בקשר לסוציאליזציה של האדם, תפקידו הביולוגי מאבד בהדרגה ממשמעותו. זה קורה לא בגלל שאנשים הגיעו לרמות ההתפתחות הגבוהות ביותר, אלא בגלל הריחוק המודע מ"היסוד" הממשי שלהם (ביוספירה), שנתן לאדם את ההזדמנות להתפתח ולבנות חברה מודרנית. אבל האורגניזם כמערכת ביולוגית אינו יכול להתקיים מחוץ לביוספרה, ולכן יש להתייחס אליו רק יחד איתו.
אוכלוסיה וחברה
כל חברה היא אוכלוסייה המווסתת מעצמה, אנלוגיה מודרנית למערכת ביולוגית סבירה (BS) בתוך הביוספירה. ואדם הוא, קודם כל, תוצר של התפתחות ה-BS, ולא תוצאה של התפתחות חברה חברתית, שהיא משנית. באופן קפדני, החברה היא דוגמה מיוחדתאוכלוסיה, שהיא גם BS, ממוקמת רק רמה אחת מעל אורגניזם חי.
מנקודת המבט של הביולוגיה, המונח הזה מאפיין מערכת של איברים ורקמות המובנות במעטפת החיה של כדור הארץ, שיש לה מנגנוני השפעה משלה על בתי גידול ותגובות הגנה. בהתחשב בגוף כמערכת ביולוגית, קל לזהות את המנגנונים העיקריים של חייו, הסתגלות וויסות תפקידיו. ובמסגרת פרסום זה, גוף האדם ייחשב כמערכת אינטגרלית מבחינת הקריטריונים שלה.
טרמינולוגיה
מערכת היא אוסף גדול של כמה אלמנטים תלויים הדדיים היוצרים שלמות מסוימת (מבנה) שעברה אבולוציה ארוכה במהלך היווצרותה.
מערכות ביולוגיות הן קבוצות בלתי ניתנות לחלוקה של אלמנטים מחוברים זה לזה היוצרים את המעטפת החיה של הפלנטה ומהווים חלק ממנה, ממלאים תפקיד קריטי בקיומו. דוגמאות למערכות ביולוגיות: תא, אורגניזם, מקרומולקולות, אברונים, רקמות, איברים, אוכלוסיות.
אורגניזם הוא מערכת מורכבת מאורגנת באופן עצמאי ופועלת באופן פעיל, המורכבת מאיברים ורקמות או מיוצגת על ידי מערכת ביולוגית אחת, היוצרות אובייקט אחד של חיות בר. האורגניזם מקיים אינטראקציה פעילה עם מערכות ביולוגיות מסדר גבוה יותר (עם האוכלוסייה והביוספרה).
רגולציה היא סדר, ציות לכללים נוקשים, יצירת תנאים ליישומם ולבקרתם. בהקשר של האורגניזם האנושי, יש להתייחס למונח כתהליךנורמליזציה של פונקציות אורגניזם.
מבנה אוניברסלי
כדי להתייחס לגוף האדם כמערכת ביולוגית (BS), יש לזהות את המאפיינים העיקריים שלו ולתאם. אז, המאפיין העיקרי של BS הוא המבנה שלהם: כולם מורכבים ממולקולות אורגניות וביופולימרים. ראוי לציין שה-BS כולל גם חומרים אנאורגניים, שהם תכונות של טבע דומם. עם זאת, הם אינם יוצרים מולקולה ביולוגית, אברון, תא או אורגניזם, אלא מובנים רק במערכות אלו.
Orderedness
דרגה גבוהה של סדר היא המאפיין השני של מערכות. ההיררכיה כביכול חשובה מאוד לתפקוד הביוספרה מהסיבה שכל המבנה שלה בנוי על העיקרון של סיבוך הפשוט ושילוב היסודי. כלומר, המרכיבים המורכבים יותר של הקליפה החיה של כדור הארץ (מערכות ביולוגיות) מורכבים ממרכיבים קטנים יותר הממוקמים נמוך יותר בהיררכיה.
דוגמה מסוימת היא התפתחות החיים ממקרומולקולה לפולימר אורגני, ולאחר מכן לאברון ותת-תאי, שממנו נוצרים מאוחר יותר רקמה, איבר ואורגניזם. כמערכת ביולוגית אינטגרלית, מבנה היררכי כזה מאפשר ליצור את כל הרמות של חיות הבר ולעקוב אחר האינטראקציה ביניהן.
יושרה ודיסקרטיות
אחד המאפיינים החשובים ביותר של כל BS הוא שלמותו ודיסקרטיות בו-זמנית (חלקיות, מרכיבים). זה אומר שכל חיאורגניזם הוא מערכת ביולוגית, קבוצה אינטגרלית שנוצרה ממרכיבים אוטונומיים. המרכיבים האוטונומיים עצמם הם גם מערכות חיות, רק נמוך יותר בהיררכיה. הם יכולים להתקיים באופן אוטונומי, אבל בתוך הגוף הם מצייתים למנגנוני הרגולציה שלו ויוצרים מבנה אינטגרלי.
ניתן למצוא דוגמאות של שלמות ודיסקרטיות בו-זמנית בכל מערכות ברמות שונות. לדוגמה, לממברנה הציטופלזמית כמבנה אינטגרלי יש הידרופוביות וליפופיליות, נזילות וחדירות סלקטיבית. הוא מורכב ממקרומולקולות של ליפופרוטאינים, המספקים רק ליפופיליות והידרופוביות, ומגליקופרוטאינים, שאחראים לחדירות סלקטיבית.
זוהי הדגמה לאופן שבו קבוצת התכונות הבדידות של מרכיבי מערכת ביולוגית מספקת את הפונקציות של מבנה גבוה יותר מורכב. דוגמה לכך היא גם אברון אינטגרלי, המורכב מממברנה וקבוצת אנזימים, שירשו את איכויותיהם הבדידות. או תא שמסוגל לממש את כל הפונקציות של מרכיביו (האברונים). גוף האדם כמערכת ביולוגית יחידה נתון גם הוא לתלות כזו, שכן הוא מפגין תכונות משותפות שהן פרטיות עבור אלמנטים בדידים.
החלפת אנרגיה
תכונה זו של מערכת ביולוגית היא גם אוניברסלית וניתן לאתר אותה בכל אחת מהרמות ההיררכיות שלה, החל מהמקרומולקולה וכלה בביוספרה. בכל רמה ספציפית,בעל ביטויים שונים. לדוגמה, ברמת מקרומולקולות ומבנים פרה-תאיים, חילופי אנרגיה פירושם שינוי במבנה המרחבי ובצפיפות האלקטרונים בהשפעת ה-pH, השדה החשמלי או הטמפרטורה. ברמת התא, יש להתייחס לחילופי אנרגיה כמטבוליזם, מכלול תהליכים של נשימה תאית, חמצון של שומנים ופחמימות, סינתזה ואחסון של תרכובות מאקרו-אירגיות, הסרת תוצרים מטבוליים מחוץ לתא.
חילוף חומרים בגוף
גוף האדם, כמערכת ביולוגית, גם מחליף אנרגיה עם העולם החיצון והופך אותה. לדוגמה, האנרגיה של קשרים כימיים של מולקולות פחמימה ושומן משמשת ביעילות בתאי הגוף לסינתזה של מאקרורגי, שמהם קל יותר לאברונים להפיק אנרגיה לפעילות חייהם. בהדגמה זו, הטרנספורמציה של אנרגיה והצטברותה במאקרורגיות, כמו גם יישום באמצעות הידרוליזה של הקשרים הכימיים הפוספטים של ATP.
רגולציה עצמית
מאפיין זה של מערכות ביולוגיות פירושו היכולת להגדיל או להקטין את הפעילות התפקודית שלה בהתאם להישגים של כל מצב. לדוגמה, אם תא חיידקי חווה רעב, אז הוא נע לעבר מקור מזון, או יוצר נבג (צורה שתאפשר לו לשמור על פעילות חיונית עד לשיפור תנאי החיים). בקיצור, לגוף כמערכת ביולוגית יש מערכת מורכבת רב-שכבתית של ויסות של תפקידיו. היאמורכב מ:
- precellular (וויסות הפונקציות של אברוני תאים בודדים, למשל, ריבוזומים, גרעינים, ליזוזומים, מיטוכונדריה);
- סלולר (ויסות תפקודי התא בהתאם לגורמים חיצוניים ופנימיים);
- וויסות רקמות (שליטה בקצב הגדילה והרבייה של תאי רקמה בהשפעת גורמים חיצוניים);
- וויסות איברים (היווצרות מנגנונים להפעלה ועיכוב של תפקודי איברים בודדים);
- מערכתית (ויסות עצבי או הומורלי של תפקודים על ידי איברים גבוהים).
לגוף האדם כמערכת ביולוגית המווסתת את עצמה יש שני מנגנוני ויסות עיקריים. זהו מנגנון הומורלי ישן יותר אבולוציוני ועצבני מודרני יותר. אלו הם קומפלקסים מרובי רמות המסוגלים לווסת את קצב חילוף החומרים, הטמפרטורה, ה-pH של נוזלים ביולוגיים והומיאוסטזיס, היכולת להתגונן מפני סכנות או לספק תוקפנות, לממש רגשות ופעילות עצבית גבוהה יותר.
רמות של רגולציה הומורלית
וויסות הומורלי הוא תהליך האצת (או האטה) של תהליכים ביולוגיים באברונים, תאים, רקמות או איברים בהשפעת כימיקלים. ובהתאם למיקום ה"מטרה" שלהם, הם מבחינים בוויסות תאי, מקומי (רקמה), איברים ואורגניזמים. דוגמה לוויסות תאי היא השפעת הגרעין על קצב הביוסינתזה של חלבון.
ויסות רקמות הוא שחרור של כימיקלים (מתווכים מקומיים) על ידי התא, שמטרתודיכוי או שיפור של הפונקציות של התאים הסובבים. לדוגמה, אוכלוסיית תאים שחווה רעב חמצן משחררת גורמי אנגיוגנזה הגורמים לצמיחת כלי דם לעברם (אזורים מדולדלים). דוגמה נוספת לוויסות רקמות היא שחרור חומרים (קיילונים) שיכולים לדכא את קצב רביית התאים במקום מסוים.
מנגנון זה, בניגוד לקודמו, הוא דוגמה למשוב שלילי. הוא מאופיין כפעולה פעילה של אוכלוסיית התאים, שנועדה לדכא כל תהליך ברקמה ביולוגית.
רגולציה הומורלית גבוהה יותר
גוף האדם כמערכת ביולוגית אחת המתפתחת בעצמה הוא כתר אבולוציוני שהגשים את הרגולציה ההומורלית הגבוהה ביותר. זה התאפשר עקב התפתחות בלוטות אנדוקריניות המסוגלות להפריש חומרים הורמונליים. הורמונים הם כימיקלים ספציפיים המופרשים על ידי הבלוטות האנדוקריניות ישירות לדם ופועלים על איברי המטרה הממוקמים במרחק רב ממקום הסינתזה.
ויסות הומורלי גבוה יותר היא גם מערכת היררכית, שהאיבר העיקרי שלה הוא בלוטת יותרת המוח. תפקידיו מווסתים על ידי מבנה נוירולוגי (ההיפותלמוס), הממוקם מעל האחרים בהיררכיה הרגולטורית של הגוף. בהשפעת דחפים עצביים של ההיפותלמוס, בלוטת יותרת המוח מפרישה שלוש קבוצות של הורמונים. הם נכנסים לזרם הדם ונישאים על ידו לאיברי מטרה.
בהורמונים הטרופיים של בלוטת יותרת המוח, המטרה היא הבלוטה ההורמונלית התחתונה, אשר בהשפעת החומרים הללו משחררת את המתווכים שלה המשפיעים ישירות על תפקודי האיברים והרקמות.
רגולציה עצבנית
וויסות תפקודי גוף האדם מתבצע בעיקר באמצעות מערכת העצבים. היא גם שולטת במערכת ההומורלית, מה שהופך אותה, כביכול, למרכיב המבני שלה, המסוגל להשפיע בצורה גמישה יותר על תפקודי הגוף. יחד עם זאת, מערכת העצבים היא גם רב-שכבתית. בבני אדם, יש לו את ההתפתחות המורכבת ביותר, אם כי הוא ממשיך להשתפר ולשנות לאט ביותר.
בשלב זה, הוא מאופיין בנוכחות של פונקציות האחראיות לפעילות עצבית גבוהה יותר: זיכרון, קשב, רגשיות, אינטליגנציה. ואולי, אחד המאפיינים העיקריים של מערכת העצבים היא היכולת לעבוד עם מנתחים: חזותי, שמיעתי, חוש ריח ואחרים. הוא מאפשר לזכור את האותות שלהם, לשחזר אותם בזיכרון ולסנתז מידע חדש על בסיסם, תוך יצירת חוויה חושית ברמת המערכת הלימבית.
רמות ויסות עצבים
לגוף האדם כמערכת ביולוגית אחת יש כמה רמות של ויסות עצבים. יותר נוח לשקול אותם על פי ערכת ההדרגה מהרמות הנמוכות ביותר לגבוהות. מתחת לשאר נמצאת מערכת העצבים האוטונומית (הסימפתטית והפאראסימפתטית), המווסתת את תפקודיה ללא תלות במוקדי הפעילות העצבים הגבוהים.
זה מתפקד בגלל הגרעין של עצב הוואגוס ומדולה האדרנל. ראוי לציין כי הרמה הנמוכה ביותר של ויסות עצבים ממוקמת קרוב ככל האפשר למערכת ההומורלית. זה שוב מדגים את הדיסקרטיות והשלמות הבו-זמנית של האורגניזם כמערכת ביולוגית. באופן קפדני, מערכת העצבים מעבירה את האותות שלה בהשפעת אצטילכולין וזרם חשמלי. כלומר, הוא מורכב ממחצית מערכת העברת המידע ההומורלית, הנצפית בסינפסות.
פעילות עצבנית גבוהה יותר
מעל מערכת העצבים האוטונומית נמצאת המערכת הסומטית, המורכבת מחוט השדרה, העצבים, גזע המוח, החומר הלבן והאפור של המוח, הגרעינים הבסיסיים שלו, המערכת הלימבית ומבנים חשובים נוספים. היא זו שאחראית על פעילות עצבית גבוהה יותר, עבודה עם מנתחים של אברי החישה, שיטתיות של מידע בקליפת המוח, סינתזה שלו ופיתוח תקשורת דיבור. בסופו של דבר, מכלול זה של מבנים ביולוגיים של הגוף הוא שאחראי לסוציאליזציה אפשרית של אדם ולהשגת רמת ההתפתחות הנוכחית שלו. אבל ללא מבנים ברמה נמוכה, המראה שלהם יהיה בלתי אפשרי, כמו גם קיומו של אדם מחוץ לבית הגידול הרגיל.
