AUTOPOIESIS: الخصائص والأمثلة - مادة الاحياء - 2026

إن Autopoiesis هي نظرية تقترح أن الأنظمة الحية تمتلك القدرة على الإنتاج الذاتي ، والصيانة الذاتية ، والتجديد الذاتي. تتطلب هذه القدرة تنظيم تكوينها والحفاظ على حدودها ؛ أي الحفاظ على شكل معين على الرغم من دخول وخروج المواد.

قدم علماء الأحياء التشيليان فرانسيسكو فاريلا وهومبرتو ماتورانا هذه الفكرة في بداية السبعينيات كمحاولة للإجابة على السؤال "ما هي الحياة؟" ، أو "ما الذي يميز الكائنات الحية؟" من العناصر غير الحية؟ ». كانت الإجابة في الأساس أن النظام الحي يعيد إنتاج نفسه.

هذه القدرة على التكاثر الذاتي هي ما يسمونه التكوين الذاتي. وبالتالي ، عرّفوا نظام التكوين الذاتي على أنه نظام يعيد إنتاج عناصر جديدة باستمرار من خلال عناصره الخاصة. يشير Autopoiesis إلى أن العناصر المختلفة للنظام تتفاعل بطرق تنتج وتعيد إنتاج عناصر النظام.

وهذا يعني أن النظام يستنسخ نفسه من خلال عناصره. من المثير للاهتمام أن نلاحظ أنه تم أيضًا تطبيق مفهوم التكوين الذاتي في مجالات الإدراك ونظرية الأنظمة وعلم الاجتماع.

مميزات

حدود ذاتية

يتم تحديد أنظمة التكوين الذاتي الخلوي بواسطة مادة ديناميكية تم إنشاؤها بواسطة النظام نفسه. في الخلايا الحية ، المادة المحددة هي غشاء البلازما ، المكون من جزيئات دهنية وعبورها بروتينات النقل التي تصنعها الخلية نفسها.

هم قادرون على الإنتاج الذاتي

الخلايا ، أصغر نظام ذاتي التكوين ، قادرة على إنتاج نسخ أكثر من نفسها بطريقة مضبوطة. وبالتالي ، يشير التكوين الذاتي إلى جوانب الإنتاج الذاتي والصيانة الذاتية والإصلاح الذاتي والعلاقة الذاتية للأنظمة الحية.

من هذا المنظور ، فإن جميع الكائنات الحية - من البكتيريا إلى البشر - هي أنظمة ذاتية التكوين. في الواقع ، لقد تخطى هذا المفهوم إلى أبعد من ذلك لدرجة أن كوكب الأرض ، مع الكائنات الحية والقارات والمحيطات والبحار ، يعتبر نظامًا ذاتي التكوين.

هم مستقلون

على عكس الآلات ، التي تم تصميم وظائفها والتحكم فيها بواسطة عنصر خارجي (المشغل البشري) ، فإن الكائنات الحية مستقلة تمامًا في وظائفها. هذه القدرة هي التي تسمح لهم بالتكاثر عندما تكون الظروف البيئية مناسبة.

الكائنات الحية لديها القدرة على إدراك التغييرات في البيئة ، والتي يتم تفسيرها على أنها إشارات تخبر النظام بكيفية الاستجابة. تسمح لهم هذه القدرة بتطوير أو تقليل عملية التمثيل الغذائي الخاصة بهم عندما تتطلب الظروف البيئية ذلك.

تم إغلاقها من الناحية التشغيلية

يتم إنتاج جميع عمليات أنظمة التكوين الذاتي بواسطة النظام نفسه. بهذا المعنى ، يمكن القول أن أنظمة التكوين الذاتي مغلقة من الناحية التشغيلية: لا توجد عمليات تدخل النظام من الخارج أو العكس.

وهذا يعني أنه لكي تنتج الخلية خلية مماثلة ، يلزم إجراء عمليات معينة ، مثل تركيب وتجميع جزيئات حيوية جديدة ضرورية لتشكيل بنية الخلية الجديدة.

يعتبر هذا النظام الخلوي مغلقًا من الناحية التشغيلية لأن تفاعلات الصيانة الذاتية تتم فقط داخل النظام ؛ هذا هو ، في الخلية الحية.

هم منفتحون على التفاعل

لا يعني الإغلاق التشغيلي للنظام أنه مغلق تمامًا. أنظمة التكوين الذاتي هي أنظمة مفتوحة للتفاعل ؛ أي أن جميع أنظمة التكوين الذاتي لها اتصال مع بيئتها: تعتمد الخلايا الحية على التبادل المستمر للطاقة والمواد اللازمة لوجودها.

ومع ذلك ، فإن التفاعل مع البيئة ينظمه نظام التكوين الذاتي. إنه النظام الذي يحدد متى وماذا ومن خلال أي قنوات يتم تبادل الطاقة أو المادة مع البيئة.

تتدفق مصادر الطاقة القابلة للاستخدام عبر جميع الأنظمة الحية (أو ذاتية التكوين). يمكن أن تأتي الطاقة على شكل ضوء ، في شكل مركبات أساسها الكربون ، أو مواد كيميائية أخرى مثل الهيدروجين أو كبريتيد الهيدروجين أو الأمونيا.

أمثلة

الخلايا

الخلية الحية هي أصغر مثال على نظام التكوين الذاتي. تستنسخ الخلية عناصرها الهيكلية والوظيفية ، مثل الأحماض النووية والبروتينات والدهون وغيرها. أي أنها ليست مستوردة من الخارج فقط ولكن يتم تصنيعها بواسطة النظام نفسه.

تتمتع البكتيريا والجراثيم الفطرية والخمائر وأي كائن وحيد الخلية بهذه القدرة على التكاثر الذاتي ، حيث تأتي كل خلية دائمًا من خلية موجودة مسبقًا. وبالتالي ، فإن أصغر نظام ذاتي التكوين هو الوحدة الأساسية للحياة: الخلية.

الكائنات متعددة الخلايا

الكائنات متعددة الخلايا ، التي تتكون من العديد من الخلايا ، هي أيضًا مثال على نظام التكوين الذاتي ، فقط أكثر تعقيدًا. ومع ذلك ، تظل خصائصه الأساسية.

وبالتالي ، فإن الكائن الحي الأكثر تعقيدًا مثل النبات أو الحيوان لديه أيضًا القدرة على الإنتاج والحفاظ على نفسه من خلال تبادل العناصر والطاقة مع البيئة الخارجية.

ومع ذلك ، فهي لا تزال أنظمة مستقلة ، مفصولة عن البيئة الخارجية بواسطة أغشية أو أعضاء مثل الجلد ؛ وبهذه الطريقة فإنه يحافظ على التوازن والتنظيم الذاتي للنظام. في هذه الحالة ، النظام هو الكائن الحي نفسه.

النظم البيئية

توجد الكيانات ذاتية التكوين أيضًا في مستويات أعلى من التعقيد ، كما هو الحال مع النظم البيئية. تعتبر الشعاب المرجانية والأراضي العشبية والبرك أمثلة على أنظمة التكوين الذاتي لأنها تفي بالخصائص الأساسية لها.

جايا

يُطلق على أكبر أنظمة التكوين الذاتي المعروفة وأكثرها تعقيدًا اسم Gaia ، وهو التجسيد اليوناني القديم للأرض. سمي هذا على اسم عالم الغلاف الجوي الإنجليزي جيمس إي لوفلوك ، وهو في الأساس نظام ديناميكي حراري مغلق بسبب وجود القليل من تبادل المادة مع البيئة خارج كوكب الأرض.

هناك أدلة على أن نظام الحياة العالمي في Gaia يعرض خصائص مشابهة لتلك الموجودة في الكائنات الحية ، مثل تنظيم التفاعلات الكيميائية في الغلاف الجوي ، ومتوسط ​​درجة الحرارة العالمية ، وملوحة المحيطات على مدى عدة ملايين من السنين.

هذا النوع من التنظيم يشبه التنظيم التماثل الساكن الذي تقدمه الخلايا. وبالتالي ، يمكن فهم الأرض على أنها نظام قائم على التكوين الذاتي ، حيث يكون تنظيم الحياة جزءًا من نظام ديناميكي حراري مفتوح ومعقد ودوري.

المراجع

1. Dempster، B. (2000) Sympoietic and autopoietic systems: تمييز جديد للأنظمة ذاتية التنظيم في وقائع المؤتمر العالمي لعلوم النظم [تم تقديمه في المؤتمر السنوي للجمعية الدولية لدراسات النظم ، تورنتو ، كندا.
2. لومان ، ن. (1997). نحو نظرية علمية للمجتمع. افتتاحية أنثروبوس.
3. Luisi ، PL (2003). Autopoiesis: مراجعة وإعادة تقييم. Die Naturwissenschaften ، 90 (2) ، 49-59.
4. ماتورانا ، إتش وفاريلا ، إف (1973). الآلات والكائنات الحية. Autopoiesis: منظمة المعيشة (الطبعة الأولى). جامعة التحرير SA
5. ماتورانا ، هـ ، وفاريلا ، ف. (1980). التشكل الذاتي والإدراك: إدراك الحياة. Springer Science & Business Media.
6. مينجرز ، ج. (1989). مقدمة في التكوين الذاتي - المقتضيات والتطبيقات. ممارسة النظم ، 2 (2) ، 159-180.
7. مينجرز ، ج. (1995). أنظمة الإنتاج الذاتي: الآثار والتطبيقات الخاصة بالتكوين الذاتي. Springer Science & Business Media.
8. Varela، FG، Maturana، HR، & Uribe، R. (1974). Autopoiesis: تنظيم الأنظمة الحية وتوصيفها ونموذجها. النظم الحيوية ، 5 (4) ، 187-196.