Homeostasis , cualquier proceso de autorregulación mediante el cual los sistemas biológicos tienden a mantener la estabilidad mientras se ajustan a las condiciones óptimas para la supervivencia. Si homeostasis tiene éxito, la vida continúa; si no tiene éxito, desastre o muerte sobreviene. La estabilidad alcanzada es en realidad un equilibrio dinámico , en el que se produce un cambio continuo pero prevalecen condiciones relativamente uniformes.
Preguntas principalesHomeostasis es cualquier proceso de autorregulación mediante el cual un organismo tiende a mantener la estabilidad mientras se ajusta a las mejores condiciones para su supervivencia. Si la homeostasis tiene éxito, la vida continúa; si no tiene éxito, resulta en un desastre o muerte del organismo. La estabilidad que alcanza el organismo rara vez se encuentra alrededor de un punto exacto (como la temperatura idealizada del cuerpo humano de 37 ° C [98,6 ° F]). La estabilidad se produce como parte de una dinámica equilibrio , que se puede considerar como una nube de valores dentro de un rango estrecho en el que se producen cambios continuos. El resultado es que prevalecen condiciones relativamente uniformes.
Control de temperatura corporal en humanos es uno de los ejemplos más familiares de homeostasis. La temperatura corporal normal ronda los 37 ° C (98,6 ° F), pero varios factores pueden afectar este valor, incluida la exposición a los elementos, hormonas , tasa metabólica y enfermedad, lo que lleva a temperaturas corporales excesivamente altas o bajas. La hipotálamo en el cerebro regula la temperatura corporal, y la retroalimentación sobre la temperatura corporal del cuerpo se transporta a través del torrente sanguíneo al cerebro, lo que da como resultado ajustes en la frecuencia respiratoria, los niveles de azúcar en sangre y la tasa metabólica. Por el contrario, la actividad reducida, transpiración y procesos de intercambio de calor que permiten que circule más sangre cerca del piel la superficie contribuye a la pérdida de calor. La pérdida de calor se reduce mediante el aislamiento, la disminución de la circulación en la piel, la ropa, el refugio y las fuentes de calor externas.
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Un ejemplo familiar de regulación homeostática en un sistema mecánico es la acción de un termostato, una máquina que regula la habitación. temperatura . En el centro de un termostato hay una tira bimetálica que responde a los cambios de temperatura. La tira se expande en condiciones más cálidas y se contrae en condiciones más frías para interrumpir o completar un circuito eléctrico. Cuando la habitación se enfría, el circuito se completa, el horno se enciende y la temperatura aumenta. A un nivel preestablecido, quizás 20 ° C (68 ° F), el circuito se interrumpe, el horno se detiene y no hay más calor se libera en la habitación. Con el tiempo, la temperatura desciende lentamente hasta que la habitación se enfría lo suficiente como para activar el proceso nuevamente.
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El concepto de homeostasis también se ha utilizado en estudios de ecosistemas. El ecologista estadounidense nacido en Canadá Robert MacArthur propuso por primera vez en 1955 que la homeostasis en ecosistemas resultados de biodiversidad (la variedad de vida en un lugar dado) y las interacciones ecológicas (depredación, competencia, descomposición, etc.) que ocurren entre los especies vivir aqui. El termino homeostasis ha sido utilizado por muchos ecologistas para describir la interacción de ida y vuelta que ocurre entre las diferentes partes de un ecosistema para mantener el status quo. Se pensó que este tipo de homeostasis podría ayudar a explicar por qué los bosques, pastizales , u otros ecosistemas persisten (es decir, permanecen en el mismo lugar durante largos períodos de tiempo). Desde 1955, el concepto ha cambiado para incorporar las partes no vivas del ecosistema, como rocas, tierra , y agua .
Cualquier sistema en dinámica equilibrio tiende a alcanzar un estado estable, un equilibrio que resiste las fuerzas externas del cambio. Cuando se perturba un sistema de este tipo, los dispositivos reguladores incorporados responden a las salidas para establecer un nuevo equilibrio; tal proceso es uno de control de retroalimentación. Todos los procesos de integración y coordinación de funciones, ya sea mediada por circuitos eléctricos o por nervios y hormonal sistemas, son ejemplos de regulación homeostática.
Un ejemplo familiar de regulación homeostática en un sistema mecánico es la acción de una habitación. temperatura regulador o termostato. El corazón del termostato es una tira bimetálica que responde a los cambios de temperatura completando o interrumpiendo un circuito eléctrico. Cuando la habitación se enfría, el circuito se completa, el horno funciona y la temperatura aumenta. A un nivel preestablecido, el circuito se interrumpe, el horno se detiene y la temperatura desciende. Los sistemas biológicos, de mayor complejidad, sin embargo, tienen reguladores solo muy aproximadamente comparables a tales dispositivos mecánicos. Sin embargo, los dos tipos de sistemas son similares en sus objetivos: mantener la actividad dentro de los rangos prescritos, ya sea para controlar el espesor del acero laminado o la presión dentro del sistema circulatorio .
termostato Ajuste de un termostato residencial. Una tira bimetálica dentro del dispositivo responde a los cambios de temperatura completando o interrumpiendo un circuito eléctrico. En una habitación fría, el circuito se completa, el horno se enciende y la temperatura del aire de la habitación aumenta. A un nivel preestablecido, el circuito se interrumpe, lo que hace que el horno se apague y, por lo tanto, permita que la temperatura baje. GreenStockCreative / Shutterstock.com
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El control de temperatura corporal en humanos es un buen ejemplo de homeostasis en un sistema biológico. En los seres humanos, la temperatura corporal normal fluctúa alrededor del valor de 37 ° C (98,6 ° F), pero varios factores pueden afectar este valor, incluida la exposición, las hormonas, la tasa metabólica y la enfermedad, lo que lleva a temperaturas excesivamente altas o bajas. La regulación de la temperatura corporal está controlada por una región del cerebro llamada hipotálamo . La retroalimentación sobre la temperatura corporal se transmite a través del torrente sanguíneo al cerebro y da como resultado ajustes compensatorios en la frecuencia respiratoria, el nivel de azúcar en sangre y la tasa metabólica. Calor pérdida en humanos es ayudada por la reducción de la actividad, por transpiración , y por mecanismos de intercambio de calor que permiten que grandes cantidades de sangre circulen cerca del piel superficie. La pérdida de calor se reduce mediante el aislamiento, la disminución de la circulación en la piel y la modificación cultural, como el uso de ropa, refugio y fuentes de calor externas. El rango entre niveles altos y bajos de temperatura corporal. que constituye la meseta homeostática, el rango normal que sustenta la vida. A medida que se acerca a cualquiera de los dos extremos, la acción correctiva (a través de retroalimentación negativa) devuelve el sistema al rango normal.
El concepto de homeostasis también se ha aplicado a entornos ecológicos. Propuesto por primera vez por el ecologista estadounidense nacido en Canadá Robert MacArthur en 1955, la homeostasis en ecosistemas es un producto de la combinación de biodiversidad y un gran número de interacciones ecológicas que ocurren entre especies. Se pensó como un concepto que podría ayudar a explicar la estabilidad de un ecosistema, es decir, su persistencia como un tipo de ecosistema particular a lo largo del tiempo ( ver resiliencia ecológica). Desde entonces, el concepto ha cambiado ligeramente para incorporar las partes abióticas (no vivas) del ecosistema; El término ha sido utilizado por muchos ecologistas para describir la reciprocidad que ocurre entre las partes vivas y no vivas de un ecosistema para mantener el status quo. La hipótesis de Gaia, el modelo de la Tierra propuesto por el científico inglés James Lovelock que considera sus diversas partes vivas y no vivas como componentes de un sistema más grande u organismo único, asume que el colectivo El esfuerzo de los organismos individuales contribuye a la homeostasis a nivel planetario. El aspecto de organismo único de Gaia hipótesis se considera controvertido porque postula que los seres vivos, en algún nivel, se ven obligados a trabajar en nombre del biosfera más que hacia la meta de su propia supervivencia.
