ما هي التكنولوجيا الحيوية؟
التكنولوجيا الحيوية هي شبكة معقدة من المعرفة يتشابك فيها العلم والتكنولوجيا ويكمل كل منهما الآخر
صورة Arek Socha بواسطة Pixabay
يشير مصطلح التكنولوجيا الحيوية إلى أي تطبيق تكنولوجي يستخدم الأنظمة البيولوجية أو الكائنات الحية أو مشتقاتها لتصنيع أو تعديل المنتجات أو العمليات لاستخدام محدد ، وفقًا للأمم المتحدة (UN). ويهدف إلى تعزيز تحسين التقنيات في مختلف قطاعات المجتمع ، مثل الصناعة والصحة والبيئة.
يُعتقد أن الشعوب القديمة استخدمت بالفعل الكائنات الحية الدقيقة في تحضير المشروبات والطعام. مع تطور التقنيات ، أصبح استخدام الآليات البيولوجية لمكافحة الجوع والأمراض وإنتاج الطاقة المستدامة شائعًا بشكل متزايد.
التكنولوجيا الحيوية التقليدية
بدأت تقنيات التكنولوجيا الحيوية حوالي 6000 قبل الميلاد مع عمليات التخمير لإنتاج المشروبات الكحولية. في وقت لاحق ، تم استخدام هذه الممارسة أيضًا في صناعة الخبز والجبن والزبادي. في القرن السابع عشر ، اكتشف الباحث أنطون فان ليوينهوك وجود كائنات صغيرة من خلال المجهر ، ولكن في عام 1876 فقط ، أثبت لويس باستور أن هذه الكائنات الدقيقة كانت سبب التخمر.
نتيجة لذلك ، من عام 1850 فصاعدًا ، ظهرت مجالات معرفة جديدة. يولد علم الأحياء الدقيقة والمناعة والكيمياء الحيوية وعلم الوراثة. تتطور الكيمياء الصناعية بوتيرة متسارعة وتزيد أيضًا من تدخل الهندسة الزراعية والحيوانية في إدارة المجال. في عام 1914 ، وضع المهندس الزراعي كارل إريكي خطة لتربية الخنازير لاستبدال الممارسات التقليدية بصناعة زراعية رأسمالية قائمة على المعرفة العلمية.
يرجع أول تعريف للتكنولوجيا الحيوية إلى إيريكي ، على أنها "العلم والأساليب التي تسمح بالحصول على المنتجات من المواد الخام ، من خلال تدخل الكائنات الحية".
شهد القرن العشرين تطورًا رائعًا في العلوم والتكنولوجيا. يؤدي الجمع بين كلاهما إلى الإنجازات في مختلف القطاعات الإنتاجية ، حيث تشكل الكائنات الحية أساس عناصر متنوعة مثل تصنيع أغذية جديدة ، ومعالجة النفايات ، وإنتاج الإنزيمات والمضادات الحيوية.
التكنولوجيا الحيوية الحديثة
يمثل اقتراح النموذج الحلزوني لجزيء الحمض النووي معلمًا أساسيًا في تاريخ البيولوجيا الجزيئية. لكن الانقسام بين التكنولوجيا الحيوية التقليدية والتكنولوجيا الحيوية الحديثة هو سلسلة من التجارب التي أجراها H. Boyer و S. Cohen والتي بلغت ذروتها في عام 1973 بنقل جين من ضفدع إلى بكتيريا. من تلك اللحظة فصاعدًا ، من الممكن تغيير البرنامج الجيني للكائن الحي عن طريق نقل الجينات من نوع آخر إليه.
في هذا التحول ، احتلت الهندسة الوراثية مكانة بارزة باعتبارها تقنية مبتكرة في القرن العشرين. قدمت الدراسات في علم الوراثة والبيولوجيا الجزيئية والخلوية الدعم لتطوير الهندسة الوراثية - وهي تقنية تتحكم في الحمض النووي المؤتلف للأنواع. يسمح هذا الابتكار بإنشاء الجينات المعدلة وراثيا.
الجينات المعدلة وراثيا هي كائنات حية تخضع لتعديلات اصطناعية في شفرتها الجينية. فالأغذية المعدلة وراثيا ، على سبيل المثال ، مشتقة من البذور والنباتات التي تم تغيير تكوينها من أجل تلبية متطلبات المزارع والمشترين.
تغطي التكنولوجيا الحيوية مجالًا واسعًا من المعرفة التي تنبع من العلوم الأساسية (البيولوجيا الجزيئية ، وعلم الأحياء الدقيقة ، وبيولوجيا الخلية وعلم الوراثة) ، والعلوم التطبيقية (تقنيات المناعة والكيمياء الحيوية ، وكذلك التقنيات الناشئة عن الفيزياء والإلكترونيات) ، وغيرها من التقنيات (التخمير) ، الفصل ، التنقية ، المعلوماتية ، الروبوتات والتحكم في العمليات). إنها شبكة معقدة من المعرفة يتشابك فيها العلم والتكنولوجيا ويكمل كل منهما الآخر.
تصنيف التكنولوجيا الحيوية
في محاولة لربط وظائف التكنولوجيا الحيوية في كل قطاع ، بدأ العلماء في تصنيفها بالألوان.
- التكنولوجيا الحيوية الخضراء: تُطبق في الزراعة ، لا سيما في إنتاج البذور والنباتات المعدلة وراثيًا. يهدف هذا النوع من الإنتاج إلى إنتاج محاصيل أكثر مقاومة للآفات والمواد الكيميائية (مبيدات الآفات ومبيدات الآفات) ؛
- التكنولوجيا الحيوية الحمراء: تستخدم في الصحة لتطوير علاجات أو علاجات جديدة. يمكن أن تساعد التلاعبات الجينية في تشخيص الأمراض أو في عمليات الشفاء ؛
- التكنولوجيا الحيوية الزرقاء: تستخدم في البحث عن الموارد البيولوجية البحرية ، مثل البحث عن جزيئات في الطحالب لعلاج الأمراض ؛
- التكنولوجيا الحيوية البيضاء: تُطبق في الإجراءات الصناعية ، مثل إنشاء مواد تطلق ملوثات أقل في الطبيعة ؛
- التكنولوجيا الحيوية البرتقالية: تطبق في مجال المعلومات. يتم إنشاء المحتويات التعليمية للوصول من قبل جميع قطاعات المجتمع أو لتشجيع انضمام مهنيين جدد إلى مجال التكنولوجيا الحيوية.
مجالات تطبيق التكنولوجيا الحيوية
تعرف على المزيد حول المجالات الرئيسية لتطبيق التكنولوجيا الحيوية:
الصحة
في مجال الصحة ، تضع التكنولوجيا الحيوية المضادات الحيوية وتصنع المواد القادرة على تعويض النقص في الجزيئات المهمة من أجل الأداء السليم لجسم الإنسان.
بالإضافة إلى ذلك ، تسمح التكنولوجيا الحيوية بإحداث تقدم في العلاج الخلوي من خلال استخدام الجزيئات ، والنقل بأعضاء حيوانية معدلة وراثيًا ، واستخدام الخلايا الجذعية لمكافحة الأمراض التنكسية ، وتوليد اللقاحات ، والأجسام المضادة والهرمونات في المختبر.
الزراعة
في المجال الزراعي ، تساهم التكنولوجيا الحيوية في إنتاج بذور ونباتات معدلة وراثيًا قادرة على مقاومة المبيدات الحشرية ومبيدات الآفات. تُستخدم التكنولوجيا المطبقة في علم الأحياء أيضًا في الثروة الحيوانية لتوليد أجنة من الحيوانات المعدلة من أجل تحسين تقنيات الزرع واختبار الأدوية الجديدة.
الصناعات
في الصناعات ، تخلق التكنولوجيا الحيوية أدوات بيولوجية تكثف الإنتاج وتصنع الوقود المتجدد من النفايات. وبهذه الطريقة ، فإنه يساهم في الحد من استغلال الموارد الطبيعية الملوثة وتقليل الغازات السامة في الغلاف الجوي.
تستخدم الصناعة الكيميائية أيضًا التكنولوجيا الحيوية لتصنيع الكيتونات والكحول وبروتينات النسيج وتصنيع الألياف الاصطناعية للملابس.
بيئة
تساعد التكنولوجيا الحيوية على تحسين الظروف البيئية والتحكم في التدهور الناتج عن الإنسان. يتم إنشاء الكائنات الحية الدقيقة بغرض معالجة المياه الملوثة بمخلفات الشركات ومياه الصرف الصحي. يتم التحكم في انقراض الأنواع أيضًا من خلال معرفة الشفرة الوراثية للكائنات الحية.
التكنولوجيا الحيوية في البرازيل
في البرازيل ، ظهرت برامج دعم التكنولوجيا الحيوية في الثمانينيات. ومن الأمثلة على ذلك إنشاء صندوق التكنولوجيا الحيوية القطاعي ، الذي يركز على "تعزيز تدريب وتأهيل الموارد البشرية ، وتعزيز البنية التحتية الوطنية لخدمات البحث والدعم ، وتوسيع قاعدة المعرفة في المنطقة ، وتشجيع تشكيل الشركات القائمة على التكنولوجيا الحيوية ونقل التقنيات إلى الشركات الموحدة ، وإجراء دراسات استكشافية ومراقبة تقدم المعرفة في هذا القطاع ".
تعتبر التكنولوجيا الحيوية أولوية استراتيجية في البرازيل منذ عام 2003 ، وفي عام 2007 صدر المرسوم رقم 6041 ، الذي أنشأ سياسة تطوير التكنولوجيا الحيوية. تحقق من بعض الحقائق حول مجال التكنولوجيا الحيوية في البرازيل:
- تحتل البرازيل المرتبة 18 في الترتيب العالمي فيما يتعلق بعدد شركات التكنولوجيا الحيوية ، وفقًا لدراسة أجرتها منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية (OECD) ؛
- يضم قطاع التكنولوجيا الحيوية في البرازيل 155 شركة تعمل في مجالات الزراعة والطاقة الحيوية والمدخلات والبيئة والصحة ، وفقًا لمسح أجرته مؤسسة BIOMINAS. وتركز ساو باولو (42.3٪) وميناس جيرايس (29.6٪) والجنوب (14.4٪) على أكبر عدد من الشركات ؛
- تتميز البرازيل بكونها رائدة في مجال البحث واستخدام المنتجات الزراعية المعدلة وراثيًا ، بالإضافة إلى تطوير وتسويق المعرفة الزراعية الحيوية الزراعية المتطورة.
تبرز التكنولوجيا الحيوية التي طورتها شركة برازيلية في ريادة الأعمال العالمية
تم اختيار الشركة البرازيلية Bug Agentes Biológico ، من Piracicaba-SP ، من قبل المنتدى الاقتصادي العالمي كواحدة من 36 شركة ناشئة تكنولوجية رائدة في العالم. تبيع الشركة عوامل المكافحة البيولوجية التي تهاجم آفات المحاصيل. بشكل عام ، تهاجم الحيوانات المفترسة بيض الآفة ، وتمنعها من النمو وتتسبب في تلف المحصول.
تعد البرازيل من بين أكبر مستخدمي المبيدات في العالم. يعد استخدام التكنولوجيا الحيوية لتحقيق التوازن بين العلاقة بين الآفات والحيوانات المفترسة أكثر صداقة للبيئة من استخدام مبيدات الآفات الكيميائية.
لتجنب مخاطر الأنواع غير الأصلية التي تهاجم الأنواع غير المستهدفة ، تقوم الشركة بزيارة المجال حيث سيتم تطبيق المكافحة البيولوجية وتحديد الطفيلي أو المفترس الطبيعي لبيض الآفة التي يجب مكافحتها. يتم اختيار هذا النوع كعامل دفاع للمزرعة. أخيرًا ، تستخدم الشركة عملية لإنتاج الوكيل المحدد وشحن المنتج إلى العميل من خلال آلية تسليم خاصة.
