يواجه العالم تحديات كبيرة مثل تغيّر المناخ وانعدام الأمن الغذائي. وتُعد التكنولوجيا الحيوية الميكروبية أداة قوية يمكن استخدامها لمواجهة هذه التحديات. وتمتلك تلك التكنولوجيا إمكانية كبيرة في مواجهة تغير المناخ وعدم الاستقرار الغذائي.

وتقدم دراسة جديدة نشرت مؤخرا في "الدورية الأوروبية لعلم الأحياء والتكنولوجيا الحيوية" نظرة عامة على الدور الذي تلعبه الكائنات الحيوية الدقيقة في مواجهة هذين التحديين.

وتشير الدراسة إلى قدرة الكائنات الحيوية الدقيقة على تخزين الكربون وتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتحسين خصوبة التربة، وتستعرض الدراسة أيضا التكنولوجيات الميكروبية المبتكرة مثل الأسمدة الحيوية والمبيدات الحيوية ودورها في ثورة الزراعة وضمان الأمن الغذائي العالمي.

وأوضحت الدراسة أن الكائنات الحيوية الدقيقة تلعب دورا حاسما في إنتاج الغذاء المستدام وتحقيق الاستدامة البيئية ومعالجة تغير المناخ وانعدام الأمن الغذائي، وتشرح كيف يمكن استخدام الكائنات الحية الدقيقة لتحسين الإنتاج الزراعي، وتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، وتطوير مصادر طاقة جديدة.

التكنولوجيا الحيوية الميكروبية تُقدم حلولًا واعدة للعديد من التحديات التي تواجه العالم اليوم (مصممة بالذكاء الاصطناعي) تفاعل معقد

تتعمق الدراسة في التفاعل المعقد بين المجتمعات الميكروبية والتحدي المزدوج المتمثل في الأزمة البيئية والأمن الغذائي. وبحسب الدراسة، تعمل الكائنات الحية الدقيقة المنتشرة في كل مكان -من البكتيريا إلى الفطريات والعتائق- على تشكيل النظم البيئية لكوكبنا، وتلعب دورا حاسما في صحة التربة، ودورة المغذيات، والتفاعلات بين الميكروبات النباتية.

وفي تصريح للجزيرة نت تشير الباحثة الرئيسية في الدراسة الدكتورة حنان ملكاوي إلى أن الدراسة تقوم بتشريح الموائل الميكروبية المتنوعة، وتسلط الضوء على قدرتها الرائعة على التكيف مع بيئات متنوعة، ثم تسلط الدراسة الضوء على التأثيرات المتبادلة للتغيرات البيئية التي يسببها الإنسان في الميكروبات وموائلها.

وفي مواجهة هذه التحديات تقدم الدراسة الكائنات الدقيقة كحليف قوي في التخفيف من تغير المناخ، من خلال استكشاف قدرتها على عزل الكربون، وتقليل انبعاثات الغازات الدفيئة، وتعزيز خصوبة التربة. وتُظهر الابتكارات مثل الأسمدة الحيوية والمبيدات الحيوية قدرة التقنيات الميكروبية على إحداث ثورة في الزراعة وضمان الأمن الغذائي العالمي.

وتؤكد الدراسة العلاقة التكافلية بين الميكروبات والإنتاج الغذائي المستدام. ويمكن للتكنولوجيات الميكروبية أن تكيف الزراعة مع الظروف المناخية المتغيرة، وتعالج ندرة المياه وتعزز الاحتفاظ برطوبة التربة. وتسلط الضوء على قدرتها على تعزيز الإنتاجية في كل من الزراعة التقليدية والدقيقة في ظل ظروف مناخية متنوعة.

تفاصيل الدراسة

شهدت  الدراسة تعاونا بين عضوين في هيئة التدريس بجامعتي اليرموك الأردنية وجامعة القاهرة بمصر، هما الباحث الأول في الدراسة عضو هيئة التدريس في قسم العلوم الحياتية بجامعة اليرموك في الأردن الدكتورة حنان ملكاوي، وعضو هيئة التدريس بقسم التقنية الحيوية بكلية العلوم جامعة القاهرة مصر الدكتور طارق قابيل. وتشير الدراسة لدور التكنولوجيا الحيوية الميكروبية في معالجة تغير المناخ وانعدام الأمن الغذائي وتطبيقاتها في العديد من المجالات المرتبطة بهما مثل:

أولا: مجال الزراعة

تثبيت النيتروجين؛ تُستخدم بكتيريا "الريزوبيوم" بشكل شائع في تثبيت "النيتروجين" في التربة، مما يقلل من الحاجة إلى الأسمدة الكيميائية التي تُنتج انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. تعزيز نمو النبات؛ تُستخدم بعض الفطريات -مثل الفطريات الخيطية- لتحفيز نمو جذور النباتات وامتصاص العناصر الغذائية. مكافحة الآفات والأمراض؛ تُستخدم بعض البكتيريا والفيروسات لمكافحة الآفات والأمراض التي تصيب النباتات، مما يقلل من الحاجة إلى المبيدات الكيميائية الضارة بالبيئة.

ثانيا: الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري

التحويل البيولوجي للكتلة الحيوية؛ تُستخدم بعض البكتيريا لتحويل الكتلة الحيوية إلى وقود حيوي مثل "الإيثانول والبيوديزل"، مما يُقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري. التخلص من النفايات: تُستخدم بعض الكائنات الحية الدقيقة لتحويل النفايات العضوية إلى سماد عضوي، مما يقلل من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من مكبات النفايات.التنظيف البيئي: تُستخدم بعض الكائنات الحية الدقيقة لتنظيف التربة والمياه الملوثة بالنفط والمواد الكيميائية.

ثالثا: تطوير مصادر طاقة جديدة

الهيدروجين؛ تُستخدم بعض البكتيريا لإنتاج الهيدروجين من الماء باستخدام ضوء الشمس، مما يُعد مصدرا نظيفا ومتجددا للطاقة. الوقود الحيوي؛ تُستخدم بعض الكائنات الحية الدقيقة لإنتاج الوقود الحيوي من الكتلة الحيوية مثل الطحالب والوقود الحيوي.

بالإضافة إلى ذلك؛ تُستخدم التكنولوجيا الحيوية الميكروبية في إنتاج الأدوية والمواد الكيميائية والإنزيمات، كما تستخدم في استصلاح التربة وتحسين جودة المياه.

التحديات

يري الباحثان أن هناك بعض التحديات التي تواجه التكنولوجيا الحيوية الميكروبية، مثل:

السلامة البيولوجية: يجب التأكد من أن الكائنات الحية الدقيقة المُستخدمة آمنة على البيئة والصحة البشرية. التكلفة: قد تكون بعض تقنيات التكنولوجيا الحيوية الميكروبية باهظة الثمن. القبول العام: قد يكون هناك بعض القلق من استخدام الكائنات الحية الدقيقة في المنتجات الغذائية والأدوية. دراسة تدعو إلى الاعتراف العاجل بالقوة الميكروبية وتسخيرها من أجل مستقبل مستدام (مصممة بالذكاء الاصطناعي)

يقول الباحث الرئيسي في الدراسة الدكتور طارق قابيل للجزيرة نت: "التكنولوجيا الحيوية الميكروبية أداة قوية يمكن استخدامها لحل العديد من التحديات التي تواجه العالم اليوم مثل تغير المناخ وانعدام الأمن الغذائي. وتقدم التكنولوجيا الحيوية الميكروبية حلولاً واعدة للعديد من التحديات التي تواجه العالم اليوم. ومن خلال الاستفادة من قدرات الكائنات الحية الدقيقة، يمكننا تطوير تقنيات مبتكرة لتحسين الصحة والزراعة والبيئة. ومن خلال الاستثمار في البحث والتطوير في هذا المجال، يمكننا إيجاد حلول مستدامة لتغير المناخ وانعدام الأمن الغذائي والعديد من المشاكل الأخرى".

ويدعو الباحثان في الدراسة إلى الاعتراف العاجل بالقوة الميكروبية وتسخيرها من أجل مستقبل مستدام. يقول قابيل: "إن تبني التقنيات الميكروبية لا يعزز الإدارة البيئية فحسب، بل يمهد الطريق أيضا لمستقبل زراعي مرن ويتسم بالكفاءة في استخدام الموارد".

المصدر: الجزيرة

كلمات دلالية: ترجمات حريات انبعاثات غازات الاحتباس الحراری الکائنات الحیة الدقیقة التحدیات التی تواجه ت ستخدم بعض فی الدراسة

إقرأ أيضاً:

دراسة حديثة تكشف عن علاج طبيعي واعد للالتهابات المعوية

تابع أحدث الأخبار عبر تطبيق

كشفت دراسة طبية حديثة قام بأجرها فريق من الباحثين بجامعة تورنتو مركبا طبيعيا في الزنجبيل يتميز بقدرته على الارتباط الانتقائي بمستقبل نووي متورط في مرض التهاب الأمعاء (IBD) وتنظيم نشاطه وفقا لما نشرته مجلة  ميديكال إكسبريس.

وأثناء دراسة المركبات الكيميائية في الزنجبيل لاحظ الباحثون تفاعلا قويا بين مركب اسمه فورانودينون (FDN) ومستقبل بريجنان إكس (PXR) وهو بروتين يلعب دورا رئيسيا في تنظيم الالتهاب.

وأظهرت التجارب أن FDN يساعد في تقليل التهاب القولون من خلال تنشيط PXR، ما يعزز قدرته على تثبيط إنتاج السيتوكينات المسببة للالتهاب.

وقال جيا باو ليو، الباحث في مركز دونيلي للأبحاث الخلوية والجزيئية بجامعة تورنتو: وجدنا أن إعطاء FDN عن طريق الفم يقلل بشكل ملحوظ من التهاب القولون لدى الفئران وإن تحديد المستقبل النووي المستهدف لهذا المركب يبرز إمكانات الطب التكميلي والتكاملي في علاج مرض التهاب الأمعاء ونحن نعتقد أن المنتجات الطبيعية قد تكون أكثر دقة في تنظيم المستقبلات النووية مقارنة بالمركبات الاصطناعية، ما يتيح تطوير علاجات بديلة فعالة من حيث التكلفة ومتاحة على نطاق واسع.

ويتميز FDN بعدة فوائد تجعله خيارا علاجيا واعدا أبرزها إصلاح بطانة الأمعاء حيث يعزز إنتاج بروتينات الوصلات الضيقة  والتى تلعب دورا رئيسيا في تنظيم نفاذية بطانة الأمعاء والحفاظ على سلامتها ما يساعد على إصلاح الأنسجة المتضررة بسبب الالتهاب وتقليل الآثار الجانبية حيث يقتصر تأثيره على القولون ما يقلل من خطر المضاعفات في بقية الجسم.

وتلعب المستقبلات النووية دورا رئيسيا في التفاعل مع الجزيئات المسؤولة عن التمثيل الغذائي والالتهاب ويعد PXR مسؤولا عن استقلاب المواد الغريبة مثل الأدوية والسموم الغذائية ما يستلزم التحكم الدقيق في ارتباطه بـ FDN لتجنب أي تأثيرات غير مرغوبة على وظائف الجسم الأخرى.

وقال هنري كراوس الباحث الرئيسي في الدراسة وأستاذ علم الوراثة الجزيئية بكلية طب تيميرتي بجامعة تورنتو:تزايدت معدلات الإصابة بمرض التهاب الأمعاء في البلدان المتقدمة والنامية بسبب التحول نحو الأنظمة الغذائية الغنية بالدهون والسكريات والمكونات المعالجة والمركب الطبيعي المستخرج من الزنجبيل قد يكون خيارا علاجيا أكثر أمانا من الأدوية التقليدية لأنه لا يثبط الجهاز المناعي أو يؤثر على وظائف الكبد، ما يجنب المرضى التعرض لآثار جانبية خطيرة وهذا يجعله أساسا محتملا لعلاج أكثر فعالية وأقل تكلفة.

جدير بالذكر أن مرضى التهاب الأمعاء يعانون من أعراض مزمنة مثل آلام البطن والإسهال وغالبا ما يبدأ المرض في مرحلة مبكرة من العمر حيث يتم تشخيص نحو 25% من الحالات قبل سن العشرين ومع عدم توفر علاج نهائي يعتمد المرضى على أدوية للتحكم في الأعراض مدى الحياة ما يفرض أعباء نفسية واقتصادية كبيرة.

مقالات مشابهة

  • دراسة تكشف استراتيجيات الأسر اليمنية لمواجهة انقطاع المساعدات الغذائية
  • دراسة تكشف تأثير الفلفل الحار على اضطراب فرط الحركة
  • دراسة: أوروبا قادرة على تحقيق أمنها العسكري بعيداً من واشنطن. بأي كلفة؟
  • دراسة تكشف صدمة جديدة: كيف تؤثر أدوية فقدان الوزن والسكري على عينيك؟
  • دراسة تكشف فوائد "التحكم الصارم" في ضغط الدم
  • دراسة حديثة تكشف عن علاج طبيعي واعد للالتهابات المعوية
  • دراسة تكشف خطر القيلولة الطويلة والزمن المناسب لها
  • بأرقام رهيبة..دراسة أمريكية جديدة عن حقن التخسيس| تفاصيل
  • دراسة: الموسيقى تساعد على تخفيف الألم بفعالية أكبر
  • دراسة حديثة تجيب عن ماذا يحدث بأدمغة المحتضرين؟