Riqet e reagimit janë një veçori kryesore e sistemeve ku fokusohet ky artikull, si p.sh. ekosistemet dhe organizmat individualë. Ato ekzistojnë gjithashtu në botën njerëzore, komunitetet, organizatat dhe familjet.
Sistemet artificiale të këtij lloji përfshijnë robotë me sisteme kontrolli që përdorin reagime negative për të ruajtur gjendjet e dëshiruara.
Veçoritë kryesore
Në një sistem adaptiv, parametri ndryshon ngadalë dhe nuk ka një vlerë të preferuar. Megjithatë, në një sistem vetërregullues, vlera e parametrit varet nga historia e dinamikës së sistemit. Një nga cilësitë më të rëndësishme të sistemeve vetërregulluese është aftësia për t'u përshtatur me skajin e kaosit, ose aftësia për të shmangur kaosin. Praktikisht, duke u nisur drejt skajit të kaosit pa shkuar më tej, vëzhguesi mund të veprojë spontanisht, por pa katastrofa. Fizikanët kanë vërtetuar se përshtatja në skajin e kaosit ndodh pothuajse në të gjitha sistemet e reagimit. Lexuesi le të mos habitet nga terminologjia pretenduese, sepse teori të tilla ndikojnë drejtpërdrejt në teorikaos.
Praktopeza
Praktopoieza si një term i krijuar nga Danko Nikolic është një referencë për një lloj sistemi adaptiv ose vetërregullues në të cilin autopoeza e një organizmi ose qelize ndodh përmes ndërveprimeve alopetike midis përbërësve të tij. Ato janë të organizuara në një hierarki poetike: një komponent krijon një tjetër. Teoria sugjeron që sistemet e gjalla shfaqin një hierarki prej katër veprimesh të tilla poetike:
evolucioni (i) → shprehja e gjeneve (ii) → mekanizmat homeostatikë që nuk lidhen me gjenet (anapoeza) (iii) → funksioni qelizor (iv).
Praktopoeza sfidon doktrinën moderne të neuroshkencës duke argumentuar se operacionet mendore ndodhin kryesisht në nivelin anapoetik (iii), domethënë që mendjet dalin nga mekanizmat e shpejtë homeostatik (përshtatës). Kjo bie ndesh me besimin e përhapur se të menduarit është sinonim i aktivitetit nervor (funksioni i qelizave në nivelin IV).
Çdo nivel më i ulët përmban njohuri që janë më të përgjithshme se niveli më i lartë. Për shembull, gjenet përmbajnë më shumë njohuri të përgjithshme sesa mekanizmat anapoetikë, të cilët nga ana e tyre përmbajnë më shumë njohuri të përgjithshme sesa funksionet e qelizave. Kjo hierarki njohurish lejon që niveli anapoetik të ruajë drejtpërdrejt konceptet e nevojshme për shfaqjen e mendjes.
Sistemi kompleks
Një sistem kompleks adaptiv është një mekanizëm kompleks në të cilin një kuptim i përsosur i pjesëve individuale nuk siguron automatikisht një kuptim të përsosur të tërësisëdizajne. Studimi i këtyre mekanizmave, të cilët janë një lloj nëngrupi i sistemeve dinamike jolineare, është shumë ndërdisiplinor dhe kombinon njohuritë e shkencave natyrore dhe shoqërore për të zhvilluar modele dhe paraqitje të nivelit më të lartë që marrin parasysh faktorët heterogjenë, tranzicionin fazor dhe nuanca të tjera.
Ato janë komplekse në atë që janë rrjete dinamike ndërveprimesh dhe marrëdhëniet e tyre nuk janë koleksione objektesh statike të veçanta, domethënë sjellja e ansamblit nuk parashikohet nga sjellja e përbërësve. Ata janë përshtatës në atë që sjelljet individuale dhe kolektive ndryshojnë dhe vetëorganizohen sipas një mikro-ngjarjeje ose grupi ngjarjesh që inicojnë ndryshimin. Ato janë një koleksion kompleks makroskopik i mikrostrukturave relativisht të ngjashme dhe pjesërisht të lidhura, të formuara për t'iu përshtatur një mjedisi në ndryshim dhe për të rritur mbijetesën e tyre si një makrostrukturë.
Aplikacion
Termi "sisteme komplekse adaptive" (CAS) ose shkenca e kompleksitetit përdoret shpesh për të përshkruar fushën akademike të organizuar lirshëm që është rritur rreth studimit të sistemeve të tilla. Shkenca e kompleksitetit nuk është një teori e vetme - ajo mbulon më shumë se një kornizë teorike dhe është shumë ndërdisiplinore, duke kërkuar përgjigje për disa pyetje themelore rreth sistemeve të jetesës, të adaptueshëm dhe në ndryshim. Hulumtimi i CAS fokusohet në vetitë komplekse, emergjente dhe makroskopike të një sistemi. John H. Holland tha se CAS janë sisteme që kanë një të madhenumri i komponentëve, shpesh të referuar si agjentë, që ndërveprojnë, përshtaten ose mësojnë.
Shembuj
Shembuj tipikë të sistemeve adaptive përfshijnë:
- klima;
- qytetet;
- firma;
- tregjet;
- qeveritë;
- industri;
- ekosistemeve;
- rrjetet sociale;
- rrjetet elektrike;
- pako kafshësh;
- flukset e trafikut;
- kolonitë sociale të insekteve (p.sh. milingonat);
- truri dhe sistemi imunitar;
- qelizat dhe embrioni në zhvillim.
Por kjo nuk është e gjitha. Gjithashtu, kjo listë mund të përfshijë sisteme adaptive në kibernetikë, të cilat po fitojnë gjithnjë e më shumë popullaritet. Organizatat e bazuara në grupe shoqërore të njerëzve si partitë politike, komunitetet, komunitetet gjeopolitike, luftërat dhe rrjetet terroriste konsiderohen gjithashtu CAS. Interneti dhe hapësira kibernetike, të përbërë, bashkëpunuar dhe menaxhuar nga një grup kompleks ndërveprimesh njeri-kompjuter, shihen gjithashtu si një sistem kompleks adaptiv. CAS mund të jetë hierarkik, por gjithmonë do të tregojë më shpesh aspekte të vetëorganizimit. Kështu, disa teknologji moderne (për shembull, rrjetet nervore) mund të quhen sisteme informacioni vetë-mësues dhe vetë-rregullues.
Diferencat
Ajo që e dallon CAS nga një sistem i pastër me shumë agjentë (MAS) është vëmendja ndaj veçorive dhe funksioneve të nivelit të lartë si vetëngjashmëria, kompleksiteti strukturor dhe vetëorganizimi. MAS është përcaktuarsi një sistem i përbërë nga disa agjentë ndërveprues, ndërsa në CAS agjentët dhe sistemi janë adaptues dhe vetë sistemi është i ngjashëm.
CAS është një koleksion kompleks i agjentëve adaptues ndërveprues. Sisteme të tilla karakterizohen nga një shkallë e lartë përshtatjeje, gjë që i bën ato jashtëzakonisht elastike përballë ndryshimeve, krizave dhe katastrofave. Kjo duhet të merret parasysh kur zhvillohet një sistem adaptiv.
Vanësi të tjera të rëndësishme janë: përshtatja (ose homeostaza), komunikimi, bashkëpunimi, specializimi, organizimi dhe riprodhimi hapësinor dhe kohor. Ato mund të gjenden në të gjitha nivelet: qelizat specializohen, përshtaten dhe shumohen ashtu si organizmat më të mëdhenj. Komunikimi dhe bashkëpunimi ndodh në të gjitha nivelet, nga niveli i agjentit në nivelin e sistemit. Forcat që nxisin bashkëpunimin ndërmjet agjentëve në një sistem të tillë në disa raste mund të analizohen duke përdorur teorinë e lojës.
Simulation
CAS janë sisteme të adaptueshme. Ndonjëherë ato modelohen duke përdorur modele rrjeti të bazuara në agjentë dhe komplekse. Ato të bazuara në agjentë zhvillohen duke përdorur metoda dhe mjete të ndryshme, kryesisht duke identifikuar agjentë të ndryshëm brenda modelit. Një metodë tjetër për zhvillimin e modeleve për CAS përfshin zhvillimin e modeleve komplekse të rrjetit duke përdorur të dhënat e ndërveprimit të komponentëve të ndryshëm CAS, siç është një sistem komunikimi adaptiv.
Në 2013SpringerOpen / BioMed Central ka lançuar një ditar online me akses të hapur mbi modelimin e sistemeve komplekse (CASM).
Organizmat e gjallë janë sisteme komplekse adaptive. Ndërsa kompleksiteti është i vështirë të matet në biologji, evolucioni ka prodhuar disa organizma të mahnitshëm. Ky vëzhgim ka bërë që keqkuptimi i zakonshëm për evolucionin të jetë progresiv.
Përpjekja për kompleksitet
Nëse sa më sipër do të ishte përgjithësisht e vërtetë, evolucioni do të kishte një tendencë të fortë drejt kompleksitetit. Në këtë lloj procesi, vlera e shkallës më të zakonshme të vështirësisë do të rritet me kalimin e kohës. Në të vërtetë, disa simulime artificiale të jetës sugjerojnë se gjenerimi i CAS është një tipar i pashmangshëm i evolucionit.
Megjithatë, ideja e një tendence të përgjithshme drejt kompleksitetit në evolucion mund të shpjegohet gjithashtu me një proces pasiv. Kjo përfshin rritjen e variancës, por vlera më e zakonshme, modaliteti, nuk ndryshon. Kështu, niveli maksimal i vështirësisë rritet me kalimin e kohës, por vetëm si një produkt indirekt i numrit të përgjithshëm të organizmave. Ky lloj procesi i rastësishëm quhet gjithashtu një ecje e rastësishme e kufizuar.
Në këtë hipotezë, tendenca e dukshme për të ndërlikuar strukturën e organizmave është një iluzion. Ajo lind nga përqendrimi në një numër të vogël organizmash të mëdhenj, shumë kompleksë që banojnë në bishtin e djathtë të shpërndarjes së kompleksitetit, dhe duke injoruar më të thjeshtat dhe shumë më të zakonshmet.organizmave. Ky model pasiv thekson se shumica dërrmuese e specieve janë prokariote mikroskopikë, të cilët përbëjnë rreth gjysmën e biomasës botërore dhe pjesën dërrmuese të biodiversitetit të Tokës. Prandaj, jeta e thjeshtë mbetet mbizotëruese në Tokë, ndërsa jeta komplekse duket më e larmishme vetëm për shkak të paragjykimit të kampionimit.
Nëse biologjisë i mungon një tendencë e përgjithshme drejt kompleksitetit, kjo nuk do të parandalojë ekzistencën e forcave që i shtyjnë sistemet drejt kompleksitetit në një nëngrup rastesh. Këto prirje të vogla do të balancohen nga presione të tjera evolucionare që i shtyjnë sistemet drejt gjendjeve më pak komplekse.
Sistemi imunitar
Sistemi imunitar adaptiv (i njohur gjithashtu si sistemi imunitar i fituar ose, më rrallë, sistemi imunitar specifik) është një nënsistem i sistemit imunitar të përgjithshëm. Ai përbëhet nga qeliza dhe procese shumë të specializuara që eliminojnë patogjenët ose pengojnë rritjen e tyre. Sistemi imunitar i fituar është një nga dy strategjitë kryesore imune te vertebrorët (tjetra është sistemi imunitar i lindur). Imuniteti i fituar krijon një kujtesë imunologjike pas një përgjigje fillestare ndaj një patogjeni të veçantë dhe çon në një përgjigje të zgjeruar ndaj takimeve të mëvonshme me të njëjtin patogjen. Ky proces i imunitetit të fituar është baza e vaksinimit. Ashtu si sistemi i lindur, sistemi i fituar përfshin jo vetëm komponentë të imunitetit humoral, por edhe komponentë të imunitetit qelizor.
Historia e termit
Termi "përshtatës" u prezantua për herë të parëpërdorur nga Robert Good në lidhje me përgjigjet e antitrupave te bretkosat si sinonim për përgjigjen imune të fituar në 1964. Goode pranoi se ai i përdorte termat në mënyrë të ndërsjellë, por shpjegoi vetëm se ai preferonte të përdorte termin. Ndoshta ai po mendonte për teorinë e atëhershme të pabesueshme të formimit të antitrupave, në të cilën ato ishin plastike dhe mund të përshtateshin me formën molekulare të antigjeneve, ose konceptin e enzimave adaptive, shprehja e të cilave mund të shkaktohej nga substratet e tyre. Fraza u përdor pothuajse ekskluzivisht nga Goode dhe studentët e tij, dhe nga disa imunologë të tjerë që punonin mbi organizmat margjinalë deri në vitet 1990. Më pas u përdor gjerësisht në lidhje me termin "imunitet i lindur", i cili u bë një temë popullore pas zbulimit të sistemit të receptorit Toll. në Drosophila, më parë një organizëm margjinal për studimin e imunologjisë. Termi "përshtatës" siç përdoret në imunologji është problematik sepse përgjigjet imune të fituara mund të jenë ose adaptive ose jopërshtatëse në një kuptim fiziologjik. Në të vërtetë, si përgjigjet e fituara ashtu edhe ato imune mund të jenë adaptive dhe jo adaptive në një kuptim evolucionar. Shumica e teksteve shkollore sot përdorin ekskluzivisht termin "përshtatës", duke vënë në dukje se ai është sinonim i "i fituar".
Përshtatja biologjike
Që nga zbulimi, kuptimi klasik i imunitetit të fituar ka ardhur në nënkuptimin e imunitetit specifik për antigjenin i ndërmjetësuar nga rirregullimet e somatikëvegjenet që krijojnë receptorë të antigjenit që përcaktojnë klone. Në dekadën e fundit, termi "përshtatës" është aplikuar gjithnjë e më shumë në një klasë tjetër të përgjigjes imune që ende nuk është lidhur me rirregullimet e gjeneve somatike. Këto përfshijnë zgjerimin e qelizave vrasëse natyrale (NK) me specifikë ende të pashpjegueshme të antigjenit, zgjerimin e qelizave NK që shprehin receptorët e koduar nga brezi dhe aktivizimin e qelizave të tjera të lindura imune në një gjendje të aktivizuar që siguron memorie imune afatshkurtër. Në këtë kuptim, imuniteti adaptiv është më afër konceptit të "gjendjes së aktivizuar" ose "heterostazës", duke u kthyer kështu në kuptimin fiziologjik të "përshtatjes" ndaj ndryshimeve mjedisore. E thënë thjesht, sot është pothuajse sinonim i përshtatjes biologjike.
