БИОТЕХНОЛОГИЯ НА ОКОЛНАТА СРЕДА: ИСТОРИЯ, КАКВО ИЗУЧАВА, ПРИЛОЖЕНИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025

В биотехнологията на околната среда е дисциплина, посветена на развитието и използването на биологични системи за коригиране и решаване на проблемите на замърсяването в околната среда. Той използва принципи на науката, технологиите и генното инженерство за лечение на органични и неорганични материали, като се стреми да подобри природната среда и да се стреми към устойчиво развитие.

Приложенията му варират от биоремедиация и пречистване на отпадъчни води, газове и токсични отпадъци, до биоразграждане на материали, агробиотехнология, биоенергия, биоминиране и контрол на вредители и болести.

Биотехнологиите в околната среда използват микроорганизми, за да възстановят условията на околната среда, засегнати от замърсяването. Източник: pixabay.com

В момента най-известната му функция е почистването на подове, вода и въздух чрез използване на по-устойчиви и икономически процеси.

Например, в случай на разлив на нефт на сушата, могат да се правят торове със сулфати или нитрати, които да насърчават размножаването на микроорганизми, които благоприятстват разграждането на това вещество.

Накратко, биотехнологиите в околната среда помагат на природата да преодолее ситуации на дисбаланс, възстановявайки екосистемите, които претърпяха някаква промяна, в повечето случаи поради човешки действия.

История на биотехнологиите в околната среда

Биотехнологията присъства в историята на човечеството от древни времена, когато започват да се използват различни техники за обработка на животни и култури за получаване на определени продукти като вино, бира, сирене или хляб.

През 19 век френският химик Луи Пастьор открива, че микроорганизмите са причина за ферментацията, носещи голяма полза за хранителната и здравната промишленост.

Години по-късно британският учен Александър Флеминг наблюдава ефектите на пеницилиновите бактерии при лечението на инфекции, което позволява разработването на антибиотици в голям мащаб.

През 1953 г. учените Розалинд Франклин, Джеймс Д. Уотсън и Франсис Крик от университета в Кеймбридж откриха ДНК и работата на генетичния код. Това генерира безпрецедентен напредък в областта на молекулярната манипулация, което дава началото на съвременната биотехнология.

Модифицирането и пренасянето на гени от един организъм в друг позволило разработването на по-добри продукти и процеси в областта на селското стопанство и медицината.

С течение на времето и вследствие на отрицателното въздействие на промишлената експлоатация върху околната среда, тези техники започнаха да се използват за решаване на проблеми, свързани със замърсяването, пораждайки екологични биотехнологии.

Какво изучава биотехнологията в околната среда?

Тази дисциплина включва две основни области на изучаване: биотехнологиите, от една страна, и екологията, от друга.

биотехнологии

Това е наука, която изследва и анализира живите организми, за да може, чрез технологиите, да се възползва от техните ресурси и капацитет, за да ги използва за подобряване на продуктите и други цели.

Използва се главно в областта на храните, медицината, фармакологията и грижата за околната среда.

Чрез използването му е възможно да се получат по-ефективни лекарства, по-устойчиви материали, по-здравословна храна, възобновяеми енергийни източници и по-малко замърсяващи промишлени процеси.

екология

Това е частта от биологията, която изучава връзките на живите същества помежду си и със средата, в която живеят. Един от основните му интереси са промените, които екосистемите претърпяват от дейностите, извършвани от хората.

В този смисъл от няколко години екологията е свързана с политическите и социалните движения, които по цял свят се борят за отбраната и грижата за околната среда.

Действията му са насочени към опазване и възстановяване на природните ресурси, опазване на дивата природа и намаляване на нивата на замърсяване, генерирано от човека.

В тази рамка екологичните биотехнологии се стремят да намерят решения за загуба на биоразнообразие, изменение на климата, наличие на нови възобновяеми енергийни източници и изтъняване на озоновия слой, наред с други проблеми.

Приложения

В селското стопанство екологичната биотехнология дава възможност да се генерират храни с повече витамини, минерали и протеини и растения, които са по-устойчиви на атаки от насекоми. Източник: pixabay.com

Основните приложения, които се дават на биотехнологиите в околната среда, са тези, свързани с биоремедиацията, пречистването на отпадъчните води, биоразграждането на материалите и агробиотехнологиите.

Биолечение

Този термин се отнася до използването на микроорганизми за третиране на вещество или за възстановяване на условията на околната среда, засегнати от замърсяването.

Например, някои бактерии, гъби и генно инженерни растения имат способността да абсорбират и разграждат токсични елементи от почвата, водата или въздуха.

Един от най-известните случаи е този на генетичната модификация, направена от бактерията Deinococcus radiodurans, която има голям капацитет да издържа на радиация, така че да абсорбира живачните йони и толуен, присъстващи в ядрените отпадъци.

От своя страна, някои гъби имат висока толерантност към концентрации на олово и се използват за почистване на почви, замърсени от този тежък метал.

Пречистване на отпадъчни води

Биотехнологиите в околната среда могат да се използват и за отстраняване на физически, химически и биологични замърсители от човешките отпадни води.

Чрез използването на водни растения, микроводорасли и процеси на биоразграждане е възможно пречистването на отпадъците и подобряването на тяхното качество.

агробиотехнологиите

В селското стопанство биотехнологиите в околната среда използват живи организми или микроорганизми, за да подобрят състоянието на културите и да увеличат производството.

Това позволява например да се генерира храна с повече витамини, минерали и протеини и растения, които са по-устойчиви на атаки от насекоми, без да е необходимо да се използват химически продукти, които увреждат околната среда.

Освен това дава възможност за повторно използване на селскостопански остатъци или отпадни води при производството на енергия и биогорива.

Биоразграждане на материали

Биотехнологиите в околната среда също така позволяват разработването на биоразградими материали, които се разлагат естествено чрез действието на биологични агенти, като животни, гъби и бактерии.

Разграждането на тези елементи може да се случи по два начина: чрез организми, които се нуждаят от кислород, за да живеят (аеробно разграждане) или чрез организми, които не се нуждаят от кислород в метаболизма си (анаеробно разграждане).

Този тип процеси помагат да се сведе до минимум нивото на отпадъците и се избягва постоянството на замърсителите в околната среда.

От друга страна, други възможни приложения на биотехнологиите в околната среда са тези, свързани с обработката на твърди отпадъци и газове, биоенергията и биоминирането, борбата с вредителите и болестите и биогеохимичните цикли, между другото.

Препратки

1. Кастило Родригес, Франсиско (2005). Биотехнология на околната среда Редакция Тебар. Мадрид. Испания.
2. Бекарес, Е. (2014). Биотехнология на околната среда, Пепеляшка на биотехнологиите? AmbioSciences. Списание за научно разпространение, редактирано от Факултета по биологични и екологични науки на Университета в Леон.
3. ISEB. Международно общество за екологична биотехнология. Достъпно на адрес: inecol.edu.mx
4. Бланш, Аникет. Биотехнология на околната среда Биотехнологични приложения за подобряване на околната среда. Университет в Барселона.
5. Rittmann, BE (2006). Микробна екология за управление на процесите в биотехнологиите в околната среда. Тенденции Биотехнол.
6. Биотехнология на околната среда, Wikipedia. Достъпно на: Wikipedia.org