BIOTEKNOLOGI PERSEKITARAN: SEJARAH, KAJIANNYA, APLIKASI - BIOLOGI - 2025

The bioteknologi alam sekitar adalah satu disiplin khusus untuk pembangunan dan penggunaan sistem biologi untuk membetulkan dan menyelesaikan masalah pencemaran dalam alam sekitar. Ini menggunakan prinsip sains, teknologi dan kejuruteraan genetik untuk merawat bahan organik dan anorganik, berusaha memperbaiki persekitaran semula jadi dan bertujuan untuk pembangunan lestari.

Aplikasinya berkisar dari bioremediasi dan perawatan air limbah, gas dan sisa toksik, hingga biodegradasi bahan, agrobioteknologi, bioenergi, penambangan bio dan pengendalian perosak dan penyakit.

Bioteknologi persekitaran menggunakan mikroorganisma untuk memulihkan keadaan persekitaran yang dipengaruhi oleh pencemaran. Sumber: pixabay.com

Pada masa ini, fungsinya yang paling menonjol adalah membersihkan lantai, air dan udara melalui penggunaan proses ekonomi yang lebih lestari.

Sebagai contoh, sekiranya berlaku tumpahan minyak di darat, baja dengan sulfat atau nitrat dapat dibuat untuk mempromosikan pembiakan mikroorganisma yang menyokong penguraian bahan ini.

Ringkasnya, bioteknologi persekitaran membantu alam semula jadi untuk mengatasi situasi ketidakseimbangan, memulihkan ekosistem yang mengalami beberapa perubahan, dalam kebanyakan kes disebabkan oleh tindakan manusia.

Sejarah bioteknologi persekitaran

Bioteknologi telah ada dalam sejarah kemanusiaan sejak zaman kuno, ketika teknik yang berbeza untuk menangani haiwan dan tanaman mulai digunakan untuk mendapatkan produk tertentu seperti anggur, bir, keju atau roti.

Pada abad ke-19, ahli kimia Perancis Louis Pasteur mendapati bahawa mikroorganisma adalah penyebab fermentasi, membawa manfaat besar bagi industri makanan dan kesihatan.

Beberapa tahun kemudian, saintis Britain Alexander Fleming memerhatikan kesan bakteria penisilin dalam merawat jangkitan, yang memungkinkan pengembangan antibiotik secara besar-besaran.

Pada tahun 1953, saintis Rosalind Franklin, James D. Watson, dan Francis Crick dari University of Cambridge menemui DNA dan cara kerja kod genetik. Ini menghasilkan kemajuan yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam bidang manipulasi molekul, sehingga menimbulkan bioteknologi moden.

Pengubahsuaian dan pemindahan gen dari satu organisma ke organisma yang lain memungkinkan pengembangan produk dan proses yang lebih baik dalam bidang pertanian dan perubatan.

Seiring berjalannya waktu, dan sebagai akibat dari dampak negatif eksploitasi industri terhadap lingkungan, teknik ini mulai digunakan untuk menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan pencemaran, sehingga menimbulkan bioteknologi persekitaran.

Apa yang dikaji oleh bioteknologi persekitaran?

Disiplin ini merangkumi dua bidang pengajian utama: bioteknologi di satu pihak dan ekologi di sisi lain.

Bioteknologi

Ini adalah sains yang menyelidiki dan menganalisis organisma hidup agar, melalui teknologi, dapat memanfaatkan sumber daya dan keupayaannya untuk menggunakannya dalam peningkatan produk dan tujuan lain.

Ia digunakan terutamanya dalam bidang makanan, perubatan, farmakologi dan penjagaan alam sekitar.

Melalui penggunaannya, adalah mungkin untuk mendapatkan ubat yang lebih cekap, bahan yang lebih tahan, makanan yang lebih sihat, sumber tenaga yang boleh diperbaharui dan proses perindustrian yang kurang mencemarkan.

Ekologi

Ia adalah bahagian biologi yang mengkaji hubungan makhluk hidup antara satu sama lain dan dengan persekitaran tempat mereka tinggal. Salah satu kepentingan utamanya adalah perubahan yang dialami oleh ekosistem daripada aktiviti yang dilakukan oleh manusia.

Dalam pengertian ini, selama beberapa tahun ekologi berkaitan dengan gerakan politik dan sosial yang diperjuangkan di seluruh dunia untuk mempertahankan dan menjaga alam sekitar.

Tindakannya bertujuan untuk pemeliharaan dan pertumbuhan semula sumber daya alam, perlindungan hidupan liar dan pengurangan tahap pencemaran yang dihasilkan oleh manusia.

Dalam kerangka ini, bioteknologi persekitaran berusaha mencari jalan keluar untuk kehilangan keanekaragaman hayati, perubahan iklim, ketersediaan sumber tenaga baru yang dapat diperbaharui dan penipisan lapisan ozon, antara masalah lain.

Permohonan

Di bidang pertanian, bioteknologi persekitaran memungkinkan untuk menghasilkan makanan dengan lebih banyak vitamin, mineral dan protein, dan tanaman yang lebih tahan terhadap serangan serangga. Sumber: pixabay.com

Kegunaan utama yang diberikan kepada bioteknologi persekitaran adalah yang berkaitan dengan bioremediasi, rawatan air sisa, biodegradasi bahan dan agrobioteknologi.

Bioremediasi

Istilah ini merujuk kepada penggunaan mikroorganisma untuk merawat bahan atau memulihkan keadaan persekitaran yang terkena pencemaran.

Sebagai contoh, bakteria, kulat, dan tanaman rekayasa genetik tertentu mempunyai keupayaan untuk menyerap dan menurunkan unsur-unsur toksik dari tanah, air, atau udara.

Salah satu kes yang paling terkenal adalah pengubahsuaian genetik yang dibuat dari bakteria Deinococcus radiodurans, yang memiliki kemampuan besar untuk menahan sinaran, sehingga menyerap ion merkuri dan toluena yang terdapat dalam sisa nuklear.

Sebaliknya, kulat tertentu mempunyai toleransi yang tinggi terhadap kepekatan plumbum dan digunakan untuk membersihkan tanah yang tercemar oleh logam berat ini.

Rawatan kumbahan

Bioteknologi persekitaran juga boleh digunakan untuk membuang pencemaran fizikal, kimia dan biologi dari air sisa manusia.

Melalui penggunaan tanaman akuatik, mikroalga dan proses biodegradasi, adalah mungkin untuk membersihkan sampah dan meningkatkan kualitinya.

Agrobioteknologi

Dalam pertanian, bioteknologi persekitaran menggunakan organisma hidup atau mikroorganisma untuk memperbaiki keadaan tanaman dan meningkatkan pengeluaran.

Ini memungkinkan, misalnya, menghasilkan makanan dengan lebih banyak vitamin, mineral dan protein, dan tanaman yang lebih tahan terhadap serangan serangga, tanpa perlu menggunakan produk kimia yang merosakkan alam sekitar.

Di samping itu, memungkinkan untuk menggunakan semula sisa pertanian atau efluen dalam pengeluaran tenaga dan biofuel.

Biodegradasi bahan

Bioteknologi persekitaran juga memungkinkan pengembangan bahan biodegradasi yang terurai secara semula jadi melalui tindakan agen biologi, seperti haiwan, kulat dan bakteria.

Kemerosotan unsur-unsur ini boleh berlaku dalam dua cara: melalui organisma yang memerlukan oksigen untuk hidup (degradasi aerob) atau melalui organisma yang tidak memerlukan oksigen dalam metabolisme mereka (degradasi anaerob).

Proses jenis ini membantu meminimumkan tahap sampah dan mengelakkan kekalutan bahan pencemar di persekitaran.

Sebaliknya, kemungkinan aplikasi bioteknologi persekitaran lain adalah yang berkaitan dengan rawatan sisa pepejal dan gas, bioenergi dan biomining, pengendalian perosak dan penyakit dan kitaran biogeokimia, antara lain.

Rujukan

1. Castillo Rodríguez, Francisco (2005). Bioteknologi persekitaran. Tebar Pengarang. Madrid. Sepanyol.
2. Bécares, E. (2014). Bioteknologi Alam Sekitar, Cinderella Bioteknologi? AmbioSciences. Majalah penyebaran ilmiah yang disunting oleh Fakulti Sains Biologi dan Alam Sekitar Universiti León.
3. ISEB. Persatuan Antarabangsa untuk Bioteknologi Alam Sekitar. Terdapat di: inecol.edu.mx
4. Blanch, Anicet. Bioteknologi persekitaran. Aplikasi bioteknologi dalam peningkatan persekitaran. Universiti Barcelona.
5. Rittmann, BE (2006). Ekologi mikrob untuk menguruskan proses dalam bioteknologi persekitaran. Bioteknologi Trend.
6. Bioteknologi Alam Sekitar, Wikipedia. Terdapat di: Wikipedia.org