ביוסיסטם היא רשת מורכבת של ארגונים רלוונטיים מבחינה ביולוגית, מגלובלית ועד תת-אטומית. המחשה רעיונית זו משקפת את מערכות הקינון המרובות בטבע - אוכלוסיות של אורגניזמים, איברים ורקמות. בקנה מידה מיקרו וננו, דוגמאות למערכות ביולוגיות הן תאים, אברונים, קומפלקסים מקרו-מולקולריים ומסלולי רגולציה.
אורגניזם כמערכת ביולוגית
בביולוגיה, אורגניזם הוא כל מערכת חיה סמוכה יחד עם בעלי חיים, צמחים, פטריות, פרוטיסטים או חיידקים. כל סוגי היצורים המוכרים על פני כדור הארץ מסוגלים להגיב לגירויים במידה מסוימת, להתרבות, לגדול, להתפתח ולוויסות עצמית (הומאוסטזיס).
אורגניזם כמערכת ביולוגית מורכב מתאי אחד או יותר. רוב האורגניזמים החד-תאיים הם בקנה מידה מיקרוסקופי ולכן שייכים למיקרואורגניזמים. בני אדם הם אורגניזמים רב-תאיים המורכבים מטריליונים רבים של תאים המקובצים לרקמות ואיברים מיוחדים.
מערכות ביולוגיות רבות ומגוונות
הערכות מספר מיני כדור הארץ המודרניים נעות בין 10 ל-14 מיליון, מתוכם רק כ-1.2 מיליון תועדו רשמית.
המונח "אורגניזם" קשור ישירות למונח "ארגון". ניתן לתת את ההגדרה הבאה: זהו מכלול של מולקולות המתפקדות כמכלול פחות או יותר יציב, המציג את תכונות החיים. אורגניזם כמערכת ביולוגית הוא כל מבנה חי, כגון צמח, בעל חיים, פטרייה או חיידק, המסוגל לגדול ולהתרבות. וירוסים וצורות חיים אנאורגניות אפשריות אנתרופוגניות אינן נכללות בקטגוריה זו מכיוון שהם תלויים במנגנון הביוכימי של התא המארח.
גוף האדם כמערכת ביולוגית
ניתן לקרוא לגוף האדם גם ביו-סיסטם. זה המכלול של כל האיברים. הגוף שלנו מורכב ממספר מערכות ביולוגיות המבצעות פונקציות ספציפיות הנחוצות לחיי היומיום.
- העבודה של מערכת הדם היא להעביר דם, חומרים מזינים, חמצן, פחמן דו חמצני והורמונים דרך איברים ורקמות. הוא מורכב מהלב, הדם, כלי הדם, העורקים והוורידים.
- מערכת העיכול מורכבת מסדרה של איברים מחוברים זה לזה המאפשרים יחד לגוף לספוג ולעכל מזון, ולסלק פסולת. זה כולל את הפה, הוושט, הקיבה, המעי הדק, המעי הגס, פי הטבעת ופי הטבעת. כבד וללבלבממלאים גם תפקיד חשוב במערכת העיכול מכיוון שהם מייצרים מיצי עיכול.
- המערכת האנדוקרינית מורכבת משמונה בלוטות עיקריות שמפרישות הורמונים לדם. הורמונים אלה, בתורם, עוברים לרקמות שונות ומווסתים תפקודי גוף שונים.
- המערכת החיסונית היא ההגנה של הגוף מפני חיידקים, וירוסים ופתוגנים מזיקים אחרים. הוא כולל בלוטות לימפה, טחול, מח עצם, לימפוציטים ותאי דם לבנים.
- מערכת הלימפה כוללת בלוטות לימפה, צינורות וכלי דם, וגם ממלאת תפקיד כהגנה של הגוף. תפקידו העיקרי הוא ליצור ולהניע לימפה, נוזל שקוף המכיל תאי דם לבנים המסייעים לגוף להילחם בזיהום. מערכת הלימפה גם מסירה עודפי נוזל לימפה מרקמות הגוף ומחזירה אותם לדם.
- מערכת העצבים שולטת בפעולות רצוניות (למשל תנועה מודעת) ופעולות לא רצוניות (למשל נשימה) ושולחת אותות לחלקים שונים בגוף. מערכת העצבים המרכזית כוללת את המוח וחוט השדרה. מערכת העצבים ההיקפית מורכבת מעצבים המחברים כל חלק בגוף למערכת העצבים המרכזית.
- מערכת השרירים של הגוף מורכבת מכ-650 שרירים המסייעים בתנועה, במחזור הדם ובמספר תפקודים פיזיים נוספים.
- מערכת הרבייה מאפשרת לאנשים להתרבות. מערכת הרבייה הגברית כוללת את הפין והאשכים, אשרלייצר זרע. מערכת הרבייה הנשית מורכבת מהנרתיק, הרחם והשחלות. במהלך ההתעברות, הזרע מתמזג עם ביצית, מה שיוצר ביצית מופרית שצומחת ברחם.
- הגוף שלנו נתמך על ידי מערכת שלד המורכבת מ-206 עצמות המחוברות על ידי גידים, רצועות וסחוס. השלד לא רק עוזר לנו לנוע, אלא גם מעורב בייצור תאי דם ואגירת סידן. שיניים הן גם חלק ממערכת השלד, אבל הן אינן נחשבות לעצמות.
- מערכת הנשימה מאפשרת לקיחת חמצן חיוני ולהסרת פחמן דו חמצני בתהליך שאנו מכנים נשימה. הוא מורכב בעיקר מקנה הנשימה, הסרעפת והריאות.
- מערכת השתן עוזרת לסלק מוצר פסולת הנקרא אוריאה מהגוף. הוא מורכב משתי כליות, שני שופכנים, שלפוחית השתן, שני שרירי סוגר ושופכה. שתן המיוצר על ידי הכליות עובר במורד השופכנים אל שלפוחית השתן ויוצא מהגוף דרך השופכה.
- עור הוא האיבר הגדול ביותר בגוף האדם. הוא מגן עלינו מפני העולם החיצון, חיידקים, וירוסים ופתוגנים אחרים, ועוזר לווסת את טמפרטורת הגוף ולסילוק חומרי פסולת באמצעות זיעה. בנוסף לעור, המערכת כוללת שיער וציפורניים.
איברים חיוניים
לאנשים יש חמישה איברים חיוניים שחיוניים להישרדות. אלה הם המוח, הלב, הכליות, הכבד והריאות.
- המוח האנושי הוא מרכז השליטה של הגוף, הקולט ומשדראותות לאיברים אחרים דרך מערכת העצבים ודרך הורמונים המופרשים. הוא אחראי על המחשבות, הרגשות, הזיכרון והתפיסה הכללית של העולם שלנו.
- לב האדם אחראי על שאיבת הדם בכל הגוף שלנו.
- תפקיד הכליות הוא להסיר פסולת ונוזל נוסף מהדם.
- לכבד יש תפקידים רבים, כולל ניקוי רעלים כימיקלים מזיקים, פירוק תרופות, סינון הדם, הפרשת מרה וייצור חלבונים לקרישת דם.
- הריאות אחראיות לסילוק חמצן מהאוויר שאנו נושמים ולהעבירו לדם שלנו, שם ניתן לשלוח אותו לתאים שלנו. הריאות גם מסירות את הפחמן הדו חמצני שאנו נושפים.
עובדות מהנות
- גוף האדם מכיל כ-100 טריליון תאים.
- המבוגר הממוצע לוקח יותר מ-20,000 נשימות ביום.
- כל יום, הכליות מעבדות כ-200 ליטר (50 ליטר) של דם כדי לסנן כ-2 ליטר של פסולת ומים.
- מבוגרים מפרישים כרבע וחצי (1.42 ליטר) שתן בכל יום.
- המוח האנושי מכיל כ-100 מיליארד תאי עצב.
- מים מהווים יותר מ-50 אחוז ממשקל הגוף של מבוגר.
למה אורגניזם נקרא ביו-סיסטם?
אורגניזם חי הוא ארגון מסוים של חומר חי. זוהי מערכת ביולוגית, אשר, כמו כל מערכת אחרת, כוללתאלמנטים הקשורים זה בזה, כגון מולקולות, תאים, רקמות, איברים. כל דבר בעולם הזה מורכב ממשהו, היררכיה מסוימת אופיינית גם לאורגניזם חי. זה אומר שתאים עשויים ממולקולות, רקמות עשויות תאים, איברים עשויים רקמות, ומערכות איברים עשויות מאיברים. המאפיינים של מערכות ביולוגיות כוללות גם הופעה, שמשמעותה הופעה של מאפיינים איכותיים חדשים הקיימים כאשר אלמנטים משולבים ונעדרים ברמות קודמות.
Cell as a biosystem
ניתן לקרוא לתא בודד אחד גם ביו-סיסטם שלמה. זוהי יחידה יסודית בעלת מבנה משלה וחילוף חומרים משלה. הוא מסוגל להתקיים באופן עצמאי, לשכפל את סוגו ולהתפתח על פי החוקים שלו. לביולוגיה יש חלק שלם המוקדש למחקר שלה שנקרא ציטולוגיה או ביולוגיה של התא.
תא הוא מערכת חיים יסודית הכוללת רכיבים בודדים בעלי תכונות ספציפיות ומבצעים את תפקידיהם הפונקציונליים.
מערכת מורכבת
ביולוגית מורכבת מאותו סוג של חומר חי: ממקרומולקולות ותאים ועד לקהילות אוכלוסיות ומערכות אקולוגיות. יש לו את רמות הארגון הבאות:
- רמת הגן;
- רמת סלולר;
- איברים ומערכות איברים;
- אורגניזמים ומערכות של אורגניזמים;
- אוכלוסיות ומערכות אוכלוסייה;
- קהילות ומערכות אקולוגיות.
ביולוגירכיבים של רמות שונות של ארגון בסדר מסוים מקיימים אינטראקציה עם הטבע הדומם, אנרגיה ורכיבים וחומרים אביוטיים אחרים. בהתאם לקנה המידה, מערכות שונות הן נושאי הלימוד של דיסציפלינות שונות. גנטיקה עוסקת בגנים, ציטולוגיה עוסקת בתאים. איברים משתלטים על ידי הפיזיולוגיה. אורגניזמים נחקרים על ידי איכתיולוגיה, מיקרוביולוגיה, צפרות, אנתרופולוגיה וכן הלאה.
