Биологический энциклопедический словарь - биологические системы

биол. объекты разл. сложности (клетки и ткани, органы, системы органов и организмы, биоценозы и экосистемы, вплоть до биосферы в целом), имеющие, как правило, неск. уровней структурпо-функц. организации. Представляя собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, Б. с. обладают свойствами целостности (несводимость свойств системы к сумме свойств её элементов), относит, устойчивости, а также способностью к адаптации по отношению к внеш.

среде, развитию, самовоспроизведению и эволюции. Любая Б. с. является динамической в ней постоянно протекает множество процессов, часто сильно различающихся во времени. В то же время Б. с.открытые системы, условием существования к-рых служит обмен энергией, веществом и информацией как между частями системы (или подсистемами), так и с окружающей средой.

Важнейшая особенность Б. с. заключается в том, что такой обмен осуществляется под контролем спец. механизмов реализации генетич. информации и внутр. управления, к-рые позволяют избежать «термодинамической смерти» путём использования энергии, извлекаемой из внеш. среды. Устойчивость стационарных состояний Б.

с. (сохранение постоянства внутр. характеристик на фоне нестабильной или изменяющейся внеш. среды), а также способность их к переходу из одного состояния в другое (свойство неустойчивости стапионарных состояний . Б. с.) обеспечиваются многообразными механизмами саморегуляции. В основе саморегуляции Б. с. лежит принцип обратной связи, отрицательной или положительной.

Так, в цепи регулирования с от-рицат. обратной связью информация об отклонении регулируемой величины от заданного уровня включает в действие регулятор, к-рый воздействует на регулируемый объект т. о., что регулируемая величина возвращается к исходному уровню (знак изменения её обратен знаку пер-вонач.

отклонения). Этот механизм, а также более сложные комбинации неск. механизмов могут функционировать на разных уровнях организации Б. с. (напр., на молекулярном ингибирование ключевого фермента при избытке конечного продукта или репрессия синтеза ферментов, на клеточном гормональная регуляция и контактное угнетение, обеспечивающие оптим.

плотность клеточной популяции; на уровне организма регуляция содержания глюкозы в крови, а в общем случае гомеостаз, обеспечивающий стабильность внутр. среды организма). Спец. механизмы положит, обратной связи (воздействие на регулируемый объект вызывает изменение, совпадающее по знаку с первонач.

отклонением регулируемой величины, вследствие чего система выходит из данного стационарного состояния) лежат в основе перехода Б. с. из одного стационарного состояния в другое и основанных на этих переходах закономерных изменениях Б. с, обеспечивающих их адаптацию к изменяющимся внеш. условиям, перемещение, другие многообразные активные функции Б.

с. и их эволюцию. Сложные автономные (независимые от среды) движения Б. с. возможны благодаря множественности стапионарных состояний Б. с, между к-рыми могут совершаться переходы. В нек-рых случаях новое состояние оказывается не стационарным, а автоколебательным, т. е. ia-ким, в к-ром значения показателей колеблются во времени с постоянной амплитудой.

Такие явления лежат в основе перио-дич. процессов в Б. с, еременной организации Б. с, воснове функционирования биологических часов. При анализе поведения и свойств Б. с. широкое применение находят разл. методы физпч. и математич. моделирования, используются кибернетич. и термоди-намич. подходы (см. Термодинамика Биологических Систем).

Системный подход оказывается перспективным для решения мн. практически важных проблем (таких, напр., как создание замкнутых систем жизнеобеспечения, проблема заболеваний, связанных с нарушением гомеостаза и пр.). .