Biologická organizace - Biological organisation

„Hierarchie života“ a „Úrovně organizace“ se zde přesměrovávají. Hierarchické uspořádání a uspořádání všech organismů viz Biologická klasifikace. Evoluční hierarchii organismů a mezioborové vztahy viz Fylogenetický strom.

Populace včel se třpytí v reakci na predátora.

Biologická organizace je hierarchie z komplex biologický struktur a systémy které definují život používat redukční přístup.[1] Tradiční hierarchie, jak je podrobně popsána níže, sahá od atomy na biosféry. Vyšší úrovně tohoto schématu jsou často označovány jako ekologická organizace koncept, nebo jako pole, hierarchická ekologie.

Každá úroveň v hierarchii představuje nárůst organizace složitost, přičemž každý „objekt“ je primárně složen ze základní jednotky předchozí úrovně.[2] Základním principem organizace je koncept vznik —Vlastnosti a funkce nalezené na hierarchické úrovni nejsou na nižších úrovních přítomny a jsou irelevantní.

Biologická organizace života je základním předpokladem pro mnoho oblastí vědecký výzkum, zejména v lékařské vědy. Bez této nezbytné míry organizace by bylo mnohem obtížnější - a pravděpodobně nemožné - aplikovat studium účinků různých fyzický a chemikálie jevy nemoci a fyziologie (funkce těla). Například pole jako poznávací a behaviorální neurovědy nemohl existovat, pokud by mozek nebyl složen ze specifických typů buněk a základních pojmů farmakologie by nemohlo existovat, kdyby nebylo známo, že změna na buněčné úrovni může ovlivnit celý organismus. Tyto aplikace sahají do ekologický úrovně také. Například, DDT je přímý insekticidní účinek nastává na subcelulární úrovni, ale ovlivňuje vyšší úrovně až po několikanásobné ekosystémy. Teoreticky změna v jednom atom mohl změnit celý biosféra.

Úrovně

Viz také: Integrační úroveň
Nejjednodušší jednotkou života je atom, jako je kyslík. Dva nebo více atomů je molekula jako oxid. Mnoho malých molekul se může spojit v chemické reakci za vzniku makromolekuly, jako je fosfolipid. Více makromolekul tvoří buňku, jako klubová buňka. Skupina buněk fungujících společně jako tkáň, například epitelová tkáň. Různé tkáně tvoří orgán, jako plíce. Orgány spolupracují na vytvoření orgánového systému, jako je dýchací systém. Všechny orgánové systémy vytvářejí živý organismus jako lev. Skupina stejného organismu žijící společně v určité oblasti je populace, například pýcha lvů. Dvě nebo více populací, které spolu interagují, tvoří komunitu, například populace levů a zeber, které spolu interagují. Komunity, které vzájemně reagují nejen navzájem, ale také s fyzickým prostředím, zahrnují ekosystém, jako je například ekosystém Savanna. Všechny ekosystémy tvoří biosféru, oblast života na Zemi.

Jednoduché standardní biologické organizační schéma, od nejnižší úrovně po nejvyšší úroveň, je následující:[1]

Pro úrovně menší než atomy viz Subatomová částice
Acelulární úroveň
a
Předbuněčná úroveň		Atomy
MolekulaSkupiny atomů
Biomolekulární komplexSkupiny (bio) molekul
Subcelulární úroveňOrganelleFunkční skupiny biomolekul, biochemické reakce a interakce
Buněčná úroveňBuňkaZákladní jednotka všeho života a seskupení organel
Supercelulární úroveň
(Mnohobuněčná úroveň)		TkáňFunkční skupiny buněk
OrgánFunkční skupiny tkání
Systém orgánůFunkční skupiny orgánů
Ekologické úrovněOrganismusZákladní živý systém, funkční seskupení složek nižší úrovně, včetně alespoň jedné buňky
PopulaceSkupiny stejných organismů druh
Společenství
(nebo biocenóza )		Mezidruhové skupiny interagujících populací
EkosystémSkupiny organismů ze všech biologických domén ve spojení s fyzickým (abiotický ) životní prostředí
BiomeKontinentální měřítko (klimaticky a geograficky sousedící oblasti s podobnými klimatickými podmínkami) seskupení ekosystémů.
Biosféra nebo
Ekosféra		Celý život na Zemi nebo celý život plus fyzické (abiotické) prostředí[3]
Informace o úrovních větších než biosféra nebo ekosféra viz Umístění Země ve vesmíru

Složitější schémata obsahují mnohem více úrovní. Například na molekulu lze pohlížet jako na skupinu elementy a atom lze dále rozdělit na subatomární částice (tyto úrovně jsou mimo rozsah biologické organizace). Každá úroveň může být také rozdělena do své vlastní hierarchie a konkrétní typy těchto biologických objektů mohou mít své vlastní hierarchické schéma. Například, genomy lze dále rozdělit do hierarchie geny.[4]

Každá úroveň v hierarchii může být popsána jejími nižšími úrovněmi. Například může být organismus popsán na kterékoli z jeho úrovní složek, včetně atomové, molekulární, buněčné, histologické (tkáňové), orgánové a orgánové soustavy. Kromě toho se na všech úrovních hierarchie objevují nové funkce nezbytné pro kontrolu života. Tyto nové role nejsou funkcemi, které jsou schopné komponenty nižší úrovně, a proto se o nich říká vznikající vlastnosti.

Každý organismus je organizován, i když ne nutně ve stejné míře.[5] Organismus nemůže být organizován na histologické Úroveň (tkáně), pokud není složena z tkání.[6]

Základy

Empiricky velká část (komplexních) biologických systémů, které v přírodě pozorujeme, vykazuje hierarchickou strukturu. Z teoretických důvodů bychom mohli očekávat, že složité systémy budou hierarchiemi ve světě, ve kterém se složitost musela vyvinout z jednoduchosti. Systém analýza hierarchií prováděná v 50. letech[7][8] položil empirické základy pro a pole to by bylo od 80. let hierarchická ekologie.[9][10][11][12][13]

Teoretické základy jsou shrnuty pomocí termodynamiky biologické systémy jsou modelovány jako fyzické systémy ve své nejobecnější abstrakci jsou termodynamické otevřené systémy ten exponát samoorganizovaný chování a sada / podmnožina vztahy mezi disipativní struktury lze charakterizovat v hierarchii.

V roce byl představen jednodušší a přímější způsob, jak vysvětlit základy „hierarchické organizace života“ Ekologie podle Odum a další jako „Simone "hierarchický princip";[14] Simone[15] zdůraznil, že hierarchie "se objevuje téměř nevyhnutelně širokou škálou evolučních procesů, a to z prostého důvodu hierarchické struktury jsou stabilní".

Aby tuto hlubokou myšlenku motivoval, nabídl své „podobenství“ o imaginárních hodinářích.

Podobenství o hodinářích

Kdysi tu byli dva hodináři, jmenovaní Hora a Tempus, kteří vyráběli velmi jemné hodinky. Telefony v jejich dílnách často zvonily; neustále jim volali noví zákazníci. Hora však prosperovala, zatímco Tempus byl stále chudší a chudší. Nakonec Tempus přišel o obchod. Jaký byl důvod?

Hodinky se skládaly z přibližně 1000 dílů. Hodinky, které Tempus vyrobil, byly navrženy tak, že když musel odložit částečně smontované hodinky (například za účelem zodpovězení telefonu), okamžitě se rozpadly na kousky a musely být znovu sestaveny ze základních prvků.

Hora navrhl své hodinky tak, aby mohl sestavit podsestavy, z nichž každá měla asi deset komponent. Deset z těchto podsestav bylo možné sestavit a vytvořit tak větší podsestavu. Nakonec celé hodinky tvořilo deset větších podsestav. Každou podsestavu lze odložit, aniž by se rozpadla.

Viz také

Poznámky

  1. ^ A b Solomon, Berg & Martin 2002, s. 9–10
  2. ^ Pavé 2006, str. 40
  3. ^ Huggett 1999
  4. ^ Pavé 2006, str. 39
  5. ^ Postlethwait & Hopson 2006, str. 7
  6. ^ Witzany, G (2014). „Biologická sebeorganizace“. International Journal of Signs and Semiotic Systems. 3 (2): 1–11. doi:10.4018 / IJSSS.2014070101.
  7. ^ Evans 1951
  8. ^ Evans 1956
  9. ^ Margalef 1975
  10. ^ O'Neill 1986
  11. ^ Wicken & Ulanowicz 1988
  12. ^ Pumain 2006
  13. ^ Jordan & Jørgensen 2012
  14. ^ Simon 1969, str. 192–229
  15. ^ Simonovy texty na doi:10.1207 / S15327809JLS1203_4, polaris.gseis.ucla.edu/pagre/simon Archivováno 5. července 2015 na adrese Wayback Machine nebo přepisy johncarlosbaez / 2011/08/29 Archivováno 2015-05-31 na Wayback Machine

Reference

externí odkazy