مقدمة عن التقنية الحيوية الميكروبية والبيئة

تمثل البيئة المكان الذي يعيش فيه الكائن . لذا وجب الحفاظ عليها كي يمكن الحفاظ على الحياة. وتلويث البيئة يعني بمرور الزمن القضاء على الكائنات الحية والقضاء من ورائها على الحياة. وفي القرن الواحد والعشرين ورثت البيئة العديد من مشاكل القرون الماضية التي تكاد ان تقضي على الحياة على الأرض، لذلك كانت البيئة ومشاكلها من أهم التحديدات أمام التقنية الحيوية والهندسة الوراثية. والتحديات تطالب بإعادة البيئة الى حالتها البكر الأولى كي يمكن العيش فيها. ولعل البيئة وتلوثها كانت من أهم الدوافع التي أوجدت التقنية الحيوية ورغبة الإنسان في العودة الى احضان الطبيعية والاعتماد على عناصرها الحية بعدما لاحظ من توارث المشاكل من استعمال التقنيات الصناعية التي تدخل بها ظنا منه لتحسين الحياة واذا بالأمور تنقلب رأسا على عقب.

عناصر وظروف البيئة

تحدد عناصر البيئة بالأحياء التي تعيش فيها والجانب الثاني من العناصر هو المكان الذي تعيش فيه الاحياء. اما الظروف فتتنوع اعتمادا على مؤشرات شتى، ومنها الحرارة والتي تمتد على الأرض من درجات عديدة تحت الصفر المئوي لتصل الى 350 م◦ او أكثر في البراكين وغيرها، وتتدرج الملوحة أيضاً بشكل متفاوت اعتمادا على الموقع البيئي، وكذلك الارقام الهيدروجينية والتي يكمن ان يحصل فيها التطرف على المقياس المعتمد من صفر – 14 او ما دون ذلك. وهناك ظروف الغلاف الغازي للأرض الذي تدخل الإنسان في تغييره بشكل مباشر او غير مباشر وأدى الى ظاهرة الاحتباس الحراري وما يتبعه من كوارث بيئية وهي المشكلة التي تؤرق العالم. وهناك عدد آخر من المؤشرات التي يمكن ان تندرج في الموضوع التي ستناقش في هذا الفصل.

ونظرا لأهمية البيئة وما يتوقع من التقنية الحيوية ان تساعد في اصلاح ظهر حقل خاص بالموضوع هو التقنية الحيوية البيئية Environmental Biotechnology الذي اهتمت به الدول وما فيها من جامعات ومراكز أبحاث بدراسته ورصدت الاموال الطائلة لمثل هذه التوجهات. وامتد تأثير البيئة ليطال الجوانب السياسية وأصبحت البيئة من مرجحات كفة السياسة في العديد من البلدان وتأسست الأحزاب والفرق لحمايتها.

وكخطوة اولى في الوقت الحاضر يتم عادة تحديد ملوثات البيئة ودراسة قابلية بقاءها في الأنظمة البيئية، ومحاولة ايجاد البدائل الطبيعية بدلا من الصناعية للحد من التلوث، وتعد هذه من المواضيع الحرجة والرئيسة للإبقاء على محيط الارض الحيوي Earth's biosphere بحالة جيدة وذلك ليس فقط للحفاظ على البيئات الموضعية او على مدى منطقة معينة وإنما الحفاظ على نوعية البيئة العالمية لان التلوث اذا حصل في الغرب غدا يصل الى الشرق ولا يمكن اعاقته كما حصل ويحصل في العديد من الكوارث.

الاضطراب والمشاكل البيئية

يلاحظ في الوقت الحاضر ان المشكلة البيئية المتفاقمة هو ارتفاع تراكيز ما يسمى بغازات البيوت الزجاجية Greenhouse gases وفي مقدمتها ثنائي اوكسيد الكاربون عن حدودها الطبيعية، وارتفاع المستوى يؤثر على العديد من الفعاليات الحيوية، والمهم بالنسبة لموضوع الكتاب هو تداخله مع الاحياء المجهرية.

فارتفاع نسبة غازات البيوت الزجاجية يؤثر على نظام تداخل جذور النباتات مع أحياء التربة المجهرية وذلك بتأثيره على محتوى التربة من الماء ونوعيته. فالأحياء المجهرية هي القوة المحركة لتزويد المغذيات في التربة وكذلك تعد المستلمات الاولى لنواتج التخليق الضوئي (Photoassimilates) من النباتات التي تثبت ثنائي اوكسيد الكاربون، لذلك تستعمل المؤشرات الميكروبية كدليل على سلامة البيئة او التربة على وجه الخصوص ويستعمل دليل الاحياء المجهرية Microbial index لغرض تقييم تعداد الاحياء المجهرية وفعاليتها والذي يعكس بصورة مباشرة دورة العناصر في البيئة وسلامة الاخيرة واضافة الى دليل الاحياء المجهرية يمكن قياس كمية الكاربون في الكتلة الحيوية كنسبة مئوية للمواد العضوية في التربة، يمكن قياس الحاصل الايض Metabolic quotient كدليل على التلوث، وذلك لان البيئة ستؤثر على أعداد وفعاليات مجتمعات الاحياء المجهرية، ويعد حاصل او معامل ثنائي اوكسيد الكاربون qCO₂ احد الدلائل الحيوية المستعملة لقياس اضطراب النظام البيئي.

ويعد قياس الدلائل الميكروبية مؤشرات حساسة للتعبير عن التغيرات التي تحصل في البيئة ومنها الاجهادات المسلطة على الاحياء المجهرية لذلك تستعمل هذه الدالات Indces لتسجيل مدى تلوث البيئة بالمعادن الثقيلة او المواد العضوية السامة او الاشعاع او غيره وكذلك يمكن استعمال الانزيمات للبحث عن الملوثات كما في استعمال المجسات الحيوية.

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .

مواضيع ذات صلة

أمثلة على الاحياء المهندسة وراثيا المستعملة

عدم كفاءة الاحياء المهندسة وراثيا

اطلاق الاحياء المهندسة وراثيا الى البيئة

بكتريا Deinococcus geothermalis

مظاهر خاصة بالبكتريا المقاومة للإشعاع

مسارات نقل الاشارات للبكتيريا المقاومة للإشعاع

استجابة البكتيريا المقامة للإشعاع للاجهادات

أنظمة ومسارات اصلاح DNA للبكتيريا المقاومة للإشعاع

تركيب الجينوم للبكتيريا المقاومة للإشعاع

انظمة الترجمة والتضاعف للبكتيريا المقامة للإشعاع

المسارات الايضية للبكتريا المقاومة للإشعاع

التلوث الاشعاعي