AUTOPOIESIS: KENMERKEN EN VOORBEELDEN - BIOLOGIE - 2025

De autopoiese is een theorie die suggereert dat levende systemen het vermogen bezitten om zichzelf te produceren , zichzelf in stand te houden en zichzelf te vernieuwen . Deze capaciteit vereist de regulering van de samenstelling en het behoud van de limieten; dat wil zeggen, een bepaalde vorm behouden ondanks het binnenkomen en verlaten van materialen.

Dit idee werd aan het begin van de jaren zeventig door de Chileense biologen Francisco Varela en Humberto Maturana gepresenteerd als een poging om de vraag "Wat is leven?" Of: "Wat onderscheidt levende wezens te beantwoorden? van niet-levende elementen? ». Het antwoord was eigenlijk dat een levend systeem zichzelf reproduceert.

Dit vermogen tot zelfreproductie wordt autopoiese genoemd. Zo definieerden ze het autopoëtische systeem als een systeem dat voortdurend nieuwe elementen reproduceert door zijn eigen elementen. Autopoiesis houdt in dat verschillende elementen van het systeem samenwerken op een manier die de elementen van het systeem produceren en reproduceren.

Dat wil zeggen, door zijn elementen reproduceert het systeem zichzelf. Het is interessant om op te merken dat het concept van autopoiese ook is toegepast op het gebied van cognitie, systeemtheorie en sociologie.

kenmerken

Zelf gedefinieerde limieten

Cellulaire autopoëtische systemen worden afgebakend door een dynamisch materiaal dat door het systeem zelf is gemaakt. In levende cellen is het beperkende materiaal het plasmamembraan, bestaande uit lipidemoleculen en doorkruist door transporteiwitten die door de cel zelf worden vervaardigd.

Ze zijn in staat tot zelfproductie

Cellen, het kleinste autopoëtische systeem, zijn in staat op een gecontroleerde manier meer kopieën van zichzelf te produceren. Autopoiesis verwijst dus naar de aspecten van zelfproductie, zelfonderhoud, zelfherstel en zelfrelatie van levende systemen.

Vanuit dit perspectief zijn alle levende wezens - van bacteriën tot mensen - autopoëtische systemen. In feite is dit concept zelfs nog verder getranscendeerd tot het punt waarop planeet Aarde, met zijn organismen, continenten, oceanen en zeeën, wordt beschouwd als een autopoietisch systeem.

Ze zijn autonoom

In tegenstelling tot machines, waarvan de functies worden ontworpen en aangestuurd door een extern element (de menselijke operator), zijn levende organismen volledig autonoom in hun functies. Dit vermogen stelt hen in staat zich voort te planten wanneer de omgevingsomstandigheden goed zijn.

Organismen kunnen veranderingen in de omgeving waarnemen, die worden geïnterpreteerd als signalen die het systeem vertellen hoe het moet reageren. Dit vermogen stelt hen in staat om hun metabolisme te ontwikkelen of te verminderen wanneer de omgevingsomstandigheden dit vereisen.

Ze zijn operationeel gesloten

Alle processen van autopoietische systemen worden door het systeem zelf geproduceerd. In die zin kan worden gezegd dat autopoietische systemen operationeel gesloten zijn: er zijn geen operaties die van buitenaf het systeem binnenkomen of vice versa.

Dit betekent dat voor een cel om een ​​soortgelijke te produceren, bepaalde processen nodig zijn, zoals de synthese en assemblage van nieuwe biomoleculen die nodig zijn om de structuur van de nieuwe cel te vormen.

Dit cellulaire systeem wordt als operationeel gesloten beschouwd omdat zelfonderhoudsreacties alleen binnen het systeem worden uitgevoerd; dat wil zeggen in de levende cel.

Ze staan ​​open voor interactie

Het operationeel afsluiten van een systeem betekent niet dat het volledig is uitgeschakeld. Autopoietische systemen zijn systemen die openstaan ​​voor interactie; dat wil zeggen, alle autopoëtische systemen hebben contact met hun omgeving: levende cellen zijn afhankelijk van een constante uitwisseling van energie en materie die nodig is voor hun bestaan.

De interactie met de omgeving wordt echter gereguleerd door het autopoëtische systeem. Het is het systeem dat bepaalt wanneer, wat en via welke kanalen energie of materie wordt uitgewisseld met de omgeving.

Bruikbare energiebronnen stromen door alle levende (of autopoietische) systemen. Energie kan komen in de vorm van licht, in de vorm van op koolstof gebaseerde verbindingen, of andere chemicaliën zoals waterstof, waterstofsulfide of ammoniak.

Voorbeelden

De cellen

Een levende cel is het kleinste voorbeeld van een autopoëtisch systeem. Een cel reproduceert zijn eigen structurele en functionele elementen, zoals onder andere nucleïnezuren, eiwitten, lipiden. Dat wil zeggen, ze worden niet alleen van buitenaf geïmporteerd, maar ze worden ook door het systeem zelf vervaardigd.

Bacteriën, schimmelsporen, gisten en elk eencellig organisme bezitten dit vermogen om zichzelf te vermenigvuldigen, aangezien elke cel steevast uit een reeds bestaande cel komt. Het kleinste autopoëtische systeem is dus de fundamentele eenheid van het leven: de cel.

Meercellige organismen

Meercellige organismen, die uit veel cellen bestaan, zijn ook een voorbeeld van een autopoëtisch systeem, alleen complexer. De fundamentele kenmerken blijven echter bestaan.

Een complexer organisme zoals een plant of een dier heeft dus ook het vermogen om zichzelf te produceren en in stand te houden door de uitwisseling van elementen en energie met de externe omgeving.

Het zijn echter nog steeds autonome systemen, gescheiden van de externe omgeving door membranen of door organen zoals de huid; op deze manier handhaaft het de homeostase en zelfregulatie van het systeem. In dit geval is het systeem het organisme zelf.

De ecosystemen

Autopoëtische entiteiten bestaan ​​ook op hogere niveaus van complexiteit, zoals het geval is met ecosystemen. Koraalriffen, graslanden en vijvers zijn voorbeelden van autopoietische systemen omdat ze aan de basiskenmerken hiervan voldoen.

Gaia

Het grootste en meest complexe autopoëtische systeem dat we kennen, heet Gaia, de oude Griekse personificatie van de aarde. Dit is genoemd naar de Engelse atmosferische wetenschapper James E. Lovelock, en het is in feite een gesloten thermodynamisch systeem omdat er weinig uitwisseling van materie is met de buitenaardse omgeving.

Er zijn aanwijzingen dat Gaia's wereldwijde levenssysteem eigenschappen vertoont die vergelijkbaar zijn met die van organismen, zoals de regulering van chemische reacties in de atmosfeer, de gemiddelde temperatuur op aarde en het zoutgehalte van de oceanen gedurende perioden van enkele miljoenen jaren.

Dit type regulatie lijkt op de homeostatische regulatie die cellen vertonen. De aarde kan dus worden opgevat als een systeem gebaseerd op autopoiese, waarbij de organisatie van het leven deel uitmaakt van een open, complex en cyclisch thermodynamisch systeem.

Referenties

1. Dempster, B. (2000) Sympoietische en autopoietische systemen: een nieuw onderscheid voor zelforganiserende systemen in Proceedings of the World Congress of the Systems Sciences [Gepresenteerd op de International Society for Systems Studies Annual Conference, Toronto, Canada.
2. Luhmann, N. (1997). Op weg naar een wetenschappelijke theorie van de samenleving. Anthropos Redactioneel.
3. Luisi, PL (2003). Autopoiesis: een beoordeling en een herwaardering. Die Naturwissenschaften, 90 (2), 49-59.
4. Maturana, H. & Varela, F. (1973). Van machines en levende wezens. Autopoiesis: de organisatie van de levenden (1st ed.). Redactioneel Universitaria SA
5. Maturana, H. & Varela, F. (1980). Autopoiesis en cognitie: de realisatie van de levenden. Springer Science & Business Media.
6. Mingers, J. (1989). Een inleiding tot autopoiese - implicaties en toepassingen. Systems Practice, 2 (2), 159–180.
7. Mingers, J. (1995). Zelfproducerende systemen: implicaties en toepassingen van autopoiese. Springer Science & Business Media.
8. Varela, FG, Maturana, HR, & Uribe, R. (1974). Autopoiesis: de organisatie van levende systemen, de karakterisering ervan en een model. BioSystems, 5 (4), 187-196.