Мерой эффективности всякой управляющей системы является степень отклонения регулируемого параметра от должного (оптимального) уровня и скорость возвращения к этому уровню. Гомеостатические механизмы должны иметь свободу колебаний, так как именно колебания активируют систему управления и возвращают переменную к оптимальной величине. Подобные системы основаны на таком соединении их компонентов, при котором выход может регулироваться входом, т.е. они действуют по принципу обратной связи. В большинстве систем с обратной связью выход служит одновременно входом. Существуют два вида обратной связи – отрицательная и положительная. Первая более распространена в гомеостатических системах живых организмов.

Отрицательная обратная связь повышает стабильность системы. При нарушении равновесия системы возникает ряд последствий, которые приводят к устранению этого нарушения и к возвращению системы в исходное состояние. Примером биологических механизмов с отрицательной обратной связью регулятор напряжения дыхательных газов в крови частота сердечных сокращений, артериального кровяного давления, уровней гормонов и метаболинов в крови, водного и электролитного баланса, регуляция температуры тела.

Положительная обратная связь редко встречается в биологических системах, так как она приводит к нестабильности системы и экстремальным состояниям. В этих ситуациях возникшее возмущение вызывает такие последствия, которые еще более его усиливают.

В организме существуют еще более сложные регуляторные устройства, чем упомянутые выше механизмы включают дополнительные детекторы (физиологические системы раннего предупреждения) или дополнительные эффекторы (на случай основных), действующие на разных уровнях. Так, например, у гомойтермных животных детекторы температуры находятся внутри тела и на его поверхности, обеспечивая почти постоянную температуру внутренних областей тела.

Внутреннюю среду организма можно рассматривать на двух уровнях – на уровне клеток и на уровне тканей.

Клетка содержит цитоплазму, состав которой модулируется избирательной проницаемостью клеточной мембраны и активностью ферментов, зависящей от синтеза белков. Плазматическая мембрана позволяет проникать в клетки и выходить из них лишь определенным молекулам и скорость обмена ими через мембрану строго регулируется возможностями диффузии, осмотическими и электрическими градиентами, активными механизмами, включающими транспортные системы мембран, и перемещениями мембранных структур, как, например, при пиноцитозе и фагоцитозе. Аналогичным образом природа и количество веществ, синтезируемых внутри клетки регулируются скоростями синтеза белков. Внутриклеточным метаболизмом управляют ферменты, образующиеся в результате считывания последовательности оснований ДНК и трансляции ее в первичную структуру ферментных белков. Участки ДНК, кодирующие специфические белки, называются генами. Как предполагается «включение» и «выключение» генов контролируется системами индукции и репрессии.

В заключении хотелось бы подчеркнуть адаптивное значение гомеостатических механизмов. Все метаболические системы работают наиболее эффективно лишь в узких пределах по обе стороны от оптимальных условий. Роль органов и систем, участвующих в гомеостазе, в том и состоит, что, работая порознь и сообща, препятствовать отклонениям от оптимума, вызываемым изменениями внешней и внутренней среды.

2. Биология поведения

Поведение – совокупность действий организма. Выживание организмов зависит от их способности разрешать проблемы отношений с внешней средой. В течение всей жизни организм сталкивается с рядом изменений среды. В настоящее время внешние условия определяются такими постоянно действующими факторами, как температура, свет, и сила тяжести плюс те условия, которые возникли в результате эволюции миллионов различных видов организмов. Помимо физических факторов, внешняя среда организма прямо или косвенно включает всех животных и все растения.

Поведение можно определить как совокупность всей действий организма. Поведенческие реакции часто становятся более очевидными, если внешние условия подвергаются изменениям. Поведенческие реакции на эти изменения могут включать каждую часть и каждую функцию организма, т.е. весь организм.

Высшей формой поведения является мышление. Мышление позволяет решать сложные проблемы, не прибегая к методу проб и ошибок.

Можно было бы спросить: имеется ли связь между поведением и эволюцией многоклеточных организмов? Ранее поведение было определено как совокупность действий организма. Чтобы организм выжил, он должен вырабатывать определенные ответные реакции на воздействия среды.

Чтобы вид выжил, его индивидуумы должны вести себя таким образом, чтобы добыть пищу, избежать хищников, дать потомство и обеспечить его выживание. Представители вида, ведущие себя соответствующим образом, обеспечивают выживание вида. В этом смысле каждый живущий ныне вид адаптировался, в том числе и человек.

В разные периоды своей жизни организм сталкивается с различными проблемами. Весь жизненный цикл организма - материал для эволюционного отбора. В процессе эволюции не может быть отобрана какая-либо отдельная стадия жизненного цикла организма. Иными словами, помимо окраски, физиологии, устойчивости к болезням общее поведение организма весьма важно, для того чтобы к конце концов он выжил.

Многие виды существуют миллионы лет и могут успешно жить, пока не возникают какие-то новые условия среды. Если эти новые условия достаточно суровы, вид может вымереть. Так динозавры процветали миллионы лет в мезозойскую эру, а затем внезапно вымерли (внезапно в геологическом масштабе времени).

Было ли вымирание динозавров связано с какими-то дефектами в их физиологии? Или ограниченность присущих им форм поведения привела к положению, из которого не было выхода? Рассматривая проблемы естественного отбора, биологи учитывают особенности поведения наряду с особенностями строения.

В основе поведенческих реакций вида лежит его генотип. В этом смысле каждый вид обладает наследственно обусловленным соответствием поведения тому образу жизни, который он ведет. Другими словами, вид и в этом отношении адаптирован к условиям своего существования. Если биолог утверждает, что существует взаимосвязь между структурой и функцией, он подразумевает, что гены структурной адаптации и гены поведенческой адаптации должны наследоваться вместе. Присущая пауку структурная и физиологическая способность выделять белок, образующий нити паутины, была бы бесполезной, если бы в его поведении не было такой особенности, как способность плести сеть. Только человек и животные немногих других видов могут в течение жизни приспособиться к резким изменениям среды. Способность человека к мышлению и адаптивное поведение обеспечили ему ведущую роль в мире живой природы.

3. Примеры физико-химических реакций обусловливающих поведение человека

Почти у всех организмов, находящихся на различных ступенях эволюционной лестницы, развивались определенным образом дифференцированные клетки и ткани, которые определяют взаимоотношения организма с внешней средой и ответные реакции на ее изменения.