フィードバックは、製品への反応について得られた情報として定義され、製品の修正を可 従ってフィードバックループはある特定の結果を誘発する警報のシステム結果への変更によってプロセスである。 この結果、システムへの変更が増加するか、システムを正常に戻すために変更が減少します。 いくつかの質問が残っています：これらのシステムはどのように機能しますか？ 正帰還とは何ですか？ 負帰還とは何ですか？ 私たちは自然の中でこれらのシステムをどこで見つけるのですか？

生物学的システムは、入力と出力のメカニズムで動作し、それぞれが特定のイベントによって引き起こされ、原因となります。 フィードバックループは、システムの出力がシステムを増幅する（正帰還）か、またはシステムを阻害する（負帰還）生物学的発生である。 フィードバックループは、生物が恒常性を維持することを可能にするので重要である。 恒常性は、私たちの内部環境を比較的一定に保つことを可能にするメカニズムです–暑すぎず、寒すぎず、あまりにも空腹でも疲れていません。 生物が恒常性を維持するために必要なエネルギーレベルは、生物の種類およびそれが生息する環境に依存する。 例えば、冷血魚はその温度を周囲の水と同じレベルに保つので、その内部温度を制御する必要はありません。 これを同じ環境の温血動物のクジラと比較してください：それはその周りの水のそれよりも体温を高く保つ必要があるので、温度調節に多くのエネル これは外温線と吸熱線の違いです: 外温は環境温度を使用して内部温度（爬虫類、両生類、魚類など）を制御し、内温は恒常性を使用して内部温度を維持します。 吸熱体は一定の速度で代謝を維持することができ、一定の運動、反応および内部プロセスを可能にするが、外熱体は一定の速度で代謝を維持することができない。 これは、彼らの動き、反応、内部プロセスが適切な外部熱に依存していることを意味しますが、体が常に燃料を燃やしていないので、食物の形でより少ないエネルギーを必要とすることも意味します。

フィードバックループはまた、より大きな程度に発生する可能性があります：生態系レベルでは、恒常性の一形態が維持されます。 これの良い例は、捕食者と被食者集団のサイクルにあります：被食者集団のブームは、捕食者のためのより多くの食糧を意味し、捕食者の数を増加させ これはその後、過剰捕食につながり、獲物の個体数は再び減少します。 捕食者の人口は応答して減少し、獲物の人口への圧力を解放し、それが跳ね返ることを可能にします。 図1を参照してください。 別の例は、捕食者とその獲物が継続的に互いに競争しようとしている”進化の軍拡競争”として知られているものです。 そのような関係の一つは、蜜食性の鳥と彼らが餌を与える花の関係です。 鳥は花の中の蜜へのアクセスを得るために長いくちばしを進化させます。 それに応じて、花は鳥が蜜に到達するのを防ぐために、より長く長いトランペットのような形を発達させる。 鳥はさらに長いくちばしを開発することによって応答します。 そして、それは続きます。P>

画像ソース：ウィキメディアコモンズ

図1：捕食者と獲物の人口動向。

正のフィードバックループ

正のフィードバックループは、反応の生成物がその反応の増加につながるときに自然界で発生します。 恒常性のシステムを見ると、正のフィードバックループは、システムを平衡の目標からさらに遠ざけます。 これは、製品やイベントの影響を増幅することによってこれを行い、何かが迅速に発生する必要があるときに発生します。

例1：果実の熟成

木や茂みが目に見える信号なしで突然すべての果物や野菜を熟すという驚くべき効果が自然界にあります。 これは、正の生物学的フィードバックループの私たちの最初の例です。 私たちが多くのリンゴを持つリンゴの木を見ると、一見一晩中、彼らはすべて熟していないから熟して熟しています。 これは熟す最初のリンゴから始まります。 熟したら、それはその皮膚を通してエチレン（C2H4）として知られているガスを放出します。 このガスにさらされると、その近くのリンゴも熟す。 熟したら、彼らはあまりにも多くの波のような効果で木の残りの部分を熟成し続けるエチレンを生成します。 このフィードバックループは果物の生産によく使用され、リンゴは製造されたエチレンガスにさらされてより早く熟すようになります。

図2：リンゴの熟成プロセスは正のフィードバックループです。

例2：出産

労働が始まると、赤ちゃんの頭が下に押され、子宮頸部への圧力が上昇します。 これは頭脳に化学信号を送るように受容器の細胞を刺激しまオキシトシンの解放を許可します。 このオキシトシンは、血液を介して子宮頸部に拡散し、そこでさらに収縮を刺激した。 これらの収縮は赤ん坊が生まれるまでそれ以上のオキシトシン解放を刺激します。

図3：出産で経験された収縮は、正のフィードバックループの結果として起こります。

例3：血液凝固

組織が引き裂かれたり負傷したりすると、化学物質が放出されます。 この化学物質は、血液中の血小板を活性化させる。 これらの血小板が活性化されると、創傷が凝固するまで、より多くの血小板を活性化するように信号を送る化学物質を放出する。

図4:創傷凝固のプロセスは正のフィードバックループです。

負帰還ループ

負帰還ループは、反応の生成物がその反応の減少につながるときに生物学で発生します。 このようにして、負帰還ループは、システムを安定性または恒常性の目標に近づける。 負帰還ループは、システムの安定化を担当し、安定した安定状態の維持を保証します。 調整機構の応答は、イベントの出力とは反対です。

例1:温度調節

人間の温度調節は常に発生します。 正常な人間の体温はおよそ98.6°F.体温がこれの上で上がるとき、ボディの2つのメカニズムの蹴りは汗をかき始め、血の表面積の多くがより涼しい外 汗が冷えると、蒸発冷却を引き起こし、血管は対流冷却を引き起こす。 正常な温度は取り戻されます。 これらの冷却機構が続くと、体は冷たくなります。 それから蹴るメカニズムは鳥肌の形成、およびvasoconstrictionである。 他の哺乳類の鳥肌は、髪や毛皮を上げ、より多くの熱を保持することができます。 ヒトでは、周囲の皮膚を締め、熱を失う表面積を（わずかに）減少させる。 血管収縮は、静脈の小さな表面積のみがより涼しい外気温に曝され、熱を保持することを保証する。 正常な温度は取り戻されます。

図5：人間の温度調節のプロセスは負帰還ループです。

例2：血圧調節（圧反射）

血圧は、体のすべての部分に血液を送り出すのに十分な高さを維持する必要がありますが、そうする間に損傷を引き起こ 心臓がポンピングしている間、圧受容器は動脈を通過する血液の圧力を検出する。 圧力が高すぎたり低すぎたりすると、舌咽頭神経を介して化学信号が脳に送られます。 脳は、ポンプの速度を調整するために心臓に化学信号を送ります：血圧が低い場合、心拍数が増加し、血圧が高い場合、心拍数が減少します。

例3：浸透圧調節

浸透圧調節は、恒常性を維持するために、体内の様々な液体の濃度の制御を指します。 私たちは再び海に住んでいる魚の例を見ていきます。 魚を取り巻く水中の塩の濃度は、魚の液体の濃度よりもはるかに高い。 この水は、鰓を通って、食物消費を通って、そして飲酒を通って魚の拡散に入ります。 また、魚の内部よりも外部の方が塩の濃度が高いため、魚の中に塩が受動的に拡散し、魚の外に水が出ることがあります。 魚の塩分濃度が高すぎると、排泄によって塩イオンが放出されなければなりません。 これは、皮膚を介して、そして非常に濃縮された尿中で起こります。 さらに、血の高い塩のレベルはえらの塩化物の分泌の細胞によって活動的な輸送によって取除かれます。 したがって、正しい塩濃度が維持される。

図6：海水魚における浸透圧調節のプロセスは、一定の負帰還ループです。

正のフィードバックと負のフィードバックの主な違いは、変化に対する応答です：正のフィードバックは変化を増幅し、負のフィードバックは変化を減 これは正帰還がプロダクトの多くで起因することを意味する:より多くのりんご、より多くの収縮、またはより多くの凝固の血小板。 負帰還はプロダクトのより少しで起因します:より少ない熱、より少ない圧力、またはより少ない塩。 正帰還は目標点から離れ、負帰還は目標点に向かって移動します。

フィードバックが重要なのはなぜですか？

フィードバックがなければ、恒常性は発生しません。 これは、生物がその体を自己調節する能力を失うことを意味する。 負帰還機構は恒常性においてより一般的であるが、正帰還ループも重要である。 フィードバックループの変更は、真性糖尿病を含む様々な問題につながる可能性があります。

図7:正常なグルコースサイクルでは、膵臓によって検出された血糖値の増加は、正常な血糖値に達す 低い血ブドウ糖のレベルが検出されれば、膵臓のアルファ細胞が正常であるために血ブドウ糖のレベルを上げるためにグルカゴンを解放する一方。1型糖尿病では、ベータ細胞は機能しません。

これは血ブドウ糖のレベルが上がるとき、インシュリンの生産が誘発されない、従って血ブドウ糖のレベルが上がり続けることを意味します。 これは、とりわけ、視力のぼけ、体重減少、過換気、吐き気、嘔吐などの症状を引き起こす可能性があります。 タイプ2の糖尿病では、慢性の高い血ブドウ糖のレベルは練習の悪い食事療法そして欠乏の結果として起こりました。 これはもはやインシュリンを確認する細胞で起因し、従って血ブドウ糖のレベルは上がり続けます。

正と負のフィードバックループをラップ

フィードバックループは、恒常性が維持される生物学的メカニズムです。 これは、イベントまたは反応の生成物または出力が、その反応に対する生物の応答を変化させるときに発生する。 正帰還は変更か出力を高めるために起こる:反作用の結果はそれをよりすぐに起こらせるために増幅される。 負帰還は変更か出力を減らすために起こる:反作用の結果は安定した状態に戻ってシステムを持って来るために減る。 正帰還のある例は子供の生れの収縮およびフルーツの熟すことです;負帰還の例は血ブドウ糖のレベルおよびosmoregulationの規則を含んでいます。H3>生物学の練習をお探しですか？

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