julio 24, 2024
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Sistemas biológicos

En términos generales, todo sistema biológico implica cohesión entre sus partes. Por su naturaleza, un sistema es una estructura material, con dimensiones determinadas en espacio y tiempo, integrada por elementos dispuestos particularmente.

Importante indicar que los elementos de todo sistema interactúan entre sí. Algo aislado nunca forma parte de un sistema. Las relaciones entre las partes es lo que articula los rasgos del conjunto, sin contrariarlos.

Las partes que integran un sistema no pueden desprenderse por entero de las cualidades de dicho sistema. Es decir, tienen rasgos de pertenencia a un determinado sistema.

Aspectos específicos de un sistema biológico

En este mismo sentido, los sistemas biológicos ―a partir de la identificación del genoma humano ―han sido entendidos como redes complejas de miles de rutas interconectadas. 

Bajo estas nuevas consideraciones, los sistemas biológicos son vistos y analizados desde múltiples disciplinas, no solo las vinculadas a la biología. Ahora, también se usa la informática, la matemática, la física, entre otras. Todo esto con el fin de comprender las propiedades emergentes de dichos sistemas. 

El enfoque reduccionista de la biología del siglo XX dejó paso a la biología de sistemas o integrativa del siglo XXI, la cual busca la reconstrucción de los organismos en un vasto campo interdisciplinario.

Nuevos paradigmas en la indagación de sistemas biológicos

El paradigma de la investigación sobre los sistemas biológicos, en un cuerpo mucho más amplio de conocimientos, es indispensable para comprender las dimensiones en términos de almacenamiento, transmisión y transformación de la información biológica.

El novedoso enfoque computacional (extendido a todas las disciplinas de conocimiento), permite comprender al genoma como información codificada de los fenotipos. Surge así el propósito de la biología integrativa, el cual consiste en saber cómo se modifican estos datos para generar las formas y funciones de los diversos organismos. 

Un enfoque que apunta a la micro escala

Las moléculas son estructuras: el verdadero hálito de la vida. Cuando tales moléculas se organizan adecuadamente, entonces pueden generar una célula. ¡Y las células son entidades que tienen vida!

En este orden, en los sistemas de más de una célula, éstas se organizan en cadenas cada vez más complejas. Se configuran así los sistemas biológicos, que son sistemas naturales con vida propia o que conforman a un ser vivo. 

Estos sistemas están constituidos por una compleja organización de moléculas que dan lugar a la célula, la unidad base de la vida. Además, no solo tienen sus propios mecanismos vitales. También, tienen la estructura necesaria para comunicarse y unirse con otras células, y así generar un nuevo ser vivo y complejo. 

¿Son estables los sistemas biológicos?

En caso de que el sistema se quiebre las cualidades sistémicas se destruyen; pero, las cualidades de sus elementos se conservan. Además, hay aspectos que tienden a romper la estabilidad de un sistema. Por ejemplo:

  • Cuando un hombre se enferma, podría decirse que sucede un cambio de la función sistémica del cuerpo humano. Esto muchas veces sucede por un agente externo que trastoca el sistema: virus, bacteria, accidente, cambio climático, etc.
  • Los sistemas biológicos complejos también se distinguen porque tienen ciclos mensurables. Son sistemas que envejecen. Irremediablemente tienden a morir. 
  • Son sistemas que se afectan por la necesidad de obtener insumos. Verbigracia, alimentos y oxígeno. Si no tienen estos elementos, padecen de problema. 

En suma, los sistemas biológicos vienen a conformar una red activa interrelacionada, profundamente interdependiente, reiterativa y pleiotrópica. Si un elemento del sistema se altera, todo se afecta.

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Características de los sistemas biológicos

Los sistemas biológicos vienen definidos por propiedades y factores ―diversidad, complejidad, organización, leyes propias, niveles y tamaños―, que los hacen extremadamente diferenciados e inconfundibles frente a otros sistemas complejos físicos no vivos. Algunas de las cualidades más conocidas en estos sistemas son las siguientes:

  • Adaptación
  • Crecimiento
  • Desarrollo
  • Reproducción
  • Evolución (están en constante cambio, ya hemos dicho que tienden a envejecer)

Como sistemas complejos, los sistemas biológicos tienen la cualidad emergente de la vida. La ciencia entiende que la vida surge como comportamiento emergente, es lo que los elementos integrantes del sistema en correspondencia ejecutan o hacen posible, cosa que desintegrados no harían. 

El comportamiento colectivo y su vinculación con el entorno producen estas particulares. Conforme a la noción de emergencia, tienen lugar las propiedades auto-organizativas, auto-reparadoras, auto-combinativas, auto-replicantes, reproductivas, de los sistemas biológicos

A continuación, se definen algunas de las propiedades o caracteres más importantes de estos sistemas.

Propiedades metabólicas 

Los sistemas biológicos, internamente, procesan muchas reacciones químicas en cadena que les permiten conservar la vida. Esas reacciones son las que se denominan metabolismo. 

Los sistemas mantienen un flujo constante de información con el exterior, ya que le da los elementos indispensables para preservar su estructura interna y su comportamiento. 

Un ejemplo son los procesos de la respiración, la fotosíntesis en las plantas, entre otros, requieren de materia y energía que el sistema biológico absorbe del medio.

Propiedades homeostáticas

Los sistemas biológicos necesitan energía y sustancias nutritivas, para sostenerse, mantener su estructura y realizar sus diversos trabajos. 

Además, como se sabe, estos sistemas ejecutan procesos químicos que ya están determinados en el código genético; gracias a ello la vida, las funciones y el estado interno del sistema se conserva. 

La autorregulación de la temperatura, el pH, concentración de iones, entre otros factores, mantienen el equilibrio que facilita la existencia del sistema. La homeostasis entonces es esa indispensable autorregulación de acuerdo a la complejidad del organismo y el tipo de estímulo, sea físico o químico.

Propiedades reproductivas

La reproducción de los sistemas biológicos garantiza su continuidad. La reproducción es un proceso natural en el que el material genético es duplicado, transferido y produce descendientes iguales o similares.

Propiedades adaptativas

Es la capacidad de un sistema biológico para adaptarse a los cambios de su entorno. Es un mecanismo natural que sirve para la sobrevivencia, que puede darse por vía de la adaptación y de la evolución. 

Los organismos sufren cambios evolutivos que los hacen más aptos y reproductivos. De igual forma, las poblaciones de organismos pueden evolucionar, generación tras generación, generando una serie de transformaciones genéticas acumulativas, ajustadas a la rudeza y exigencias del medio ambiente.

Los sistemas biológicos revelan adaptaciones estructurales, fisiológicas, etológicas y combinaciones entre éstas. Las adaptaciones estructurales pueden apreciarse en los componentes externos del sistema. 

  • Las adaptaciones fisiológicas ocurren cuando existe un cambio de las funciones internas y su metabolismo.
  • Las adaptaciones etológicas definen los virajes de la conducta de los organismos. 

El medio puede producir alteraciones de la conducta de un sistema biológico o modificación de su estructura y fisiología, que finalmente le permite sobrevivir en un ambiente específico. Por ejemplo, se sabe que el pelaje abundante en animales es una adaptación a ambientes con temperatura bajo cero. 

Cuanto más complejo es un organismo más eficiente es la autorregulación de sus procesos. En otras palabras, se moldean más fácilmente a los cambios menores del entorno. Solo en caso de que haya grandes cambios del entorno se activa el proceso de evolución de un organismo. 

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Clasificación de los sistemas biológicos

La búsqueda durante siglos de una manera de describir la diversidad del mundo natural no ha estado exenta de confrontaciones y visiones distintas. 

  • Se entiende que la “Sistemática” se encarga de abordar la diversidad de los organismos y sus vínculos de parentesco. 
  • Para clasificar a los sistemas biológicos, la “Sistemática” acude a la “Taxonomía”, la cual determina las reglas de clasificación.

Al aplicar algunas normas de clasificación a los seres vivos se genera un sistema jerárquico, un sistema que incluye grupos y subgrupos. 

En el sistema jerárquico de clasificación ya aludido, cada grupo comprende un número de caracteres que aglutina a determinados organismos en ese grupo. El sistema de clasificación taxonómica quedó así:

  • Reino 
  • Phylum (plural: Phyla)
  • Clase
  • Orden
  • Familia
  • Género
  • Especie

En 1959, Whittaker formuló una clasificación general de los seres vivos compuesto por cinco reinos:

  • Reino Monera (Bacterias)
  • Reino Protista (Algas y protozoos)
  • Reino Fungi (Hongos)
  • Reino Plantae (Plantas
  • Reino Animalia (Animales)

La especie define cada uno de los grupos en que se fraccionan los géneros. Una especie es el punto de partida de la clasificación biológica. Las especies van determinadas por la conjunción de dos palabras (binomio). La especie humana actual es el “Homo sapiens”.  

Otras consideraciones sobre los sistemas biológicos

En el mundo natural es prácticamente imposible encontrar un sistema biológico que actúe de manera independiente del resto de los sistemas vivos. Y en el caso de los sistemas complejos, como los metazoos por ejemplo, no es posible comprenderlos fuera de su constitución sistémica integrada por sistemas menos complejos.3

La intermediación, por parte del ambiente como por parte de otros sistemas vivos, es indispensable para que se cumpla la morfología y las funciones de un sistema. 

Tal es el caso del funcionamiento del intestino en el humano, que sin flora bacteriana su función se vería obstaculizada. La flora actúa en el proceso de la angiogénesis, necesario para producir los capilares que permiten la asimilación de los nutrientes. 

Lo anterior es un ejemplo de cómo dos entidades aparentemente ― sin relación ontológica alguna ― establecen una sinergia constante, permitiendo la función de la digestión humana. 

Conclusión

Los sistemas biológicos muy complejos― como el cuerpo humano ―son la suma articulada de muchos otros sistemas.

Esto es algo que debe tener en cuenta la psicología: la mente forma parte de un sistema biológico complejo. Solo de esa manera se logra entender a cabalidad al individuo.

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