بیوسیستم یک شبکه پیچیده از سازمان‌های مرتبط بیولوژیکی است، از جهانی تا زیراتمی. این تصویر مفهومی منعکس کننده سیستم های متعدد تودرتو در طبیعت است - جمعیت موجودات، اندام ها و بافت ها. در مقیاس میکرو و نانو، نمونه‌هایی از سیستم‌های بیولوژیکی سلول‌ها، اندامک‌ها، مجتمع‌های ماکرومولکولی و مسیرهای تنظیمی هستند.
ارگانیسم به عنوان یک بیوسیستم
در زیست‌شناسی، ارگانیسم هر سیستم زنده مجاور همراه با حیوانات، گیاهان، قارچ‌ها، پروتیست‌ها یا باکتری‌ها است. همه انواع شناخته شده موجودات روی زمین می توانند تا حدودی به محرک ها پاسخ دهند، تولید مثل کنند، رشد کنند، تکامل یابند و خود تنظیم شوند (هموستاز).
یک ارگانیسم به عنوان یک بیوسیستم از یک یا چند سلول تشکیل شده است. بیشتر موجودات تک سلولی در مقیاس میکروسکوپی هستند و بنابراین به میکروارگانیسم ها تعلق دارند. انسان ها موجودات چند سلولی هستند که از تریلیون ها سلول تشکیل شده اند که در بافت ها و اندام های تخصصی گروه بندی شده اند.
سیستم های بیولوژیکی بسیار و متنوع
تخمین تعداد گونه های مدرن زمین از 10 تا 14 میلیون متغیر است که تنها حدود 1.2 میلیون از آنها به طور رسمی ثبت شده است.
اصطلاح "ارگانیسم" ارتباط مستقیمی با اصطلاح "سازمان" دارد. تعریف زیر را می توان ارائه داد: مجموعه ای از مولکول ها است که به عنوان یک کل کم و بیش پایدار عمل می کنند که ویژگی های حیات را نشان می دهد. ارگانیسم به عنوان یک بیوسیستم به هر ساختار زنده ای مانند گیاه، حیوان، قارچ یا باکتری گفته می شود که قادر به رشد و تکثیر باشد. ویروس‌ها و اشکال حیات غیرآلی انسان‌زای احتمالی از این دسته حذف می‌شوند، زیرا به ماشین‌های بیوشیمیایی سلول میزبان بستگی دارند.
بدن انسان به عنوان یک بیوسیستم
بدن انسان را می توان یک بیوسیستم نیز نامید. این کلیت همه اندام ها است. بدن ما از تعدادی سیستم بیولوژیکی تشکیل شده است که عملکردهای خاص لازم برای زندگی روزمره را انجام می دهد.
- کار سیستم گردش خون انتقال خون، مواد مغذی، اکسیژن، دی اکسید کربن و هورمون ها از طریق اندام ها و بافت ها است. از قلب، خون، رگ های خونی، شریان ها و سیاهرگ ها تشکیل شده است.
- سیستم گوارش از مجموعه ای از اندام های به هم پیوسته تشکیل شده است که با هم به بدن اجازه می دهد غذا را جذب و هضم کند و مواد زائد را دفع کند. شامل دهان، مری، معده، روده کوچک، روده بزرگ، راست روده و مقعد است. کبد و پانکراسهمچنین نقش مهمی در سیستم گوارش دارند زیرا شیره های گوارشی تولید می کنند.
- سیستم غدد درون ریز از هشت غده اصلی تشکیل شده است که هورمون ها را در خون ترشح می کنند. این هورمون ها به نوبه خود به بافت های مختلف سفر می کنند و عملکردهای مختلف بدن را تنظیم می کنند.
- سیستم ایمنی دفاع بدن در برابر باکتری ها، ویروس ها و سایر پاتوژن های مضر است. این شامل غدد لنفاوی، طحال، مغز استخوان، لنفوسیت‌ها و گلبول‌های سفید است.
- سیستم لنفاوی شامل غدد لنفاوی، مجاری و عروق خونی است و همچنین نقش دفاعی بدن را ایفا می کند. وظیفه اصلی آن تشکیل و حرکت لنف است، مایع شفاف حاوی گلبول های سفید خون که به بدن در مبارزه با عفونت کمک می کند. سیستم لنفاوی همچنین مایع لنفاوی اضافی را از بافت‌های بدن خارج می‌کند و آن را به خون باز می‌گرداند.
- سیستم عصبی هم اعمال ارادی (مانند حرکت آگاهانه) و هم غیرارادی (مانند تنفس) را کنترل می کند و سیگنال هایی را به قسمت های مختلف بدن می فرستد. سیستم عصبی مرکزی شامل مغز و نخاع است. سیستم عصبی محیطی از اعصابی تشکیل شده است که هر قسمت از بدن را به سیستم عصبی مرکزی متصل می کند.
- سیستم عضلانی بدن از حدود ۶۵۰ عضله تشکیل شده است که به حرکت، گردش خون و تعدادی دیگر از عملکردهای فیزیکی کمک می کنند.
- سیستم تولید مثل به افراد اجازه تولید مثل می دهد. دستگاه تناسلی مرد شامل آلت تناسلی و بیضه ها می شود کهتولید اسپرم دستگاه تناسلی زنان از واژن، رحم و تخمدان ها تشکیل شده است. در طول لقاح، اسپرم با یک تخمک ترکیب می شود، که یک تخمک بارور شده ایجاد می کند که در رحم رشد می کند.
- بدن ما توسط یک سیستم اسکلتی متشکل از 206 استخوان پشتیبانی می شود که توسط تاندون ها، رباط ها و غضروف ها به هم متصل شده اند. اسکلت نه تنها به حرکت ما کمک می کند، بلکه در تولید سلول های خونی و ذخیره کلسیم نیز نقش دارد. دندان ها نیز بخشی از سیستم اسکلتی هستند، اما استخوان در نظر گرفته نمی شوند.
- سیستم تنفسی اجازه می دهد تا اکسیژن حیاتی دریافت شود و دی اکسید کربن در فرآیندی که آن را تنفس می نامیم حذف شود. عمدتاً از نای، دیافراگم و ریه ها تشکیل شده است.
- سیستم ادرار به دفع مواد زائد به نام اوره از بدن کمک می کند. از دو کلیه، دو حالب، مثانه، دو عضله اسفنکتر و یک مجرای ادرار تشکیل شده است. ادرار تولید شده توسط کلیه ها از حالب ها به مثانه می رود و از طریق مجرای ادرار از بدن خارج می شود.
- پوست بزرگترین عضو بدن انسان است. از ما در برابر دنیای بیرون، باکتری ها، ویروس ها و سایر عوامل بیماری زا محافظت می کند و به تنظیم دمای بدن و دفع مواد زائد از طریق عرق کمک می کند. علاوه بر پوست، سیستم پوششی شامل مو و ناخن است.
اندام های حیاتی
مردم پنج اندام حیاتی دارند که برای بقا ضروری هستند. اینها مغز، قلب، کلیه ها، کبد و ریه ها هستند.
- مغز انسان مرکز کنترل بدن است که دریافت و انتقال می دهداز طریق سیستم عصبی و از طریق هورمون های ترشح شده به سایر اندام ها سیگنال می دهد. مسئول افکار، احساسات، حافظه و درک کلی ما از جهان است.
- قلب انسان مسئول پمپاژ خون در سراسر بدن ما است.
- وظیفه کلیه ها حذف مواد زائد و مایعات اضافی از خون است.
- کبد وظایف زیادی دارد، از جمله سم زدایی مواد شیمیایی مضر، تجزیه داروها، فیلتر کردن خون، ترشح صفرا و تولید پروتئین برای لخته شدن خون.
- ریه ها مسئول حذف اکسیژن از هوایی است که تنفس می کنیم و آن را به خون منتقل می کند، جایی که می تواند به سلول های ما ارسال شود. ریه ها همچنین دی اکسید کربنی را که بازدم می کنیم را حذف می کند.
حقایق جالب
- بدن انسان حدود 100 تریلیون سلول دارد.
- یک بزرگسال به طور متوسط بیش از 20000 نفس در روز می کشد.
- هر روز، کلیه ها حدود 200 لیتر (50 گالن) خون را پردازش می کنند تا حدود 2 لیتر مواد زائد و آب را فیلتر کنند.
- بزرگسالان هر روز حدود یک چهارم و نیم (1.42 لیتر) ادرار دفع می کنند.
- مغز انسان دارای حدود 100 میلیارد سلول عصبی است.
- آب بیش از 50 درصد وزن بدن یک بزرگسال را تشکیل می دهد.
چرا به یک موجود زنده بیوسیستم می گویند؟
یک موجود زنده سازمان معینی از ماده زنده است. این یک بیوسیستم است که مانند هر سیستم دیگری شامل می شودعناصر به هم پیوسته مانند مولکول ها، سلول ها، بافت ها، اندام ها. همه چیز در این جهان از چیزی تشکیل شده است، سلسله مراتب خاصی نیز مشخصه یک موجود زنده است. این بدان معناست که سلول ها از مولکول ها، بافت ها از سلول ها، اندام ها از بافت ها و سیستم های اندام از اندام ها ساخته شده اند. ویژگی‌های بیوسیستم‌ها همچنین شامل ظهور است، که به معنای ظهور ویژگی‌های کیفی جدیدی است که هنگام ترکیب عناصر وجود دارند و در سطوح قبلی وجود ندارند.
سلول به عنوان بیوسیستم
یک سلول واحد را می توان یک بیوسیستم کامل نیز نامید. این یک واحد ابتدایی است که ساختار و متابولیسم خاص خود را دارد. می تواند به طور مستقل وجود داشته باشد، نوع خود را بازتولید کند و طبق قوانین خود رشد کند. زیست شناسی یک بخش کامل به مطالعه خود به نام سیتولوژی یا زیست شناسی سلولی دارد.
یک سلول یک سیستم زندگی ابتدایی است که شامل اجزای فردی است که ویژگی های خاصی دارند و وظایف عملکردی خود را انجام می دهند.
سیستم پیچیده
یک بیوسیستم از همان نوع ماده زنده تشکیل شده است: از درشت مولکول ها و سلول ها گرفته تا جوامع جمعیتی و اکوسیستم ها. دارای سطوح سازمانی زیر است:
- سطح ژن؛
- سطح سلولی؛
- ارگان ها و سیستم های اندام؛
- جانداران و سیستم های موجودات؛
- جمعیت ها و سیستم های جمعیتی؛
- جوامع و اکوسیستم.
بیولوژیکیاجزای سطوح مختلف سازمان به ترتیب معینی با طبیعت بی جان، انرژی و سایر اجزا و مواد غیر زنده تعامل دارند. بسته به مقیاس، سیستم های مختلف موضوع مطالعه رشته های مختلف هستند. ژنتیک با ژن ها سر و کار دارد، سیتولوژی با سلول ها سر و کار دارد. اندام ها تحت کنترل فیزیولوژی قرار می گیرند. موجودات زنده توسط ایکتیولوژی، میکروبیولوژی، پرنده شناسی، انسان شناسی و غیره مورد مطالعه قرار می گیرند.
