Гомеостаз и саморегуляция: «Чем отличается гомеостаз от саморегуляции в биологии?» — Яндекс Кью

Гомеостаз организма человека | Саморегуляция внутренней среды организма

Гомеостаз — это свойство системы, в которой процессы и переменные регулируются так, что внутренние условия остаются стабильными и относительно постоянными.

В 1775 году д-р Чарльз Благден (Dr. Charles Blagden) из Лондонского королевского общества протестировал способность человеческого организма выдерживать высокую температуру. У него была специальная комната, нагретая до 126 ° C, что значительно выше точки кипения воды.

Он вошел в комнату с собакой и куском сырого мяса. Через 45 минут он вышел из комнаты без каких-либо побочных эффектов, за исключением частоты пульса, которая увеличилась до 144 ударов в минуту (примерно в два раза больше обычной скорости). Собака тоже была в порядке, однако мясо приготовилось.

Регуляция температуры тела (терморегуляция)

Здоровые люди имеют определенные физиологические константы, которые поддерживаются организмом на относительно постоянном уровне:

1. Концентрация глюкозы в крови составляет около 100 мг/мл,
2. РН крови — примерно 7,4,
3. Кровяное давление — 160/106 кПа (120/80 мм рт. ст.),
4. Температура тела — приблизительно 37° С.

Гомеостаз

1. Сохранение динамического равновесия (динамическое равновесие — это состояние равновесия, достигаемое в среде в результате внутренних механизмов контроля, которые постоянно противостоят внешним силам, стремящимся изменить эту среду).
2. Большинство гомеостатических механизмов работают как циклы отрицательной обратной связи (отрицательная обратная связь — это процесс, который обнаруживает и корректирует отклонения от нормальных констант тела).

Системы обратной связи

Для поддержания гомеостаза петли отрицательной обратной связи существуют на всех уровнях организма.

Эти системы предотвращают повышение уровня сахара в крови, артериального давления, температуры и других констант.

sweat — пот, vasodilation — расширение сосудов, vasoconstriction — сужение сосудов, goosebumps — мурашки, shivering — дрожь

Циклы с положительной обратной связью также существуют, но они обычно связаны с болезнью.

Примером положительной обратной связи является высокое кровяное давление.

Повреждение артерий из-за высокого кровяного давления приводит к образованию рубцовой ткани. Ткань рубца является ловушкой для холестерина, что препятствует потоку крови через артерии и тем самым повышает кровяное давление еще больше.

Различные виды ПЦР часто является отправной точкой в серии экспериментов для того, чтобы получить информацию о ДНК.

Подробнее…

Полимеразная цепная реакция была впервые разработана в 1983 году Кари Муллисом. На сегодняшний день существует много разных видов ПЦР.

Подробнее…

5 стандартных компонентов ПЦР играют решающую роль в амплификации ДНК.

Для полимеразной цепной реакции требуется набор подходящих олигонуклеотидных праймеров, ДНК матрица и полимераза, буфер и дезоксинуклеотиды.

Подробнее…

Благодаря технологии CRISPR/Cas9, быстро расширяющаяся область редактирования генов породила множество CRISPR компаний.

Подробнее…

Атомы углерода могут соединяться друг с другом и образовывать прямые, разветвленные цепи, а также кольцевые структуры органических соединений. Эти структуры образуют биологические полимеры и выступают в качестве основ различных типов органических соединений клетки.

Подробнее…

Саморегуляция и гомеостаз | Студент-Сервис

Саморегуляция в системе – это внутреннее регулирование процессов с подчинением их единому стабильному порядку. При этом даже в меняющихся условиях среды живая система сохраняет относительное внутреннее постоянство своего состава и свойств – гомеостаз (от греческих homoios – подобный, одинаковый и stasis – состояние).

Действительно, окружающая среда очень переменчива. Изменяются температура, освещенность, влажность. Для животных, да и для растений не регулярна доступность пищи. Донимают паразиты, хищники и просто конкуренты за среду обитания. Тем не менее, животные и растения выносят эти колебания среды, живут, растут, размножаются. Экологические сообщества долгое время сохраняют некий средний состав.

Человек как высший представитель животного царства также поддерживает свой внутренний гомеостаз – благодаря работе многочисленных управляющих механизмов. Так, несмотря на смену дня и ночи, зимы и лета, температура нашего тела поддерживается на одном и том же уровне – около 37 градусов (под мышкой 36,6 градуса).

Кровяное давление варьирует в ограниченных пределах, так как регулируется благодаря иннервации стенок сосудов. Солевой состав крови и межклеточных жидкостей, содержание сахаров и других осмотически активных веществ (способных вызвать нежелательное перераспределение воды между структурами организма) также поддерживаются на оптимальных уровнях. Даже простое и, казалось бы, самопроизвольное стояние на двух ногах требует ежесекундной согласованной работы вестибулярного аппарата и многих мышц тела.

Основоположник идеи о физиологическом гомеостазе Клод Бернар (вторая половина XIX века) рассматривал стабильность физико-химических условий во внутренней среде как основу свободы и независимости живых организмов в непрерывно меняющейся внешней среде.

Саморегуляция происходит на всех уровнях организации биологических систем – от молекулярно-генетического до биосферного (об уровнях организации см. тему 1). Поэтому проблема гомеостаза в биологии носит междисциплинарный характер. Внутриклеточный гомеостаз изучают цитология и молекулярная биология, организменный – физиология животных и физиология растений, экосистемный – экология.

Конкретные проявления этих механизмов мы рассмотрим ниже. Здесь же отметим, что для поддержания гомеостаза во всех системах используются кибернетические принципы саморегулирующихся систем. Кибернетика – наука об управлении – объясняет принцип саморегуляции системы на основе прямых и обратных связей между ее элементами. Вспомним, что система – это совокупность взаимодействующих элементов.

Прямая связь между двумя элементами означает передачу информации от первого ко второму в одну сторону, обратная связь – передача ответной информации от второго элемента к первому. Суть в том, что информационный сигнал – прямой или обратный – изменяет состояние системы, принимающей сигнал. И тут принципиально важно, какой по знаку будет ответный сигнал – положительный или отрицательный. Соответственно и обратная связь будет положительной или отрицательной.

В случае обратной положительной связи первый элемент сигнализирует второму о некоторых изменениях своего состояния, а в ответ получает команду на закрепление этого нового состояния и даже его дальнейшее изменение. Цикл за циклом первый элемент с помощью второго (контрольного) элемента накапливает одни и те же изменения, его состояние стабильно изменяется в одну сторону (рис. 18 а).

Эта ситуация характеризуется как самоорганизация, развитие, эволюция, и ни о какой стабильности системы говорить не приходится. Это может быть любой рост (клетки, организма, популяции), изменение видового состава в сообществе организмов, изменение концентрации мутаций в генофонде популяции, ведущее через отбор к эволюции видов. Естественно, что обратные положительные связи не только не поддерживают, но, напротив, разрушают гомеостаз.

Обратная отрицательная связь стимулирует изменения в регулируемой системе с противоположным знаком относительно тех первичных изменений, которые породили прямую связь. Первоначальные сдвиги параметров системы устраняются, и она приходит в исходное состояние.

Цикличное сочетание прямых положительных и обратных отрицательных связей может быть, теоретически, бесконечно долгим, так как система колеблется около некоторого равновесного состояния (рис. 18б). Таким образом, для поддержания гомеостаза системы используется принцип отрицательной обратной связи. Этот принцип широко применяется в автоматике.

Так регулируется температура в утюге или холодильнике – с помощью термореле, уровень давления пара в автоклаве – с помощью выпускного клапана, положение судна, самолета, космического корабля в пространстве – с помощью гироскопов. В живых системах универсальный принцип обратной отрицательной связи работает во всех случаях, когда сохраняется гомеостаз. Далее на конкретных примерах покажем саморегуляцию биологических систем разного уровня сложности.

Британника

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.

• Студенческий портал
  Britannica — лучший ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Britannica Beyond
  Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы изучаем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Страница не найдена

Приносим свои извинения! Этот контент недоступен. Посетите домашнюю страницу Britannica или воспользуйтесь полем поиска ниже.

Поиск в Британике

Генрих VIII и его жены

Вклад св. Павла в Новый Завет

Когда NCAA разрешило колледжам выплачивать стипендии студентам-спортсменам, колледжи также увеличили свои предполагаемые расходы.

Вымирание | Определение и примеры

вымирание

См. все средства массовой информации

Ключевые люди:

Лорен Эйсели Уолтер Альварес

Похожие темы:

вымирающие виды событие массового вымирания Вымерший скорость затухания фона вымирание, вызванное деятельностью человека

Просмотреть весь связанный контент →

Популярные вопросы

Что такое исчезновение?

Вымирание означает вымирание или истребление вида. Вымирание происходит, когда виды сокращаются из-за факторов окружающей среды, таких как фрагментация среды обитания, изменение климата, стихийные бедствия, чрезмерная эксплуатация людьми и загрязнение, или из-за эволюционных изменений в их членах (генетическое инбридинг, плохое воспроизводство, снижение численности популяции).

Часто ли происходят массовые вымирания?

Массовые вымирания необычны из-за большого количества вымирающих таксонов, концентрированных временных рамок, обширного географического района и уничтожения множества различных видов животных и растений. Летопись окаменелостей показывает свидетельства пяти массовых вымираний, первым из которых было ордовикско-силурийское вымирание (около 443 миллионов лет назад). Некоторые ученые утверждают, что в настоящее время мы переживаем шестое массовое вымирание.

Как люди вызывают вымирание?

Многие виды вымерли из-за деятельности человека, такой как охота, чрезмерный сбор урожая, преобразование природных экосистем в пахотные земли и городские районы, загрязнение и другие изменения или разрушение природной среды. Текущие темпы вымирания, вызванные деятельностью человека, оцениваются примерно в 1000–10 000 раз выше, чем прошлые естественные (фоновые) темпы вымирания.

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

вымирание , в биологии вымирание или истребление вида. Вымирание происходит, когда виды сокращаются из-за факторов окружающей среды (фрагментация среды обитания, глобальные изменения, стихийные бедствия, чрезмерная эксплуатация видов для использования человеком) или из-за эволюционных изменений их представителей (генетическое инбридинг, плохое воспроизводство, сокращение численности популяции).

Знайте о массовых вымираниях на Земле

Просмотреть все видео к этой статье

Темпы вымирания сильно различаются. Например, за последние 100 000 лет эпохи плейстоцена (примерно от 2,6 млн до 11 700 лет назад) вымерло около 40 процентов существующих родов крупных млекопитающих в Африке и более 70 процентов в Северной Америке, Южной Америке и Австралии. . По оценкам экологов, современные темпы вымирания в 1000–10 000 раз превышают фоновые темпы вымирания (от одного до пяти видов в год) из-за обезлесения, утраты среды обитания, чрезмерной охоты, загрязнения, изменения климата и других видов деятельности человека. что, вероятно, приведет к потере от 30 до 50 процентов существующих видов к середине 21 века.

Викторина по Британике

Золотое дно биологии

Хотя вымирание является постоянной чертой земной флоры и фауны (подавляющее большинство когда-либо существовавших видов вымерло), летопись окаменелостей показывает пять необычно крупных вымираний, называемых массовыми вымираниями, каждое из которых связано с гибелью огромного количества видов. Эти заметные сокращения разнообразия называются массовыми вымираниями; они отличаются от большинства вымираний, которые происходят постоянно и называются фоновыми вымираниями. В порядке убывания серьезности они составляют:

1. Пермское вымирание (от 265,1 до 251,9 млн лет назад), наиболее резкое вымирание, уничтожившее около половины всех семейств и около 90 процентов всех видов, включая около 95 процентов морских видов (почти уничтоживших плеченогих и кораллов) и около 70% наземных видов (включая растения, насекомых и позвоночных).

2. Ордовикско-силурийское вымирание (около 443,8 млн лет назад), в которое вошло около 25 процентов морских семейств и 85 процентов морских видов.

3. Мел-третичный (K-T) или мел-палеогеновый (K-Pg) вымирание (около 66,0 миллионов лет назад), затронувшее около 80 процентов всех видов животных, включая динозавров и многие виды растений. Хотя многие ученые утверждают, что это событие было вызвано ударом одной или нескольких больших комет или астероидов о Землю, другие утверждают, что оно было вызвано климатическими изменениями, связанными со значительной вулканической активностью того времени.

4. Вымирание в конце триаса (около 201,3 миллиона лет назад), возможно, вызванное быстрым изменением климата или падением астероида на Землю. Это массовое вымирание привело к вымиранию около 20 процентов морских семейств и около 76 процентов всех существующих видов, возможно, в течение примерно 10 000 лет, что открыло многочисленные экологические ниши, в которые эволюционировали динозавры.

5. Девонские вымирания (от 407,6 млн до примерно 358,9 млн лет назад), охватившие 15–20 процентов морских семейств и 70–80 процентов всех видов животных. Погибло примерно 86 процентов морских видов брахиопод, а также многие кораллы, конодонты и трилобиты.

В сущности, массовые вымирания необычны из-за большого количества вымирающих таксонов, концентрированных временных рамок, обширного географического района и уничтожения множества различных видов животных и растений. Кроме того, механизмы массового вымирания отличаются от механизмов фонового вымирания.

Многие виды вымерли из-за охоты и чрезмерного вылова, преобразования водно-болотных угодий и лесов в пахотные земли и городские районы, загрязнения, интродукции инвазивных видов и других форм антропогенного разрушения их естественной среды. Действительно, текущие темпы вымирания, вызванного деятельностью человека, по оценкам, примерно в 1000 раз превышают прошлые естественные (фоновые) темпы вымирания, что заставляет некоторых ученых называть наше время шестым массовым вымиранием. Столь высокие темпы вымирания в значительной степени связаны с экспоненциальным ростом численности человечества: увеличившись с примерно 1 миллиарда в 1850 году, население мира достигло 2 миллиардов в 1930 и более 7,8 миллиардов в 2020 году и, как ожидается, достигнет около 10 миллиардов к 2050 году. В результате увеличения численности населения потеря среды обитания является самым большим фактором в нынешних уровнях вымирания. Например, менее одной шестой территории Европы осталось неизмененным в результате деятельности человека, и более половины всех мест обитания диких животных было уничтожено более чем в четырех пятых стран палеотропиков (тропиков Старого Света, которые охватывают Африки, Азии и Индонезии). К 2020 году несколько экологических исследований показали резкое сокращение популяций диких животных во всем мире и увеличение числа исчезающих и находящихся под угрозой исчезновения видов, особенно среди наземных млекопитающих и позвоночных.

Изучение влияния выбросов парниковых газов на температуру Земли и уровень моря

Посмотреть все видео к этой статье

Связь истощения озонового слоя с массовым вымиранием

Посмотреть все видео к этой статье

Кроме того, повышенный уровень парниковых газов начал меняться мировой климат с медленным повышением температуры поверхности, которое, как ожидается, к середине 21 века вынудит многие виды мигрировать к полюсам и вверх по горным склонам, чтобы остаться в местах обитания с такими же климатическими условиями. Большинство экологов, природоохранных биологов и климатологов опасаются, что глобальное потепление внесет значительный вклад в вымирание видов. Например, одно исследование, опубликованное в 2015 году, в котором изучалось 130 моделей вымирания из предыдущих исследований, предсказало, что 5,2 процента видов будут потеряны только в результате глобального потепления с повышением средней температуры на 2 ° C (3,6 ° F) выше контрольных температур. принято до начала промышленной революции. Исследование также предсказало, что около 16 процентов видов Земли будут потеряны, если потепление поверхности увеличится примерно до 4,3 ° C (7,7 ° F). Изменения температуры океана и возрастающее закисление океана также угрожают многим морским видам, особенно кораллам и моллюскам с внешними раковинами.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Чрезмерная охота и сбор урожая также отрицательно сказались на многих видах. Например, около 20 миллионов тропических рыб и 12 миллионов кораллов ежегодно вылавливаются для торговли аквариумами, что истощает естественные популяции в некоторых частях мира.

Все эти факторы привели к увеличению числа исчезающих видов. Почти каждый четвертый вид млекопитающих, в том числе четыре из шести оставшихся видов человекообразных обезьян и каждый восьмой вид птиц, считались находящимися под значительным риском исчезновения в начале 21 века.