Biosystem to złożona sieć organizacji o znaczeniu biologicznym, od globalnych po subatomowe. Ta koncepcyjna ilustracja odzwierciedla wielorakie systemy gniazdowania występujące w przyrodzie – populacje organizmów, narządów i tkanek. W mikro- i nanoskali przykładami systemów biologicznych są komórki, organelle, kompleksy makrocząsteczkowe i szlaki regulacyjne.
Organizm jako biosystem
W biologii organizm to dowolny sąsiadujący żywy system wraz ze zwierzętami, roślinami, grzybami, protistami lub bakteriami. Wszystkie znane typy istot na Ziemi są w stanie w pewnym stopniu reagować na bodźce, rozmnażać się, rosnąć, ewoluować i samoregulować (homeostaza).
Organizm jako biosystem składa się z jednej lub więcej komórek. Większość organizmów jednokomórkowych ma skalę mikroskopową i dlatego należy do mikroorganizmów. Ludzie to organizmy wielokomórkowe składające się z wielu bilionów komórek pogrupowanych w wyspecjalizowane tkanki i narządy.
Wiele różnorodnych systemów biologicznych
Szacunki dotyczące liczby współczesnych gatunków Ziemi wahają się od 10 do 14 milionów, z czego tylko około 1,2 miliona zostało oficjalnie udokumentowanych.
Termin „organizm” jest bezpośrednio powiązany z terminem „organizacja”. Można podać następującą definicję: jest to zespół cząsteczek funkcjonujący jako mniej lub bardziej stabilna całość, która wykazuje właściwości życia. Organizm jako biosystem to dowolna żywa struktura, taka jak roślina, zwierzę, grzyb lub bakteria, która jest zdolna do wzrostu i reprodukcji. Wirusy i możliwe antropogeniczne nieorganiczne formy życia są wykluczone z tej kategorii, ponieważ zależą od biochemicznej maszynerii komórki gospodarza.
Ciało ludzkie jako biosystem
Ludzkie ciało można również nazwać biosystemem. Jest to całość wszystkich organów. Nasze ciała składają się z wielu systemów biologicznych, które pełnią określone funkcje niezbędne w codziennym życiu.
- Praca układu krążenia polega na przenoszeniu krwi, składników odżywczych, tlenu, dwutlenku węgla i hormonów przez narządy i tkanki. Składa się z serca, krwi, naczyń krwionośnych, tętnic i żył.
- Układ trawienny składa się z szeregu połączonych narządów, które razem pozwalają organizmowi wchłaniać i trawić pokarm oraz eliminować odpady. Obejmuje jamę ustną, przełyk, żołądek, jelito cienkie, jelito grube, odbytnicę i odbyt. Wątroba i trzustkaodgrywają również ważną rolę w układzie pokarmowym, ponieważ wytwarzają soki trawienne.
- Układ hormonalny składa się z ośmiu głównych gruczołów wydzielających hormony do krwi. Hormony te z kolei przemieszczają się do różnych tkanek i regulują różne funkcje organizmu.
- Układ odpornościowy chroni organizm przed bakteriami, wirusami i innymi szkodliwymi patogenami. Obejmuje węzły chłonne, śledzionę, szpik kostny, limfocyty i białe krwinki.
- Układ limfatyczny obejmuje węzły chłonne, przewody i naczynia krwionośne, a także pełni rolę obronny organizmu. Jego głównym zadaniem jest tworzenie i przemieszczanie limfy, przejrzystego płynu zawierającego białe krwinki, które pomagają organizmowi zwalczać infekcje. Układ limfatyczny usuwa również nadmiar płynu limfatycznego z tkanek ciała i zwraca go do krwi.
- Układ nerwowy kontroluje zarówno świadome (np. świadomy ruch), jak i mimowolne działania (np. oddychanie) i wysyła sygnały do różnych części ciała. Centralny układ nerwowy obejmuje mózg i rdzeń kręgowy. Obwodowy układ nerwowy składa się z nerwów, które łączą każdą część ciała z centralnym układem nerwowym.
- Układ mięśniowy ciała składa się z około 650 mięśni, które wspomagają ruch, krążenie i wiele innych funkcji fizycznych.
- System reprodukcyjny pozwala ludziom na reprodukcję. Męski układ rozrodczy obejmuje penisa i jądra, któreprodukować plemniki. Żeński układ rozrodczy składa się z pochwy, macicy i jajników. Podczas poczęcia plemniki łączą się z komórką jajową, co tworzy zapłodnione jajeczko, które rośnie w macicy.
- Nasze ciała są wspierane przez system szkieletowy składający się z 206 kości połączonych ścięgnami, więzadłami i chrząstką. Szkielet nie tylko pomaga nam się poruszać, ale także bierze udział w produkcji komórek krwi i magazynowaniu wapnia. Zęby są również częścią układu kostnego, ale nie są uważane za kości.
- Układ oddechowy umożliwia pobieranie niezbędnego tlenu i usuwanie dwutlenku węgla w procesie zwanym oddychaniem. Składa się głównie z tchawicy, przepony i płuc.
- Układ moczowy pomaga wyeliminować z organizmu produkt przemiany materii zwany mocznikiem. Składa się z dwóch nerek, dwóch moczowodów, pęcherza moczowego, dwóch mięśni zwieraczy i cewki moczowej. Mocz produkowany przez nerki spływa moczowodami do pęcherza i opuszcza organizm przez cewkę moczową.
- Skóra jest największym organem ludzkiego ciała. Chroni nas przed światem zewnętrznym, bakteriami, wirusami i innymi patogenami oraz pomaga regulować temperaturę ciała i eliminować produkty przemiany materii poprzez pot. Oprócz skóry system powłokowy obejmuje włosy i paznokcie.
Narządy życiowe
Ludzie mają pięć ważnych organów, które są niezbędne do przetrwania. Są to mózg, serce, nerki, wątroba i płuca.
- Ludzki mózg jest centrum kontroli ciała, odbierającym i transmitującymsygnały do innych narządów poprzez układ nerwowy i wydzielane hormony. Odpowiada za nasze myśli, uczucia, pamięć i ogólne postrzeganie świata.
- Ludzkie serce jest odpowiedzialne za pompowanie krwi w całym ciele.
- Zadaniem nerek jest usuwanie odpadów i nadmiaru płynów z krwi.
- Wątroba pełni wiele funkcji, w tym detoksykację szkodliwych substancji chemicznych, rozkładanie leków, filtrowanie krwi, wydzielanie żółci i wytwarzanie białek potrzebnych do krzepnięcia krwi.
- Płuca są odpowiedzialne za usuwanie tlenu z powietrza, którym oddychamy, i transportowanie go do naszej krwi, skąd może zostać wysłany do naszych komórek. Płuca usuwają również wydychany przez nas dwutlenek węgla.
Ciekawostki
- Ludzkie ciało zawiera około 100 bilionów komórek.
- Przeciętny dorosły wykonuje ponad 20 000 oddechów dziennie.
- Każdego dnia nerki przetwarzają około 200 litrów (50 galonów) krwi w celu odfiltrowania około 2 litrów ścieków i wody.
- Dorośli wydalają około ćwierć i pół (1,42 litra) moczu każdego dnia.
- Ludzki mózg zawiera około 100 miliardów komórek nerwowych.
- Woda stanowi ponad 50 procent masy ciała osoby dorosłej.
Dlaczego organizm nazywa się biosystemem?
Żywy organizm to pewna organizacja żywej materii. Jest to biosystem, który, jak każdy inny system, obejmuje:połączone ze sobą elementy, takie jak cząsteczki, komórki, tkanki, narządy. Wszystko na tym świecie składa się z czegoś, pewna hierarchia jest także charakterystyczna dla żywego organizmu. Oznacza to, że komórki zbudowane są z cząsteczek, tkanki z komórek, narządy z tkanek, a układy narządów z narządów. Właściwości biosystemów obejmują również pojawianie się, co oznacza pojawienie się jakościowo nowych cech, które są obecne, gdy elementy są połączone i nie występują na poprzednich poziomach.
Komórka jako biosystem
Jedną komórkę można również nazwać kompletnym biosystemem. Jest to elementarna jednostka, która ma własną strukturę i własny metabolizm. Jest w stanie istnieć samodzielnie, rozmnażać się we własnym gatunku i rozwijać się według własnych praw. Biologia ma całą sekcję poświęconą jej badaniu zwanej cytologią lub biologią komórki.
Komórka to elementarny system życia, który zawiera poszczególne elementy, które mają określone cechy i wykonują swoje zadania funkcjonalne.
Złożony system
Biosystem składa się z tego samego rodzaju żywej materii: od makrocząsteczek i komórek po społeczności populacyjne i ekosystemy. Posiada następujące poziomy organizacji:
- poziom genu;
- poziom komórkowy;
- narządy i układy narządów;
- organizmy i systemy organizmów;
- populacje i systemy populacji;
- społeczności i ekosystemy.
Biologiczneskładniki różnych poziomów organizacji w określonej kolejności wchodzą w interakcję z przyrodą nieożywioną, energią i innymi składnikami i substancjami abiotycznymi. W zależności od skali, różne systemy są przedmiotem badań różnych dyscyplin. Genetyka zajmuje się genami, cytologia zajmuje się komórkami. Narządy przejmuje fizjologia. Organizmy są badane przez ichtiologię, mikrobiologię, ornitologię, antropologię i tak dalej.
