الفوائد البيئية للتكنولوجيا الحيوية

ما هي التكنولوجيا الحيوية؟

هي عبارة عن استخدام الأنظمة البيولوجية الموجودة في الكائنات الحية أو استخدام الكائنات الحية نفسها؛ لإحداث تقدم تكنولوجي وتكييف تلك التقنيات مع مختلف المجالات، حيث تشمل هذه التطبيقات في مجالات متعددة – من الممارسة الزراعية إلى القطاع البيئي والطبي، كما أنه لا يشمل فقط التطبيقات في المجالات التي تشمل الأحياء، ولكن أيضًا أي مجال آخر، حيث يمكن تطبيق المعلومات التي تم الحصول عليها من الجانب البيولوجي للكائن الحي.
وتعد التكنولوجيا الحيوية ايضًا أمرًا حيويًا بشكل خاص عندما يتعلق الأمر بتطوير الأدوات الصغيرة والكيميائية، حيث توجد العديد من الأدوات التي تستخدم التكنولوجيا الحيوية على المستوى الخلوي.

ما هي أنواع التكنولوجيا الحيوية؟

• التكنولوجيا الحيوية الطبية: وهي عبارة عن استخدام بعض الخلايا الحية والمواد الخلوية الأخرى لتحسين صحة البشر، ويتم استخدامه لإيجاد العلاجات – وكذلك التخلص من الأمراض والوقاية منها، حيث يشتمل هذا العلم على استخدام هذه الأدوات للبحث لإيجاد طرق مختلفة أو أكثر كفاءة للحفاظ على صحة الإنسان وفهم بيولوجيا الخلية البشرية.
  وتُستخدم هذه التقنية لإنتاج بعض الأدوية والمواد الكيميائية الأخرى لمكافحة الأمراض، حيث يتضمن ذلك دراسة البكتيريا والخلايا النباتية والحيوانية لفهم الطريقة التي تعمل بها أولاً على المستوى الأساسي، كما أنه قد يتضمن بشكل كبير دراسة الحمض النووي (حمض الديوكسي) للتعرف على كيفية التلاعب بالتركيب الجيني للخلايا لزيادة إنتاج الخصائص المفيدة التي قد يجدها البشر مفيدة مثل إنتاج الأنسولين.
  
• التكنولوجيا الحيوية البيئية: وهي عبارة عن التكنولوجيا المستخدمة في معالجة النفايات ومنع التلوث، حيث يمكن لهذه التكنولجيا تنظيف العديد من النفايات بكفاءة أكبر مقارنة بالطرق التقليدية – وتقليل اعتمادنا بشكل كبير على طرق التخلص من النفايات في مكبات النفايات.
  فعلى سبيل المثال أن كل كائن حي يبتلع العناصر الغذائية للعيش فإنه ينتج منتجات ثانوية نتيجة لذلك، ونتيجة لذلك فإن الكائنات الحية المختلفة تحتاج إلى أنواع مختلفة من العناصر الغذائية، حيث تتغذى بعض البكتيريا أيضًا على المكونات الكيميائية لمنتجات النفايات.
  كما يقوم مهندسو البيئة بإدخال بعض العناصر الغذائية لتحفيز نشاط البكتيريا الموجودة بالفعل في التربة في موقع النفايات أو إضافة بكتيريا جديدة إلى التربة، حيث تساعد البكتيريا في هضم النفايات في الموقع مباشرة – وبالتالي تحويلها إلى منتجات ثانوية غير ضارة، وبعد استهلاك النفايات تموت البكتيريا أو تعود إلى مستوياتها الطبيعية في البيئة.
  
• التكنولوجيا الحيوية الصناعية: وهي عبارة عن تطبيق التكنولوجيا الحيوية للأغراض الصناعية التي قد تشمل التخمير الصناعي، فبتطبيق تقنيات البيولوجيا الجزيئية الحديثة فإنه يحسن الكفاءة – ويقلل من التأثيرات البيئية المتعددة الأوجه للعمليات الصناعية بما في ذلك: الورق ولب الورق والتصنيع الكيميائي والمنسوجات.
  وتشمل هذه التكنولوجيا ايضًا استخدام الخلايا مثل الكائنات الحية الدقيقة أو مكونات الخلايا مثل الإنزيمات لتوليد منتجات في قطاعات مفيدة صناعيًا مثل الأغذية والأعلاف والمواد الكيميائية والمنظفات والمنسوجات والوقود الحيوي والغاز الحيوي، كما أنها تتقدم بنشاط نحو خفض انبعاثات غازات الدفيئة، وذلك باستخدام بعض المواد الخام المتجددة لإنتاج مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية والوقود.
  
• التكنولوجيا الحيوية الزراعية: ترتكز التكنولوجيا الحيوية الزراعية على تطوير نباتات معدلة وراثيًا لزيادة غلة المحاصيل أو إدخال خصائص لتلك النباتات التي توفر لها ميزة تنمو في المناطق التي تضع نوعًا من عامل الإجهاد على النبات – أي الطقس والآفات.
  وفي بعض الحالات قد تتضمن هذه التكنولوجيا تحديد خاصية ما – والعثور على الجين الذي يسببها، ثم وضع هذا الجين داخل نبات آخر بحيث يكتسب تلك الخاصية المرغوبة، مما يجعله أكثر ديمومة أو جعله ينتج غلات أكبر مما كان عليه في السابق.
  

ما هي الفوائد البيئية للتكنولوجيا الحيوية؟

• المكملات الغذائية: إن أحد أهم استخدامات التكنولوجيا الحيوية هو ضخ بعض المغذيات في الغذاء في حالات مثل المساعدات، ولذلك فإنه يوفر للطعام مغذيات ثقيلة ضرورية لمثل هذه الظروف، وخير مثال على هذا التطبيق هو إنتاج  الأرز الذهبي، حيث يتم غرس الأرز مع بيتا كاروتين، حيث يحتوي الأرز على فيتامين أ، والذي يمكن للجسم تصنيعه بسرعة.
  
• الوقود الحيوي: حيث إن الوقود الحيوي هو أحد أكبر تطبيقات التكنولوجيا الحيوية في قطاع إنتاج الطاقة، فمع المخاوف من تضاؤل ​​موارد النفط في العالم والآثار البيئية المرتبطة بها هناك حاجة متزايدة لحماية مستقبل العالم من خلال إيجاد مصادر وقود بديلة صديقة للبيئة، حيث تسمح التكنولوجيا الحيوية بحدوث ذلك مع التطورات مثل: استخدام الذرة لإنتاج وقود قابل للاحتراق لتشغيل محركات السيارات، وهذه الأنواع من الوقود مفيدة جداً للبيئة لأنها لا تنتج غازات الاحتباس الحراري.
  
• الوقود من النفايات: يمكن تحويل تطبيق نفايات المعالجة الحيوية إلى وقود حيوي لتشغيل المولدات، حيث يمكن تحفيز الميكروبات لإنتاج الإنزيمات اللازمة لتحويل المواد النباتية إلى لبنات بناء للبلاستيك القابل للتحلل، كما يمكن اشتقاق الميثان من نوع من البكتيريا التي تحلل سائل الكبريت – وهو منتج نفايات لصناعة الورق، ويمكن استخدام الميثان الناتج ايضًا في عمليات صناعية أخرى أو كوقود.
  
• مقاومة الإجهاد اللاأحيائية: في الواقع هناك القليل جدًا من الأراضي الصالحة للزراعة على الأرض – مع بعض التقديرات التي تشير إلى أنها تبلغ حوالي 20 بالمائة، ومع زيادة عدد سكان العالم هناك حاجة إلى أن تكون مصادر الغذاء المتاحة فعالة قدر الإمكان لإنتاج أكبر قدر ممكن من الغذاء في أقل مساحة ممكنة.
  وهذا يعني أن هناك حاجة لتطوير بعض المحاصيل التي يمكنها التعامل مع هذه الضغوط اللاأحيائية مثل الملوحة والجفاف والصقيع من البرد، فعلى سبيل المثال في إفريقيا والشرق الأوسط، حيث المناخ لا يرحم قد لعبت هذه الممارسة دورًا مهمًا في تطوير المحاصيل التي يمكنها تحمل المناخات القاسية السائدة.
  
• الكيماويات السلعية والكيماويات المتخصصة: والتي يمكن إنتاجها باستخدام تطبيقات التكنولوجيا الحيوية، حيث يستخدم التوليف الكيميائي التقليدي في كثير من الأحيان منتجات غير مرغوب فيها مثل حمض الهيدروكلوريك والذي يتضمن كميات كبيرة من الطاقة، ويمكن أن يتم إنتاج نفس المواد الكيميائية بشكل اقتصادي وجعلها أكثر ملاءمة للبيئة باستخدام المحفزات الحيوية مثل: مادة الأكريلاميد البوليمر.
  
• الرعاية الصحية: يتم تطبيق التكنولوجيا الحيوية في قطاع الرعاية الصحية في تطوير المستحضرات الصيدلانية التي أثبتت صعوبة إنتاجها من خلال وسائل تقليدية أخرى بسبب مخاوف النقاء، كما تساعد هذه التكنولوجيا على تقليل نفايات المستحضرات الصيدلانية التي تؤثر بشكل كبير على البيئة – أذ لم يتم التخلص منها بشكل صحيح.
  
• الفوائد البيئية الزراعية: بشكل عام يمكن للتكنولوجيا الحيوية المساعدة في حماية البيئة في قطاع الزرعة من خلال زيادة مقاومة المحاصيل للآفات أو مقاومة الأمراض في الحيوانات، مما يؤدي إلى انخفاض استخدامات المبيدات الحشرية والمضادات الحيوية على التوالي، كما يمكن ايضًا الاستفادة بشكل أكثر كفاءة من العناصر الغذائية، مما قد يؤدي إلى تنازع احتياجات المياه والأسمدة في المحاصيل أو مدخلات العلف في الحيوانات.
  وبالإضافة إلى ذلك ستؤدي هذه الفوائد إلى زيادة الإنتاج (غلة المحاصيل أو المنتجات الحيوانية لكل هكتار) على الأراضي الزراعية، حيث يمكن استخدام الأراضي المتنازع عليها لتعزيز التنوع الطبيعي – والحفاظ على النظم البيئية الطبيعية، وقد تكون الأرض ضرورية أيضًا لإطعام النمو الإضافي للسكان البشريين.