АВТОПОЕЗ: ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА ПРИКЛАДИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Автопоезіса є теорія , яка передбачає , що живі системи мають здатність до самостійного -produce , саме - технічне обслуговування та саме -renewal . Ця спроможність вимагає регулювання її складу та збереження його меж; тобто підтримання певної форми, незважаючи на вхід та вихід матеріалів.

Цю ідею представили чилійські біологи Франсиско Варела та Умберто Матурана на початку 1970-х років як спробу відповісти на питання "Що таке життя?", Або "Що відрізняє живих істот неживих елементів? ». Відповідь була в основному, що жива система відтворює себе.

Ця здатність до самовідтворення - це те, що вони називають автопоезом. Таким чином, вони визначили автопоетичну систему як систему, яка постійно відтворює нові елементи через власні елементи. Автопоез передбачає, що різні елементи системи взаємодіють способами, які продукують та відтворюють елементи системи.

Тобто через свої елементи система відтворює себе. Цікаво відзначити, що поняття автопоезу було застосовано також у галузі пізнання, теорії систем та соціології.

характеристики

Самовизначені межі

Стільникові автопоетичні системи розмежовані динамічним матеріалом, створеним самою системою. У живих клітинах обмежуючим матеріалом є плазматична мембрана, що складається з молекул ліпідів і перехрещених транспортними білками, виробленими самою клітиною.

Вони здатні до самостійного виробництва

Клітини, найменша автопоетична система, здатні контролювати більше копій самих себе. Таким чином, автопоез відноситься до аспектів самовиробництва, самообслуговування, саморемонту та взаємовідносин живих систем.

З цього погляду все живе - від бактерій до людини - є автопоетичними системами. Насправді ця концепція перейшла ще далі, коли планета Земля з її організмами, материками, океанами та морями вважається автопоетичною системою.

Вони автономні

На відміну від машин, функції яких розроблені та керовані зовнішнім елементом (оператором людини), живі організми у своїх функціях повністю автономні. Ця здатність - це те, що дозволяє їм відтворюватися при правильних умовах навколишнього середовища.

Організми мають здатність сприймати зміни навколишнього середовища, які трактуються як сигнали, які підказують системі, як реагувати. Ця здатність дозволяє їм розвивати або зменшувати метаболізм, коли цього вимагають умови навколишнього середовища.

Вони оперативно закриті

Всі процеси автопоетичних систем виробляються самою системою. У цьому сенсі можна сказати, що автопоетичні системи функціонально закриті: немає операцій, які б входили в систему зовні або навпаки.

Це означає, що для отримання клітини подібної необхідні певні процеси, такі як синтез та збірка нових біомолекул, необхідних для формування структури нової клітини.

Ця стільникова система вважається функціонально закритою, оскільки реакції самообслуговування здійснюються лише всередині системи; тобто в живій клітині.

Вони відкриті для взаємодії

Операційне відключення системи не означає, що вона повністю закрита. Автопоетичні системи - це системи, відкриті для взаємодії; тобто всі автопоетичні системи мають контакт зі своїм оточенням: живі клітини залежать від постійного обміну енергією та речовиною, необхідними для їх існування.

Однак взаємодія з навколишнім середовищем регулюється автопоетичною системою. Саме система визначає, коли, що і через які канали обмінюється енергією чи речовиною з навколишнім середовищем.

Корисні джерела енергії протікають через усі живі (або автопоетичні) системи. Енергія може надходити у вигляді світла, у вигляді сполук на основі вуглецю або інших хімічних речовин, таких як водень, сірководень або аміак.

Приклади

Клітини

Жива клітина - найменший приклад автопоетичної системи. Клітина відтворює власні структурні та функціональні елементи, такі як нуклеїнові кислоти, білки, ліпіди. Тобто вони не тільки імпортуються ззовні, але виготовляються самою системою.

Бактерії, грибкові спори, дріжджі та будь-який одноклітинний організм мають цю здатність самовідтворюватися, оскільки кожна клітина незмінно походить з попередньо існуючої клітини. Таким чином, найменша автопоетична система - це основна одиниця життя: клітина.

Багатоклітинні організми

Багатоклітинні організми, що складаються з багатьох клітин, також є прикладом автопоетичної системи, лише більш складної. Однак його основні характеристики залишаються.

Таким чином, більш складний організм, такий як рослина чи тварина, також має здатність виробляти та підтримувати себе за рахунок обміну елементами та енергією із зовнішнім середовищем.

Однак вони все ще є автономними системами, відокремленими від зовнішнього середовища мембранами або органами, такими як шкіра; таким чином він підтримує гомеостаз і саморегуляцію системи. У цьому випадку система - це сам організм.

Екосистеми

Автопоетичні утворення також існують на більш високих рівнях складності, як це відбувається у екосистемах. Коралові рифи, луки та ставки - це приклади автопоетичних систем, оскільки вони відповідають основним характеристикам.

Гея

Найбільша і найскладніша відома автопоетична система називається Гая, давньогрецьке уособлення Землі. Це було названо на честь англійського вченого атмосфери Джеймса Е. Ловелока, і це, в основному, замкнена термодинамічна система, оскільки обмін речовини з позаземним середовищем мало.

Є дані, що глобальна система життя Геї проявляє властивості, подібні до властивостей організмів, такі як регуляція хімічних реакцій в атмосфері, середня глобальна температура та солоність океанів протягом кількох мільйонів років.

Цей тип регуляції нагадує гомеостатичну регуляцію, яку мають клітини. Таким чином, Землю можна розуміти як систему, засновану на автопоезі, де організація життя є частиною відкритої, складної та циклічної термодинамічної системи.

Список літератури

1. Dempster, B. (2000) Симпоетичні та автопоетичні системи: нове відмінність для самоорганізуючих систем у працях Всесвітнього конгресу системних наук [представлено на щорічній конференції Міжнародного товариства системних досліджень, Торонто, Канада.
2. Луман, Н. (1997). Назустріч науковій теорії суспільства. Антропос Редакція.
3. Луїсі, PL (2003). Автопоез: огляд і повторна оцінка. Die Naturwissenschaften, 90 (2), 49–59.
4. Maturana, H. & Varela, F. (1973). Машин і живих істот. Автопоез: організація живих (1-е видання). Редакція Universitaria SA
5. Maturana, H. & Varela, F. (1980). Автопоез та пізнання: реалізація живого. Springer Science & Business Media.
6. Мінгерс, Дж. (1989). Вступ до автопоезу - наслідки та застосування. Системна практика, 2 (2), 159–180.
7. Мінгерс, Дж. (1995). Системи самовиробництва: наслідки та застосування автопоезу. Springer Science & Business Media.
8. Варела, Ф.Г., Матурана, HR, Урібе, Р. (1974). Автопоез: організація живих систем, її характеристика та модель. Біосистеми, 5 (4), 187-196.