Визначення живих систем. Рівні організації живої природи
Жива́ систе́ма — відкрита система, здатна зменшити свою внутрішню ентропію (збільшити свою внутрішню негентропію) за рахунок живлення високоорганізованими речовинами або вільною енергією з довкілля і звільнення від них, перероблених в менш організовану форму.
Деякі вчені припустили в останніх десятиліттях що загальна теорія живих систем може пояснити природу життя. Така загальна теорія, виникаючи з екологічних і біологічних наук, намагається пояснити загальні принципи роботи всіх живих систем. Замість вивчення явищ, намагаючись розібрати їх на складові частини, теорія живих систем досліджує явища в термінах динамічних моделей, відносини організмів із навколишнім середовищем.[1]
[ред.] Теорія
Теорія живих систем — це загальна теорія про існування всіх живих систем, їх структуру, взаємодію, поведінку і біологічний розвиток. Один з основоположників теорії Джеймс Грір Міллер, який був покликаний формалізувати поняття про життя. Згідно з первинною концепцією Міллера, кожна жива система повинна містити близько двадцяти «критичних підсистем», які визначені їхніми функціями і видимі в численних систем, починаючи з простих клітин до організмів, країни, і товариств. Міллер вважав що живі системи є підмножина усіх систем. Рівні живих систем він визначає як простір і час, форма і енергія, інформація і ентропія, рівні організації, фізичні та концептуальні фактори.
|
|
|
Жива система відповідно за визначенням є відкритою самоорганізованою системою, яка має особливі характеристики життя і взаємодіє з навколишнім середовищем. Це відбувається за допомогою інформації та матеріально-енергетичного обміну. Живі системи можуть бути прості, як клітина або ж складні, як національна організація, така як Європейський Союз. Незалежно від їх складності, кожна з них залежить від основних двадцяти підсистем (або процесів), щоб жити і продовжувати поширення їх видів або типів.[2]
Міллер вважав, що системи існують у восьми ієрархічних рівнях: клітина, орган, організм, група, організація, громада, суспільство, і наднаціональна система. На кожному рівні системи незмінно існує двадцять критичних підсистем, які обробляють матерію-енергії або інформації.
Вікова періодизація постембріонального онтогенезу
Онтогенез (від грец. онтос - існуюче та генезіс - походження) - це індивідуальний розвиток організму з моменту його зародження (зиготи) до природної смерті. Виділяють два періоди онтогенезу: ембріональний (зародковий) і постембріональний (післязародковий). Ембріональний охоплює перетворення зиготи на зародок і розвиток зародка та плоду до моменту народження дитини. Постембріональний починається після його народження.
|
|
|
Які найхарактерніші риси періодів розвитку? У грудний період ріст супроводжується збільшенням довжини і маси тіла. За цей період ріст дитини збільшується приблизно в півтора-два рази.
У віці шість місяців у дитини починають прорізуватися молочні зуби. Значні зміни відбуваються в скелеті дитини. У новонародженого значна частина скелета складається з хрящової тканини. Вона замінюється кістковою протягом багатьох років. Між кістками черепної коробки немовляти є тім'ячка. У цих місцях головний мозок дитини захищений тільки м'якою сполучною тканиною. Ось чому потрібно особливо оберігати від ударів і поштовхів голівку грудної дитини. У новонароджених ще немає типових для людини вигинів хребта. Вони починають формуватися з розвитком м'язової системи.
У дитини віком 2,5-3 місяці зміцнюються шийні м'язи, і вона починає самостійно тримати голівку. Це сприяє утворенню шийного вигину. У п'ятимісячної дитини настільки розвиваються м'язи тулуба, що вона може самостійно сидіти. Так розвивається грудний вигин. На кінець першого року дитина стає на ніжки. У цей час починає формуватися поперековий вигин хребта. У 1,5-2 роки вже повністю сформовані всі вигини хребта.
Раннє дитинство. У цей період темп росту уповільнюється, але на другому році залишається ще високим (10-11 см за рік), на третьому році - 8 см. У віці двох років закінчується прорізання зубів. У цей період діти інтенсивно розвиваються, особливо швидко розвивається мова, а з нею і мислення.
У період першого дитинства (дошкільний період) діти за рік виростають на 5-7 см. У віці 5-6 років з'являються перші постійні зуби. У цей період розвитку дитина сприймає багато інформації про навколишній світ й активно розвивається.
Період другого дитинства (шкільний період) вирішальний у фізичному, розумовому і духовному розвитку людини. Його поділяють на молодший, середній (підлітковий) і старший (юнацький) вікові періоди, кожен з яких має свої особливості. Молодший шкільний період характеризується уповільненням темпів росту. Дитина підростає за рік на 4-5 см. У цей період діти починають навчатися, оволодівати грамотою, читанням, математикою. У процесі навчання спостерігається розвиток розумових здібностей учнів.
Підлітковий (середній шкільний період) збігається з періодом статевого дозрівання, яке супроводжується змінами діяльності залоз внутрішньої секреції. У цей період (з 11-12 років у дівчаток із 13-14 у хлопчиків) спостерігається стрибок у рості (7-8 см за рік); збільшення маси тіла; глибока перебудова організму, пов'язана з початком внутрішньосекреторної функції статевих залоз.
У цьому віці закладається багато рис характеру, властивих конкретній особистості, виробляється вміння контролювати власну поведінку, здатність керувати собою, своїми вчинками і настроєм. Людина стає особистістю в результаті самовиховання. У цей період формуються моральні якості людини, її цілеспрямованість. Під впливом авторитету дорослих і навколишнього середовища формується характер.
Юнацький (старший шкільний період) характеризується тим, що в цьому віці ріст і розвиток організму переважно завершуються, всі системи органів практично досягають своєї зрілості. На сьогодні в більшості дівчат ріст припиняється у 16-17 років, у юнаків - у 18-19 років.
Зрілий вік настає у віці 21 рік. Перший період зрілого віку - до 35 років. Це найпродуктивніший період у житті людини, пора, коли розвиваються її здібності, можливості їхнього прояву в конкретній сфері діяльності. У цей період людина здебільшого створює сім'ю, народжує і виховує дітей. Другий період зрілого віку - від 36 до 60 років у чоловіків і до 55 років у жінок. У цей відрізок часу життя людина намагається реалізувати себе в обраній професії.
Похилий вік починається з 61 року в чоловіків і з 56 років у жінок. Багато людей зберігають у цей період достатньо високу професійну працездатність. Старечий вік у чоловіків і жінок починається в 75 років. У цьому віці багато людей ще мають ясний розум і здатні до творчої праці.
Старість - етап онтогенезу, віковий період, що характеризується істотними структурними, функціональними і біохімічними змінами в організмі, які обмежують його пристосувальні можливості. Люди віком 100 і більше років - довгожителі, їх на Землі відносно небагато.
Старіння - загальнобіологічна закономірність, притаманна всім живим організмам. Наука, яка вивчає проблеми старіння людини, з'ясовує основні його закономірності - від молекулярного і клітинного рівнів до цілісного організму, називається геронтологією (від грец. герон - старий і логос - учення). Основне завдання геронтології - домогтися того, щоб тривалість життя людини відповідала визначеним її природним можливостям як біологічного виду, та подовжити її.
Смерть - завершальний етап онтогенезу. У людини розрізняють смерть біологічну (природну), що настає в результаті старіння організму, і патологічну (передчасну) - результат хворобливого стану організму, ураження життєво важливих органів. Передчасна смерть може бути і наслідком нещасного випадку.
|
|
|
|
|
|
Вірусна теорія онкогенезу
Механізм, завдяки якому невелика кількість вірусної нуклеїнової кислоти викликає настільки великі зміни в поведінці клітин, неясний. З'ясування цього механізму відноситься до числа найважливіших завдань сучасних досліджень онкогенних вірусів. Проблема досить складна, тому що клітини при трансформації піддаються вкрай різноманітним змінам - від модифікацій у структурі та функції клітинної поверхні до зміни числа і розподілу хромосом, а також появи здатності рости в умовах, що обмежують розмноження нормальних клітин. Взаємозв'язок цих змін, які часто носять пов'язаний характер, незрозуміла. Головне завдання дослідників, мабуть, полягає в тому, як відрізнити зміни, що викликають трансформацію, від змін, які є її наслідком. Основні надії в цьому плані покладають на вивчення великого числа вірусних та клітинних мутантів.
Невідомо, однаковий чи механізм індукції пухлин онкогенними РНК-і ДНК-вірусами. Онкогенні РНК-віруси містять ферменти, здатні синтезувати повну ДНК-копію їх генома. Цей факт дозволяє припускати, що механізми перетворення нормальної клітини в пухлинну під впливом і РНК-і ДНК-вірусів в основному подібні. Однак, навіть якщо віруси обох типів виявляться ідентичними в цьому відношенні, їх біологічні властивості абсолютно різні.
Онкогенні РНК-віруси виділені від представників трьох класів хребетних - плазунів, птахів і ссавців. Всі вони мають значну схожість в морфології вириона; їх можна розрізняти тільки за допомогою чутливих серологічних реакцій. Деякі з цих вірусів викликають неопластичні захворювання кровотворної системи своїх господарів, інші - солідні пухлини. Однак найбільш суттєва особливість цього «класу вірусів полягає в тому, що вони можуть передаватися вертикально як частина генома господаря. Оскільки було виявлено, що під час ембріогенезу відбувається вираз вірусних генів, припускають участь вірусів в онкогенезі. Індукція вірусів типу С спонтанно відбувається як у тварин, так і в клітинних культурах, причому частоту індукції можна підвищити спеціальними штучними впливами.
Онкогенні ДНК-віруси набагато більш варіабельні за своїми властивостями, ніж віруси, що містять РНК. Вони відносяться до декількох родів. Злоякісні пухлини у природних господарів викликають представники тільки одного роду - герпесвіруси. Єдиною ознакою інфекції, спричиненої деякими іншими онкогенними ДНК-вірусами, є доброякісна пухлина. Більшість же цих вірусів, мабуть, викликає у природних господарів лише приховану і нешкідливу для них інфекцію. У той же час в штучних лабораторних умовах такі віруси здатні викликати пухлини.
В даний час немає переконливих даних про онкогенних вірусах людини. Проте робляться великі зусилля, щоб встановити причинний зв'язок між герпесвірусами і пухлинами людини, а також виділити передбачувані природні віруси типу С людини.
Вірусні хвороби людини
Віруси ─ дрібні збудники численних інфекційних захворювань людини і тварин. Є внутрішньоклітинними паразитами, не здатними до життєдіяльності поза живих клітин.
Хвороби, які викликаються вірусами, легко передаються від хворих здоровим і швидко поширюються. Накопичено багато доказів того, що віруси є причиною і різних хронічних захворювань.
Це ─ віспа, поліомієліт, сказ, вірусний гепатит, грип, СНІД і т.д. Багато вірусів, до яких дошкульна людина, уражає тварин і навпаки. Крім того, деякі тварини є переносниками вірусів людини, при цьому не хворіючи.
Основні групи вірусів, що викликають захворювання у людини представлені в таблиці:
| Основні сімейства, пологи, окремі віруси | Можливість зустрічі з вірусом (у%) | Хвороби, що викликаються вірусами |
| ДНК-віруси | ||
 Сімейство вірусів віспи Сімейство вірусів герпесу Вірус герпесу тип 1 Вірус герпесу тип 2 Вірус вітряної віспи Цитомегаловірус Вірус Епстайна-Барра Гепадновіруси Сімейство аденовірусів Рід папіломавірусів Рід поліомавірусів
| невідомо 90-100 50-70 10-70 100 90 невідомо 10-15 90 50 10-30 | Віспа людини і тварин Хвороби очей, слизових оболонок, шкіри, іноді пухлини та енцефаліти Вітряна віспа Цитомегалія Пухлини гортані Гепатит В (сироватковий гепатит) ГРЗ, хвороби очей Бородавки Енцефалопатії, можливо пухлини |
| РНК-віруси | ||
| Сімейство рабдовірусів Сімейство коронаровірусов Сімейство параміксовірусів Вірус паротиту Вірус кору Сімейство ортоміксовірусів Сімейство буньявірусов Сімейство ретровірусів Сімейство реовірусів Рід ротавірусів Сімейство тогавирусов Рід вірусів краснухи Сімейство пикорнавирусов Ентеровіруси Віруси Коксакі А і В Риновіруси Віруси гепатиту А | 10-30 50-70 100 100 100 100 невідомо невідомо 20-50 100 невідомо 85 40-70 40 40 70 40 | Сказ, везикулярний стоматит ГРЗ ГРЗ Епідемічний паротит (свинка) Кір Грип А, В, С Енцефаліти, москітні лихоманки Передбачувані збудники раку, саркоми, лейкозів ГРЗ Гострі гастроентерити Енцефаліти, геморагічні лихоманки Краснуха Поліомієліт Міокардити ГРЗ Гепатит А (інфекційний) |
20 Вчення про мікро і макро еволюцію
Мікроеволюція - це поширення в популяції малих змін в частотах алелей протягом кількох поколінь; еволюційні зміни на внутривидовом рівні. [1] Такі зміни відбуваються через наступних процесів: мутації, природний добір, штучний відбір, перенесення генів і дрейф генів. Ці зміни призводять до дивергенції популяцій всередині виду, і, в кінцевому підсумку, до видоутворення. [2]
Популяційна генетика - це гілка біології, яка забезпечує математичний апарат для вивчення мікроеволюційних процесів. Екологічна генетика спостерігає мікроеволюції в реальності. Як правило, спостерігаються процеси еволюції є прикладами мікроеволюції, наприклад, освіта штамів бактерій, що володіють стійкістю до антибіотиків.
Мікроеволюції часто протиставляють макроеволюції, яка представляє собою значні зміни в частотах генів на популяційному рівні в значній геологічному проміжку часу. Кожен підхід вносить свій вклад в еволюційні процеси.
Макроеволюція у біології — процес еволюції на рівні утворення нових біологічних видів та вищих таксонів (одиниць): родів, родин і аж до царств, на відміну від мікроеволюції, яка відбувається у межах виду чи популяції.
В еволюційній теорії макроеволюція стає результатом поступового накопичення мікроеволюційних змін, однак у багатьох напрямках креаціонізму визнається тільки мікроеволюція, а можливість макроеволюції заперечується.
В природі реально існують лише види. Надвидові категорії ввела людина на підставі ступеня споріднених видів. Тому: окремих механізмів макроеволюції не існує. Різноманітність видів виникає внаслідок пристосувань їхніх предків до різних умов довкілля. Це явище називається адаптивною радіацією, що відбувається у формі дивергенції — явище розходження ознак у нащадків як наслідок пристосувань особин предкового виду до різних умов довкілля.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 554; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!