Homeostaza , każdy proces samoregulacji, dzięki któremu systemy biologiczne mają tendencję do utrzymywania stabilności przy jednoczesnym dostosowywaniu się do warunków optymalnych do przetrwania. Gdyby homeostaza odnosi sukcesy, życie toczy się dalej; jeśli się nie powiedzie, katastrofa lub śmierć wynika. Osiągnięta stabilność jest w rzeczywistości równowaga dynamiczna , w którym zachodzi ciągła zmiana, ale panują stosunkowo jednolite warunki.
Homeostaza to każdy proces samoregulacji, dzięki któremu organizm ma tendencję do utrzymywania stabilności podczas dostosowywania się do warunków, które są najlepsze dla jego przetrwania. Jeśli homeostaza się powiedzie, życie toczy się dalej; jeśli się nie powiedzie, kończy się katastrofą lub śmierć organizmu. Stabilność, jaką organizm osiąga, rzadko jest w pobliżu dokładnego punktu (takiego jak wyidealizowana temperatura ciała ludzkiego wynosząca 37 °C [98,6 °F]). Stabilność ma miejsce w ramach dynamiki równowaga , który można traktować jako chmurę wartości w wąskim zakresie, w którym zachodzi ciągła zmiana. W rezultacie panują względnie jednolite warunki.
Kontrola temperatury ciała w ludzie jest jednym z najbardziej znanych przykładów homeostazy. Normalna temperatura ciała oscyluje wokół 37 ° C (98,6 ° F), ale wiele czynników może wpływać na tę wartość, w tym narażenie na działanie żywiołów, hormony , tempo przemiany materii i choroby , prowadzące do nadmiernie wysokiej lub niskiej temperatury ciała. podwzgórze w mózgu reguluje temperaturę ciała, a informacja zwrotna o temperaturze ciała z ciała jest przenoszona przez krwioobieg do mózgu, co powoduje korektę tempa oddychania, poziomu cukru we krwi i tempa metabolizmu. Natomiast zmniejszona aktywność, pot oraz procesy wymiany ciepła, które umożliwiają krążenie większej ilości krwi w pobliżu skóra powierzchnia przyczynia się do utraty ciepła. Utratę ciepła ogranicza izolacja, zmniejszona cyrkulacja do skóry, odzieży, schronienia i zewnętrznych źródeł ciepła.
o której zaatakowano Pearl HarborMetabolizm Przeczytaj szczegółowe omówienie metabolizmu.
Znanym przykładem regulacji homeostatycznej w systemie mechanicznym jest działanie termostatu, maszyny regulującej pomieszczenie temperatura . W środku termostatu znajduje się bimetaliczny pasek, który reaguje na zmiany temperatury. Pasek rozszerza się w cieplejszych warunkach i kurczy się w chłodniejszych warunkach, przerywając lub zamykając obwód elektryczny. Gdy pomieszczenie ostygnie, obwód jest zamknięty, piec się włącza, a temperatura wzrasta. Przy zadanym poziomie, być może 20 °C (68 °F), obwód zostaje przerwany, piec zatrzymuje się i nie ma żadnych dodatkowych ciepło jest uwalniany do pokoju. Z biegiem czasu temperatura powoli spada, aż pomieszczenie ostygnie na tyle, aby ponownie uruchomić proces.
spis ksiąg w nowym testamencieTermostat Dowiedz się więcej o termostatach i ich działaniu.
Pojęcie homeostazy zostało również wykorzystane w badaniach ekosystemów. Urodzony w Kanadzie amerykański ekolog Robert MacArthur po raz pierwszy zaproponował w 1955 roku homeostazę ekosystemy wyniki z bioróżnorodność (różnorodność życia w danym miejscu) oraz interakcje ekologiczne (drapieżnictwo, konkurencja, rozkład itp.) zachodzące między gatunki mieszka tam. Termin homeostaza był używany przez wielu ekologów do opisywania wzajemnej interakcji, która zachodzi między różnymi częściami ekosystemu w celu utrzymania status quo. Uważano, że ten rodzaj homeostazy może pomóc wyjaśnić, dlaczego lasy, łąki lub inne ekosystemy utrzymują się (tj. pozostają w tym samym miejscu przez długi czas). Od 1955 roku koncepcja uległa zmianie, aby włączyć nieożywione części ekosystemu, takie jak skały, gleba , i woda .
Dowolny system w dynamiczny równowaga dąży do osiągnięcia stanu równowagi, równowagi, która opiera się zewnętrznym siłom zmian. Kiedy taki system jest zakłócony, wbudowane urządzenia regulacyjne reagują na odejścia, aby ustanowić nową równowagę; taki proces jest procesem kontroli sprzężenia zwrotnego. Wszystkie procesy integracja i koordynacja funkcji, za pośrednictwem obwodów elektrycznych lub nerwowych i by hormonalne systemy są przykładami regulacji homeostatycznej.
Znanym przykładem regulacji homeostatycznej w układzie mechanicznym jest działanie pomieszczenia- temperatura regulator lub termostat . Sercem termostatu jest bimetaliczny pasek, który reaguje na zmiany temperatury zamykając lub przerywając obwód elektryczny. Gdy pomieszczenie ostygnie, obwód jest zamknięty, piec pracuje, a temperatura wzrasta. Przy zadanym poziomie następuje przerwanie obwodu, palenisko zatrzymuje się, a temperatura spada. Jednak systemy biologiczne o większej złożoności mają regulatory tylko w przybliżeniu porównywalne z takimi urządzeniami mechanicznymi. Te dwa typy systemów są jednak podobne w swoich celach – aby utrzymać aktywność w określonych zakresach, czy to kontrolować grubość walcowanej stali, czy ciśnienie w obrębie walcowanej stali. układ krążenia .
termostat Regulacja termostatu mieszkaniowego. Pasek bimetaliczny wewnątrz urządzenia reaguje na zmiany temperatury, zamykając lub przerywając obwód elektryczny. W chłodni obieg jest zamknięty, piec się włącza, a temperatura powietrza w pomieszczeniu wzrasta. Na zadanym poziomie następuje przerwanie obwodu, co powoduje wyłączenie pieca i tym samym spadek temperatury. GreenStockCreative/Shutterstock.com
kiedy leonardo da vinci namalował ostatnią wieczerzę?
Odkryj za pomocą chemii, w jaki sposób organizm zużywa energię, tlen i wodę podczas biegów długodystansowych Nauka chemiczna stojąca za biegami długodystansowymi, w tym w jaki sposób organizm ludzki pobiera składniki odżywcze i wydala produkty przemiany materii oraz w jaki sposób wykorzystuje wodę do schłodzić skórę i utrzymać temperaturę ciała. Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne (partner wydawniczy Britannica) Zobacz wszystkie filmy do tego artykułu
Kontrola temperatura ciała w ludzie jest dobrym przykładem homeostazy w układzie biologicznym. U ludzi normalna temperatura ciała oscyluje wokół wartości 37 °C (98,6 °F), ale na tę wartość mogą wpływać różne czynniki, w tym ekspozycja, hormony, tempo metabolizmu i choroby, prowadzące do nadmiernie wysokich lub niskich temperatur. Regulacja temperatury ciała jest kontrolowana przez obszar mózgu zwany podwzgórze . Informacja zwrotna o temperaturze ciała jest przenoszona przez krwioobieg do mózgu i powoduje kompensacyjne korekty tempa oddychania, poziomu cukru we krwi i tempa metabolizmu. Ciepło utrata u ludzi jest wspomagana przez zmniejszenie aktywności, przez pot , oraz przez mechanizmy wymiany ciepła, które umożliwiają krążenie większej ilości krwi w pobliżu skóra powierzchnia. Utratę ciepła ogranicza izolacja, zmniejszona cyrkulacja w skórze oraz modyfikacje kulturowe, takie jak stosowanie odzieży, schronienia i zewnętrznych źródeł ciepła. Zakres między wysokim a niskim poziomem temperatury ciała stanowi plateau homeostazy — normalny zakres podtrzymujący życie. W miarę zbliżania się do jednej z dwóch skrajności, działanie naprawcze (poprzez ujemne sprzężenie zwrotne) przywraca system do normalnego zakresu.
Koncepcję homeostazy zastosowano również do warunków ekologicznych. Po raz pierwszy zaproponowany przez urodzonego w Kanadzie amerykańskiego ekologa Roberta MacArthura w 1955 roku, homeostaza in ekosystemy jest iloczynem kombinacji bioróżnorodność oraz duża liczba interakcji ekologicznych zachodzących między gatunkami. Uważano ją za koncepcję, która może pomóc w wyjaśnieniu stabilności ekosystemu – to znaczy jego trwałości jako określonego typu ekosystemu w czasie ( widzieć odporność ekologiczna ). Od tego czasu koncepcja nieco się zmieniła, aby uwzględnić abiotyczne (nieożywione) części ekosystemu; termin ten był używany przez wielu ekologów do opisania wzajemności zachodzącej między żywą i nieożywioną częścią ekosystemu w celu utrzymania status quo. Hipoteza Gai — model Ziemi wysunięty przez angielskiego naukowca Jamesa Lovelocka, który traktuje jej różne żywe i nieożywione części jako składniki większego systemu lub pojedynczego organizmu — zakłada, że kolektyw wysiłek poszczególnych organizmów przyczynia się do homeostazy na poziomie planetarnym. Aspekt pojedynczego organizmu Gaia hipoteza jest uważana za kontrowersyjną, ponieważ zakłada, że żywe istoty na pewnym poziomie są zmuszane do pracy na rzecz biosfera zamiast do celu, jakim jest ich własne przetrwanie.
