X بستن تبلیغات
X بستن تبلیغات
header
متن مورد نظر

کاربردهای فناوری نانو در محیط زیست و انرژی های نو

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

اگر چه سابقهٔ فعالیت در عرصهٔ بیوتکنولوژی نوین در کشور به بیش از دو دهه می‌رسد و در این مدت اقداماتی نیز برای بهره‌گیری از این فناوری انجام شده است، اما باید بررسی شود که این اقدامات تا چه میزان بر مبنای نیازها و مزیت‌های نسبی کشور بوده‌اند.
چنین می‌نماید که روند حرکت بیوتکنولوژی در کشور مطابق با سیاست‌های تعدادی از کشورهای پیشرفته بوده و سیاست بومی و ملی در این خصوص وجود نداشته است. ایجاد یک سری از موج‌های مقطعی در کشور همچون تهیهٔ نهال خرما، تولید واکسن هپاتیت، تولید اینترفرون، تولید هورمون رشد و غیره نشانهٔ این تأثیرپذیری و دنباله‌روی مطلق از جریانات بین‌المللی است. متأسفانه در این روند، برخی از حوزه‌های کاربردی بیوتکنولوژی که متناسب با شرایط کشور بوده و از بازار بزرگی نیز در سطح ملی و بین‌المللی برخوردار هستند، مورد کم توجهی قرار گرفتند.

اگر چه سابقهٔ فعالیت در عرصهٔ بیوتکنولوژی نوین در کشور به بیش از دو دهه می‌رسد و در این مدت اقداماتی نیز برای بهره‌گیری از این فناوری انجام شده است، اما باید بررسی شود که این اقدامات تا چه میزان بر مبنای نیازها و مزیت‌های نسبی کشور بوده‌اند.
چنین می‌نماید که روند حرکت بیوتکنولوژی در کشور مطابق با سیاست‌های تعدادی از کشورهای پیشرفته بوده و سیاست بومی و ملی در این خصوص وجود نداشته است. ایجاد یک سری از موج‌های مقطعی در کشور همچون تهیهٔ نهال خرما، تولید واکسن هپاتیت، تولید اینترفرون، تولید هورمون رشد و غیره نشانهٔ این تأثیرپذیری و دنباله‌روی مطلق از جریانات بین‌المللی است. متأسفانه در این روند، برخی از حوزه‌های کاربردی بیوتکنولوژی که متناسب با شرایط کشور بوده و از بازار بزرگی نیز در سطح ملی و بین‌المللی برخوردار هستند، مورد کم توجهی قرار گرفتند.
لازم به ذکر است که اغلب این موارد از سطح دانش و تکنولوژی نسبتاً ساده‌ای برخوردار هستند و کشور نیز در این زمینه‌ها از مزیت نسبی مناسبی برخوردار است. البته از آنجایی که بیوتکنولوژی یک فناوری است تا علم، بنابراین تأکید مطلب حاضر بر توان تولید و صنعتی کردن حوزه‌های ذکر شده است تا انجام تحقیقات بنیادی و تولید علم، چرا که در برخی از مواردی که با نام حوزه‌های کمتر توجه شده در ذیل معرفی شده‌اند، سابقهٔ تحقیقات حتی به اوایل دههٔ پنجاه شمسی برمی‌گردد. اما نشانی از آنها در صنعت و بازار یافت نمی‌شود:
●مقدمه
طبق آمارهای رسمی، سهم بخش کشاورزی کشور از تولید ناخالص ملی حدود ۲۵ درصد است که از این میزان، ۴۵ درصد مربوط به دامپروری است.
با این تفسیر، حدود ۱۱ درصد از تولید ناخالص ملی از دامپروری تأمین می‌شود؛ ضمن این‌که، صنعت دامپروری به دلیل گستردگی، از اشتغال‌زایی بسیار بالایی نیز برخوردار است. از لحاظ تعداد دام نیز، حدود ۷ تا ۸ میلیون رأس گاو و ۷۰ تا ۸۰ میلیون رأس گوسفند و بز در کشور وجود دارد. علاوه براین، سالانه حدود ۸۰۰ میلیون تا یک میلیارد قطعه مرغ در کشور تولید می‌شود. سهم تولیدات این میزان دام و طیور در کشور با احتساب فرآورده‌های آن‌ها در حدود ۷ تا ۸ میلیارد دلار می‌باشدکه رقم قابل توجهی را در مقایسه با درآمدهای نفتی تشکیل می‌دهد.
بنابراین، حوزهٔ دامپروری، بدون شک یکی از مهم‌ترین بخش‌های اقتصادی و قابل توجه در کشور می‌باشد. البته چنانچه به نقش این حوزه، در تأمین بخش عمده‌ای از نیازهای غذایی و پروتئینی کشور نیز اشاره شود، اهمیت استراتژیک آن در حفظ استقلال ملی نیز روشن خواهد شد.
بنابراین، اگر به کمک بیوتکنولوژی و روش‌های به نژادی، بتوان بازده و بهره‌وری این صنعت را افزایش داد، سود کلانی نصیب تولیدکنندگان، مصرف‌کنندگان و اقتصاد ملی خواهد شد.
دامپزشکی و بهداشت دام نیز از دیگر حوزه‌های مهم بیوتکنولوژی دام، طیور و آبزیان محسوب می‌شود. طبق آمارهای موجود جهانی، در سال ۲۰۰۳ سهم بیوتکنولوژی از محصولات و خدمات بهداشت و درمان دام معادل ۸/۲ میلیارد دلار از مجموع ۱۸ میلیارد دلار کل هزینه‌های این بخش بوده است. پیش‌بینی می‌شود این رقم در سال ۲۰۰۵ به ۱/۵ میلیارد دلار از مجموع ۲۳ میلیارد دلار برسد که نشان‌دهندهٔ افزایش سهم بیوتکنولوژی از کل بازار مذکور است. به طور کلی، مهم‌ترین موارد کاربردی بیوتکنولوژی در حوزهٔ دام، طیور و آبزیان عبارتند از:
-تولید واکسن‌ها و داروهای حیوانی
-تولید کیت‌های تشخیصی ( برای تشخیص بیماری‌ها، خصوصیات مهم جانوری، تشخیص پیش از تولد و غیره)
-انتخاب براساس مارکر
-به‌نژادی به کمک بیوتکنولوژی
-ایجاد بانک‌های ژن جانوری
-تولید حیوانات تراریخته
-کلونینگ
به نظر می‌رسد سه مورد نخست از موارد فوق با توجه به نیروهای انسانی، مؤسسات تحقیقاتی و تولیدی موجود کشور از امکان‌پذیری بیشتری برخوردار بوده و لذا می‌توان توجه بیشتری به این حوزه‌ها معطوف داشت.
به عنوان مثال، با استفاده از تکنیک انتخاب براساس مارکر می‌توان در بدو تولد تشخیص داد که یک دام دوقلوزا هست یا خیر. در صورت اطلاع از این موضوع، می‌توان از دام‌های دوقلوزا در ازدیاد نسل و از سایر دام‌ها در تولید فرآورده‌ای دیگر استفاده کرد. در این صورت، به جای تحمل ۵۰ میلیون گوسفند به مراتع کشور که در نهایت منجر به تولید ۳۰ میلیون بره شوند، می‌توان با ۲۰ میلیون گوسفند به این بازدهی دست یافت و فشار بر مراتع را تا حد زیادی کاهش داد. تأثیر بیوتکنولوژی بر مراتع کشور نیز در بندهای بعدی بررسی می‌شود.
۱ـ استفاده از بیوتکنولوژی در صنعت دامپروری
امروزه از روش‌های مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی، در صنایع پرورش دام، طیور و آبزیان به منظور اصلاح نژاد، افزایش کمی و کیفی محصول و مقابله با بیماری‌ها به طور گسترده‌ای بهره‌گیری می‌شود.
ایران نیز به لحاظ دامپروری و تولید فرآورده‌های دامی دارای مزایای نسبی فراوانی است؛ به طوری که تقریباً تمام دام‌های ارزشمند، در ایران قابل پرورش و نگهداری هستند. این مزیت، صنعت تولید دام و فرآورده‌های آن را در کشور در زمرهٔ صنایع پردرآمد و مهم قرار داده است. در این بین، بیوتکنولوژی با توجه به کاربردهای وسیع آن، می‌تواند در توسعه و ارتقای صنعت مذکور نقش به سزایی ایفا نماید.
۲ـ فرآورده‌ها و محصولات میکروبی
برخی از فرآورده‌های میکروبی که کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف دارند، از این جهت دارای اهمیت هستند که معمولاً از سطح دانش و فناوری پایین‌تری برخوردار بوده و سابقهٔ بهره‌گیری از آن به سال‌های دور باز می‌گردد. در این خصوص، غالباً میکروب‌هایی از طبیعت استخراج می‌شوند و پس از مراحل غربال‌گری، بهترین آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. ضمن این که برای ارتقای عملکرد این میکروب‌ها می‌توان از روش‌های اصلاحی نظیر جهش‌زایی، مهندسی ژنتیک، نوترکیبی وغیره استفاده کرد.
نکتهٔ قابل تأمل در این مورد، دستیابی به جوامع متنوع میکروبی است که خوشبختانه از این حیث، کشور از مزیت نسبی خوبی برخوردار است؛ جداسازی باکتری‌های پربازده هضم‌کنندهٔ مواد نفتی از خلیج فارس و در آخرین مورد، تولید کود بیولوژیک بارور ۲ از میکروارگانیسم‌های بومی کشور و ده‌ها مورد مشابه از مصادیق بارز این ادعا هستند. متأسفانه علیرغم کاربردها و مزایای بسیار، تاکنون از قابلیت‌های کشور در این زمینه کمتر استفاده شده است. در ذیل به برخی از این فرآورده‌ها، موارد کاربرد و اهمیت آن‌ها اشاره شده است:
۲ـ۱ـ بیومس میکروبی
یکی از منابع اصلی تولید محصولات بیوتکنولوژی، بیومس (Bomass) میکروبی است. بیومس، در واقع به توده‌ای از سلول‌های میکروبی اطلاق می‌گردد که برای کاربردهای مختلف تکثیر می‌شوند. از جمله کاربردهای بارز بیومس میکروبی، می‌توان به استفاده از آن‌ها به عنوان مخمرهای نانوایی، خوراک دام و طیور و مکمل‌های آن، افزودنی‌های غذایی، آفت‌کش‌ها و کودهای بیولوژیک اشاره نمود.
●اهمیت اقتصادی
براساس پیش‌بینی مؤسسه Royal Dutch Shell در نیمه اول قرن بیست و یکم، بیش از ۳۰ درصد نیاز جهانی به سوخت‌ها و ترکیبات بیولوژیک گوناگون با ارزش حدود ۱۵۰ میلیارد دلار، به کمک بیومس میکروبی تولید خواهد شد. برای مثال، پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۰۵ میلادی بیش از ۱۰ درصد کل آفت‌کش‌های جهان با ارزشی معادل ۴ میلیارد دلار توسط صنایع بیوتکنولوژی تولید شود.
یکی از مهم‌ترین انواع آفت‌کش‌های بیولوژیک جهان، بیومس حاصل از نوعی باکتری موسوم به باسیلوس تورنژینسیس (Bacillus thuringiensis) است.
یکی از عمده‌ترین موارد کاربرد بیومس میکروبی، استفاده از آن‌ها به عنوان غذا و افزودنی‌های غذایی است. ارزش بازار جهانی طعم دهنده‌های غذایی در سال ۲۰۰۰ حدود ۱/۱ میلیارد دلار بوده است. اهمیت اقتصادی بیومس میکروبی تا به حدی است که محققان کشور کوبا با استفاده از ضایعات نیشکر و تکنولوژی تخمیر، اقدام به تهیه و تولید پروتئین‌های تک یاخته (SCP) نموده‌اند تا کشور را از واردات خوراک دام و سویا بی‌نیاز نمایند.
لازم به ذکر است که در حال حاضر، واردات خوارک دام و طیور و مکمل‌های آن به کشور بیش از یک میلیارد دلار در سال است؛ از طرفی تولید پروتئین تک یاخته یکی از راهکارهای بیوتکنولوژی برای رفع این مشکل در کشور است، ضمن اینکه مواد خام اصلی برای تولید SCP، ضایعات کشاورزی، متانول،‌ نفت و گاز است که در همهٔ این موارد، کشور از مزیت بسیار مناسبی برخوردار است . متأسفانه تولید SCP در کشور تاکنون از مرحلهٔ تحقیقات فراتر نرفته است، علیرغم این که سابقهٔ شروع تحقیقات در این زمینه به پیش از انقلاب و دههٔ ۱۳۵۰ برمی‌گردد.
۲ـ۲ـ صنایع تخمیری بیوتکنولوژی
صنایع تخمیری که طیف وسیعی از حوزه‌های مرتبط با میکروارگانیسم‌ها و بیوتکنولوژی را دربرمی‌گیرند از قدیمی‌ترین شاخه‌های فناوری زیستی به شمار می‌آیند. الکل‌ها، آنتی‌بیوتیک‌ها، اسیدهای آلی، آنزیم‌ها و بسیاری از ترکیبات مورد استفاده در صنایع غذایی، دارویی و غیره بخشی از محصولات با ارزش تولید شده در این صنعت را تشکیل می‌دهند. آنزیم‌هایی نظیر پروتئازها، آمیلازها، لیپازها، سلولازها و غیره که مصرف بسیار زیادی در صنایع مختلف دارند از جمله مهم‌ترین تولیدات بیوتکنولوژی صنعتی به شمار می‌روند.
●اهمیت اقتصادی
آنزیم‌ها که در واقع کاتالیست‌های زیستی به دست آمده از باکتری‌ها و قارچ‌های گوناگون هستند، سالانه به میزان زیادی تولید شده و بازار بسیار بزرگی از محصولات بیوتکنولوژیک را به خود اختصاص می‌دهند.
در چند سال اخیر، ارزش بازار جهانی آنزیم‌های صنعتی میکروبی که بخش عمدهٔ آن ( بیش از ۵۰ درصد) توسط شرکت دانمارکی Novo Nordisk A/S تولید و عرضه می‌شود،‌ سالیانه به بیش از ۸/۱ میلیارد دلار رسیده است.
پیش‌بینی می‌شود میزان فروش آنزیم‌های صنعتی تا سال ۲۰۰۸ به ۳ میلیارد دلار بالاغ گردد. هم‌چنین ارزش بازار جهانی آنزیم‌های دارویی، سالانه به بیش از ۳/۲ میلیارد دلار بالغ می‌شود. جدول۱- ارزش بازار جهانی آنزیم‌های صنعتی در سال‌های ۱۹۹۷ تا ۲۰۰۲ ( میلیون دلار)
تولید ویتامین‌ها، اسیدهای آمینه، اسیدهای آلی و بیوپلیمرها از دیگر عرصه‌های سودآور بیوتکنولوژی صنعتی است. آمارها نشان می‌دهد در سال ۱۹۹۶ ارزش اسیدهای آمینه، ویتامین‌ها و بیوپلیمرهای تولیدی دنیا به ترتیب ۴/۲، ۲ و ۵/۰ میلیارد دلار بوده است.
تولید اغلب آنتی بیوتیک‌ها نیز با استفاده از روش‌های تخمیری و بیوتکنولوژیک صورت می‌گیرد که به سبب کاربرد بسیار گسترده در درمان عفونت‌ها، از اهمیت و ارزش اقتصادی بالایی برخوردار هستند.
در حال حاضر بیش از ۱۶۰ آنتی‌بیوتیک مختلف توسط صنایع تخمیری بیوتکنولوژی در جهان ساخته می‌شوند که ارزش کل بازار جهانی آن‌ها بیش از ۲۳ میلیارد دلار تخمین زده شده است.
خاطر نشان می‌شود که تولید اغلب این آنتی‌بیوتیک‌ها نیاز به دانش فنی پیچیده‌ای همچون تولید واکسن‌ها و داروهای نوترکیب ندارد و سال‌هاست که در اقصی‌نقاط جهان تولید می‌شوند.
در سال ۲۰۰۲ درآمد آمریکا از تولید و فروش آنتی بیوتیک‌ها به بیش از ۹۷/۷ میلیارد دلار رسیده است که در میان محصولات حاصل از بیوتکنولوژی جایگاه مهمی را به خود اختصاص می‌دهد.
۳ـ بیوتکنولوژی غذایی
به لحاظ تعریف، بیوتکنولوژی غذایی عبارت است از: استفاده از سلول‌های زنده یا بخشی از آن‌ها، به منظور تولید یا اصلاح محصولات غذایی یا مواد افزودنی مورد استفاده در صنایع غذایی. برای مثال، به‌کارگیری مستقیم تودهٔ سلولی میکروارگانیسم‌ها به عنوان پروتئین تک یاخته، استفاده از میکروب‌ها در تولید محصولات غذایی تخمیری نظیر ماست و پنیر و محصولات گوشتی تخمیر شده، پرورش قارچ‌های خوراکی، تولید سس‌های متنوع، طعم‌دهنده‌ها، شیرین‌کننده‌ها و افزودنی‌های خوارکی، آنزیم‌های مورد استفاده در صنایع غذایی، ویتامین‌ها و اسیدهای آمینه و آلی تنها گوشه‌ای از کاربردهای بسیار متنوع بیوتکنولوژی در صنایع غذایی هستند. استفاده از باکتری‌های مفید ( پروبیوتیک) که به منظور درمان یا مقابله با بیماری‌های روده‌ای، اصلاح جمعیت میکروبی بدن و تولید ویتامین‌ها، به برخی از مواد غذایی مانند ماست و دیگر فرآورده‌های لبنی افزوده می‌شوند، نیز از حوزه‌های بسیار جذاب بیوتکنولوژی مواد غذایی محسوب می‌شوند.

●اهمیت اقتصادی
بازار جهانی صنایع مربتط با بیوتکنولوژی غذایی به دلیل گستردگی و تنوع بسیار زیاد آن، ارقام قابل توجهی را نشان می‌دهد. به عنوان مثال در سال ۲۰۰۳، ارزش بازار جهانی امولسیون‌کننده‌های غذایی بیش از یک میلیارد دلار بوده است که در این بین لیسیتین ( پرمصرف‌ترین امولسیفایر غذایی) که یکی از فرآورده‌های مهم بیوتکنولوژیک مورد استفاده در صنایع غذایی به شمار می‌رود، به تنهایی رقمی بیش از ۲۵۰ میلیون دلار را به خود اختصاص داده است.
جالب است بدانیم که در حال حاضر، با استفاده از میکروارگانیسم‌ها و روش‌های بیوتکنولوژی، سالانه بیش از ۲۷۰۰۰۰ تن اسید سیتریک به ارزش حدود ۴/۱ میلیارد دلار در جهان تولید می‌شود که بخش اعظم آن در صنایع غذایی به مصرف می‌رسد.
در سال ۱۳۸۱ میزان واردات اسید سیتریک به کشور بیش از ۵/۶ هزار تن بوده است. همچنین بازار جهانی پروبیوتیک‌های مورد استفاده در صنایع تولید مواد و افزودنی‌های غذایی، ماست و فرمولاسیون‌های دارویی، از ارزش بسیار بالایی برخوردار است. برای مثال، میزان فروش سالیانه ماست‌های حاوی پروبیوتیک در جهان، رقمی حدود ۱۰ میلیارد دلار به خود اختصاص می‌دهد. آنزیم‌های مورد استفاده در صنایع غذایی انسان و دام، بیشترین سهم را از بازار آنزیم‌های صنعتی به خود اختصاص داده‌اند.
در حال حاضر، تنها در اتحادیه اروپا ارزش محصولات تولیدی در زمینه بیوتکنولوژی غذایی ( محصولات غذایی تخمیری، اسیدهای آمینه، ویتامین‌ها و غیره ) بیش از ۲۵ میلیارد دلار برآورد شده است.
۴ـ بیوتکنولوژی دریایی
بیوتکنولوژی دریایی یکی از حوزه‌های در حال رشد و بکر این فناوری است که به کمک آن، از جانداران دریایی مانند ماهی، جلبک و یا باکتری‌ها به طور مستقیم و غیرمستقیم برای تولید فرآورده‌های ارزشمند بیولوژیک استفاده می‌شود.
با توجه به پتانسیل بالای مناطق دریایی و تنوع عظیم موجودات آبزی، تاکنون محصولات فراوانی از آن‌ها استحصال شده است که از آن جمله می‌توان به مواد دارویی، آنزیم‌ها، مواد مولکولی بیولوژیک, کیت‌های تشخیصی، آفت‌کش‌های زیستی، بیوماس جهت تولید انرژی و غیره اشاره کرد. از جمله ویژگی‌های محصولات و فرآورده‌های دریایی، وجود ترکیبات هالوژنه در آن‌ها است، که غالباً نمی‌توان آن‌ها را از موجودات خشکی‌زی به دست آورد. علاوه براین، میکروارگانیسم‌های دریایی، منبع غنی از ژن‌های متنوع هستند که می‌توان از آن‌ها برای تولید داروها و فرآورده‌های بیولوژیک جدید استفاده کرد.
طاهمیت اقتصادی
در سال ۲۰۰۲، بازار جهانی فرآورده‌ها و فرآیندهای حاصل از بیوتکنولوژی دریایی، به بیش از ۴/۲میلیارد دلار رسید که نسبت به سال پیش از آن، ۴/۹ درصد رشد داشته است.
انتظار براین است که بازار جهانی فرآورده‌های بیوتکنولوژی دریایی، به غیر از کشور آمریکا، تا سال ۲۰۰۷، رشد سریعتری معادل ۴/۶ درصد داشته باشد. بنابراین پیش‌بینی می‌شود که بازار جهانی فرآورده‌ها و فرآیندهای بیوتکنولوژی دریایی، تا سال ۲۰۰۷ به بیش از ۳ میلیارد دلار برسد. در حال حاضر، دو کشور امریکا و ژاپن، پیشگامان اصلی صنعت بیوتکنولوژی دریایی جهان هستند. توسعه بیوتکنولوژی دریایی در این دو کشور ، مرهون سرمایه‌گذاری آنها در دو دههٔ گذشته است؛ به عنوان مثال، در سال ۱۹۹۲، ایالات متحده و ژاپن به ترتیب ۴۰ و ۵۱۹ میلیون دلار در زمینهٔ بیوتکنولوژی دریایی سرمایه‌گذاری کردند.
با توجه به آمار و ارقام فوق و وجود حدود ۳ هزار کیلومتر مرز آبی و چندین دریاچه در ایران، به نظر می‌آید که بیوتکنولوژی دریایی می‌تواند زمینهٔ مناسبی جهت سرمایه‌گذاری و کسب درآمد برای کشور باشد. علیرغم وجود این پتانسیل مناسب، در ایران سرمایه‌گذاری ناچیزی در این زمینه صورت گرفته است؛
اگر چه مراکزی مانند مؤسسه تحقیقات شیلات ایران، مؤسسه تحقیقات بیوتکنولوژی خلیج فارس و برخی از دانشگاه‌ها ( به طور پراکنده) در این زمینه مشغول به فعالیت هستند، ولی حجم این فعالیت‌ها در مقایسه با پتانسیل اقتصادی زیادی که در دریا وجود دارد، بسیار ناچیز است. عدم توجه به بیوتکنولوژی دریایی، در سند ملی زیست‌ فناوری ایران نیز مشاهده می‌شود؛ به گونه‌ای که در این سند، نامی از بیوتکنولوژی دریایی، به عنوان یکی از شاخه‌های بیوتکنولوژی، برده نشده است.
ایران، در زمینهٔ نیروی انسانی در حوزهٔ بیوتکنولوژی دریایی نیز با کمبود روبروست؛ علیرغم اینکه دانشگاه‌های زیادی در سراسر دنیا، دوره‌های آموزشی بیوتکنولوژی دریایی دارند، در حال حاضر رشته‌ای به نام بیوتکنولوژی دریایی در کشور وجود ندارد.
۵ـ تولید متابولیت‌های ثانویهٔ گیاهی ( شامل داروهای گیاهی)
متابولیت‌های ثانویهٔ گیاهی ترکیباتی هستند که توسط سلول‌های گیاه تولید می‌شوند اما غالباً به مصرف خود گیاه نمی‌رسند. این متابولیت‌ها کاربردهای مختلفی در صنایع گوناگون و به ویژه پزشکی دارند. اسانس‌ها و مواد معطر، مواد مؤثره دارویی، فرمون‌ها،‌ حشره‌کش‌ها، علف‌کش‌ها، قارچ‌کش‌ها،‌ هورمون‌های گیاهی و مواد آللوپاتیک ( ایجاد کننده انواع مقاومت‌ها و یا بازارنده رشد و نمو ) از این جمله هستند. در این میان ترکیبات دارویی و اسانس‌ها دارای اهمیت ویژه‌ای هستند. از آنجایی که کشور ما، از تنوع گیاهی مطلوبی برخوردار است، این زمینه می‌تواند در بحث بیوتکنولوژی کشاورزی در مورد توجه ویژه قرار گیرد.
●اهمیت اقتصادی
قیمت متابولیت‌های ثانویه معمولاً بسیار بالا است، به طوری که فروش محصولات دارویی مانند شیکونین (Shikonin) یا دیجیتوکسین (Digitoxin) و یا عطرهایی همچون روغن جاسمین(Jasmin) از چند دلار تا چند هزار دلار به ازای هر کیلوگرم تغییر می‌کند. همچنین قیمت هر گروم از داروهای ضد سرطان مانند وین بلاستین (Vinblastin)، وین کریستین (Vincristin)، آجمالیسین (Ajmalicine) و تاکسول (Taxol) به چند هزار دلار می‌رسد. به عنوان مثال، تاکسول یکی از ترکیبات دارویی است که از پوست درخت سرخدار (Taxus brevifolia L.) به دست می‌آید و در درمان سرطان‌های سینه و تخمدان مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ضمن اینکه آزمایش‌های متعددی برای بررسی اثر این دارو بر روی انواع سرطان‌ها مانند سرطان خون، غدد لنفاوی، ریه، روده بزرگ، سر و گردن وغیره در دست انجام است. طبق گزارش اعلام شده از سوی سازمان هلال احمر ایران، میزان ارز تخصیص یافته برای خرید هر گرم تاکسول تا ۵/۲ میلیون تومان نیز رسیده است.
از آنجایی که رشد این درخت به کندی صورت می‌گیرد و منابع دسترسی به این گیاه محدود بوده و در عین حال برای درمان یک بیمار سرطانی، حدود ۲۸ کیلوگرم از پوست درخت سرخدار لازم می‌باشد که این مقدار معادل پوست سه درخت یکصد ساله است، لذا تولید این دارو به روش استخراج از پوست درخت، مقرون به صرفه نیست. به همین دلیل در حال حاضر، این متابولیت را با استفاده از روش کشت سلولی و در شرایط آزمایشگاهی تولید می‌نمایند.
با این روش، تولید یک گرم از داروی تاکسول حدود ۲۵۰ دلار هزینه دارد، در حالی که با قیمتی حدود ۲۰۰۰ دلار در بازار عرضه می‌گردد. شایان ذکر است گونه‌ای دیگر از این درخت با نام علمی Taxus bacata L. وجود دارد که در جنگل‌های شمال کشور دارای پراکندگی زیادی می‌باشد اما تاکنون ارزیابی دقیقی از لحاظ میزان تاکسول در این گونه و امکان‌سنجی تولید آن به طور جدی صورت نگرفته است.
به نظر می‌رسد، بخش اعظمی از ضعف کشور در تولید متابولیت‌های ثانویه مربوط به عدم توجه کافی به بیولوتکنولوژی گیاهان دارویی است، چرا که بخش اعظم متابولیت‌های گیاهی را ترکیبات دارویی تشکیل می‌دهند. در واقع بیوتکنولوژی گیاهان دارویی نیز همانند همتای دریایی خود در کشور مورد کم‌توجهی شدیدی واقع شده و تعداد نیروهای متخصص فعال در این عرصه بسیار ناچیز است.
براساس آمارهای موجود، ارزش بازار جهانی داروهای مشتق از گیاهان در سال ۲۰۰۲ با رشد ۲/۶ درصدی نسبت به سال پیش از آن، به ۷/۱۳ میلیارد دلار بالغ گردید. پیش‌بینی می‌شود این مقدار در سال ۲۰۰۷ به رقمی معادل ۸/۱۸ میلیارد دلار برسد. آمریکا در سال ۲۰۰۲ بیش از ۵۰ درصد این بازار را به خود اختصاص داده بود. نقش بیوتکنولوژی در این بازار بسیار حائز اهمیت بوده است.
۶ـ کاربرد بیوتکنولوژی در بخش جنگل و مرتع
سطح جنگل‌های کشور بالغ بر ۱۲ میلیون هکتار است که از این مقدار، حدود ۵/۱ میلیون هکتار جنگل‌های صنعتی خزری، ۵/۴ میلیون هکتار جنگل‌های منطقه زاگرس و بقیه جنگل‌های پراکندهٔ مرکزی، جنوبی و ارسباران است. جنگل‌ها علاوه بر این که به عنوان دستگاه تنفس زیست‌کره، از جمله اجزای بسیار حیاتی اکوسیستم به شمار می‌روند، نقش مهمی در تأمین مصنوعات چوبی و کاغذی، سوخت و تعداد زیادی از مواد مورد نیاز جامعه دارند.
لذا توجه بیش از پیش به تحقیقات بیوتکنولوژی در راستای احیای جنگل‌ها و بهینه سازی روش‌های استفاده از چوب، فراوری و افزایش بازده جنگل‌های طبیعی و دست کاشت و بهبود کیفی آن‌ها به منظور استفاده بهتر در بخش صنعت، نقش به سزایی در رفع نیازهای کشور و حفظ عرصه‌های جنگلی خواهد داشت.

●اهمیت اقتصادی
عرصه‌های مرتعی کشور، با سطحی بالغ بر ۹۰ میلیون هکتار که حدود ۷۰ میلیون واحد دامی از آن تغذیه می‌کنند، اهمیت فوق‌العاده‌ای بر درآمد ناخالص ملی دارد، علوفهٔ تولیدی بخش مرتع، بالغ بر ۱۰ میلیون تن با ارزش ریالی بیش از ۲۵۰۰ میلیارد ریال است. اگر ارزش بخش مرتع در جلوگیری از فرسایش خاک و تأثیر آن در حفظ و ذخیره شدن نزولات آسمانی در خاک را نیز به این مقدار اضافه کنیم، نقش حیاتی آن در اقتصاد ملی بیشتر مشخص می‌شود.
بنابراین، هرگونه سرمایه‌گذاری تحقیقاتی بیوتکنولوژی برای حفظ مراتع و افزایش بازده این بخش، در راستای منافع ملی و رسیدن به خودکفایی و رفع وابستگی است و باید از آن حمایت کرد.
امروزه برای بهبود کمی و کیفی تولیدات جنگلی و مرتعی وجلوگیری از تخریب آن‌ها از روش‌های متعدد بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک استفاده می‌کنند. در ادامه به برخی از این موارد اشاره می‌شود:
-ریز ازدیادی و تکثیر سریع گونه‌ها در معرض خطر و یا مرغوب
-مقاوم‌سازی گیاهان مرتعی و جنگلی در برابر استرس‌های محیطی (خشکی، شوری، سرما)
-تولید گونه‌های مقاوم به آفات و بیماری‌ها
-شناخت سریع و به موقع ژنوتیپ‌های مرغوب و نامرغوب و انتخاب براساس مارکر
-به‌نژادی گونه‌های جنگلی و مرتعی از لحاظ خصوصیات کمی و کیفی
-احیا و افزایش تولید گیاهان دارویی
علیرغم مزیت طبیعی کشور در عرصه جنگل و مرتع، متأسفانه این عرصه از بیوتکنولوژی نیز مورد کم‌توجهی قرار گرفته است؛ به طوری که تعداد متخصصان و آزمایشگاه‌های فعال در این حوزه بسیار ناچیز است و هیچ نشانی از فعالیت بخش خصوصی در زمینهٔ بیوتکنولوژی جنگل و مرتع یافت نمی‌شود.
۷ـ کاربرد بیوتکنولوژی در باغبانی
استفاده از بیوتکنولوژی در باغبانی می‌تواند یکی از حوزه‌های ثروت‌آفرین و مهم در کشور باشد. البته نمی‌توانیم ادعا کنیم که این حوزه از بیوتکنولوژی کاملاً مورد کم‌توجهی قرار گرفته است، بلکه صحیح‌تر آن است که بگوییم، افراط و تفریط‌هایی در بهره‌گیری از آن صورت پذیرفته است.
گواه این ادعا نیز وجود تنوع غنی ژنتیکی گونه‌های باغی در کشور است که گاه از جایگاه منحصر بفردی در سطح منطقه یا دنیا برخوردار هستند و فقط به معدودی از آنها توجه شده است. به عنوان مثال، کشور ایران به لحاظ موقعیت تولید و تنوع ارقام محصولاتی هم‌چون پسته، انار، خرما، فندق، گردو و غیره دارای جایگاه ممتازی در سطح دنیا است .
با این وجود تحقیقات مناسبی برای شناسایی، اصلاح و تکثیر ارقام مقاوم و پرمحصول این گیاهان انجام نشده است. لازم به ذکر است که تنها در مورد تکثیر موز،‌ خرما و تعداد محدودی از گیاهان زینتی با استفاده از روش‌های بیوتکنولوژی ( ریزازدیادی) چند شرکت خصوصی فعال در کشور وجود دارند که البته به دلایل متعدد از جمله تک‌محصولی بودن این شرکت‌ها، تولید بیش از نیاز کشور و عدم خرید نهال‌های تولیدی توسط مراکز مصرف‌کننده، این شرکت‌ها در آستانهٔ ورشکستگی قرار دارند. حال آن که در مورد بسیاری از گیاهان دیگر از جمله فندق، گردو و حتی مرکبات علیرغم نیاز جدی کشور، تاکنون فعالیت قابل توجهی برای انتخاب، اصلاح و تکثیر پایه‌های مقاوم به آفات، بیماری‌ها و استرس‌های محیطی صورت نگرفته است.
●اهمیت اقتصادی
براساس آمارهای منتشر شده توسط وزارت جهاد کشاورزی، در سال ۱۳۸۱، سطح زیرکشت گیاهان باغی، محصولات جالیزی و سبزیجات ( سیب‌زمینی، پیاز، گوجه و غیره) به ترتیب ۲۳۵۰، ۲۹۰ و ۴۵۱ هزار هکتار از کل اراضی زیرکشت کشور را به خود اختصاص داده‌اند، که مجموعاً تولیدی معادل ۶۷/۳۰ میلیون تن محصول را شامل می‌شود. این مقدار حدود ۵۲ درصد از کل تولیدات کشاورزی (گیاهی) کشور را در سال ۱۳۸۱ به خود اختصاص می‌دهد.
طی این مدت، در بین محصولات باغی، انگور، سیب، پرتقال و خرما به ترتیب بیشترین سهم از کل تولیدات باغی را به خود اختصاص دادند.
به عنوان مثالی از کابرد بیوتکنولوژی در باغبانی که کمتر مورد توجه قرار گرفته است، می‌توان به مرکبات اشاره کرد.
سطح زیر کشت مرکبات در سال ۱۳۸۱ حدود ۲۵۱ هزار هکتار و میزان تولید آن در همین سال حدود ۹/۳ میلیون تن بوده است. لازم به ذکر است که ظرفیت تولید مرکبات کشور با همین سطح زیرکشت، بیش از میزان فوق‌الذکر است؛ اما خسارات سنگین ناشی از بیماری‌های درختان مرکبات، این ظرفیت را کاهش داده است. از جمله این بیماری‌ها می‌توان به جاروی جادوگر و تریستیزای مرکبات اشاره نمود که در مواردی، به معضلات منطقه‌ای و حتی ملی تبدیل شده‌اند. متأسفانه هیچ درمان قطعی برای این دو بیماری وجود ندارد و تنها راه مبارزه با آن‌ها پیشگیری است که در این زمینه، بیوتکنولوژی می‌تواند راهکارهای مناسبی ارائه دهد. تولید نهال‌های عاری از بیماری ( با روش ریزازدیادی)، تشخیص نهال‌های آلوده و حذف آن‌ها از نهالستان‌ها و باغات (تولید کیت‌های تشخیصی) و اصلاح پایه‌های مقاوم از جمله مهم‌ترین این راهکارها هستند که به کمک بیوتکنولوژی امکان‌پذیر است.
●●نتیجه‌گیری
با توجه به مطالب ارائه شده، لزوم توجه و اهتمام بیش از پیش مسئولان و برنامه‌ریزان کشور، به ویژه متولیان زیست‌فناوری، به جنبه‌های تقریباً فراموش‌ شدهٔ بیوتکنولوژی کاملاً احساس می‌شود. چرا که در اغلب موارد مذکور، کشور ما در عین برخورداری از ظرفیت‌های بالای تولیدی، در زمرهٔ واردکنندگان عمدهٔ محصولات یاد شده قرار دارد.
دلایل مختلفی برای کم‌توجهی به برخی از حوزه‌های بیوتکنولوژی در کشور بیان می‌شود. اما به نظر می‌رسد سه دلیل عمدهٔ این موضوع، موارد زیر باشند:
۱-تدوین استراتژی، برنامه‌ریزی و تعیین اولویت‌های بیوتکنولوژی در کشور غالباً توسط تعداد معدودی از متخصصان این رشته انجام می‌شود که در اکثر مجامع تصمیم‌گیری بیوتکنولوژی حضور دارند. لذا در این موارد، همواره دست عدهٔ کثیری از متخصصان بیوتکنولوژی از تصمیم‌گیری‌های ملی کوتاه می‌ماند، ضمن اینک کمتر از همکاری دیگر متخصصان، مانند استراتژیست‌ها، برنامه‌ریزان، اقتصاددانان و مدیران کارآزموده استفاده می‌شود. این موضوع باعث شده که اکثر تصمیمات کلان بیوتکنولوژی کشور، توسط افراد محدود و تقریباً ثابتی اتخاذ شود که در زمینه‌های خاصی دارای تخصص و تجربه هستند؛ بدیهی است در این بین هر کسی سنگ تخصص خود را به سینه می‌زند و آن را برجسته‌تر معرفی می‌کند. بنابراین، همیشه حوزه‌هایی از بیوتکنولوژی که متخصصان آن، در مجامع تصمیم‌گیری شرکت ندارند، کمتر مورد توجه قرار گرفته و لذا در تدوین سیاست‌های آموزشی، پژوهشی و تولیدی کشور، جایگاه مناسبی برای آن‌ها منظور نمی‌شود.
۲-به نظر می‌رسد، دیدگاه اغلب متخصصان و محققان به بیوتکنولوژی، دیدگاهی صرفاً علمی است تا کاربردی. تعداد محدود شرکت‌های تولیدکنندهٔ محصولات بیوتکنولوژی، مؤید ضعف در بهره‌گیری کاربردی از این فناوری در کشور است.
در واقع تا به امروز، یکی از مهم‌ترین اهداف بهره‌گیری از بیوتکنولوژی در کشور، تولید مقاله بوده است، در حالی که بیوتکنولوژی یک فناوری است ( و نه علم) و یک فناوری با تولید محصول و رفع نیازهای انسانی معنی پیدا می‌کند. البته طبیعی است که از نتایج تحقیقات در حوزهٔ فناوری، مقاله‌هایی هم حاصل شود، اما باید توجه داشت که تنها دستاورد این تحقیقات و هدف اصلی آن مقاله نیست. این مشکل، ریشه در فقدان ادبیات و تعاریف روشن از علم و فناوری در کشور دارد.
۳-شاخص‌های ارزیابی علم و فناوری هم در کشور تفکیک نشده‌اند و هر دو با معیارهای مشترک سنجیده می‌شوند که البته مهم‌ترین این معیارها « تولید مقاله » است.
با این توضیح، تفاوت چندانی بین یک بیولوژیست و یک بیوتکنولوژیست در کشور وجود ندارد و هر دو به دنبال تولید علم ( آن هم از نوع مقاله) هستند. نکتهٔ جالب اینکه، برخی از مؤسسات و مراکز تحقیقاتی بیوتکنولوژی برای هر مقالهٔ چاپ شده، پاداش‌های قابل توجه مالی را در نظر می‌گیرند تا انگیزهٔ تولید مقاله را بالا ببرند. ضمن اینکه معمولاً مهم‌ترین معیار ارزیابی افراد در مراکز تحقیقات فناوری کشور، تعداد مقالات چاپ شده توسط هر فرد است.
این مسائل باعث شده است که محققان بیوتکنولوژی کشور به دنبال موضوعاتی باشند که مورد علاقهٔ مجلات علمی خارجی است و امکان پذیرش مقالات در آن موضوعات بیشتر است. با این توضیح، می‌توان پیش‌بینی کرد که جهت‌گیری این گونه تحقیقات نیز براساس علاقمندی مجلات خارجی تعیین می‌شود و نه مزایا و نیازهای کشور. در نتیجه، بسیاری از حوزه‌های کاربردی بیوتکنولوژی که از مزیت‌های مناسبی در کشور برخوردار هستند، تنها به دلیل اینکه مورد توجه مجلات خاصی قرار ندارند، به دست فراموشی سپرده شده و نیازهای واقعی کشور هم‌چنان باقی می‌ماند.

منبع:

دکتر علی بدرفه مشاور معاون اداری ،برنامه ریزی و مدیر پایگاه اطلاع رسانی سازمان شیلات ایران
مآخذ
۱ـ آمارنامه کشاورزی، جلد اول: محصولات زراعی و باغی سال زراعی ۸۱-۱۳۸۰، وزارت جهاد کشاورزی، معاونت برنامه‌ریزی و اقتصادی، دفتر آمار و فناوری اطلاعات، مهرماه ۱۳۸۲.
۲ـ آهنگرزاده رضایی، محمد، توجه به پتانسیل‌های اقتصادی بیوتکنولوژی به عنوان یک فناوری استراتژیک، مجموعه مقالات دومین همایش علم و فناوری، آینده و راهبردها ( اولویت‌های فناوری ایران)، مرکز تحقیقات استراتژیک، صفحات ۱۸۱-۱۷۵، ۳۰-۲۹ بهمن ماه ۱۳۸۲.
۳ـ آهنگرزاده رضایی، محمد، بیوتکنولوژی‌، اولویتی برای کشورهای در حال توسعه، مجموعه مقالات دومین همایش علم و فناوری، آینده و راهبردها ( اولویت‌های فناوری ایران)، مرکز تحقیقات استراتژیک، صفحات ۱۱۹۰-۱۸۳، ۳۰-۲۹ بهمن ماه ۱۳۸۲.
۴ـ رهایی، مهدی، نگاهی به پتانسیل اقتصادی بیوتکنولوژی دریایی، شبکهٔ تحلیلگران تکنولوژی ایران، تیرماه ۱۳۸۳، www. Itanetwork.org
۵ـ نادری شهاب، محبت علی، تحقیقات بیوتکنولوی در راستای افزایش بازده جنگلها و مراتع، فصلنامه رهیافت، شماره ۱۹، پاییز ۱۳۷۶.
۶ـ عباسیان، زینب، تولید داروی ضد سرطان تاکسول به روش سمی سنتزی، پرسشنامه طرح تحقیقاتی، هسته بیوتکنیک گیاهی، شهرک علمی- تحقیقاتی اصفهان، ۱۳۸۲.
۷ـ عبدی، حمیدرضا، توانمندی‌ها و کاربردهای بیوتکنولوژی دام در کشور ( دیدگاه دکتر نجاتی)، شبکهٔ تحلیلگران تکنولوژی ایران، تیرماه ۱۳۸۲، www. Itanetwork.org
۸ـ میر، محمد، اهمیت بیوتکنولوژی گیاهی و حوزه‌های مختلف کاربرد آن، شبکهٔ تحلیلگران تکنولوژی ایران، شهریور ۱۳۸۱، www. Itanetwork.org
۹- Rachmilewitz, D. et al. Toll-like receptor ۹ signaling mediates the anti- inflammatory effects of probiotics in murine experimental cilitis. Gastroenterology, Vol. ۱۲۶: ۵۲۰-۵۲۸ (۲۰۰۴).
۱۰- Anonymous, Industrial Enzymes: worldwide market forecast, available in the iternet: www,utc.fr/ecole-doctorale/pedagogie.
۱۱- Anonymous, Technological and Biological changes and the Future of Pest Management, Chapter ۴, pp. ۱۴۴-۲۰۹, In: The future role of Pesticides in U.S. Agriculture, The National Academy of Sciences, National Academy Press, Washington, D.C., ۲۰۰۰.
Online available in the internet:
www.nap.edu.books/۰۳۰۹۰۶۵۲۶۷/html/۱۴۵.html#pagetop.
۱۲- Anonymous, Biotechnology in the food chain, Resarch and Markets, available in the I=nternet: www.foodqualitynews.com.
۱۳- Rajan, M., Plant- Derived Drugs: Products, Technologies, Applications, Business Communications Company, Inc., ۲۰۰۳, available in the internet: www.bccresearch.com.
۱۴- Anonymous, Probiotics, In: Annual Report ۲۰۰۳, VRI BioMedical limited, page ۳, available in the internet:
www.vribiomedical.com.au/VRI/annual-reps/annualrep۰۳.pdf.
پایگاه اطلاع رسانی شیلات ایران

ارسال نظر