Биологийн системүүд нь амьд организмын харилцан үйлчлэлцдэг биологийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн цогц сүлжээг хамардаг. Эдгээр системүүд нь микроскопийн эсүүд болон тэдгээрийн дотоод эрхтэнүүдээс эхлээд том хэмжээний экосистем хүртэл янз бүрийн түвшинд ажилладаг. Энэ хичээлээр бид хэд хэдэн дэд сэдвүүдээр дамжуулан биологийн системийн янз бүрийн талууд, нарийн төвөгтэй байдлыг судлах болно.
Бүх амьд организмууд нь амьдралын үндсэн нэгж гэж тооцогддог эсүүдээс бүрддэг. Эсүүд нь эсийн оршин тогтнох, үйл ажиллагаанд зайлшгүй шаардлагатай тодорхой үүргийг гүйцэтгэдэг янз бүрийн органеллуудаас бүрдсэн цогц систем юм. Цөм, митохондри, рибосомууд нь эсийн органеллуудын жишээ бөгөөд тус бүр өөрийн гэсэн өвөрмөц үүрэгтэй. Цөм нь эсийн удамшлын материалыг агуулдаг, митохондри нь энерги үүсгэдэг, рибосомууд нь уургийн нийлэгжилтэнд оролцдог.
Молекулын түвшинд амьдралыг биологийн макромолекулууд, тухайлбал уураг, нуклейн хүчил (ДНХ ба РНХ), нүүрс ус, липидүүд удирддаг. Эдгээр молекулууд нь эс ба органеллуудын бүтцийг бий болгож, амьдралын чухал биохимийн процессуудыг гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, уураг нь бодисын солилцооны урвалыг фермент болгон катализлахаас эхлээд бүтцийн дэмжлэг үзүүлэх хүртэл маш олон төрлийн үүргийг гүйцэтгэдэг.
Генетик нь организмд шинж чанарууд хэрхэн өвлөгдөж, хэрхэн илэрхийлэгдэхийг зааж өгөх замаар биологийн системд гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Удамшлын үндсэн нэгж нь ген, уургийг кодлодог ДНХ-ийн сегментүүд юм. Ген ба шинж чанаруудын хоорондын хамаарлыг генетикийн энгийн тэгшитгэлээр дүрсэлж болно.
\( \textrm{ДНХ} \rightarrow \textrm{РНХ} \rightarrow \textrm{Уураг} \rightarrow \textrm{Шинж чанар} \)Байгалийн сонголт, мутаци, генийн урсгал, генетикийн шилжилт зэрэг хувьслын механизмууд нь амьдралын олон талт байдал, дасан зохицох чадварыг жолооддог. Ялангуяа байгалийн шалгарал нь амьд үлдэх, нөхөн үржихүйг сайжруулдаг шинж чанарууд нь популяцид үеийн үед илүү түгээмэл болж байгааг тайлбарладаг.
Дээд организмууд, тэр дундаа хүмүүс, зохион байгуулалттай эрхтэн тогтолцоотой бөгөөд тус бүр нь организмын нийт оршин тогтноход хувь нэмрээ оруулдаг тодорхой функцтэй байдаг. Эрхтэн тогтолцооны жишээнд цусны эргэлт, амьсгалын зам, хоол боловсруулах, мэдрэлийн систем орно. Эдгээр системүүд нь гомеостаз, оновчтой ажиллахад шаардлагатай тогтвортой дотоод орчныг хадгалахын тулд уялдаа холбоотой ажилладаг. Жишээлбэл, цусны эргэлтийн болон амьсгалын тогтолцоо нь хүчилтөрөгч, шим тэжээлийг эсүүдэд хүргэхийн тулд нүүрстөрөгчийн давхар исэл болон бусад хог хаягдлыг зайлуулахын тулд хамтран ажилладаг.
Илүү өргөн хүрээнд биологийн системүүд нь бие биетэйгээ болон хүрээлэн буй орчинтойгоо харилцан үйлчлэлцдэг амьд организмын бүлгэмдэл болох экосистемд хүрдэг. Экосистем нь эрчим хүчний урсгал, шим тэжээлийн мөчлөгөөр тодорхойлогддог. Ургамал гэх мэт үйлдвэрлэгчид нарнаас эрчим хүчийг авч, органик бодис болгон хувиргадаг бөгөөд энэ процессыг фотосинтез гэж нэрлэдэг. Амьтад гэх мэт хэрэглэгчид үйлдвэрлэгчид эсвэл бусад хэрэглэгчидээр хооллож, эрчим хүч, шим тэжээлийг экосистемээр дамжуулдаг. Задаргаачид үхсэн организмыг задалж, шим тэжээлийг хүрээлэн буй орчинд буцааж өгдөг.
Экосистемд цаашлаад биотик (амьд) болон абиотик (амьд бус) хүчин зүйлс нөлөөлдөг. Биотик хүчин зүйлд махчин амьтан, өрсөлдөөн зэрэг организм хоорондын харилцан үйлчлэл орно. Абиотик хүчин зүйлүүд нь температур, ус, нарны гэрэл зэрэг хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдлыг хамардаг.
Биологийн олон янз байдал гэдэг нь дэлхий дээрх амьдралын олон янз байдал, олон янз байдлыг илэрхийлдэг. Энэ нь экосистемийн бүтээмж, тогтвортой байдал, уян хатан байдалд нөлөөлдөг биологийн системийн чухал хэсэг юм. Биологийн олон янз байдал өндөр байх нь тоосжилт, шим тэжээлийн эргэлт, ус цэвэршүүлэх зэрэг экосистемийн үйлчилгээнд хувь нэмрээ оруулж чадна. Биологийн олон янз байдлыг хамгаалах нь хүн болон бусад организмын тулгуурласан экосистемийн үйл ажиллагаа, үйлчилгээг хадгалахад нэн чухал юм.
Биологийн системийн нарийн төвөгтэй байдал, өргөн цар хүрээтэй байдал нь судлаачдад ихээхэн бэрхшээл учруулдаг. Геномын дараалал, биоинформатик зэрэг технологийн дэвшил нь молекулаас эхлээд экосистемийн түвшинд хүртэл биологийн системийн талаарх бидний ойлголтод хувьсгал хийсэн. Үргэлжилсэн судалгаа нь өвчин, хүнсний аюулгүй байдал, байгаль орчны тогтвортой байдал зэрэг дэлхийн сорилтуудыг шийдвэрлэхэд синтетик биологийн боломжит хэрэглээ зэрэг амьдралын үндсэн үйл явц, механизмын талаарх бидний ойлголтыг гүнзгийрүүлэх зорилготой юм.
Биологийн системийг судлах жишээ, туршилтууд нь эрдэмтэд организмын ДНХ-г нарийн өөрчлөх боломжийг олгодог CRISPR-Cas9 гэх мэт геном засварлах техникээс эхлээд хүний үйл ажиллагааны биологийн олон янз байдал, экосистемийн үйл ажиллагаанд үзүүлэх нөлөөг судалдаг экологийн хээрийн судалгаа хүртэл өргөн хүрээтэй.
Биологийн системүүд нь эсийн доторх молекулын харилцан үйлчлэлээс эхлээд экосистемийн цогц сүлжээ хүртэлх амьдралын нарийн нэхмэл матрицууд юм. Эдгээр системийг ойлгохын тулд генетик, физиологи, экологи, хувьслын биологийн мэдлэгийг нэгтгэсэн салбар хоорондын хандлагыг шаарддаг. Амьдралын нарийн төвөгтэй байдлыг тайлахын хэрээр бид биологийн системд тулгарч буй сорилтуудыг даван туулж, хүн төрөлхтөн болон эх дэлхийг сайжруулахын тулд тэдний чадавхийг ашиглахад илүү сайн бэлтгэгдсэн болно.
