피드백으로 정의된 얻은 정보에 대해 반응하는 제품이 수정할 수 있습니다. 따라서 피드백 루프는 시스템에 대한 변경으로 인해 경보가 발생하여 특정 결과를 유발하는 프로세스입니다. 이 결과는 시스템에 대한 변경 사항을 증가 시키거나 감소시켜 시스템을 정상으로 되돌립니다. 몇 가지 질문이 남아 있습니다.이 시스템은 어떻게 작동합니까? 긍정적 인 피드백은 무엇입니까? 부정적인 피드백은 무엇입니까? 우리는 자연에서 이러한 시스템을 어디에서 찾을 수 있습니까?

생물학적 시스템은 입력 및 출력의 메커니즘에서 작동하며,각각은 특정 이벤트에 의해 발생하고 발생합니다. 피드백 루프는 생물학적 발생기의 출력은 시스템을 증폭 시스템(양백)또는 억제 시스템(부정적인 피드백). 피드백 루프는 살아있는 유기체가 항상성을 유지할 수 있기 때문에 중요합니다. 항상성하는 메커니즘 우리가 할 수 있습 유지하는 우리의 내부 환경에 상대적으로 일–너무 뜨겁지 않은지,또 너무 차가운 너무 배가하지 않거나 피곤합니다. 유기체가 항상성을 유지하는 데 필요한 에너지 수준은 유기체의 유형뿐만 아니라 서식하는 환경에 따라 다릅니다. 예를 들어,냉혈한 물고기는 주변의 물처럼 온도를 유지하므로 내부 온도를 제어 할 필요가 없습니다. 이것을 비교하는 따뜻한혈 고래 같은 환경에서:필요가 유지 몸의 온도보다 더 높은 것의 물 주위에,그리고 그것이 더 많은 에너지를 소비에 온도 조절. 이것은 흡열과 흡열의 차이입니다: 는 ectotherm 사용하여 환경 온도를 제어하는 내부 온도(예:파충류,서류,그리고 물고기),반면 endotherm 사용하여 항상성을 유지하는 내부 온도입니다. Endotherms 을 유지할 수 있는 그들의 대사에서 일정한 비율할 수 있도록,지속적인 운동,반응과 내부 프로세스는 반면,ectotherms 을 유지할 수 없습니다 그들의 대사에서 일정한 비율. 즉,그들의 운동,반응과 내부 프로세스에 의존하는 충분한 외부 열,그러나 그것은 또한 그들이 필요로 하는 더 적은 에너지의 형태로 음식이 자신의 몸이 끊이지 않는 불타는 연료습니다.

피드백 루프는 또한 더 큰 정도로 발생할 수 있습니다:생태계 수준에서 항상성의 한 형태가 유지됩니다. 의 좋은 예를 들어 이것은 사이클에서의 육식과 먹이를 인구:붐에서 먹이는 인구는 것을 의미 더 많은 음식을 위해 육식을 증가시킬 것이다 predator 숫자입니다. 그러면 과잉 포식으로 이어질 것이고 먹이 인구는 다시 감소 할 것입니다. 포식자 인구는 반응으로 감소하여 먹이 인구에 대한 압력을 풀어주고 다시 튀어 오를 수 있습니다. 그림 1 을 참조하십시오. 또 다른 예는 무엇으로 알려져 있는”진화하는 군비 경쟁이”여기서 육식과 먹이를 지속적으로 노력하고 밖으로 경쟁한다. 그러한 관계 중 하나는 천도 조류 조류와 그들이 먹이를 먹는 꽃의 관계입니다. 새들은 꽃 안의 감로에 접근하기 위해 긴 부리를 진화시킵니다. 이에 대응하여,꽃은 새가 과즙에 도착하는 것을 막기위한 시도에서 더 길고 더 긴 트럼펫 같은 모양을 개발합니다. 새는 더 긴 부리를 개발함으로써 반응합니다. 그리고 그것은 계속됩니다.

이미지 출처:허

림 1:인구의 동향을 육식과 먹이를합니다.

긍정적인 피드백 루프

긍정적인 피드백 루프에서 발생하는 경우에는 자연 제품의 반응을 지도하는 증가에서는 반응이다. 우리가 항상성에있는 시스템을 보면,긍정적 인 피드백 루프는 시스템을 평형의 표적으로부터 더 멀리 이동시킵니다. 그것은 제품이나 이벤트의 효과를 증폭시킴으로써이를 수행하고 무언가가 빨리 일어날 필요가있을 때 발생합니다.

예제 1:과일의 숙성

있는 놀라운 효과가 자연에서는 나무 또는 부시는 것입니다 갑자기 익는 그것의 모든 과일이나 채소하지 않고,어떤 눈에 띄는 신호입니다. 이것은 긍정적 인 생물학적 피드백 루프의 첫 번째 예입니다. 을 보면 사과 나무,많은 사과,겉으로는 그들은 하룻밤에 모든에서 가 익지 않을 익은 너무 익은입니다. 이것은 익히는 첫 번째 사과로 시작될 것입니다. 익 으면 피부를 통해 에틸렌(c2h4)으로 알려진 가스를 방출합니다. 이 가스에 노출되면 가까운 사과도 익 힙니다. 한번 잘 익은,그들은 너무 에틸렌을 생산,계속하여 성숙 나머지 부분에서 나무의 효과와 같은 많은 물결입니다. 이 피드백 루프는 사과가 제조 된 에틸렌 가스에 노출되어 더 빨리 익을 수 있도록 과일 생산에 자주 사용됩니다.

림 2:프로세스의 사과 숙성은 긍정적인 의견을 반복입니다.

예제 2:출산

노동이 시작되면,이 아이의 머리를 아래쪽으로 결과는 증가 압력에는 자궁 경부. 이것은 수용체 세포가 뇌에 화학 신호를 보내도록 자극하여 옥시토신의 방출을 허용합니다. 이 옥시토신은 혈액을 통해 자궁 경부로 확산되어 추가 수축을 자극했습니다. 이러한 수축은 아기가 태어날 때까지 추가 옥시토신 방출을 자극합니다.

림 3:수축 경험에서 출산에 대해 올의 결과로 긍정적인 의견을 반복입니다.

실시예 3:혈액 응고

조직이 찢어지거나 부상을 당하면 화학 물질이 방출된다. 이 화학 물질은 혈액 내의 혈소판이 활성화되도록합니다. 일단 이러한 혈소판이 활성화,그들 릴리스 화학적 신호하는 혈소판이 활성화될 때까지 상처투성이가 되어.상처 응고의 과정은 긍정적 인 피드백 루프입니다.

부정적인 피드백 루프

부정적인 피드백 루프에서 발생한 생물학 제품의 반응에 이르게 감소에서는 반응이다. 이러한 방식으로,부정적인 피드백 루프는 시스템을 안정성 또는 항상성의 표적에 더 가깝게 만듭니다. 네거티브 피드백 루프는 시스템의 안정화를 담당하며 안정되고 안정된 상태의 유지를 보장합니다. 조절 메커니즘의 응답은 이벤트의 출력과 반대입니다.

실시예 1:인간의 온도조절

온도조절은 지속적으로 일어난다. 정상적인 인간의 몸의 온도는 대략 98.6°F 때 몸의 온도 상승이,두 가지 메커니즘을 걷기 시작하는,땀 및 엷게 발생할 수 있도록 혈액의 표면에 노출되기에 외부 환경입니다. 땀이 식 으면서 증발 냉각을 일으키는 반면 혈관은 대류 냉각을 유발합니다. 정상 온도가 회복됩니다. 이러한 냉각 메커니즘이 계속되면 몸이 차가워 질 것입니다. 그 때 걷어차는 기계장치는 거위 충돌의 대형,및 혈관 수축이다. 다른 포유 동물의 거위 덩어리는 머리카락이나 털을 일으켜 더 많은 열을 유지할 수있게합니다. 인간에서는 주변 피부를 조여 열을 잃을 표면적을(약간)줄입니다. 혈관 수축은 정맥의 작은 표면적 만이 더 차가운 외부 온도에 노출되어 열을 유지하도록합니다. 정상 온도가 회복됩니다.

숫자 5:프로세스의 온도에서 규제 인간은 부정적인 의견을 반복입니다.

예제 2:혈압 규정(압 반사)

혈압이 요구하는 높은 남아프 혈액이 몸의 모든 부분이지만,그리 높지 않으로 손상의 원인을 하는 동안 그래서. 심장이 펌핑되는 동안,기압 수용체는 동맥을 통과하는 혈액의 압력을 감지합니다. 압력이 너무 높거나 너무 낮 으면 화학 신호가 설 인두 신경을 통해 뇌로 보내집니다. 두뇌를 보낸 다음 화학적으로 신호를 중심 조정 비율의 펌프:면 혈압은 낮고,심장 박동 증가하면 혈압이 높고,마음 속도는 감소한다.

예 3:Osmoregulation

Osmoregulation 참조하 제어의 농도의 다양한 액체 몸 내 항상성을 유지하기 위하여. 우리는 다시 바다에 사는 물고기의 예를 살펴볼 것입니다. 물고기를 둘러싼 물 속의 소금 농도는 물고기의 액체보다 훨씬 높습니다. 이 물 아가미를 통해 물고기 확산 입력,음식 소비를 통해,그리고 음주를 통해. 또한,때문에 농도의 소금은 더 높은 내보다 물고기가 있는 수동의 확산을 소금으로 물고기 및 물의 물고기입니다. 그러면 물고기에서 소금 농도가 너무 높아져 소금 이온이 배설물을 통해 방출되어야합니다. 이것은 피부를 통해 발생하며 매우 농축 된 소변에서 발생합니다. 또한,혈액 내의 높은 염 수준은 아가미 내의 염화물 분비 세포에 의한 활성 수송을 통해 제거된다. 따라서 올바른 소금 농도가 유지됩니다.

숫자 6:프로세스의 osmoregulation 바닷물에서 물고기는 일정한 부정적인 의견을 반복입니다.

긍정적인 대 부정적인 의견

의 중요한 차이 긍정적이고 부정적인 피드백이 자신의 응답을 변경:긍정적인 의견을 증폭 변경하는 동안 부정적인 의견을 줄이 변경됩니다. 이 의미는 긍정적인 의견이 결과에서 더 많은 제품의:사과 더 많은 수축에,또는 더 많은 응고 혈소판. 부정적인 피드백은 제품의 적은 결과:적은 열,적은 압력,또는 적은 소금. 긍정적 인 피드백은 목표 지점에서 멀어지는 반면 부정적인 피드백은 목표를 향해 이동합니다.

피드백이 중요한 이유는 무엇입니까?

피드백이 없으면 항상성이 발생할 수 없습니다. 이것은 유기체가 몸을 스스로 조절할 수있는 능력을 상실한다는 것을 의미합니다. 부정적인 피드백 메커니즘은 항상성에서 더 일반적이지만 긍정적 인 피드백 루프도 중요합니다. 피드백 루프의 변화는 당뇨병을 비롯한 다양한 문제로 이어질 수 있습니다.

숫자 7:보통 포도당,주기 증가에서 혈당에 의해 감지 췌장은 결과에서 베타세포는 췌장의 분비하는 인슐린을 때까지 일반적인 혈액 포도당 수준에 도달하였습니다. 반면 낮은 혈당 수치가 검출되면 췌장의 알파 세포는 글루카곤을 방출하여 혈당 수치를 정상으로 올립니다.

제 1 형 당뇨병에서는 베타 세포가 작동하지 않습니다. 즉,혈당 수치가 상승하면 인슐린 생산이 유발되지 않으므로 혈당 수치가 계속 올라갑니다. 이로 인해 시력 저하,체중 감소,과 호흡,메스꺼움 및 구토와 같은 증상이 나타날 수 있습니다. 제 2 형 당뇨병에서 만성적으로 높은 혈당 수치는식이 요법이 불량하고 운동 부족의 결과로 발생했습니다. 이로 인해 세포는 더 이상 인슐린을 인식하지 못하게되어 혈당 수치가 계속 상승합니다.

포지티브 및 네거티브 피드백 루프를 감싸는

피드백 루프는 항상성이 유지되는 생물학적 메커니즘입니다. 이것은 사건이나 반응의 생성물이나 산출물이 그 반응에 대한 유기체의 반응을 변화시킬 때 발생합니다. 긍정적 인 피드백은 변화 또는 출력을 증가시키기 위해 발생합니다:반응의 결과가 증폭되어 더 빨리 발생합니다. 부정적인 의견이 발생을 줄이 변경 또는 출력:의 결과 반응은 감소하는 시스템을 안정적인 상태이다. 의 몇 가지 예는 긍정적인 의견은 수축에서 아이 출생하고 성숙 과일의 부정적인 피드백을 예로는 규제의 혈당 및 osmoregulation.

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