نفكر في البكتيريا كمخلوقات ضارة تسبب المرض. ولكن في الواقع ، هناك عدد قليل فقط من الأنواع الخطرة. غالبية البكتيريا جيدة ، وبدونها ، لن تكون الحياة على الأرض ممكنة.
تساعد البكتيريا في تحطيم الحيوانات والنباتات الميتة وإعادة المواد المغذية القيمة إلى الأرض. تساعد بعض الأنواع أيضًا في تنظيف الملوثات الضارة خارج البيئة في عملية تسمى المعالجة البيولوجية. باستخدام تقنيات المعالجة البيولوجية ، لم تعد المواد السامة مثل المعادن الثقيلة والنفط ضارة بالبيئة. البكتيريا هي أيضا أجهزة استشعار رخيصة ودقيقة للمواد الكيميائية السامة.
الدلالة
أكثر الكائنات الحية الموجودة في التربة هي البكتيريا. إنها جزء ضروري من دورات المغذيات ، أو البيوجيوكيميائية ، حيث يتم إعادة تدوير الكربون والنيتروجين والكبريت والفوسفور بين الكائنات الحية والبيئة. بدون هذه الدورات ، لن يكون هناك تبادل للعناصر التي تشكل العمود الفقري للبروتينات والسكريات والدهون - لن تكون هناك حياة.
البكتيريا كأجهزة استشعار بيولوجية
وفقًا لوكالة حماية البيئة الأمريكية ، تولد الصناعات الأمريكية 292 مليون طن من النفايات الخطرة كل عام ، مع إطلاق 40 مليون طن على الأقل في البيئة. تعتبر التحليلات الكيميائية التقليدية لتحديد وتحديد مكان النفايات السامة باهظة الثمن وغالبًا ما لا تكون دقيقة. لذلك ، صمم العلماء مستشعرات حيوية ، وهي بكتيريا معدلة وراثيا يمكنها تحديد الملوثات.
أجهزة الاستشعار البيولوجي لا تتطلب مواد كيميائية أو معدات باهظة الثمن ، وأنها تعمل في غضون دقائق. تنبعث بعض البكتيريا من الضوء عندما تصادف مادة كيميائية سامة معينة. ينبعث آخرون الضوء طالما أنهم يتمتعون بصحة جيدة ولكن توقفوا إذا قُتلوا بسبب السموم.
البكتيريا كمقاتلي التلوث
المعادن الثقيلة من الصناعة والمواد الكيميائية العضوية السامة ، بما في ذلك المبيدات الحشرية والمنتجات البترولية والمتفجرات ومثبطات اللهب ، تشكل مخاطر بيئية وصحية خطيرة. وهي تدخل التربة والهواء والماء ومقاومة للغاية لعمليات الانهيار الطبيعي. تستخدم المعالجة البيولوجية بعض البكتيريا التي تهضم المواد السامة وتحولها إلى مواد أقل ضررا. إلى حد ما ، تحدث المعالجة البيولوجية بشكل طبيعي ، ولكن عادة ما يتم تعزيزها عن طريق إضافة "طعام" بكتيري ، مثل الفسفور والنيتروجين ، مما يجعل البكتيريا تنمو بشكل أفضل وتنظف مواد كيميائية أكثر فعالية. عادةً ما تكون المعالجة البيولوجية أقل تكلفة وأقل كثافة عمالية من التقنيات التقليدية.
البكتيريا المختارة على وجه التحديد
غالبًا ما يكون التلوث الصناعي وانسكابات النفط في حد كبير يتطلبان علاجًا حيويًا محسنًا ، حيث يختار الباحثون البكتيريا التي تنمو على وجه التحديد في بعض الملوثات أو البكتيريا المعدلة وراثياً التي يمكن أن تستقلب ملوثًا محددًا. تسمى إضافة هذه البكتيريا التنشيط الأحيائي ، والذي يستخدم لتنظيف بقع الزيت في الماء. أيضا ، قام الباحثون بتغيير البكتيريا المقاومة للإشعاع وراثيا لجعلها أكثر فائدة في تنظيف المواقع الملوثة بالمواد المشعة.
الدلالة
البكتيريا الجيدة هي منظفات ضرورية للنفايات السامة ، وبدونها تتحول العديد من الحوادث في البيئة إلى كوارث. في عام 1989 ، اصطدمت السفينة إكسون فالديز بشعاب مرجانية بالقرب من شاطئ الأمير ويليام ساوند في ألاسكا ، مما تسبب في واحدة من أكبر الانسكابات النفطية في التاريخ. لا يزال الباحثون يعملون على كيفية تنظيف هذه المياه النقية بالكامل. في السنوات الخمس الأولى بعد وقوع الحادث ، كان النفط يختفي بمعدل حوالي 70 في المئة بسبب نجاح المعالجة البيولوجية.
