5. Какие типы саморегулирующихся систем вы знаете (определение, чем характеризуются, примеры).

Кибернетическая система – сложная многокомпонентная, долгоживущая, самоуправляющаяся, построенная по принципам обратной связи.

Существует три типа саморегулирующихся систем (кибернетических):

1) Изолированная – вещество используется многократно (круговорот веществ). Энергия идет линейным потоком в одном направлении, может изменяться, импортироваться, но может использоваться только один раз. Вещество и энергия убывает и не прибывает.

Пример: выживание людей в закрытом пространстве. В природе нет таких систем. Создаются искусственно, не долгоживущие.

2) Открытая – открыта по веществу. Круговорот или обмен веществ, через систему идет поток энергии, не вокруг.

Пример: Озеро (природные системы).

3) Закрытая – характеризуется закрытостью по веществу и открытостью по потокам энергии. Вещество используется многократно (круговорот веществ), энергия идет потоком.

Солнечная энергия

Тепло

Пример: Земля.

6. Три принципа построения долгоживущих саморегулируемых (кибернетических) систем. Сумма каких интегральных показателей при этом рассматриваются в экосистемах?

Три принципа построения любой кибернетической системы.

1) Построение по фракталу.

Фрактал – самодостаточная наименьшая функционирующая единица целого.

Все живое построено по фракталу (клеточный принцип).

Пример: Клетка. Единый ключ заключен в ядре, есть система защиты (все с “паспортом”), самосборка белка, упаковочный материал (аппарат Гольджи), митохондрии (АТФ энергетические установки), работают транспортные системы.

2) Сумма всех интегральных производных показателей равна 0 в системе.

3) Избирательные границы – условие целостности системы.

Пример: Два вида в пробирке

, где

- рост популяции в отсутствии конкуренции.

- влияние численности популяции 1-го вида (внутривидовая конкуренция)

- отрицательное воздействие второй популяции на первую.

7. Основное свойство экосистем. Какой закон его определяет и как он реализуется?

Основные свойства экосистем определяются их способностью осуществлять круговорот веществ и создавать биологическую продукцию, т.е. синтезировать органическое вещество. Природные экосистемы в отличие от искусственных при стабильных условиях окружающей среды могут существовать неограниченно долго, так как способны противостоять внешним воздействиям и поддерживать структурно-функциональное постоянство (гомеостаз).

Основное свойство определяется законами Вернадского, реализуется по средствам питания (трофические цепи)

Экосистема = Биоценоз + Экотоп

Биоценоз – комплекс взаимосвязанных между собой популяций живых организмов

Экотоп – это совокупность факторов среды обитания

8. Дать определение эмерджентности. Принцип управления саморегулирующихся долгоживущих (кибернетических) систем.

Эмерджентность – универсальная характеристика систем, в том числе экосистем, заключающаяся в том, что свойства системы как целого не являются простой суммой свойств слагающих ее частей или элементов. По мере объединения компонентов в более крупные функциональные единицы, у последних возникают новые свойства, отсутствовавшие на предыдущем уровне (уровне компонентов).

Принцип управления – принцип прямых и обратных связей. Прямой называют такую связь, при которой один элемент (А) действует на другой (Б) без ответной реакции. Если ответная реакция существует, то говорят об обратной связи.

Устойчивость саморегулирующихся систем определяет их способность возвращаться в исходное состояние после небольшого отклонения (принцип Ле Шателье-Брауна).