Żywe układy regulacji

Układ regulacji, który sam przeprowadza prognozowanie wykorzystuje otrzymaną informację, aby poprawić łączność pomiędzy swoją reprezen­tacją środowiska a jego aktualnymi warunkami. W ten sposób reprezen­tacja będzie stale uaktualniana, a na skutek porównywania jej z bieżą­cymi zdarzeniami urządzenie będzie mogło działać efektywniej niż w oparciu o ?sztywne”, ustalone w przeszłości instrukcje.

Możemy więc kontynuować nasze rozważania nad organizmami ży­wymi jako urządzeniami, których działanie zapewnia im utrzymanie się przy życiu. Poszczególne czynności organizmu regulowane są przez in­formacje otrzymywane z trzech źródeł. Głównym czynnikiem regulują­cym jest zbiór instrukcji zawartych w odziedziczonej po przodkach or­ganizacji. Ta organizacja, a w szczególności organizacja DNA, stanowi zakodowaną reprezentację zdarzeń, które mogą wystąpić w środowisku; reprezentacja taka umożliwia organizmowi postępowanie odpowiednie do zdarzeń, które dzieją się w jego otoczeniu. Poszczególne sekwencje zasad w polinukleotydach sprawiają, że produkowane są właściwe białka (enzymowe) umożliwiające wprowadzenie takich poprawek, które pozwolą organizmowi przeżyć w jego charakterystycznym środowisku.

Jako przykład posłużyć nam tu może regulacja temperatury ciała u ssaka. Pewne komórki podwzgórza są bardzo czułe na lekki wzrost temperatury ponad normę (37°C). Na wzrost ten reagują one wyzwala­niem impulsów nerwowych, które włączają mechanizmy służące do ochła­dzania ciała, takie jak np. pocenie się. Powoduje to ochłodzenie krwi i wyłączenie podwzgórza. Chcąc badać takie układy sprzężeń zwrotnych o charakterze zamkniętej pętli, technicy korzystają ze sposobu ?otwie­rania” pętli. Przeprowadzono to na królikach wprowadzając do podwzgó­rza elektrody ogrzewcze, które ? pomimo chłodzącego działania krwi ? utrzymywały podwzgórze w stałej temperaturze o kilka dziesiątych stop­nia wyższej od normalnej. W rezultacie temperaturę mierzoną w odbyt­nicy można było obniżyć przez ochładzanie, do wartości przekraczającej aż ośmiokrotnie różnicę temperatury podwzgórza ponad normę. Jest to miarą, którą technicy nazywają zyskiem układu otwartej pętli. Nawiasem mówiąc, z eksperymentu tego wynika, że zakończenia nerwowe, reagujące na zmiany temperatury, mieszczące się w skórze i gdzie indziej, odgrywają w porównaniu do podwzgórza znacznie mniej­szą rolę w regulacji temperatury ciała. Prawdopodobnie służą one raczej do ochrony ciała przed silnymi zmianami temperatury, inicjując ruch w sytuacjach, kiedy skóra jest nadmiernie rozgrzana lub zimna.

Przykład ten przedstawia nam tylko w zarysie złożoność układów regulacyjnych, które zachowują homeostazę w organizmie. Należy jed­nak rozważyć, w jaki sposób tego rodzaju organizacja mogła powstać. Reprezentuje ona środowisko w sensie wtórnego prezentowania mu od­powiednich reakcji. Reprezentacja środowiska jest właściwością wszyst­kich osobników danego gatunku łącznie, ale niekoniecznie musi być za­warta w każdym pojedynczym osobniku. U wielu organizmów zacho­wanie podobieństwa pomiędzy reprezentacją środowiska i gatunku za­pewnione jest dzięki prostemu faktowi, że osobniki, które nie są dosto­sowane do swojego otoczenia, giną. Na przykład wśród bakterii spotyka się komórki o trochę odmiennych właściwościach chemicznych nabytych przez dziedziczenie. W danym środowisku, zawierającym pewne surow­ce, przeżyją tylko te osobniki z populacji, które potrafią te surowce wy­korzystać. W ten sposób uzyskujemy pewność, że fenotyp danej popu­lacji właściwie reprezentuje warunki środowiska. Osobnik otrzymuje ze środowiska proste informacje ?żyć” lub ?nie żyć”, umożliwiając w ten sposób gatunkowi przetrwanie w przypadkach, w których przyszłość jest taka, jak przeszłość.

Both comments and pings are currently closed.

Comments are closed.