OKOLJSKA BIOTEHNOLOGIJA: ZGODOVINA, KAJ PREUČUJE, APLIKACIJE - BIOLOGIJA - 2026

Okoljska biotehnologija je disciplina, namenjen za razvoj in uporabo bioloških sistemov za odpravljanje in reševanje problemov onesnaževanja v okolju. Uporablja načela znanosti, tehnologije in genskega inženiringa za zdravljenje organskih in anorganskih materialov, s katerimi želi izboljšati naravno okolje in si prizadevati za trajnostni razvoj.

Njegove uporabe segajo od bioremediacije in čiščenja odpadnih voda, plinov in strupenih odpadkov, do biorazgradnje materialov, agrobiotehnologije, bioenergije, biomininga in nadzora škodljivcev in bolezni.

V okoljski biotehnologiji se mikroorganizmi obnavljajo v okoljskih razmerah, na katere vpliva onesnaževanje. Vir: pixabay.com

Trenutno je njegova najvidnejša funkcija čiščenje tal, vode in zraka z uporabo bolj trajnostnih in ekonomskih procesov.

Na primer, ko se na tleh srečujemo z razlitjem olja, lahko gnojila s sulfati ali nitrati spodbujajo razmnoževanje mikroorganizmov, ki spodbujajo razgradnjo te snovi.

Skratka, okoljska biotehnologija pomaga naravi pri premagovanju neravnovesja, obnavljanju ekosistemov, ki so utrpeli neke spremembe, v večini primerov zaradi človekovega lastnega delovanja.

Zgodovina okoljske biotehnologije

Biotehnologija je v zgodovini človeštva prisotna že od antičnih časov, ko so se začele uporabljati različne tehnike ravnanja z živalmi in pridelki za pridobivanje nekaterih izdelkov, kot so vino, pivo, sir ali kruh.

Francoski kemik Louis Pasteur je v 19. stoletju odkril, da so mikroorganizmi povzročili fermentacijo, kar je prineslo veliko koristi prehrambeni in zdravstveni industriji.

Leta kasneje je britanski znanstvenik Alexander Fleming opazoval učinke bakterij penicilina pri zdravljenju okužb, kar je omogočilo razvoj antibiotikov v velikem obsegu.

Leta 1953 so znanstveniki Rosalind Franklin, James D. Watson in Francis Crick z univerze v Cambridgeu odkrili DNK in delovanje genetskega koda. To je ustvarilo brez primeren napredek na področju molekularne manipulacije, kar je povzročilo moderno biotehnologijo.

Sprememba in prenos genov iz enega organizma v drugega je omogočil razvoj boljših izdelkov in procesov na področju kmetijstva in medicine.

Sčasoma in zaradi negativnega vpliva industrijskega izkoriščanja na okolje so se te tehnike začele uporabljati za reševanje problemov, povezanih z onesnaževanjem, kar je povzročilo okoljsko biotehnologijo.

Kaj preučuje okoljska biotehnologija?

Ta disciplina obsega dve glavni študijski področji: biotehnologijo na eni strani in ekologijo na drugi strani.

Biotehnologija

To je znanost, ki raziskuje in analizira žive organizme, da bi s pomočjo tehnologije izkoristila njihove vire in zmogljivosti za njihovo uporabo pri izboljšanju izdelkov in drugih namenih.

Uporablja se predvsem na področju hrane, medicine, farmakologije in skrbi za okolje.

Z njegovo uporabo je mogoče dobiti učinkovitejša zdravila, bolj odporne materiale, bolj zdravo hrano, obnovljive vire energije in manj onesnažujejo industrijske procese.

Ekologija

To je del biologije, ki preučuje odnose živih bitij med seboj in z okoljem, v katerem živijo. Eden njegovih glavnih interesov so spremembe, ki jih ekosistemi doživljajo zaradi dejavnosti, ki jih izvajajo ljudje.

V tem smislu je bila ekologija že nekaj let povezana s političnimi in družbenimi gibanji, ki se po vsem svetu borijo za obrambo in skrb za okolje.

Njeni ukrepi so namenjeni ohranjanju in obnavljanju naravnih virov, zaščiti divjih živali in zmanjšanju ravni onesnaževanja, ki ga povzroča človek.

V tem okviru si okoljska biotehnologija med drugimi prizadeva najti rešitve za izgubo biotske raznovrstnosti, podnebne spremembe, razpoložljivost novih obnovljivih virov energije in redčenje ozonske plasti.

Prijave

V kmetijstvu okoljska biotehnologija omogoča pridobivanje hrane z več vitamini, minerali in beljakovinami ter rastlinami, ki so bolj odporne na napade žuželk. Vir: pixabay.com

Glavne uporabe okoljske biotehnologije so tiste, ki se nanašajo na bioremediacijo, čiščenje odpadnih voda, biorazgradnjo materialov in agrobiotehnologijo.

Bioremediacija

Ta izraz se nanaša na uporabo mikroorganizmov za obdelavo snovi ali obnovitev okoljskih razmer, na katere je onesnažena.

Na primer, nekatere bakterije, glive in gensko inženirne rastline lahko absorbirajo in razgradijo strupene elemente iz zemlje, vode ali zraka.

Eden najbolj znanih primerov je genska sprememba bakterije Deinococcus radiodurans, ki ima veliko sposobnost, da prenese sevanje, tako da absorbira ionske živo srebro in toluen, prisoten v jedrskih odpadkih.

Nekatere glive imajo visoko toleranco do koncentracije svinca in se uporabljajo za čiščenje tal, onesnaženih s to težko kovino.

Čiščenje odplak

Okoljska biotehnologija se lahko uporablja tudi za odstranjevanje fizikalnih, kemičnih in bioloških onesnaževal iz človeške odpadne vode.

Z uporabo vodnih rastlin, mikroalg in postopkov biorazgradnje je mogoče očistiti odpadke in izboljšati njihovo kakovost.

Agrobiotehnologija

V kmetijstvu okoljska biotehnologija uporablja žive organizme ali mikroorganizme za izboljšanje stanja pridelkov in povečanje proizvodnje.

Omogoča na primer proizvodnjo hrane z več vitamini, minerali in beljakovinami ter rastline, ki so bolj odporne na napade žuželk, brez potrebe po uporabi kemičnih izdelkov, ki škodujejo okolju.

Poleg tega omogoča ponovno uporabo kmetijskih odpadkov ali odpadnih voda v proizvodnji energije in biogoriv.

Biološka razgradnja materialov

Okoljska biotehnologija omogoča tudi razvoj biorazgradljivih materialov, ki se razgradijo naravno z delovanjem bioloških povzročiteljev, kot so živali, glive in bakterije.

Razgradnja teh elementov se lahko zgodi na dva načina: skozi organizme, ki potrebujejo kisik za življenje (aerobna razgradnja) ali prek organizmov, ki pri presnovi ne potrebujejo kisika (anaerobna razgradnja).

Ta vrsta postopka pomaga zmanjšati raven odpadkov in prepreči stalnost onesnaževal v okolju.

Po drugi strani so druge možne uporabe okoljske biotehnologije tiste, ki se nanašajo na obdelavo trdnih odpadkov in plinov, bioenergijo in biomining, zatiranje škodljivcev in bolezni ter biogeokemične cikle.

Reference

1. Castillo Rodríguez, Francisco (2005). Okoljska biotehnologija. Uredništvo Tebar. Madrid Španija.
2. Bécares, E. (2014). Okoljska biotehnologija, Pepelka biotehnologije? AmbioSciences. Revija za znanstveno razširjanje, ki jo je uredila Fakulteta za biološke in okoljske vede Univerze v Leonu.
3. ISEB. Mednarodno društvo za okoljsko biotehnologijo. Dostopno na: inecol.edu.mx
4. Blanch, Anicet. Okoljska biotehnologija. Biotehnološke aplikacije za izboljšanje okolja. Univerza v Barceloni.
5. Rittmann, BE (2006). Mikrobna ekologija za upravljanje procesov v okoljski biotehnologiji. Trendi Biotehnol.
6. Okoljska biotehnologija, Wikipedija. Dostopno na: Wikipedia.org