Homeostase , elk zelfregulerend proces waarbij biologische systemen de neiging hebben om de stabiliteit te behouden terwijl ze zich aanpassen aan omstandigheden die optimaal zijn om te overleven. Als homeostase is succesvol, het leven gaat door; indien niet succesvol, ramp of dood ontstaat. De bereikte stabiliteit is eigenlijk een dynamisch evenwicht , waarin continue verandering plaatsvindt en toch relatief uniforme omstandigheden heersen.
Meest gestelde vragenHomeostase is elk zelfregulerend proces waarbij een organisme de neiging heeft om de stabiliteit te behouden terwijl het zich aanpast aan de omstandigheden die het beste zijn voor zijn overleving. Als de homeostase succesvol is, gaat het leven door; als het niet lukt, resulteert dit in een ramp of dood van het organisme. De stabiliteit die het organisme bereikt, ligt zelden rond een exact punt (zoals de geïdealiseerde menselijke lichaamstemperatuur van 37 ° C [98,6 ° F]). Stabiliteit vindt plaats als onderdeel van een dynamiek evenwicht , die kan worden gezien als een wolk van waarden binnen een nauw bereik waarin continue verandering plaatsvindt. Het resultaat is dat er relatief uniforme omstandigheden heersen.
Lichaamstemperatuurregeling in mensen is een van de meest bekende voorbeelden van homeostase. De normale lichaamstemperatuur schommelt rond de 37 °C (98,6 °F), maar een aantal factoren kan deze waarde beïnvloeden, waaronder blootstelling aan de elementen, hormonen , stofwisseling , en ziekte , leidend tot extreem hoge of lage lichaamstemperaturen. De hypothalamus in de hersenen regelt de lichaamstemperatuur en feedback over de lichaamstemperatuur van het lichaam wordt via de bloedbaan naar de hersenen gevoerd, wat resulteert in aanpassingen in de ademhalingssnelheid, bloedsuikerspiegel en stofwisseling. Daarentegen verminderde activiteit, transpiratie en warmte-uitwisselingsprocessen waardoor meer bloed kan circuleren in de buurt van de huid oppervlak bijdragen aan warmteverlies. Warmteverlies wordt verminderd door isolatie, verminderde circulatie naar de huid, kleding, onderdak en externe warmtebronnen.
hoe is hillary clinton in het echte leven?Metabolisme Lees een diepgaande bespreking van het metabolisme.
Een bekend voorbeeld van homeostatische regeling in een mechanisch systeem is de werking van een thermostaat, een machine die de ruimte regelt temperatuur- . In het midden van een thermostaat bevindt zich een bimetalen strip die reageert op temperatuurveranderingen. De strip zet uit onder warmere omstandigheden en krimpt in onder koelere omstandigheden om een elektrisch circuit te verstoren of te voltooien. Wanneer de kamer afkoelt, is het circuit voltooid, de oven wordt ingeschakeld en de temperatuur stijgt. Op een vooraf ingesteld niveau, misschien 20 ° C (68 ° F), breekt het circuit, stopt de oven en geen extra warmte wordt losgelaten in de kamer. Na verloop van tijd daalt de temperatuur langzaam totdat de kamer voldoende is afgekoeld om het proces opnieuw te starten.
maakt de Bahama's deel uit van de Verenigde StatenThermostaat Lees meer over thermostaten en hoe ze werken.
Het concept van homeostase is ook gebruikt in studies van ecosystemen. De in Canada geboren Amerikaanse ecoloog Robert MacArthur stelde in 1955 voor het eerst voor dat homeostase in ecosystemen resultaten van biodiversiteit (de verscheidenheid aan leven op een bepaalde plaats) en de ecologische interacties (predatie, competitie, ontbinding, enz.) die plaatsvinden tussen de soorten daar wonen. De voorwaarde homeostase is door veel ecologen gebruikt om de heen-en-weer interactie te beschrijven die plaatsvindt tussen de verschillende delen van een ecosysteem om de status-quo te handhaven. Men dacht dat dit soort homeostase zou kunnen helpen verklaren waarom bossen, grasland , of andere ecosystemen blijven bestaan (dat wil zeggen, blijven gedurende lange tijd op dezelfde locatie). Sinds 1955 is het concept veranderd om de niet-levende delen van het ecosysteem, zoals rotsen, bodem , en water .
Elk systeem in dynamisch evenwicht heeft de neiging om een stabiele toestand te bereiken, een evenwicht dat weerstand biedt aan veranderingskrachten van buitenaf. Wanneer een dergelijk systeem wordt verstoord, reageren ingebouwde regelapparatuur op het vertrek om een nieuw evenwicht tot stand te brengen; zo'n proces is er een van feedbackcontrole. Alle processen van integratie en coördinatie van de functie, hetzij gemedieerd door elektrische circuits of door nerveuze en hormonaal systemen, zijn voorbeelden van homeostatische regulatie.
Een bekend voorbeeld van homeostatische regeling in een mechanisch systeem is de werking van een kamer- temperatuur- regelaar of thermostaat. Het hart van de thermostaat is een bimetalen strip die reageert op temperatuurveranderingen door een elektrisch circuit te voltooien of te onderbreken. Wanneer de kamer afkoelt, is het circuit voltooid, werkt de oven en stijgt de temperatuur. Op een vooraf ingesteld niveau breekt het circuit, stopt de oven en daalt de temperatuur. Biologische systemen, met een grotere complexiteit, hebben echter regelgevers die slechts zeer ruwweg vergelijkbaar zijn met dergelijke mechanische apparaten. De twee soorten systemen lijken echter op elkaar in hun doelen: om de activiteit binnen voorgeschreven marges te houden, of het nu gaat om het beheersen van de dikte van gewalst staal of de druk binnen de bloedsomloop .
thermostaat Een woonthermostaat afstellen. Een bimetalen strip in het apparaat reageert op temperatuurveranderingen door een elektrisch circuit te voltooien of te onderbreken. In een koude ruimte wordt het circuit voltooid, de oven wordt ingeschakeld en de luchttemperatuur in de ruimte stijgt. Op een vooraf ingesteld niveau breekt het circuit, waardoor de oven uitschakelt en daardoor de temperatuur daalt. GreenStockCreative/Shutterstock.com
overgangsmetalen op het periodiek systeem
Ontdek met behulp van scheikunde hoe het lichaam energie, zuurstof en water gebruikt tijdens langeafstandslopen De scheikundige wetenschap achter langeafstandslopen, inclusief hoe het menselijk lichaam voedingsstoffen opneemt en afvalproducten verdrijft en hoe het water gebruikt om de huid afkoelen en de lichaamstemperatuur op peil houden. American Chemical Society (een uitgeverij van Britannica) Bekijk alle video's voor dit artikel
de controle van lichaamstemperatuur in mensen is een goed voorbeeld van homeostase in een biologisch systeem. Bij mensen schommelt de normale lichaamstemperatuur rond de waarde van 37 ° C (98,6 ° F), maar verschillende factoren kunnen deze waarde beïnvloeden, waaronder blootstelling, hormonen, stofwisseling en ziekte, wat leidt tot extreem hoge of lage temperaturen. De temperatuurregeling van het lichaam wordt geregeld door een gebied in de hersenen dat de hypothalamus . Feedback over lichaamstemperatuur wordt via de bloedbaan naar de hersenen gevoerd en resulteert in compenserende aanpassingen in de ademhalingssnelheid, de bloedsuikerspiegel en de stofwisseling. Warmte verlies bij mensen wordt geholpen door vermindering van activiteit, door transpiratie en door warmte-uitwisselingsmechanismen die grotere hoeveelheden bloed in de buurt van de huid oppervlakte. Warmteverlies wordt verminderd door isolatie, verminderde bloedsomloop naar de huid en culturele veranderingen zoals het gebruik van kleding, onderdak en externe warmtebronnen. Het bereik tussen hoge en lage lichaamstemperatuurniveaus vormt het homeostatische plateau - het normale bereik dat het leven in stand houdt. Als een van de twee uitersten wordt benaderd, keert corrigerende actie (via negatieve feedback) het systeem terug naar het normale bereik.
Het concept van homeostase is ook toegepast op ecologische instellingen. Voor het eerst voorgesteld door de in Canada geboren Amerikaanse ecoloog Robert MacArthur in 1955, homeostase in ecosystemen is een product van de combinatie van biodiversiteit en grote aantallen ecologische interacties tussen soorten. Het werd gezien als een concept dat zou kunnen helpen om de stabiliteit van een ecosysteem te verklaren, dat wil zeggen, het voortbestaan ervan als een bepaald ecosysteemtype in de tijd ( zien ecologische veerkracht). Sindsdien is het concept enigszins veranderd om de abiotische (niet-levende) delen van het ecosysteem op te nemen; de term is door veel ecologen gebruikt om de wisselwerking te beschrijven die plaatsvindt tussen de levende en niet-levende delen van een ecosysteem om de status-quo te handhaven. De Gaia-hypothese - het model van de aarde dat is opgesteld door de Engelse wetenschapper James Lovelock en dat de verschillende levende en niet-levende delen ervan beschouwt als componenten van een groter systeem of een enkel organisme - gaat ervan uit dat de collectief inspanning van individuele organismen draagt bij aan homeostase op planetair niveau. Het single-organisme aspect van de Gaia hypothese wordt als controversieel beschouwd omdat het stelt dat levende wezens op een bepaald niveau worden gedreven om te werken namens de biosfeer in plaats van naar het doel van hun eigen voortbestaan.
