוגיה - 2025

היצורים החיים הם מערכות פתוחות בגלל האינטראקציה שלהם עם הסביבה שלהם. כדי להבין זאת, ראשית יש להגדיר מערכת, שהיא כל אורגניזם, דבר או תהליך שבאמצעות תכונותיו ניתן ללמוד.

בהתאם לסוג הישות החיה והתנהגותה בכל הקשור לאינטראקציה עם העולם שבחוץ, אנו יכולים לסווג את המערכות בכמה אופנים.

סוגי מערכות בדברים חיים

לִפְתוֹחַ

זהו כזה שמחליף כל הזמן אנרגיה וחומר עם הסביבה המקיפה אותו ואת סביבתו.

זה קשור לא פחות מכל מה שתופס מקום בחלל ויש לו מסה ונפח. הוא משתמש באנרגיה כדי לבצע שינויים פיזיים או כימיים בחומרו.

סָגוּר

כזו שמחליפה אנרגיה עם הסביבה המקיפה אותה, אך לא משנה. מאפיין המבדיל אותו מהקודם.

מְבוּדָד

מערכת מבודדת נקראת כזו שאינה מחליפה אנרגיה או משנה עם הסביבה הסובבת אותה.

עם זאת, אנו יודעים שוויה חי היא מערכת, מכיוון שניתן ללמוד אותה, ואנחנו גם יודעים שהיא נחשבת למערכת פתוחה מכיוון שהיא מחליפה אנרגיה וחומר עם הסביבה.

מאפייני יצורים חיים

חילוף חומרים

תהליך שבאמצעותו אורגניזמים לוכדים אנרגיה מהסביבה הסובבת אותם והופכים אותה לאנרגיה לתפקודים החיוניים שלהם.

החלפת אנרגיה זו מתבצעת באמצעות רכיבים המקיפים את היצור החי כמו מים, אור, חמצן וכו '.

הומאוסטזיס

זה ידוע באופן אוניברסאלי כיכולתו של כל יצור לשמור על הסביבה הפנימית הקבועה שלו.

בכדי להשיג כמה פרמטרים כמו טמפרטורה, PH, רמת החומרים המזינים ונפח המים נשמרים בכמויות או אמצעים התורמים להישרדותם של מינים רבים, משתמשים במנגנונים. לדוגמא, הפרשת הזיעה, המאפשרת לעור להתקרר וכתוצאה מכך להוריד את הטמפרטורה של כל הגוף.

כדי לשמור על נפח המים, יצורים חיים סופגים אותם מהסביבה בכמויות המאפשרות להם לבצע את התהליכים הבסיסיים שלהם.

בנוסף, יש בעלי חיים שנחשפים לקרני השמש כדי להעלות את הטמפרטורה שלהם, וזו הסיבה שההומאוסטזיס נחשב לחילופי חומר, אנרגיה או שניהם בכל היצורים החיים.

הִסתַגְלוּת

זוהי הסתגלותם של יצורים חיים לסביבה המקיפה אותם. מנגנון זה הוא האופן בו יצורים חיים מקבלים ומתפקדים בתנאים הסביבתיים הסובבים אותם.

נִרגָנוּת

זו היכולת של כל היצורים החיים להגיב לגירויים מהסביבה הסובבת אותם.

מאפיין זה הוא אחד המכריע ביותר העדים לחילופי האנרגיה. הדוגמה המייצגת ביותר היא התכווצות האישון של העין בעת ​​קבלת כמות גדולה של אור בכדי להימנע מפגיעה בעצב הראיה ודימויי מיקוד ביתר דיוק.

בנוסף, הגירויים יכולים להיות פיזיים או רגישים, כך שהחלפה ראויה לציון ביצורים אלה.

תְזוּנָה

מוגדר כיכולת להטמיע חומרים מזינים מהמזון, כלומר לשלב אותם בתאים לשימוש מאוחר יותר בתפקוד יחידות התא, האיברים והמערכות.

עוד אחת מהדוגמאות הרלוונטיות ביותר התומכות בסיווג היצורים החיים כמערכות פתוחות, שכן כל היצורים החיים על פני כדור הארץ חייבים, באופן כזה או אחר, להטמיע חומרים מזינים.

אם על ידי פוטוסינתזה, פגוציטוזיס או על ידי תהליך העיכול, יש צורך בהטמעה מהסביבה בגוף.

הַפרָשָׁה

זהו התהליך שבאמצעותו הישות משליך את תוצרי הלוואי של תהליכיה, שאינם נחוצים או מהווים סכנה להישרדותו.

דוגמה למאפיין זה היא זיעה, צואה ושתן, שהם חילופי חומרים שמבטלים בעיקר רעלים.

לכל האמור לעיל אנו מבינים מדוע יצורים חיים נחשבים למערכות פתוחות, מכיוון שהם כל הזמן מחליפים חומר ואנרגיה עם הסביבה הסובבת אותם.

הפניות

1. התיאוריה של מערכות פתוחות בפיזיקה וביולוגיה לודוויג פון ברטלאנפי המחלקה לביולוגיה, אוניברסיטת אוטווה. מסמך PDF, עמוד 23 - 28. התאושש מ- vhpark.hyperbody.nl.
2. תעלומת מוצא החיים: הערכה מחודשת של תיאוריות עכשוויות, תרמודינמיקה של מערכות חיים, פרק 7 מאת ויקטור פ. ווייסקופף, ר. קלוסייוס ור. קיילואה. התאושש מ- ldolphin.org.
3. מערכות פתוחות, מתוך האנציקלופדיה הגדולה הסובייטית (1979) המהדורה השלישית (1970-1979). © 2010 קבוצת Gale, Inc. כל הזכויות שמורות על ידי DN ZUBAREV. התאושש מ- encyclopedia2.thefreedictionary.com.
4. רייס, ג'יי.בי, Urry, LA, קיין, מ.ל., וסרמן, ס.א., מינורסקי, פ.ו., וג'קסון, ר.ב. חוקי טרנספורמציית האנרגיה. בביולוגיה של קמפבל (המהדורה העשירית, עמ '143-145). סן פרנסיסקו, קליפורניה: פירסון.
5. Living Beings, Open Systems, פרק · ינואר 2009. בספר: Enzymology Molecular and Cellular, pp.63-82 מאת ג'ינין ג'ון חאן.
6. האדם האנושי כמערכת פתוחה מאת אדוארד ו 'גלז'ינסקי, רקטור, פרופסור ודוקטור לפסיכולוגיה, אוניברסיטת טומסק. התאושש מ- http://en.tsu.ru
7. אנטרופיה ומערכות פתוחות מאת הנרי מ 'מוריס, דוקטורנט ראיות ליצירה ›עדויות ממדע› ראיות ממדעי הגופיה ›היקום יציב› אנרגיה לא ניתן ליצור או להשמיד באופן טבעי. התאושש מ- icr.org.