التوازن ، أي عملية ذاتية التنظيم تميل من خلالها الأنظمة البيولوجية إلى الحفاظ على الاستقرار مع التكيف مع الظروف المثلى للبقاء على قيد الحياة. إذا الاستتباب ناجح ، تستمر الحياة ؛ إذا لم تنجح ، كارثة أو الموت يستتبع ذلك. الاستقرار الذي تم تحقيقه هو في الواقع توازن ديناميكي ، حيث يحدث التغيير المستمر ولكن تسود ظروف موحدة نسبيًا.
التوازن هي أي عملية ذاتية التنظيم يميل من خلالها الكائن الحي إلى الحفاظ على الاستقرار أثناء التكيف مع الظروف الأفضل لبقائه. إذا نجح الاستتباب ، تستمر الحياة ؛ إذا كان غير ناجح ، فإنه يؤدي إلى كارثة أو الموت من الكائن الحي. نادرًا ما يكون الاستقرار الذي يصل إليه الكائن الحي حول نقطة محددة (مثل درجة حرارة جسم الإنسان المثالية البالغة 37 درجة مئوية [98.6 درجة فهرنهايت]). يحدث الاستقرار كجزء من ديناميكية حالة توازن ، والتي يمكن اعتبارها سحابة من القيم ضمن نطاق ضيق يحدث فيه التغيير المستمر. والنتيجة هي أن تسود ظروف موحدة نسبيًا.
التحكم في درجة حرارة الجسم البشر هو أحد أكثر الأمثلة شيوعًا على التوازن. تحوم درجة حرارة الجسم الطبيعية حول 37 درجة مئوية (98.6 درجة فهرنهايت) ، ولكن يمكن أن يؤثر عدد من العوامل على هذه القيمة ، بما في ذلك التعرض للعناصر ، الهرمونات ، ومعدل الأيض ، والمرض ، مما يؤدي إلى ارتفاع أو انخفاض درجة حرارة الجسم بشكل مفرط. ال الغدة النخامية في الدماغ ينظم درجة حرارة الجسم ، ويتم نقل الملاحظات حول درجة حرارة الجسم من خلال مجرى الدم إلى الدماغ ، مما يؤدي إلى تعديل معدل التنفس ، ومستويات السكر في الدم ، ومعدل الأيض. في المقابل ، انخفاض النشاط ، عرق ، وعمليات التبادل الحراري التي تسمح بتدفق المزيد من الدم بالقرب من بشرة السطح يساهم في فقدان الحرارة. يتم تقليل فقد الحرارة عن طريق العزل ، وانخفاض الدورة الدموية على الجلد ، والملابس ، والمأوى ، ومصادر الحرارة الخارجية.
في أي عام اعتزل كين غريفي جونيورالأيض اقرأ مناقشة متعمقة لعملية التمثيل الغذائي.
مثال مألوف للتنظيم الاستتبابي في نظام ميكانيكي هو عمل منظم الحرارة ، وهو آلة تنظم الغرفة درجة الحرارة . يوجد في وسط منظم الحرارة شريط ثنائي المعدن يستجيب لتغيرات درجة الحرارة. يتمدد الشريط في ظل ظروف أكثر دفئًا ويتقلص في ظل ظروف أكثر برودة إما لتعطيل أو إكمال الدائرة الكهربائية. عندما تبرد الغرفة ، تكتمل الدائرة ، ويعمل الفرن ، وترتفع درجة الحرارة. عند مستوى محدد مسبقًا ، ربما 20 درجة مئوية (68 درجة فهرنهايت) ، تنكسر الدائرة ، ويتوقف الفرن ، ولا يوجد المزيد الحرارة يتم إطلاقه في الغرفة. بمرور الوقت ، تنخفض درجة الحرارة ببطء حتى تبرد الغرفة بدرجة كافية لبدء العملية مرة أخرى.
من كان أول رئيس يولد في الولايات المتحدة؟ مواطن؟Thermostat تعرف على المزيد حول منظمات الحرارة وكيفية عملها.
كما تم استخدام مفهوم التوازن في دراسات النظم البيئية. اقترح عالم البيئة الأمريكي المولود في كندا روبرت ماك آرثر لأول مرة في عام 1955 أن التوازن في النظم البيئية من النتائج من التنوع البيولوجي (تنوع الحياة في مكان معين) والتفاعلات البيئية (الافتراس ، المنافسة ، التحلل ، إلخ) التي تحدث بين محيط يعيش هناك. على المدى الاستتباب تم استخدامه من قبل العديد من علماء البيئة لوصف التفاعل ذهابًا وإيابًا الذي يحدث بين الأجزاء المختلفة من النظام البيئي للحفاظ على الوضع الراهن. كان يعتقد أن هذا النوع من التوازن يمكن أن يساعد في تفسير سبب الغابات ، المراعي ، أو النظم البيئية الأخرى قائمة (أي البقاء في نفس الموقع لفترات طويلة من الزمن). منذ عام 1955 ، تغير المفهوم ليشمل الأجزاء غير الحية للنظام البيئي ، مثل الصخور ، تربة ، و ماء .
أي نظام في متحرك حالة توازن يميل إلى الوصول إلى حالة مستقرة ، توازن يقاوم قوى التغيير الخارجية. عند تعطل مثل هذا النظام ، تستجيب الأجهزة التنظيمية المدمجة لعمليات المغادرة لإنشاء توازن جديد ؛ هذه العملية هي واحدة من السيطرة على ردود الفعل. جميع عمليات دمج وتنسيق الوظيفة ، سواء بوساطة الدوائر الكهربائية أو عن طريق العصبية و الهرمونية الأنظمة ، هي أمثلة على التنظيم المتماثل.
مثال مألوف للتنظيم الاستتبابي في نظام ميكانيكي هو عمل الغرفة- درجة الحرارة منظم ، أو ترموستات. قلب منظم الحرارة عبارة عن شريط ثنائي المعدن يستجيب لتغيرات درجة الحرارة من خلال إكمال أو تعطيل دائرة كهربائية. عندما تبرد الغرفة ، تكتمل الدائرة ، ويعمل الفرن ، وترتفع درجة الحرارة. عند مستوى محدد مسبقًا ، تنكسر الدائرة ، ويتوقف الفرن ، وتنخفض درجة الحرارة. ومع ذلك ، فإن الأنظمة البيولوجية ، الأكثر تعقيدًا ، لديها منظمات تنظيمية لا يمكن مقارنتها إلا تقريبًا بمثل هذه الأجهزة الميكانيكية. يتشابه نوعا الأنظمة ، مع ذلك ، في أهدافهما — للحفاظ على النشاط ضمن النطاقات المحددة ، سواء للتحكم في سمك الفولاذ المدلفن أو الضغط داخل نظام الدورة الدموية .
ترموستات ضبط ترموستات سكني. يستجيب شريط ثنائي المعدن داخل الجهاز لتغيرات درجة الحرارة من خلال إكمال أو تعطيل دائرة كهربائية. في غرفة باردة ، تكتمل الدائرة ، ويعمل الفرن ، وترتفع درجة حرارة هواء الغرفة. عند مستوى محدد مسبقًا ، تنقطع الدائرة ، مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل الفرن وبالتالي انخفاض درجة الحرارة. GreenStockCreative / Shutterstock.com
معادن انتقالية على الجدول الدوري
اكتشف من خلال استخدام الكيمياء كيف يستخدم الجسم الطاقة والأكسجين والماء أثناء الجري لمسافات طويلة.العلم الكيميائي وراء الجري لمسافات طويلة ، والذي يتضمن كيف يأخذ جسم الإنسان العناصر الغذائية ويطرد النفايات وكيف يستخدم الماء يبرد الجلد ويحافظ على درجة حرارة الجسم. الجمعية الكيميائية الأمريكية (شريك نشر في بريتانيكا) شاهد كل الفيديوهات لهذا المقال
السيطرة على درجة حرارة الجسم في البشر هو مثال جيد على التوازن في النظام البيولوجي. في البشر ، تتقلب درجة حرارة الجسم الطبيعية حول قيمة 37 درجة مئوية (98.6 درجة فهرنهايت) ، ولكن هناك عوامل مختلفة يمكن أن تؤثر على هذه القيمة ، بما في ذلك التعرض ، والهرمونات ، ومعدل الأيض ، والمرض ، مما يؤدي إلى درجات حرارة مرتفعة أو منخفضة بشكل مفرط. يتم التحكم في تنظيم درجة حرارة الجسم من خلال منطقة في الدماغ تسمى الغدة النخامية . يتم نقل الملاحظات حول درجة حرارة الجسم عبر مجرى الدم إلى الدماغ وينتج عنها تعديلات تعويضية في معدل التنفس ومستوى السكر في الدم ومعدل التمثيل الغذائي. الحرارة الخسارة في البشر يساعدها الحد من النشاط ، من خلال عرق ، ومن خلال آليات التبادل الحراري التي تسمح لكميات أكبر من الدم بالانتشار بالقرب من بشرة سطح - المظهر الخارجي. يتم تقليل فقد الحرارة عن طريق العزل ، وانخفاض الدورة الدموية على الجلد ، والتعديل الثقافي مثل استخدام الملابس ، والمأوى ، ومصادر الحرارة الخارجية. النطاق بين مستويات حرارة الجسم العالية والمنخفضة يشكل هضبة الاستتباب - النطاق الطبيعي الذي يحافظ على الحياة. عندما يتم الاقتراب من أي من الطرفين المتطرفين ، فإن الإجراء التصحيحي (من خلال التغذية المرتدة السلبية) يعيد النظام إلى النطاق الطبيعي.
تم تطبيق مفهوم الاستتباب أيضًا على الإعدادات البيئية. اقترح عالم البيئة الأمريكي روبرت ماك آرثر المولود في كندا لأول مرة في عام 1955 ، التوازن في النظم البيئية هو نتاج مزيج من التنوع البيولوجي وعدد كبير من التفاعلات البيئية التي تحدث بين الأنواع. كان يُنظر إليه على أنه مفهوم يمكن أن يساعد في تفسير استقرار النظام البيئي - أي استمراره كنوع بيئي معين بمرور الوقت ( يرى المرونة البيئية). منذ ذلك الحين ، تغير المفهوم قليلاً ليشمل الأجزاء اللاأحيائية (غير الحية) للنظام البيئي ؛ تم استخدام المصطلح من قبل العديد من علماء البيئة لوصف التبادل الذي يحدث بين الأجزاء الحية وغير الحية في النظام البيئي للحفاظ على الوضع الراهن. فرضية Gaia - نموذج الأرض الذي طرحه العالم الإنجليزي جيمس لوفلوك الذي يعتبر الأجزاء الحية وغير الحية المختلفة مكونات لنظام أكبر أو كائن واحد - تفترض أن جماعي يساهم جهد الكائنات الحية الفردية في التوازن على مستوى الكواكب. جانب الكائن الوحيد في Gaia فرضية تعتبر مثيرة للجدل لأنها تفترض أن الكائنات الحية ، على مستوى ما ، مدفوعة للعمل نيابة عن المحيط الحيوي بدلاً من تحقيق هدف بقائهم على قيد الحياة.
Copyright © كل الحقوق محفوظة | asayamind.com