Egy élő szervezet, mint egy önszerveződő rendszer
Élő rendszer, mint bármely más természetes rendszerben is, az a termodinamika. Elemei egy élő organizmus folyamatosan elpusztult, és építették újra. Ezt a folyamatot nevezzük biológiai regenerációs. Ahhoz, hogy ez megköveteli a folyamatos beáramlása kívül az anyag és az energia, és a kimeneti rész a külső környezet, a biokémiai folyamatok a termékek, beleértve a hő. Így minden működő szervezetek szükségszerűen nem szigetelt nyitott termodinamikai rendszereket. Miatt az áramlás az anyag és energia áramlik át ezeket a rendszereket, azok takzheneravnovesnymi. Ha a feltételek változatlanok megléte a rendszerben, akkor ezek a folyamatok állandó. Ebben az esetben a nem egyensúlyi állapotban álló, azaz nem változik idővel (ezt hívják takzhedinamicheskim egyensúly). Csakúgy, mint a termodinamika egyensúlyi rendszerek egy különleges állapota egyensúlyi állapot a termodinamikáját egyensúlyi rendszerek szerepe különleges állandósult állapotok.
Mert élő rendszer, amely mindig egyensúlyban van, de tartani az egyensúlyi állapot, ez a következőt jelenti:
1) élettartama során ezért az elemeket folyamatosan kitéve a felbomlása rendszer által okozott növekedése entrópia;
2) kártérítési eredő oldódását a rendellenesség egy rendszer működését készül formájában elemek szintézis folyamatok, hogy a törött; Ez a munka eredménye additív negatív entrópia. Ezek a folyamatok létrehozása rendelés.
Minden funkció az élő rendszerek, amelyek megkövetelik az energiafelhasználás, biztosítani kell külső forrásból. Ezek a szerves anyagok a tárolt kémiai energiát bennük. Rész organizmusok szintetizálni ezeket az anyagokat belsejében a szervetlen anyagok. Például, a szén-dioxid és víz mellett a napfény (a folyamatot nevezzük fotoszintézis) vagy oxidációval (chemosynthesis egyes baktériumok). Ezek az organizmusok nazyvayutsyaavtotrofami. A legtöbb autotróf - a zöld növény. Máshol a szervezetben (például minden állat és ember), nazyvaemyhgeterotrofami. igazítani energiafogyasztásának a kész szerves anyagok szintetizált autotróf.
Tápanyag szerves anyag által elnyelt heterotrófia, rendelkeznek nagyobb rendezettség (alacsonyabb entrópia), mint a szekretált termékek az anyagcsere. heterotróf szervezetek átment rendelési (negantrópiát) a külső környezet magukat. Mert autotróf, ugyanez a cél elérését végre a belső működés miatt az energia az elektromágneses sugárzás a nap.
Így a cél az anyagcsere, azaz metabolizmusa egy élő rendszer a környezetet, hogy fenntartsanak egy bizonyos szintű szervezet a rendszer és annak részei. Ezt a célt úgy érjük el, a kiválasztott anyagokat kívülről és az energia, amelyek a kémiai vegyületek szintézisét szükséges a szervezet, és a kimenet a minden élő rendszer, hogy nem lehet használni. Anyagcsere van szükség, hogy ellensúlyozza a növekedést entrópia miatt visszafordíthatatlan folyamatokat egy élő rendszerben.
Így a fotoszintézis autotróf fénykvantumokat tárolt energiát, mint az energia a kémiai kötések a molekulák a szerves anyagok. A kiindulási vegyületek a fotoszintézishez egyszerű, gyenge energetikai szervetlen vegyületek - a CO 2 és H 2 O. Ezek beépített összetett tápanyag-energiában gazdag anyagok:
Extraction származó energia tápanyagok történik ezek bontási (katabolizmus), ahol a kémiai energia szabadul fel és fogyasztják a szerves vegyületek szintézisét úgy organizmeneobhodimyh (anabolizmust). Ha az oxigén (légzés), a hasító vezet a rossz energia végfelhasználói termékek:
A kezdeti szerves szolgálhat például glükóz, zsírok, és mások. Az utolsó egyenlet azonos égési az alábbi egyenlettel, de az energia felszabadul, amikor lélegzik kis részletekben. Az energiapiac szabályozása kiadási folyamat lehetővé teszi, hogy tárolja egy részét biztosítja a gyors egy adott helyzetben a megfelelő helyen a test. Energiatároló készül formájában kémiai energiáját köztes - már említett kapcsolattartási adenozin-trifoszfát (ATP). Ez a fajta nukleinsavak nagy energiájú kötésekkel, nyúlás, hogy megszabadítjuk a test energiára van szüksége. Ez az energia fordított a folyamat a szintézis a sejtekben működnek átadása anyagok a szervezetben, mechanikus mozgása, hő, és így tovább. D. Így a teljes energia áramlását a környezetből érkező formájában kémiai élelmiszer energia haladjon át lépésben ATP nagy energiájú kötések .
A két típusú szervezetben - autó- és heterotróf - vannak táplálkozási (trofikus) kapcsolat. Az élő rendszerek obrazuyutpischevye lánc. tárolt energia a fotoszintézis a növények bocsátanak keresztül ragadozók növényevők; zaklyuchitelnymzvenom tápláléklánc mikrobák megmunkáló szer elpusztult szervezetek be szervetlen anyagok. Ezt követően ezek a molekulák ismét részt vesz a kialakulását az élő rendszerek. Ennek eredményeként, a bioszférában, hogy globális kerékpáros az anyag, ami miatt az úgynevezett biogeokémiai ciklusok. A magokat vízben kezelési ciklusok a bioszférában, és az elemek alkotják az élő rendszerek.
Az elsődleges áramforrása áramlás áthaladó összes élelmiszer-lánc a bioszférában, a napenergia elektromágneses sugárzást a felszínen a Föld a látható tartományban (fény). A végződő átalakulást a tápláléklánc az energia felszabadítását hő formájában a szerves maradványok feldolgozására mikrobák. Minden megjelent a folyamat az élet a bioszféra a Föld felszínén energiát az űrbe főként az elektromágneses sugárzás infravörös.
A globális energiamérleg alapvető fontosságú, hogy az entrópia a beérkező rövidhullámú sugárzás a földön kisebb, mint az entrópia a hosszú hullámú infravörös sugárzás újra kibocsátott Földön. Ennek köszönhetően a negatív különbség a felszínen az entrópia a Föld kialakulását és fenntartását rendezett struktúrák (mint ahogy az sok más természeti rendszerek). A Föld összes bioszféra egy jól szervezett, amelyben a megrendelő által fenntartott negatív entrópia egyensúlyát.
Egy élő rendszerben valósul mechanizmusa önigazgatás és az önszerveződés alapján a folyamatos információcsere a külső környezettel. Ez biztosítja a termelés a szervezetben reakciók maximalizálását célzó való hozzáigazítása a változó usloviyam.Samoorganizatsiya - a folyamat létrehozása, fenntartása és javítása A komplex rendszerek külső beavatkozás nélkül. Az önszerveződés és az önigazgatás egy élő rendszerben nélkül lehetetlen információk közötti kapcsolatok elemeit.
Önigazgatás élő rendszerek és általa követett célok egy többszintű jellegű, és van egy alárendelés (hierarchia) szintek között. A cél az elsőrendű - biztosítsák, hogy létezik a rendszerben. Ezt úgy érik el fenntartása egyensúlyi egyensúlyi állapotban. Miután e cél elérése élő rendszer végzi -gomeostaz fenntartása állandóságát belső környezeti paraméterek (cél másodrendű). Homeosztázis előfeltétele a magas minőségű rendszer. A cél a harmadik rend - az optimális teljesítmény elérése ilyen körülmények között, hogy létezik egy élő rendszer, különösen a maximális energia hatékonysága és megbízhatósága annak működését. A legfontosabb szempont az információ a működését élőlények jelenléte úgynevezett fordított svyazey.Printsipobratnyh kapcsolatok egyik alapelve az önigazgatás és az önszerveződés.
A pozitív visszacsatolás a típusú szabályozás, amely veszi az állam egy élő rendszer eltér az eredetitől, és szerepét a „erősítők” életfolyamatokat. Ez a fajta kapcsolat áll fenn a korlátlan étel források egyes fajok és számokat. A jelenléte csak egy ilyen kommunikációs vezetne állandó számának növekedése a vida.Otritsatelnye visszacsatolások, éppen ellenkezőleg, arra szolgálnak, hogy a stabil helyzet egy élő rendszer. Ezek biztosítják, például, az optimális számú populációk biocönózist, stabil testhőmérséklet, és így tovább. D.