8:21 ص
الانتاج النباتي
Title: Plant Biotechnology for Sustainable Production of Energy and Co-products
Author(s): Charles E. Wyman (auth.), Peter N. Mascia, Jürgen Scheffran, Jack M. Widholm (eds.)
1. ما هي التكنولوجيا الحيوية الزراعية؟
التكنولوجيا الحيوية الزراعية هي مجموعة من الأدوات، بما في ذلك تقنيات التربية التقليدية، التي تعمل على تغيير الكائنات الحية، أو أجزاء من الكائنات الحية، لصنع أو تعديل المنتجات؛ أو تحسين النباتات أو الحيوانات؛ أو تطوير الكائنات الحية الدقيقة لاستخدامات زراعية محددة. وتشمل التكنولوجيا الحيوية الحديثة اليوم أدوات الهندسة الوراثية.
2. كيف يتم استخدام التكنولوجيا الحيوية الزراعية؟
توفر التكنولوجيا الحيوية للمزارعين أدوات يمكن أن تجعل الإنتاج أرخص وأكثر قابلية للإدارة. على سبيل المثال، يمكن هندسة بعض المحاصيل التي تنتجها التكنولوجيا الحيوية لتحمل مبيدات أعشاب معينة، مما يجعل مكافحة الأعشاب أبسط وأكثر كفاءة. كما تم هندسة محاصيل أخرى لتكون مقاومة لأمراض نباتية معينة وآفات حشرية، مما يمكن أن يجعل مكافحة الآفات أكثر موثوقية وفعالية، و/أو يمكن أن يقلل من استخدام المبيدات الحشرية الاصطناعية. يمكن أن تساعد خيارات إنتاج المحاصيل هذه البلدان على مواكبة الطلب على الغذاء مع خفض تكاليف الإنتاج. لقد تبنى المزارعون عدداً من المحاصيل المشتقة من التكنولوجيا الحيوية والتي تم إلغاء تنظيمها من قبل وزارة الزراعة الأمريكية ومراجعتها من أجل سلامة الغذاء من قبل إدارة الغذاء والدواء (FDA) و/أو وكالة حماية البيئة (EPA).
هناك العديد من الأنواع الأخرى من المحاصيل الآن في مراحل البحث والتطوير. وفي حين أنه من غير الممكن معرفة أي منها سيثمر على وجه التحديد، فمن المؤكد أن التكنولوجيا الحيوية سيكون لها استخدامات متنوعة للغاية للزراعة في المستقبل. قد توفر التطورات في التكنولوجيا الحيوية للمستهلكين أغذية غنية بالعناصر الغذائية أو تدوم لفترة أطول، أو تحتوي على مستويات أقل من بعض السموم الطبيعية الموجودة في بعض نباتات الغذاء. يستخدم المطورون التكنولوجيا الحيوية لمحاولة تقليل الدهون المشبعة في زيوت الطهي، وتقليل المواد المسببة للحساسية في الأطعمة، وزيادة العناصر الغذائية المقاومة للأمراض في الأطعمة. كما يبحثون عن طرق لاستخدام المحاصيل المعدلة وراثيًا في إنتاج أدوية جديدة، مما قد يؤدي إلى صناعة صيدلانية جديدة من صنع النباتات يمكن أن تقلل من تكاليف الإنتاج باستخدام مورد مستدام.
كما يتم تطوير النباتات المعدلة وراثيًا لغرض يُعرف باسم المعالجة النباتية حيث تقوم النباتات بإزالة السموم من الملوثات الموجودة في التربة أو تمتص وتتراكم المواد الملوثة من التربة حتى يمكن حصاد النباتات والتخلص منها بأمان. وفي كلتا الحالتين تكون النتيجة تحسين جودة التربة في الموقع الملوث. يمكن أيضًا استخدام التكنولوجيا الحيوية للحفاظ على الموارد الطبيعية وتمكين الحيوانات من استخدام العناصر الغذائية الموجودة في الأعلاف بشكل أكثر فعالية وتقليل جريان المغذيات في الأنهار والخلجان والمساعدة في تلبية الطلب العالمي المتزايد على الغذاء والأراضي. يعمل الباحثون على إنتاج محاصيل أكثر صلابة تزدهر حتى في أقسى البيئات وتتطلب وقودًا وعمالة وأسمدة ومياه أقل، مما يساعد في تقليل الضغوط على الأراضي وموائل الحياة البرية.
بالإضافة إلى المحاصيل المعدلة وراثيًا، ساعدت التكنولوجيا الحيوية في إدخال تحسينات أخرى في الزراعة لا تنطوي على النباتات. تشمل أمثلة هذه التطورات جعل إنتاج المضادات الحيوية أكثر كفاءة من خلال التخمير الميكروبي وإنتاج لقاحات حيوانية جديدة من خلال الهندسة الوراثية لأمراض مثل مرض الحمى القلاعية وداء الكلب.
3. ما هي فوائد التكنولوجيا الحيوية الزراعية؟
لقد أدى تطبيق التكنولوجيا الحيوية في الزراعة إلى تحقيق فوائد للمزارعين والمنتجين والمستهلكين. فقد ساعدت التكنولوجيا الحيوية في جعل مكافحة الآفات الحشرية وإدارة الأعشاب الضارة أكثر أمانًا وسهولة مع حماية المحاصيل من الأمراض. على سبيل المثال، سمح القطن المقاوم للحشرات المعدل وراثيًا بخفض كبير في استخدام المبيدات الحشرية الاصطناعية المستمرة التي قد تلوث المياه الجوفية والبيئة. من حيث تحسين مكافحة الأعشاب الضارة، تمكن فول الصويا والقطن والذرة المقاومة لمبيدات الأعشاب من استخدام مبيدات الأعشاب الأقل خطورة والتي تتحلل بسرعة أكبر في التربة وغير سامة للحياة البرية والبشر. المحاصيل المقاومة لمبيدات الأعشاب متوافقة بشكل خاص مع أنظمة الزراعة بدون حرث أو حرث مخفض والتي تساعد في الحفاظ على التربة السطحية من التآكل.
تم استخدام التكنولوجيا الحيوية الزراعية لحماية المحاصيل من الأمراض المدمرة. هدد فيروس البقع الحلقية في البابايا بعرقلة صناعة البابايا في هاواي حتى تم تطوير البابايا المقاومة للمرض من خلال الهندسة الوراثية. لقد أنقذ هذا صناعة البابايا في الولايات المتحدة. وتستمر الأبحاث على البطاطس والقرع والطماطم وغيرها من المحاصيل بنفس الطريقة لتوفير المقاومة للأمراض الفيروسية التي يصعب السيطرة عليها بخلاف ذلك.
إن المحاصيل المعدلة وراثيا يمكن أن تجعل الزراعة أكثر ربحية من خلال زيادة جودة المحاصيل وقد تزيد في بعض الحالات من الغلة. إن استخدام بعض هذه المحاصيل يمكن أن يبسط العمل ويحسن السلامة للمزارعين. وهذا يسمح للمزارعين بقضاء وقت أقل في إدارة محاصيلهم والمزيد من الوقت في أنشطة مربحة أخرى.
إن المحاصيل المعدلة وراثيا قد توفر سمات جودة محسنة مثل زيادة مستويات بيتا كاروتين في الأرز للمساعدة في الحد من نقص فيتامين أ وتحسين تركيبات الزيت في الكانولا وفول الصويا والذرة. كما يجري العمل على المحاصيل القادرة على النمو في التربة المالحة أو تحمل ظروف الجفاف بشكل أفضل، وأولى هذه المنتجات تدخل السوق للتو. وقد تكون مثل هذه الابتكارات مهمة بشكل متزايد في التكيف مع آثار تغير المناخ أو في بعض الحالات المساعدة في التخفيف من آثاره.
لقد كانت أدوات التكنولوجيا الحيوية الزراعية ذات قيمة لا تقدر بثمن بالنسبة للباحثين في مساعدتهم على فهم البيولوجيا الأساسية للكائنات الحية. على سبيل المثال، تمكن العلماء من تحديد البنية الجينية الكاملة لعدة سلالات من الليستيريا والكامبيلوباكتر، وهي البكتيريا المسؤولة في كثير من الأحيان عن تفشي الأمراض المنقولة عن طريق الأغذية بين البشر. وتوفر هذه المعلومات الجينية ثروة من الفرص التي تساعد الباحثين على تحسين سلامة إمداداتنا الغذائية. لقد "فتحت" أدوات التكنولوجيا الحيوية الأبواب، كما تساعد في تطوير أصناف محسنة من الحيوانات والنباتات، سواء تلك التي يتم إنتاجها بالوسائل التقليدية أو تلك التي يتم إنتاجها من خلال الهندسة الوراثية.
4. ما هي الاعتبارات المتعلقة بالسلامة في التكنولوجيا الحيوية الزراعية؟
لقد عمل المربون على تقييم المنتجات الجديدة التي تم تطويرها من خلال التكنولوجيا الحيوية الزراعية لقرون من الزمان. بالإضافة إلى هذه الجهود، تعمل وزارة الزراعة الأمريكية (USDA)، ووكالة حماية البيئة (EPA)، وإدارة الغذاء والدواء (FDA) على ضمان اختبار المحاصيل المنتجة من خلال الهندسة الوراثية للاستخدام التجاري ودراستها بشكل صحيح للتأكد من أنها لا تشكل أي خطر كبير على المستهلكين أو البيئة.
المحاصيل المنتجة من خلال الهندسة الوراثية هي المحاصيل الوحيدة التي تتم مراجعتها رسميًا لتقييم إمكانية نقل السمات الجديدة إلى الأقارب البرية. عندما يتم هندسة السمات الجديدة وراثيًا في محصول، يتم تقييم النباتات الجديدة للتأكد من أنها لا تحتوي على خصائص الأعشاب الضارة. عندما تزرع المحاصيل المعدلة وراثيًا بالقرب من النباتات ذات الصلة، يجب تقييم إمكانية تبادل النباتين للسمات عن طريق حبوب اللقاح قبل إطلاقها. يمكن لنباتات المحاصيل من جميع الأنواع تبادل السمات مع أقاربها البرية القريبة (والتي قد تكون أعشابًا ضارة أو أزهارًا برية) عندما تكون قريبة. في حالة المحاصيل المشتقة من التكنولوجيا الحيوية، تقوم وكالة حماية البيئة ووزارة الزراعة الأمريكية بإجراء تقييمات للمخاطر لتقييم هذا الاحتمال والحد من العواقب الضارة المحتملة، إن وجدت.
تشمل المخاطر المحتملة الأخرى التي يتم أخذها في الاعتبار في تقييم الكائنات المعدلة وراثيًا التأثيرات البيئية على الطيور والثدييات والحشرات والديدان والكائنات الحية الأخرى، وخاصة في حالة سمات مقاومة الحشرات أو الأمراض. ولهذا السبب تقوم خدمة فحص صحة الحيوان والنبات التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية ووكالة حماية البيئة بمراجعة التأثيرات البيئية لمثل هذه المحاصيل المشتقة من التكنولوجيا الحيوية المقاومة للآفات قبل الموافقة على الاختبار الميداني والإطلاق التجاري. يتم إجراء الاختبارات على العديد من أنواع الكائنات الحية مثل نحل العسل والحشرات المفيدة الأخرى وديدان الأرض والأسماك لضمان عدم وجود عواقب غير مقصودة مرتبطة بهذه المحاصيل.
وفيما يتعلق بسلامة الغذاء، عندما تقوم وكالة حماية البيئة وإدارة الغذاء والدواء بفحص السمات الجديدة التي يتم إدخالها على النباتات المشتقة من التكنولوجيا الحيوية، يتم دراسة البروتينات التي تنتجها هذه السمات لمعرفة مدى سميتها المحتملة وإمكانية تسببها في استجابة حساسية. إن الاختبارات المصممة لفحص حرارة واستقرار هذه البروتينات الهضمية، فضلاً عن تشابهها مع البروتينات المسببة للحساسية المعروفة، يتم إجراؤها قبل دخولها إلى إمدادات الغذاء أو الأعلاف. ولوضع هذه الاعتبارات في منظورها الصحيح، من المفيد أن نلاحظ أنه في حين أن السمات التكنولوجية الحيوية المستخدمة غالبًا ما تكون جديدة على المحاصيل لأنها غالبًا لا تأتي من النباتات (الكثير منها من البكتيريا والفيروسات)، فإن نفس الأنواع الأساسية من السمات غالبًا ما يمكن العثور عليها بشكل طبيعي في معظم النباتات. وقد سمحت هذه السمات الأساسية، مثل مقاومة الحشرات والأمراض، للنباتات بالبقاء والتطور بمرور الوقت.
ليست هناك تعليقات: