Биологические Системы

Биол. Объекты разл. Сложности (клетки и ткани, органы, системы органов и организмы, биоценозы и экосистемы, вплоть до биосферы в целом), имеющие, как правило, неск. Уровней структурпо-функц. Организации. Представляя собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, Б. С. Обладают свойствами целостности (несводимость свойств системы к сумме свойств её элементов), относит, устойчивости, а также способностью к адаптации по отношению к внеш. Среде, развитию, самовоспроизведению и эволюции. Любая Б. С. Является динамической - в ней постоянно протекает множество процессов, часто сильно различающихся во времени. В то же время Б. С.- открытые системы, условием существования к-рых служит обмен энергией, веществом и информацией как между частями системы (или подсистемами), так и с окружающей средой.

Важнейшая особенность Б. С. Заключается в том, что такой обмен осуществляется под контролем спец. Механизмов реализации генетич. Информации и внутр. Управления, к-рые позволяют избежать «термодинамической смерти» путём использования энергии, извлекаемой из внеш. Среды. Устойчивость стационарных состояний Б. С. (сохранение постоянства внутр. Характеристик на фоне нестабильной или изменяющейся внеш. Среды), а также способность их к переходу из одного состояния в другое (свойство неустойчивости стапионарных состояний . Б. С.) обеспечиваются многообразными механизмами саморегуляции. В основе саморегуляции Б. С. Лежит принцип обратной связи, отрицательной или положительной. Так, в цепи регулирования с от-рицат. Обратной связью информация об отклонении регулируемой величины от заданного уровня включает в действие регулятор, к-рый воздействует на регулируемый объект т.

О., что регулируемая величина возвращается к исходному уровню (знак изменения её обратен знаку пер-вонач. Отклонения). Этот механизм, а также более сложные комбинации неск. Механизмов могут функционировать на разных уровнях организации Б. С. (напр., на молекулярном - ингибирование ключевого фермента при избытке конечного продукта или репрессия синтеза ферментов, на клеточном - гормональная регуляция и контактное угнетение, обеспечивающие оптим. Плотность клеточной популяции. На уровне организма - регуляция содержания глюкозы в крови, а в общем случае гомеостаз, обеспечивающий стабильность внутр. Среды организма). Спец. Механизмы положит, обратной связи (воздействие на регулируемый объект вызывает изменение, совпадающее по знаку с первонач.

Отклонением регулируемой величины, вследствие чего система выходит из данного стационарного состояния) лежат в основе перехода Б. С. Из одного стационарного состояния в другое и основанных на этих переходах закономерных изменениях Б. С, обеспечивающих их адаптацию к изменяющимся внеш. Условиям, перемещение, другие многообразные активные функции Б. С. И их эволюцию. Сложные автономные (независимые от среды) движения Б. С. Возможны благодаря множественности стапионарных состояний Б. С, между к-рыми могут совершаться переходы. В нек-рых случаях новое состояние оказывается не стационарным, а автоколебательным, т. Е. Ia-ким, в к-ром значения показателей колеблются во времени с постоянной амплитудой. Такие явления лежат в основе перио-дич.

Процессов в Б. С, еременной организации Б. С, воснове функционирования биологических часов. При анализе поведения и свойств Б. С. Широкое применение находят разл. Методы физпч. И математич. Моделирования, используются кибернетич. И термоди-намич. Подходы (см. Термодинамика Биологических Систем). Системный подход оказывается перспективным для решения мн. Практически важных проблем (таких, напр., как создание замкнутых систем жизнеобеспечения, проблема заболеваний, связанных с нарушением гомеостаза и пр.)..