بیو تکنولوژی ومحیط زیست
تعريف بيوتكنولوژي
گستردگي و تنوع كاربردهاي بيوتكنولوژي، تعريف و توصيف آنرا كمي مشكل و متنوع ساخته است. برخي آن را مترادف ميكروبيولوژي صنعتي و استفاده از ميكروارگانيسم ها مي‌دانند و برخي آنرا معادل مهندسي ژنتيك تعريف مي‌كنند. اما به طور كلي مي توان تعريف زير را براي بيوتكنولوژي ارائه داد. كاربرد روشهاي علمي و فني در تبديل بعضي مواد به كمك عوامل بيولوژيك (ميكروارگانيسمها، ياخته‌هاي گياهي و جانوري و آنزيمها و... ) براي توليد كالا و خدمات در كشاورزي، صنايع غذايي، دارويي، پزشكي و ساير صنايع. هر چند كه با گذشت زمان دانشمندان به مفاهيم مشتركي در مورد تعريف بيوتكنولوژي نزديك شده اند اما هر متخصص و دانشمندي تعريف جداگانه اي از بيوتكنولوژي ارائه مي‌دهد. علت اين حقيقت را بايد در ماهيت بيوتكنولوژي يافت. بيوتكنولوژي مانند زيست شناسي، زيست شناسي مولكولي، ژنتيك، مهندسي شيمي يا بيوشيمي، يك علم پايه يا كاربردي نيست كه بتوان محدوده و قلمرو آن را به سادگي تعريف كرد.
بيوتكنولوژي شامل حوزه اي مشترك از علوم مختلف است كه در اثر همپوشاني و تلاقي اين علوم با يكديگر به وجود آمده است. بيوتكنولوژي را مي‌توان به درختي شبيه كرد كه ريشه‌هاي تناور آنرا علومي با قدمت زياد مانند زيست شناسي به ويژه زيست شناسي مولكولي، ژنتيك، ميكروبيولوژي، بيو شيمي، ايمونو لوژي، شيمي، مهندسي شيمي، گياه شناسي، جانور شناسي، داروسازي، كامپيوتر، و غيره تشكيل مي‌دهند و شاخه‌هاي اين درخت كه كم و بيش به تازگي روييدن گرفته اند و هر لحظه با رشد خود شاخه‌هاي فرعي بيشتري را به وجود مي‌آورند بسيار متعدد و متنوع مي‌باشند. تقسيم بندي بيوتكنولوژي به شاخه‌هاي مختلف نيز برحسب ديدگاه متخصصين و دانشمندان مختلف فرق مي‌كند و در رايج ترين تقسيم بندي از تلاقي و پيوند علوم مختلف با بيوتكنولوژي استفاده مي‌كنند و نام شاخه اي از بيوتكنولوژي را بدين ترتيب وضع مي‌كنند. مانند بيوتكنولوژي پزشكي كه از تلاقي بيوتكنولوژي با علم پزشكي بوجود آمده است يا بيوتكنولوژي كشاورزي كه كار برد بيو تكنولوژي در كشاورزي را نشان ميد هد.بدين ترتيب مي‌توان از بيوتكنولوژي دارويي، بيوتكنولوژي ميكروبي، بيوتكنولوژي دريا، بيوتكنولوژي قضايي يا پزشكي قانوني، بيوتكنولوژي محيطي، بيوتكنولوژي غذايي، بيو انفورماتيك، بيوتكنولوژي صنعتي، بيوتكنولوژي نفت، بيوتكنولوژي تشخيصي و غيره نام برد. گستردگي كاربرد بيوتكنولوژي در قرن بيست و يكم به حدي است كه اقتصاد، بهداشت، درمان، محيط زيست، آموزش، كشاورزي، صنعت، تغذيه و ساير جنبه‌هاي زندگي بشر را تحت تاثير شگرف خود قرار خواهد داد. به همين دليل انديشمندان جهان قرن بيست و يكم را قرن بيوتكنولوژي نامگذاري كرده اند.
تاريخچه بيوتكنولوژي
در تقسيم بندي زماني مي‌توان سه دوره براي تكامل بيوتكنولوژي قائل شد:
1)دوره تاريخي
در اين دوره كه بشر با استفاده ناخود آگاه از فرايندهاي زيستي به توليد محصولات تخميري مانند نان، مشروبات الكلي، لبنيات، ترشي جات، سركه و غيره مي‌پرداخت. در شش هزار سال قبل از ميلاد مسيح، سومريان و بابليها از مخمرها در مشروب سازي استفاده كردند. مصريها در حدود چهار هزار سال قبل با كمك مخمر و خمير مايه، نان مي‌پختند. در اين دوران فرايندهاي ساده و اوليه بيوتكنولوژي و بويژه تخمير توسط انسان بكار گرفته مي‌شد.
2)دوره مياني
در اين دوره كه با استفاده آگاهانه از تكنيكهاي تخمير و كشت ميكرو ارگانيسم ها در محيط‌هاي مناسب و متعاقباً استفاده از فرمنتورها در توليد آنتي بيوتيكها، آنزيمها، اجزاء مواد غذايي، مواد شيميايي آلي و ساير تركيبات، بشر به گسترش اين علم مبادرت ورزيد. در اين دوره اين بخش از علم به نام ميكروبيولوژي صنعتي معروف بود و هم اكنون نيز روند استفاده از اين فرايندها در زندگي انسان ادامه دارد. ليكن پيش بيني مي‌شود به تدريج با استفاده از تكنيكهاي بيوتكنولوژي نوين بسياري از فرآيند‌هاي فوق نيز تحت تاثير قرار گرفته و به سمت بهبود و كارآيي بيشتر تغيير يابد.
3)دوره نوين بيوتكنولوژي
در اين دوره بيوتكنولوژي با كمك علم ژنتيك در حال ايجاد تحول در زندگي بشر است. بيوتكنولوژي نوين مدتي است كه رو به توسعه بوده و روز به روز دامنه و وسعت بيشتري مي يابد. اين دوره زماني از سال 1976 با انتقال ژنهايي از يك ميكرو ارگانيسم به ميكروارگانيسم ديگر آغاز شد. تا قبل از آن دانشمندان در فرآيند‌هاي بيوتكنولوژي از خصوصيات طبيعي و ذاتي (ميكرو) ارگانيسم ها استفاده مي‌كردند. ليكن در اثر پيشرفت در زيست شناسي مولكولي و ژنتيك و شناخت عميق تر اجزا و مكانيسم‌هاي سلولي و مولكولي، متخصصين علوم زيستي توانستند به اصلاح و تغيير خصوصيات (ميكرو) ارگانيسم ها بپردازند و (ميكرو) ارگانيسمهايي با خصوصيات كاملاً جديد بوجود آورند تا با استفاده از آنها بتوانند تركيبات جديد را با مقادير بيشتر و كارآيي بالا تر توليد نمايند.
بيوتكنولوژي و توسعه پايدار
يكي از ابزارهاي كاربردي جهت رسيدن به توسعه پايدار، استفاده از فناوريهاي نوين به خصوص بيوتكنولوژي مي‌باشد.
از آنجا كه كاربردهاي بيوتكنولوژي در كلية شئونات زندگي بشر نقش آفرين شده است مي توان حدس زد در آينده نزديك كنار اكثر نامهاي رايج علوم و فنون يك كلمه « بيو » يا « بيوتك » هم اضافه شود، بي شك در آينده نيز گستره نفوذ اين صنعت فراگير و جايگاه و نقش آن در سرنوشت انسانها بيشتر خواهد شد. بنابراين بيوتكنولوژي علاوه بر اينكه مي‌تواند ابزار مناسب و قدرتمندي براي دستيابي به توسعه پايدار به شمار آيد، ابزار و اهرم قدرتمندي براي تسلط هرچه بيشتر كشورهاي مجهز به اين صنعت بر ساير كشورها نيز محسوب مي‌شود.
بيوتكنولوژي بدون هيچ ترديدي نقش اساسي در توسعه اقتصادي كشورهاي جهان ايفا كرده است، از اين رو هرگونه ضعف، تبعات وخيمي را براي كشور به دنبال خواهد داشت. تجربه های موجود در برخورد با معضلات زیست محیطی نشان می دهد که راه حل های غیر اصولی ومقطعی نمی توانند جوابگوی نیازهای بشری برای حفظ محیط زیست وتداوم زندگی در کره زمین باشند وتنها با هماهنگ ساختن تکنولوژی ومحیط زیست طبیعی است که می توان به هدف هایی نظیر حفظ محیط زیست ،حفظ جمعیت های انسانی ،تندرستی بشریت دست یافت .زنجیره حل مشکل آلودگی محیط زیست یک چرخه کامل را طی کرده است.اولین راه حل برای این معضل ،چشم پوشی از مشکل بود.رهیافت بعدی رقیق سازی یا پراکندن آلاینده ها در محیط وپس از آن کنترل خروجی های نهایی بوده است .برای دو دهه آسانترین وساده ترین ونه لزوما ارزانترین وموثرترین راه حل تکنولوژیکی ،کنترل خروجی با استفاده از تجهیزات افزودنی به سیستم نظیر پخش آلاینده ها از طریق دود کش های بلند یا دیگر وسایل بوده است .وسر انجام به دلیل این که راه حل های موجود پاسخگوی مشکلات زیست محیطی جدید نبودند ،ضرورت طرح ایده تولید پاک مطرح شد. .مهم است بدانیم که تکنولوژی های پاک نیازمند پشتوانه های تکنولوژیکی وعلمی والاتر ،افزون بر مراحل مقدماتی فرایند بازرسی و مدیریت داخلی هستند.برخی از تغییرات تکنولوژیکی شامل بهسازی طراحی های فرایند ومحصول ،بهره گیری از مزایای دانش جدید وشیوه های بهتر می باشند که با تکیه بر آخرین پیشرفتهای بیوتکنولوژی ،پایش ،تکنولوژی های کنترل واطلاعات رسانی ،منابع جدید انرژی ومواد پیشرفته دارند. استفاده از زيست فناوري براي پاكسازي محيط زيست یکی از اهدافی است که در سندملی زیست فناوری قید شده است.
بطور خلاصه استفاده از زيست فناوري در پاكسازي محيط زيست را مي توان به شكل زير بيان نمود:
- حذف موثر آلاينده هاي خطرناك از محيط زيست با استفاده از موجودات پالايشگر (ميكروارگانيسم،گياه ) Bioremediation وحذف آلاينده هاي نفتي با استفاده از باكتريهاي نفت خوار که نفت را به اسيدهاي چرب قابل استفاده براي موجودات دريايي تبديل مي كنند. همانطور كه مي‌دانيم زمانيكه منطقه‌اي (آبي يا خاكي) به نفت خام يا برش‌هاي نفتي آلوده مي‌شود، برش‌هاي سبك نفتي توسط روشهاي فيزيكي (تشعشع و حرارت يا تبخير) از خاك، خارج شده و وارد هوا مي‌شوند. بخشي كه باقي مي‌ماند يا هيدوركربن‌هاي سنگين غيرآروماتيك و يا پلي‌آروماتيك‌هاي چندحلقه‌اي نظير فنانترن و آنتراسن هستند، كه سخت‌تجزيه‌پذير (Recalcitrant) مي‌باشند. طيف وسيع اين مواد مشكل‌زا را، هم در نفت خام و هم در سوختهاي سنگين نظير ذغال سنگ مورد استفاده در برخي صنايع مانند صنايع فولاد يا ذوب آهن مي‌توان ديد. مورد ديگر كه اصلاح زيستي مي‌تواند نقش اساسي در آن ايفا نمايد، مربوط به دفع آلاينده‌هاي خطرناك (Hazurdus) در آب يا خاك نظير مواد راديواكتيو، فلزات سنگين، عوامل شيميايي و يا روغن‌هاي ترانزيستور (PCB) مي‌باشد.
- حذف سموم شيميايي
- حذف آلاينده هاي حاصل از صنايع مانند فلزات سنگين
- توليد ظروف پلاستيكي تجزيه پذير با استفاده از پروتئينهاي گياهي
- توليد سوختهاي غير فسيلي
- كاهش آلاينده هاي آلاينده هاي هوا، خاك و آب
- نگهداري تركيب اتمسفر
- مديريت پسماندها با بكارگيري تكنيكهايي كه براي محيط زيست مناسب و از نظر اقتصادي به صرفه باشند
- تشخيص موجودات شاخص جهت شناسايي و استخراج سريع معادن ، آلاينده ها
خوشبختانه در استراتژي ملي بيوتكنولوژي جايگاه خوبي براي "اصلاح‌زيستي" در نظر گرفته شده است. يكي از مهمترين مواردي كه در بخش بيوتكنولوژي محيط زيست براي رفع آلودگي نفتي و زباله‌هاي جامد و ضايعات بيمارستاني و مراكز تحقيقاتي و غيره در نظر گرفته شده است همين اصلاح زيستي است. قابليت‌هاي موجود كشور در بيوتكنولوژي محيط زيست نيز قابل‌توجه است: در بخش آموزش، دانشگاه‌هاي صنعتي و غيرصنعتي فعال هستند. در بخش تحقيقات، علاوه بر دانشگاه‌ها كه تحقيقات بنيادي انجام مي‌دهند، وزارتخانه‌هايي نظير وزارت نيرو (شركت آب و فاضلاب)، جهاد كشاورزي (موسسة تحقيقات آب و خاك و يا موسسة تحقيقات بيوتكنولوژي كشاورزي)، نفت (پژوهشگاه صنعت نفت و برخي قسمت‌هاي ديگر)، صنايع و معادن، مركز ملي تحقيقات مهندسي ژنتيك، سازمان پژوهش‌هاي علمي و صنعتي ايران و سازمان حفاظت محيط زيست، تحقيقات كاربردي آنرا دنبال مي‌كنند. كاربرد وسيع بيوتكنولوژي در بخشهاي مختلف نشانگر گستره وسيع اين علم مي‌باشد به طوريكه، دور ماندن از دستاوردها و توانمندي‌هاي اين فناوري را مي‌توان معادل از دست رفتن استقلال ملي و وابستگي گسترده به ساير كشورها و عدم توسعه يافتگي دانست. اگر چه تا چندين سال قبل شدت عقب ماندگي ما در اين رشته با جهان پيشرفته، مشابه عقب ماندگي ما در زمينه هايي مانند الكترونيك نبوده است ولي اين شدت به سرعت رو به فزوني است. اين در حالي است كه ارزش توسعه فناوري زيستي در كشور به قدري زياد است كه بايد هر چه سريعتر با برنامه ريزي و سرعت مناسب، اين فناوري را توسعه دهيم، در غير اينصورت با توجه به اقتصاد تك محصولي وابسته به نفت در آينده دچار چالش‌هاي عظيمي خواهيم شد كه لطمات جبران ناپذيري را براي كشور به دنبال خواهد داشت. به علاوه بيوتكنولوژي مي‌تواند محافظ زيست در جهت توسعه اي پايدار باشد، با اين وجود ارزيابي زيست محيطي بر پايه عملكرد بيو تكنولوژي در جهت تكامل توسعه امري انكار ناپذير است و لازم است اقداماتي در زمينة ارزيابي بيوتكنولوژي محيط زيست كه از اصول اوليه توسعه پايدار است، صورت گيرد.
"منابع وماخذ"
1- بولتن بیوتکنولوژی ،1382.دفتر همکاریهای فناوری ریاست جمهوری .مرکز مطا لعات بیوتکنولوژی .سال هشتم،شماره 8.
2- کیوانی ،ن.1375.مفاهیم اساسی تکنولوژی پاک .فصلنامه علمی محیط زیست ،جلد هشتم ،شماره سوم.
3- http://bpdanesh.ir/detailnews