Organizarea Materiei Vii și Teoria Sistemelor

Substanţa vie,ca si întregul univers este organizata in sisteme. Conceptul de ,,sistem’’ reprezintă ansamblul de elemente,identice sau diferite,aflate in interacţiune,constituind un întreg organizat(exemplu: sistemul solar,organismul viu,sisteme de lucrare a solului etc.). Elementele care compun sistemul pot fi obiective (exemplu fiind plantele din sistemul solar),fenomene,simboluri,elemente tehnologice etc. In sistemul biologic,elementele componente ale sistemului sunt atomii,moleculele,celulele,ţesuturile,organele,organismele,

populaţiile,etc.

Conform concepţiei sistematice,întreaga materie vie sau nevie,este organizata in sisteme ierarhizate si in interacţiune: orice sistem este alcătuit din subsisteme care poseda si realizează diferite funcţii si,la rândul sau,este o parte (un subsistem) in cadrul unui sistem mai cuprinzator.Particule ale solului si organisme individuale de plante,microorganisme si animale din sol sunt elemente sistematice. Conexiunile intre rădăcinile plantelor si microflora solului sunt,de asemenea,componente sistematice. Solul pădurii,ca si coronamentul arborilor sunt subsisteme. Ambele sunt integrate in sistemul ,,pădure’’.

Prigogine a clasificat sistemele din punct de vedere al schimbului de materie si energie cu mediul in trei categorii:

Sisteme izolate - nu schimba cu mediul nici materie,nici energie si sunt sisteme realizate numai teoretic,pentru experinte conceptuale asupra transformărilor fizice ale materiei,in condiţii de stare neinfluenţata prin variaţiile mediului. Exemplu fiind o fiola închisa ermetic si introdusa intr-un bloc de plumb cu pereţi foarte groşi.

Sisteme închise - schimba cu mediul numai energie. De exemplu un vas cu apa,închis ermetic,cedează sau primeşte căldura mediului inconjurator.In natura nu se găsesc sisteme absolut închise.

Sisteme deschise – realizează atât schimburi materiale cat si energetice cu mediul. Toate sistemele din natura aparţin acestei categorii. Exemple: o stanca,un nor,un loc de câmpie,un tarm de mare,un recif de coralieri,o pădure,etc.

Sistemele bilogice sunt sisteme deschise care au capacitatea de a transforma factorii de mediu in factori specifici. Astfel,schimburile de substanţe si energie din cadrul acestor sisteme devine o condiţie esenţiala a existentei sistemelor. Orice sistem biologic are o proprietate fundamentală a viului – metabolismul – care realizează două funcţii fundamentale: autoconservarea şi autoreproducerea.

Toate sistemele biologice prezintă o serie de caracteristici care le deosebesc de sistemele deschise nebiologice, şi anume: caracterul istoric, caracterul informaţional, integralitatea, echilibrul dinamic, programul, autoreglarea.

-Caracterul istoric – orice organism începând cu cel mai simplu, până la cel mai evoluat, conservă în patrimoniul său ereditar istoria populaţiei din care face parte. Caracterul informaţional – sistemele biologice sunt sisteme informaţionale care pot recepţiona, prelucra şi interpreta informaţiile. În plus, mai pot transmite şi altor sisteme din mediu, propriile lor informaţii. Toate aceste caracteristici apar şi la sistemele cibernetice.

-Integralitatea – se referă la faptul că părţile componente ale unui sistem se specializează morfofuncţional stabilind între ele conexiuni şi interacţiuni care determină funcţionarea sistemului ca întreg. Orice sistem biologic se comportă ca un tot, prin conexiunile care se stabilesc între componentele sale, care, dacă ar fi luate separat, nu ar avea proprietăţile întregului.

-Echilibrul dinamic – sistemele biologice au în permanenţă o stare staţionară, chiar dacă realizează schimburi permanente de materie şi energie cu mediul, care tinde permanent să îl dezintegreze. Astfel, sistemele biologice se reînnoiesc continuu, dar în acelaşi timp, îşi păstrează integralitatea, realizând un echilibru între stabilitate şi schimbare.

-Programul – fiecare organism evoluează pe baza unui program general care determină parcurgerea fiecărei etape de dezvoltare ontogenetică. Programul poate apărea la nivel inferior (celule, ţesuturi, organe) şi la nivel superior începând de la nivel populaţional.

-Autoreglarea – sistemele biologice sunt astfel organizate încât li se permite recepţionarea informaţiei, circulaţiei ei între elementele sistemului, selecţia celui mai bun răspuns. Autoreglarea se realizează prin conexiune directă şi prin conexiune inversă (feed-back).

Sistemele biologice se deosebesc de sistemele nebiologice prin însuşiri de mare

importanta ecologica, reprezentate de integralitate, echilibru dinamic, program si autoreglare. Sistemele biologice au trasaturi distincte ce le diferenţiază fundamental fata de sistemele

nebiologice. Ele au caracter istoric, recepţionează informaţii din mediu, le prelucrează si transmit informaţii în mediu. Informaţiile sunt transmise într-un mod propriu, constând din

semnale specifice (sunete, culori, mirosuri, comportamente, gesturi etc.) determinate de complexitatea structurala sau de organizare (indivizi, populaţii, biocenoze) si fiziologia

sistemului. Gradul optim de organizare si cantitatea optima de informaţii în relaţiile cu sistemele biologice si nebiologice asigura persistenta sistemului. Menţinerea speciilor si a altor categorii de sisteme biologice este determinata de fidelitatea informaţiei primite si transmise.

Sistemele biologice au program genetic. Le sunt caracteristice integralitatea, echilibrul dinamic, autoreglarea si heterogenitatea. Programul genetic le asigura structura si compor-

tamentul fenologic sezonal din cadrul unui an calendaristic sau ciclu de viata. Fizionomia unei biocenoze depinde de acest program.

Integralitatea

Fiecare sistem biologic este delimitat fata de alte sisteme biologice si se comporta ca un tot gratie conexiunilor existente între componentele lui. Însuşirile sistemelor biologice nu se reduc la însuma rea însuşirilor parţilor din care sunt formate. Orice organism vegetal sau

animal este alcătuit din numeroase organe cu structuri si funcţii specifice. Între organe exis ta conexiuni si interacţiuni. Fiecare îndeplineşte funcţia specifica numai în cazul organismului ca întreg si nu separat. De exemplu, la plante rădăcina, frunzele, florile, la animale sistemul osos, muscular, nervos, aparatul respirator, circulator, digestiv, excretor, reproducător funcţionează numai în cadrul organismului luat ca întreg.