Глава 20. Екологічні проблеми людства

Екологічна проблема - це зміна природного середовища в результаті антропогенних впливів, що веде до порушення структури і функціонування природних систем і приводить до негативних соціальних, економічних наслідкам. Поняття екологічної проблеми є антропоцентричні, так як негативні зміни в природі оцінюються щодо умов існування людини.

Глобальні проблеми:

• зміна клімату

• руйнування озонового шару

• виснаження природних ресурсів

• забруднення атмосфери

• демографічна проблема

• зменшення біорізноманіття

Екологічні проблеми, пов'язані з порушенням окремих компонентів ландшафту або їх комплексу можна умовно об'єднати в шість груп: Атмосферний (забруднення атмосфери: радіологічне, хімічне, механічне, теплове); Водні (виснаження і забруднення поверхневих і підземних вод, забруднення морів і океанів); Геолого-геоморфологічне (інтенсифікація несприятливих геолого-геоморфологічних процесів, порушення рельєфу і геологічної будови); Грунтові (забруднення грунтів, ерозія, дефляція, вторинне засолення, заболочування і ін); Біотичне (зведення рослинності, деградація лісів, пасовищна дигресія, скорочення видової різноманітності і ін); Комплексні (ландшафтні) - опустелювання, зниження біорізноманіття, порушення режиму природоохоронних територій.

Глава 21. Біотехнологія

Біотехнологія — використання живих організмів і біологічних процесів у виробництві. Біотехнологія — міждисциплінарна галузь, що виникла на стику біологічних, хімічних і технічних наук. З розвитком біотехнології пов'язують вирішення глобальних проблем людства — ліквідацію недостачі продовольства, енергії, мінеральних ресурсів, поліпшення стану охорони здоров'я і якості навколишнього середовища.

Основні напрямки досліджень: Розроблення наукових основ створення нових біотехнологій за допомогою методів молекулярної біології, генетичної та клітинної інженерії. Одержання й використання біомаси мікроорганізмів і продуктів мікробіологічного синтезу. Вивчення фізико-хімічних та біохімічних основ біотехнологічних процесів. Використання вірусів для створення нових біотехнологій. Вивчення закономірностей росту та розвитку клітин. Розроблення наукових основ створення біосенсорних систем.

Перспективні напрямки біотехнології:

Клітинна інженерія - це самостійна галузь біологічних та медичних наук, в завдання входить створення нових, не існуючих раніше в природі клітин із заданими властивостями. До недавнього часу клітинну інженерію вважали галуззю генетичної інженерії, однак, за останнє десятиліття, враховуючи наявність власних методів, конкретних цілей та завдань, вона виділилась як самостійна область біологічних та медичних наук.

Напрямки створення нових технологій на основі культивування клітин і тканин рослин: отримання промисловим шляхом цінних біологічно-активних речовин рослинного походження; використання тканинних і клітинних культур для швидкого клонального мікророзмноження та оздоровлення рослини; технології, які пов’язані з генетичними маніпуляціями на тканинах, клітинах, ізольованих протопластів.

Генна інженерія - штучне створення (хімічний синтез,перекомбінації відомих структур) генів з конкретними необхідними для людини властивостями і введення його у відповідну клітину (на сьогодні це частіше всього бактеріальні клітини, наприклад, кишкова паличка) – створення “штучної” бактерії – лабораторії по виготовленню необхідного для людини продукту.

В молекулярной биологии использование биотехнологических методов позволяет определить структуру генома, понять механизм экспрессии генов, смоделировать клеточные мембраны с целью изучения их функций и т.д. Конструирование нужных генов методами генной и клеточной инженерии позволяет управлять наследственностью и жизнедеятельностью животных, растений и микроорганизмов и создавать организмы с новыми полезными для человека свойствами, ранее не наблюдавшимися в природе.

Микробиологическая промышленность в настоящее время использует тысячи штаммов различных микроорганизмов. В большинстве случаев они улучшены путем индуцированного мутагенеза и последующей селекции. Это позволяет вести широкомасштабный синтез различных веществ.

Созданы перевиваемые культуры клеток животных, продуцирующие моноклональные антитела, широко применяемые для диагностики заболеваний. В биохимии, микробиологии, цитологии несомненный интерес вызывают методы иммобилизации как ферментов, так и целых клеток микроорганизмов, растений и животных. В ветеринарии широко используются такие биотехнологические методы, как культура клеток и зародышей, овогенез in vitro, искусственное оплодотворение. Все это свидетельствует о том, что биотехнология станет источником не только новых продуктов питания и медицинских препаратов, но и получения энергии и новых химических веществ, а также организмов с заданными свойствами.