APLINKOS BIOTECHNOLOGIJA: ISTORIJA, KĄ JI TIRIA, PROGRAMOS - BIOLOGIJA - 2025

Aplinkos biotechnologijų yra disciplina, skirta kurti ir naudoti biologinių sistemų ištaisyti ir išspręsti taršos problemas aplinkai. Jame naudojami mokslo, technologijos ir genetinės inžinerijos principai organinėms ir neorganinėms medžiagoms apdoroti, siekiant pagerinti natūralią aplinką ir siekiant darnaus vystymosi.

Jo taikymo sritis svyruoja nuo biologinio regeneravimo ir nuotekų, dujų bei toksinių atliekų valymo iki medžiagų biologinio skaidymo, agrobiotechnologijų, bioenergijos, biominingo ir kenkėjų bei ligų kontrolės.

Aplinkos biotechnologija naudoja mikroorganizmus, kad atsigautų aplinkos sąlygos, kurias paveikė tarša. Šaltinis: pixabay.com

Šiuo metu pati svarbiausia funkcija yra grindų, vandens ir oro valymas naudojant tvaresnius ir ekonominius procesus.

Pvz., Susidūrus su naftos išsiliejimu sausumoje, trąšos su sulfatais ar nitratais gali būti gaminamos siekiant skatinti mikroorganizmų, skatinančių šios medžiagos irimą, dauginimąsi.

Apibendrinant galima pasakyti, kad aplinkos biotechnologijos padeda gamtai įveikti pusiausvyros sutrikimus ir atgauna ekosistemas, kurios patyrė tam tikrus pakitimus, dažniausiai dėl žmogaus veiksmų.

Aplinkos biotechnologijų istorija

Biotechnologijos žmonijos istorijoje buvo naudojamos nuo senų senovės, kai tam tikriems produktams, tokiems kaip vynas, alus, sūris ar duona, gauti buvo naudojami skirtingi gyvūnų ir augalų tvarkymo būdai.

XIX amžiuje prancūzų chemikas Luisas Pasteuras atrado, kad fermentaciją sukėlė mikroorganizmai, atnešę didelę naudą maisto ir sveikatos pramonei.

Po metų britų mokslininkas Aleksandras Flemingas pastebėjo penicilino bakterijų poveikį gydant infekcijas, o tai leido sukurti plataus masto antibiotikus.

1953 m. Mokslininkai Rosalind Franklin, James D. Watson ir Francis Crick iš Kembridžo universiteto atrado DNR ir genetinio kodo veikimą. Tai paskatino precedento neturintį progresą molekulinės manipuliacijos srityje, sukėlusį šiuolaikinę biotechnologiją.

Genų modifikavimas ir perkėlimas iš vieno organizmo į kitą leido sukurti geresnius produktus ir procesus žemės ūkio ir medicinos srityse.

Laikui bėgant ir dėl neigiamo pramoninio eksploatavimo poveikio aplinkai, šie būdai buvo pradėti naudoti siekiant išspręsti su tarša susijusias problemas, dėl kurių atsirado aplinkos biotechnologijos.

Ką tiria aplinkos biotechnologijos?

Ši disciplina apima dvi pagrindines studijų sritis: biotechnologijos ir ekologija.

Biotechnologijos

Tai yra mokslas, tiriantis ir analizuojantis gyvus organizmus, siekiant pasitelkiant technologijas išnaudoti jų išteklius ir galimybes panaudoti juos gaminių tobulinimui ir kitiems tikslams.

Jis daugiausia naudojamas maisto, medicinos, farmakologijos ir aplinkos priežiūros srityse.

Naudojant jį galima gauti efektyvesnių vaistų, atsparesnių medžiagų, sveikesnio maisto, atsinaujinančių energijos šaltinių ir mažiau taršių pramonės procesų.

Ekologija

Tai yra biologijos dalis, tirianti gyvų būtybių santykius tarpusavyje ir su aplinka, kurioje jie gyvena. Vienas pagrindinių jo pomėgių yra pokyčiai, kuriuos ekosistemos patiria iš žmonių vykdomos veiklos.

Šia prasme ekologija keletą metų buvo susijusi su politiniais ir socialiniais judėjimais, kurie visame pasaulyje kovoja už aplinkos apsaugą ir priežiūrą.

Jos veiksmais siekiama išsaugoti ir atkurti gamtos išteklius, apsaugoti laukinę gyvūniją ir sumažinti žmogaus keliamos taršos lygį.

Pagal šią aplinkosaugos biotechnologiją siekiama rasti biologinės įvairovės nykimo, klimato pokyčių, naujų atsinaujinančių energijos šaltinių prieinamumo ir ozono sluoksnio plėtimo sprendimus, be kitų problemų.

Programos

Žemės ūkyje aplinkos biotechnologijos leidžia gaminti maistą, kuriame būtų daugiau vitaminų, mineralų ir baltymų, ir augalus, atsparesnius vabzdžių išpuoliams. Šaltinis: pixabay.com

Pagrindinės aplinkos biotechnologijų paskirtys yra susijusios su biologiniu regeneravimu, nuotekų valymu, biologiniu medžiagų skaidymu ir agrobiotechnologijomis.

Bioremediacija

Šis terminas reiškia mikroorganizmų naudojimą medžiagai apdoroti arba aplinkos sąlygoms, kurias paveikė užteršimas, atkurti.

Pavyzdžiui, tam tikros bakterijos, grybeliai ir genetiškai modifikuoti augalai turi savybę absorbuoti ir skaidyti toksiškus elementus iš dirvožemio, vandens ar oro.

Vienas žinomiausių atvejų yra genetinės modifikacijos, padarytos iš Deinococcus radiodurans bakterijos, kuri turi didelę savybę atlaikyti radiaciją, kad ji sugertų gyvsidabrio jonus ir tolueną, esantį branduolinėse atliekose.

Savo ruožtu tam tikri grybai labai toleruoja švino koncentraciją ir yra naudojami dirvožemiui, užterštam šiuo sunkiu metalu, valyti.

Nuotekų valymas

Aplinkos biotechnologijos taip pat gali būti naudojamos fizikiniams, cheminiams ir biologiniams teršalams pašalinti iš žmonių nuotekų.

Naudojant vandens augalus, mikrodumblius ir biologinio skaidymo procesus, galima išvalyti atliekas ir pagerinti jų kokybę.

Agrobiotechnologijos

Aplinkosaugos biotechnologijose žemės ūkyje naudojami gyvi organizmai arba mikroorganizmai, siekiant pagerinti pasėlių būklę ir padidinti derlių.

Tai leidžia, pavyzdžiui, gaminti maistą, turintį daugiau vitaminų, mineralų ir baltymų, ir augalus, atsparesnius vabzdžių išpuoliams, nereikia naudoti cheminių produktų, kurie kenkia aplinkai.

Be to, tai leidžia pakartotinai naudoti žemės ūkio liekanas ar nuotekas gaminant energiją ir biokurą.

Medžiagų biologinis skaidymas

Aplinkos biotechnologija taip pat leidžia sukurti biologiškai skaidžias medžiagas, kurios natūraliai suskaidomos veikdamos biologinius veiksnius, tokius kaip gyvūnai, grybeliai ir bakterijos.

Šių elementų skilimas gali vykti dviem būdais: per organizmus, kuriems gyventi reikalingas deguonis (aerobinis skilimas), arba per organizmus, kuriems metabolizmui nereikia deguonies (anaerobinis skilimas).

Šis procesas padeda sumažinti atliekų kiekį ir išvengia teršalų nuolatinio susidarymo aplinkoje.

Kita vertus, kiti galimi aplinkos biotechnologijų taikymo atvejai, be kita ko, yra susiję su kietųjų atliekų ir dujų apdorojimu, bioenergija ir biominingas, kenkėjų ir ligų kontrole bei biogeocheminiais ciklais.

Nuorodos

1. Castillo Rodríguez, Francisco (2005). Aplinkos biotechnologijos. Redakcijos tebaras. Madridas. Ispanija.
2. Bécares, E. (2014). Aplinkos biotechnologijos, biotechnologijų peleninė? „AmbioSciences“. Leono universiteto Biologinių ir aplinkos mokslų fakulteto redaguotas mokslo sklaidos žurnalas.
3. ISEB. Tarptautinė aplinkos biotechnologijų draugija. Galima rasti: inecol.edu.mx
4. Blanšas, Anicetas. Aplinkos biotechnologijos. Biotechnologinės priemonės gerinant aplinką. Barselonos universitetas.
5. Rittmann, BE (2006). Mikrobų ekologija aplinkos biotechnologijų procesams valdyti. „Biotechnol“ tendencijos.
6. Aplinkos biotechnologija, Vikipedija. Galima rasti: Wikipedia.org