Homéostasie , tout processus d'autorégulation par lequel les systèmes biologiques ont tendance à maintenir la stabilité tout en s'adaptant aux conditions optimales pour la survie. Si homéostasie réussit, la vie continue; en cas d'échec, de catastrophe ou décès s'ensuit. La stabilité atteinte est en fait un Équilibre dynamique , dans lequel des changements continus se produisent mais des conditions relativement uniformes prévalent.
Homéostasie est tout processus d'autorégulation par lequel un organisme tend à maintenir sa stabilité tout en s'adaptant aux conditions qui sont les meilleures pour sa survie. Si l'homéostasie est réussie, la vie continue ; en cas d'échec, il en résulte une catastrophe ou décès de l'organisme. La stabilité que l'organisme atteint est rarement autour d'un point exact (comme la température idéale du corps humain de 37 °C [98,6 °F]). La stabilité s'inscrit dans une dynamique équilibre , qui peut être considéré comme un nuage de valeurs dans une plage étroite dans laquelle un changement continu se produit. Le résultat est que des conditions relativement uniformes prévalent.
Contrôle de la température corporelle en humains est l'un des exemples les plus connus d'homéostasie. La température corporelle normale oscille autour de 37 °C (98,6 °F), mais un certain nombre de facteurs peuvent affecter cette valeur, notamment l'exposition aux éléments, les hormones , taux métabolique et maladie , entraînant des températures corporelles excessivement élevées ou basses. le hypothalamus dans le cerveau régule la température corporelle, et la rétroaction sur la température corporelle du corps est transmise par la circulation sanguine au cerveau, ce qui entraîne des ajustements de la fréquence respiratoire, de la glycémie et du taux métabolique. En revanche, une activité réduite, transpiration , et des processus d'échange de chaleur qui permettent à plus de sang de circuler près de la peau surface contribuent à la perte de chaleur. La perte de chaleur est réduite par l'isolation, la diminution de la circulation vers la peau, les vêtements, l'abri et les sources de chaleur externes.
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Un exemple familier de régulation homéostatique dans un système mécanique est l'action d'un thermostat, une machine qui régule la pièce Température . Au centre d'un thermostat se trouve un bilame qui réagit aux changements de température. La bande se dilate dans des conditions plus chaudes et se contracte dans des conditions plus froides pour perturber ou compléter un circuit électrique. Lorsque la pièce se refroidit, le circuit est terminé, le four s'allume et la température monte. À un niveau prédéfini, peut-être 20 °C (68 °F), le circuit se coupe, le four s'arrête et aucun Chauffer est libéré dans la pièce. Au fil du temps, la température baisse lentement jusqu'à ce que la pièce se refroidisse suffisamment pour relancer le processus.
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Le concept d'homéostasie a également été utilisé dans les études sur les écosystèmes. L'écologiste américain d'origine canadienne Robert MacArthur a proposé pour la première fois en 1955 que l'homéostasie dans écosystèmes résultats de biodiversité (la variété de la vie dans un lieu donné) et les interactions écologiques ( prédation , compétition , décomposition, etc.) qui se produisent entre les espèce vivre là. Le terme homéostasie a été utilisé par de nombreux écologistes pour décrire l'interaction de va-et-vient qui se produit entre les différentes parties d'un écosystème pour maintenir le statu quo. On pensait que ce genre d'homéostasie pourrait aider à expliquer pourquoi les forêts, prairies , ou d'autres écosystèmes persistent (c'est-à-dire restent au même endroit pendant de longues périodes). Depuis 1955, le concept a changé pour incorporer les parties non vivantes de l'écosystème, telles que les roches, sol , et l'eau .
Tout système en dynamique équilibre tend à atteindre un état stable, un équilibre qui résiste aux forces extérieures de changement. Lorsqu'un tel système est perturbé, des dispositifs de régulation intégrés répondent aux écarts pour établir un nouvel équilibre ; un tel processus est un contrôle de rétroaction. Tous les processus de l'intégration et la coordination des fonctions, qu'elles soient médiées par des circuits électriques ou par des hormonale systèmes, sont des exemples de régulation homéostatique.
Un exemple familier de régulation homéostatique dans un système mécanique est l'action d'un Température régulateur ou thermostat. Le cœur du thermostat est un bilame qui réagit aux changements de température en complétant ou en interrompant un circuit électrique. Lorsque la pièce se refroidit, le circuit est bouclé, le four fonctionne et la température monte. À un niveau prédéfini, le circuit se coupe, le four s'arrête et la température baisse. Les systèmes biologiques, de plus grande complexité, n'ont cependant des régulateurs que très grossièrement comparables à de tels dispositifs mécaniques. Les deux types de systèmes sont cependant similaires dans leurs objectifs : maintenir l'activité dans les plages prescrites, que ce soit pour contrôler l'épaisseur de l'acier laminé ou la pression dans le système circulatoire .
thermostat Réglage d'un thermostat résidentiel. Un bilame à l'intérieur de l'appareil réagit aux changements de température en complétant ou en interrompant un circuit électrique. Dans une chambre froide, le circuit est terminé, la fournaise s'allume et la température de l'air de la pièce augmente. À un niveau préréglé, le circuit se coupe, provoquant l'arrêt du four et permettant ainsi à la température de chuter. GreenStockCreative/Shutterstock.com
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Le contrôle de température corporelle dans humains est un bon exemple d'homéostasie dans un système biologique. Chez l'homme, la température corporelle normale fluctue autour de la valeur de 37 °C (98,6 °F), mais divers facteurs peuvent affecter cette valeur, notamment l'exposition, les hormones, le taux métabolique et la maladie, entraînant des températures excessivement élevées ou basses. La régulation de la température corporelle est contrôlée par une région du cerveau appelée hypothalamus . La rétroaction sur la température corporelle est acheminée par la circulation sanguine jusqu'au cerveau et entraîne des ajustements compensatoires de la fréquence respiratoire, du taux de sucre dans le sang et du taux métabolique. Chaleur la perte chez l'homme est facilitée par la réduction de l'activité, par transpiration , et par des mécanismes d'échange de chaleur qui permettent à de plus grandes quantités de sang de circuler près de la peau surface. La perte de chaleur est réduite par l'isolation, la diminution de la circulation cutanée et les modifications culturelles telles que l'utilisation de vêtements, d'abris et de sources de chaleur externes. La plage entre les niveaux de température corporelle élevés et bas constitue le plateau homéostatique - la plage normale qui maintient la vie. Au fur et à mesure que l'un des deux extrêmes est approché, une action corrective (par une rétroaction négative) ramène le système à la plage normale.
Le concept d'homéostasie a également été appliqué aux milieux écologiques. D'abord proposé par l'écologiste américain d'origine canadienne Robert MacArthur en 1955, l'homéostasie dans écosystèmes est le produit de la combinaison de biodiversité et un grand nombre d'interactions écologiques qui se produisent entre les espèces. Il a été considéré comme un concept qui pourrait aider à expliquer la stabilité d'un écosystème, c'est-à-dire sa persistance en tant que type d'écosystème particulier au fil du temps ( voir résilience écologique). Depuis lors, le concept a légèrement changé pour incorporer les parties abiotiques (non vivantes) de l'écosystème ; le terme a été utilisé par de nombreux écologistes pour décrire la réciprocité qui se produit entre les parties vivantes et non vivantes d'un écosystème pour maintenir le statu quo. L'hypothèse Gaia - le modèle de la Terre posé par le scientifique anglais James Lovelock qui considère ses diverses parties vivantes et non vivantes comme des composants d'un système plus vaste ou d'un organisme unique - suppose que le collectif l'effort des organismes individuels contribue à l'homéostasie au niveau planétaire. L'aspect mono-organisme de la Gaïa hypothèse est considéré comme controversé car il postule que les êtres vivants, à un certain niveau, sont amenés à travailler au nom de la biosphère plutôt que vers le but de leur propre survie.
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