ЕКОЛОГІЧНА БІОТЕХНОЛОГІЯ: ІСТОРІЯ, ТЕ, ЩО ВОНА ВИВЧАЄ, ЗАСТОСУВАННЯ - БІОЛОГІЯ - 2024

Екологічна біотехнологія є дисципліною , присвячена розвитку і використання біологічних систем для виправлення і рішення проблем забруднення в навколишньому середовищі. У ньому використовуються принципи науки, техніки та генної інженерії для лікування органічних та неорганічних матеріалів, прагнучи покращити природне середовище та спрямовані на сталий розвиток.

Її застосування варіюється від біоремедіації та очищення стічних вод, газів та токсичних відходів, до біологічної деградації матеріалів, агробіотехнології, біоенергетики, біомінінгу та боротьби зі шкідниками та хворобами.

Екологічна біотехнологія використовує мікроорганізми для відновлення умов навколишнього середовища, постраждалих від забруднення. Джерело: pixabay.com

В даний час найвизначнішою його функцією є очищення підлоги, води та повітря за рахунок використання більш стійких та економічних процесів.

Наприклад, стикаючись з розливом нафти на землю, можна вносити добрива з сульфатами або нітратами для сприяння розмноженню мікроорганізмів, що сприяють розкладанню цієї речовини.

Коротше кажучи, екологічна біотехнологія допомагає природі подолати ситуації дисбалансу, відновивши екосистеми, які зазнали певних змін, у більшості випадків через дії людини.

Історія екологічних біотехнологій

Біотехнологія була присутня в історії людства з давніх часів, коли для отримання певних продуктів, таких як вино, пиво, сир чи хліб, почали застосовувати різні методи поводження з тваринами та культурами.

У 19 столітті французький хімік Луї Пастер виявив, що мікроорганізми стали причиною бродіння, приносячи велику користь харчовій та медичній промисловості.

Через роки британський вчений Олександр Флемінг спостерігав за впливом бактерій пеніциліну при лікуванні інфекцій, що дозволило розробити антибіотики у великих масштабах.

У 1953 р. Вчені Розалінд Франклін, Джеймс Д. Уотсон та Френсіс Крик з Кембриджського університету виявили ДНК та роботу генетичного коду. Це породило безпрецедентний прогрес у галузі молекулярних маніпуляцій, породжуючи сучасні біотехнології.

Модифікація та передача генів від одного організму до іншого дозволяла розвивати кращі продукти та процеси в галузях сільського господарства та медицини.

З часом, і як наслідок негативного впливу промислової експлуатації на навколишнє середовище, ці методи почали використовуватись для вирішення проблем, пов'язаних із забрудненням, спричиняючи екологічні біотехнології.

Що вивчає екологічна біотехнологія?

Ця дисципліна включає дві основні сфери вивчення: біотехнологія з одного боку та екологія з іншого.

Біотехнологія

Це наука, яка досліджує та аналізує живі організми, щоб за допомогою технологій скористатися їхніми ресурсами та можливостями для використання їх для вдосконалення продуктів та інших цілей.

Застосовується в основному в галузі харчування, медицини, фармакології та догляду за навколишнім середовищем.

Завдяки його використанню можна отримати більш ефективні лікарські засоби, більш стійкі матеріали, більш здорову їжу, поновлювані джерела енергії та менш забруднюють промислові процеси.

Екологія

Це частина біології, яка вивчає взаємини живих істот між собою та з середовищем, в якому вони живуть. Одним з його головних інтересів є зміни, які зазнають екосистеми внаслідок діяльності, яку здійснюють люди.

У цьому сенсі вже кілька років екологія пов'язана з політичними та соціальними рухами, які в усьому світі борються за оборону та турботу про навколишнє середовище.

Його дії спрямовані на збереження та відновлення природних ресурсів, охорону дикої природи та зниження рівнів забруднення, що створюються людиною.

У цих рамках екологічна біотехнологія прагне знайти шляхи вирішення втрати біорізноманіття, зміни клімату, наявності нових відновлюваних джерел енергії та витончення озонового шару, серед інших проблем.

Програми

У сільському господарстві екологічна біотехнологія дає можливість отримувати їжу з більшою кількістю вітамінів, мінералів і білків, а також рослини, більш стійкі до атак комах. Джерело: pixabay.com

Основними напрямками використання екологічних біотехнологій є ті, що стосуються біоремедіації, очищення стічних вод, біодеградації матеріалів та агробіотехнології.

Біоремедіація

Цей термін позначає використання мікроорганізмів для обробки речовини або відновлення умов навколишнього середовища, постраждалих від забруднення.

Наприклад, певні бактерії, гриби та генно-інженерні рослини мають здатність поглинати та деградувати токсичні елементи з ґрунту, води чи повітря.

Один з найвідоміших випадків - це генетична модифікація бактерії Deinococcus radiodurans, яка має велику здатність протистояти радіації, завдяки чому вона поглинає іони ртуті та толуол, присутні в ядерних відходах.

Зі свого боку, певні гриби мають високу толерантність до концентрації свинцю і використовуються для очищення ґрунтів, забруднених цим важким металом.

Обробка стічних вод

Біотехнологія навколишнього середовища також може бути використана для видалення фізичних, хімічних та біологічних забруднювачів з людських стічних вод.

За допомогою використання водних рослин, мікроводоростей та процесів біодеградації можна очистити відходи та покращити їх якість.

Агробіотехнологія

У сільському господарстві екологічна біотехнологія використовує живі організми або мікроорганізми для поліпшення стану сільськогосподарських культур та збільшення виробництва.

Це дозволяє, наприклад, генерувати їжу з більшою кількістю вітамінів, мінералів і білків, а також рослини, більш стійкі до атак комах, без необхідності використовувати хімічні продукти, що шкодять навколишньому середовищу.

Крім того, це дозволяє повторно використовувати сільськогосподарські залишки або стоки при виробництві енергії та біопалива.

Біодеструкція матеріалів

Екологічна біотехнологія також дозволяє розробити біологічно розкладаються матеріали, які розкладаються природним шляхом завдяки дії біологічних агентів, таких як тварини, гриби та бактерії.

Деградація цих елементів може відбуватися двома способами: через організми, яким потрібен кисень для життя (аеробна деградація), або через організми, які не потребують кисню в своєму метаболізмі (анаеробна деградація).

Цей тип процесів допомагає мінімізувати рівень відходів та уникає постійності забруднюючих речовин у навколишньому середовищі.

З іншого боку, серед інших можливих застосувань екологічної біотехнології є ті, що стосуються поводження з твердими відходами та газами, біоенергетики та біомінування, боротьби зі шкідниками та хворобами та біогеохімічними циклами, серед інших.

Список літератури

1. Кастільо Родрігес, Франциско (2005). Екологічна біотехнологія. Редакція Тебар. Мадрид. Іспанія.
2. Бекарес, Е. (2014). Екологічна біотехнологія, Попелюшка біотехнології? AmbioSciences. Журнал наукового розповсюдження під редакцією факультету біологічних та екологічних наук Університету Леона.
3. ISEB. Міжнародне товариство екологічних біотехнологій. Доступно за адресою: inecol.edu.mx
4. Бланш, Анікет. Екологічна біотехнологія. Біотехнологічні застосування в покращенні навколишнього середовища. Університет Барселони.
5. Rittmann, BE (2006). Мікробна екологія для управління процесами екологічної біотехнології. Тенденції біотехнолу.
6. Екологічна біотехнологія, Вікіпедія. Доступно за адресою: Wikipedia.org