Sistemele Biologice

FACTORII ECOLOGICI SI INFLUENTA LOR ASUPRA

ORGANISMELOR VII

1. SISTEMELE BIOLOGICE

Sistemele biologice au următoarele caracteristici:

· Integralitatea: reprezintă rezultatul interactiunii dintre părtile componente ale

sistemului si dintre sistem si mediu. În cadrul unui sistem elementele constitutive

legate organic între ele constituie un tot, pierzîndu-si determinarea cantitativă proprie.

· Caracterul istoric: reprezintă capacitatea de autodezvoltare si evolutie a sistemului.

Caracterele actuale ale fiecărui organism reprezintă rezultatul interactiunii genotipului

cu conditiile concrete ale mediului în care a trăit. În concluzie, exprimarea fenotipică

(fenotipul reprezintă suma însusirilor biochimice, morfologice, fiziologice si de

comportament ale unui organism ca rezultat al interactiunii deintre genotip si mediu)

si genotipică a unei populatii la un moment dat, contine condensată întreaga istorie a

luptei pentru existentă.

· Caracterul informational. Prin caracterul lor istoric, biosistemele dispun de o

bogată zestre informatională transmisă de generatiile anterioare, alături de

informatiile furnizate de mediul intern si extern al acestuia. Sistemul informational al

vietuitoarelor este capabil de a receptiona, prelucra, acumula si de a transmite

informatii prin intermediul fluxului de energie. Pe această bază biosistemele pot

elabora programe de autoconservare etc.

· Echilibrul dinamic: reprezintă schimbul de energie, substantă si informatie a

sistemelor biologice cu mediul.

· Heterogenitatea: reprezintă diversificarea elementelor interne constitutive ale

biosistemelor. Această crestere a heterogenitătii stă la baza evolutiei biosistemelor.

· Autoreglarea: reprezintă controlul si reglarea automată a propriei functionalităti si se

realizează prin receptia, circulatia, stocarea si prelucrarea informatiilor.

· Calitatea de sistem deschis. Fenomenologia celor mai multe sisteme naturale arată

că o mare parte a lumii contine structuri coerente la neechilibru, cum ar fi celulele de

convectie, reactiile chimice autocatalitice si viata însăsi.

Termodinamica este aplicabilă tuturor sistemelor ce implică energie si lucru mecanic:

sisteme de tipul temperatură – volum – presiune, sisteme cinetice, sisteme chimice,

sisteme electromagnetice, sisteme cuantice.

Termodinamica se ocupă cu explicarea comportării sistemelor în trei cazuri:

cazul sistemelor la echilibru – termodinamica clasică; de exemplu sistemele închise;

cazul sistemelor aflate la o anumită distantă de echilibru si care revin la echilibru;

cazul sistemelor scoase din starea de echilibru si fortate de anumiti gradienti să rămînă la

o anumită distantă de echilibru, de exemplu două incinte între care există un gradient de

presiune si o diferentă mare de molecule.

Energia variază din punct de vedere calitativ sau al capacitătii ei de a efectua un lucru

mecanic util. Energia reprezintă măsura capacitătii maxime (abilitatea) a unui sistem

energetic de a efectua un lucru mecanic util, în timp ce tinde spre o stare de echilibru cu

mediul.

3.4 Sisteme disipative-deschise

Sistemele deschise sunt cele care prezintă schimburi energetice si de substantă cu

mediul si constau din stări cvasistabile aflate la distantă de echilibru. Pentru realizarea

proceselor de autoorganizare, sistemele organizate nevii, cum ar fi celulele de convectie,

tornadele si laserii precum si sistemele vii depind de fluxurile exterioare de energie.

Asa cum a arătat I.Prigogine, sistemele deschise sunt structuri disipative mentinute

departe de echilibru prin schimb de energie si substantă. Astfel el propune un nou

principiu ce poate fi definit prin ordine “prin fluctuatie”.

In realitate structurile disipative pot fi considerate o nouă stare de ordine a materiei

indusă printr-un flux de energie liberă în conditii de neechilibru termodinamic. Această

organizare presupune cresterea entropiei sistemului global care include si sistemul

considerat. În sistemele disipative schimbul total de entropie reprezintă suma dintre

entropia sistemului, care este totdeauna mai mare sau egală cu zero, si entropia cedată de

sistem. Schimbul energetic cu mediul al oricărui sistem poate fi negativ, egal cu zero sau

pozitiv. Pentru ca sistemul să se mentină într-o stare de neechilibru constantă, schimbul

de entropie S – M, trebuie să fie negativ si egal cu entropia produsă prin procesele

interne, ca în cazul metabolismului.

Studiul acestor sisteme se realizează utilizînd un corolar al Principiului Unificat al

Termodinamicii al lui Kestin. Atunci cînd un sistem a fost scos din echilibru, el va

utiliza toate posibilitătile pentru a contracara gradientii aplicati. Dacă gradientii

cresc, creste si abilitatea sistemului de a se opune unei si mai mari îndepărtări de

echilibru.