ـ الأساليب التقليدية لإنتاج الغذاء

لقد بحث السلف عبر التاريخ عن أساليب جديدة لزراعة وإنتاج الغذاء، وعملوا إثر تجارب المحاولة والخطأ على تطوير أنواع مختلقة من المحاصيل وتعلموا كيفية تربية أصناف عديدة من الحيوانات وكيفية تناسلها، ووجدوا طرقاً لمعالجة الغذاء بواسطة التخمير، فقد كانوا يمارسون التقنية الحيوية بالرغم من عدم وعيهم لذلك. وتعنى التقنية الحيوية القيام بعمليات حيوية للحصول على منتجات مفيدة ويتم إنتاج الخبز مثلا باستعمال الخميرة وبما أن الخميرة هي عبارة عن كائنات حية دقيقة فانه من الممكن وصف إنتاج الخبز كعملية حيوية ويعتبر إنتاج المشروبات الكحولية عملية مشابهة لذلك، أما صناعة الجبن فهي مثال آخر على ذلك، فقد وجد قبل قرون ان الغشاء المخاطي المستخرج من معدة العجل يعمل على تحويل الحليب إلى خثارة صلبة ومصل اللبن الذي ينفصل عنها، وذلك بسبب أنزيم يسمى (كيمسون) يوجد في ذلك الغشاء المخاطي، ولا تزال هذه العملية الحيوية أساس إنتاج الجين في أيامنا هذه وكذلك يعتبر إنتاج السلامي والخل واللبن مثالا على التقنية الحيوية.

ـ تهجين النبات

يعتبر تهجين النباتات أحد أوضح الأمثلة لاستعمال علم الأحياء في إنتاج الغذاء حيث تم تهجين النباتات لإنتاج نباتات متنوعة تحمل خصائص أو مزايا معينة مثل طول النبتة ولون تويجياتها، حيث تحمل هذه الصفات في جينات النبات ويتم نقل هذه المزايا إلى النباتات المستقبلية عن طريق التهجين.

وبسبب تهجين النبات، تختلف المحاصيل المعروفة في الوقت الحالي عن المحاصيل التي زرعها السلف فقد عمل التهجين والتطور في الأنشطة الزراعية على إيجاد تنوع واسع للنباتات وزيادة ضخمة في القدرة الإنتاجية للمحاصيل، ففي بدايات القرن العشرين على سبيل المثال كان إنتاج القمح في بريطانيا يتراوح حول طنين لكل هكتار (عشرة آلاف متر مربع) وعند نهاية ذلك القرن اصبح كل هكتار ينتج ما يقارب السبعة أطنان من القمح، لكن هذه التطورات لم تحدث بسهولة، لأن كل نبتة تمتلك حوالي 50000 جين فالحظ يلعب دوراً فيما إذا كانت كل الصفات المرغوب بها ستنتقل إلى النبتة المستقبلية بدون الصفات غير المرغوبة، لذلك يجب تهجين النبات مراراً وتكراراً لتحقيق المطلوب وذلك من شأنه أن يأخذ سنيناً طويلة، لكن الأمور تتغير.....

ـ تقنية المستقبل

يستطيع الآن العلماء الباحثون التعرف بشكل دقيق على الجين الذي يتحكم بالصفات المرغوبة فيعملون على استخلاصه ونسخه ومن ثم حقنه في كائن حي آخر الذي سيحمل وسلالته الصفات المرغوبة، وذلك من شأنه ان يعمل على تقصير الوقت الطويل الذي تستهلكه تقنيات التهجين التقليدية.

يطلق على هذه العملية اسم التعديل الجيني وغالباً ما توصف بالتقنية الحيوية الحديثة فهي أحد التطورات الرئيسية في الوقت الراهن، ويرى البعض أنها تقدم منافع عظيمة ويعتبرونها امتداداً مصقولا لتقنيات التهجين التقليدية لكن البعض يشكون في ذلك ويرون أنها في الأساس تقنية حديثة تنطوي على مخاطر محتملة لا يمكن التنبؤ بها ومهما تكون وجهة النظر التي يتبناها الفرد، فما من شك أن التقنية ستمس حياتنا بطرق عديدة كإنتاج الغذاء والعناية الصحية وعدد من التطبيقات الأخرى.

ـ ما هو عمل الجينات

تتحكم الجينات بالصفات المنقولة من جيل إلى آخر مثل لون تويجيات الورود أو لون عيني الطفل، وتوجد الجينات في الخلايا التي تركب جسم الكائن الحي ويتم نسخها كلما انقسمت الخلية، وتحدث الوراثة الجينية في جميع الكائنات الحية سواء في الإنسان أو الحيوان أو النباتات أو الكائنات الحية الدقيقة.

الـ (DNA) مفتاح الحياة

تتركب الجينات من تركيب كيماوي يطلق عليه اسم (DNA) وهو حمض نووي موجود في نواة الخلية ويتركب هذا الحمض بدوره من فتيلين طويلين متشابكين بشكل لولبي ويعرف ذلك باللولب المزدوج، ويتركب كل فتيل من أربعة عناصر أساسية، وتتركب كل الجينات سواء للحيوانات أو النباتات من كميات متفاوتة من هذه العناصر التي توضع في تسلسل مختلف لتشكل شيفرة، حيث تحدث هذه الشيفرة تعليمات معينة تتبعها الخلايا لإنتاج الخصائص أو الصفات الفردية مثل الطول واللون وهكذا.

ـ لغة مألوفة

بكلمات أخرى، العناصر الأساسية الأربعة تشكل لغة مألوفة لجميع أشكال الحياة فعندما يتم نسخ الجين الذي يحتوي على الشيفرة الخاصة بصفة معينة ويتم حقن النسخة من ذلك الجين في كائن حي آخر، سيكون هذا الكائن قادراً على إنتاج تلك الصفة لأنه (يتحدث) اللغة ذاتها وبذلك يستطيع اتباع التعليمات المشفرة، ولهذا السبب يعمل التعديل الجيني على جعل عملية انتقال الصفات ممكنة بين أنواع مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة والنباتات والحيوانات التي لا تستطيع عادة أن تتكاثر مع بعضها البعض.

لقد أحدث التعديل الجيني تغيرات مهمة في مجال الرعاية الصحية:

ـ ساعد التعديل الجيني في تطوير عقار الانترفيرون الذي يحمي الخلايا من فيروسات معينة كما ساعد في تطوير بروتينات تساعد في تخثر الدم وتطوير لقاحات ضد الفيروسات.

ـ يمكن حقن الجينات في أجنة الحيوانات وذلك لتوجيه هذه  الأجنة لإنتاج عقارات طبيعية تقاوم الأمراض الخطرة، ومثال على ذلك تنتج النعجة في حليبها عقاراً يمكن استخلاصه لعلاج انتفاخ الرئة

ـ ربما تتمكن التقنية الحيوية الحديثة مستقبلا من المساعدة في مقاومة السرطان وأمراض القلب وأنواع أخرى من الأمراض.

النبات

في كل عام تتسبب الحشرات بفقدان حوالي 25% من محاصيل الغذاء في العالم وهي نسبة كافية لتغذية مليار نسمة، ويرى المؤيدون لتقنية التعديل الجيني أن تطوير المحاصيل المعدلة جينياً يمكن أن يقلل هذه الخسارة من مصادر الغذاء، كما يمكن لهذه التثنية تحسين نوعية الغذاء المنتج.

ـ مقاومة الأوبئة والأمراض

يتم استغلال التعديل الجيني حالياً لجعل المحاصيل مقاومة للأوبئة والأمراض ومثالا على ذلك تعتبر أنواع متعددة من حبوب الذرة التي زرعت بداية في أمريكا الشمالية مقاومة للحشرات التي تثقب الحبوب والتي تستطيع أن تدمر حوالي 20% من المحصول، وقد تغير التعديل الجيني للنبات بحيث أصبح النبات ينتج بروتيناً يساعده في مقاومة تلك الحشرة، وقد كان حوالي 25% من محصول الذرة الأمريكي في عام 2000 قد عدل جينياً بهذه الطريقة.

يتم تنفيذ أبحاث التعديل الجيني لجعل نباتات البطاطا الحلوة مقاومة لنوع معين من الفيروسات والذي غالباً ما يدمر ثلثي محاصيل البطاطا الحلوة في أفريقيا ويمكن تعديل نباتات الخيار والخس والطماطم والفلفل لتقاوم نوع مدمر من الفيروسات يعمل على تنقيط أوراقها.
ـ التحكم بالأعشاب الضارة

تشكل الأعشاب الضارة تهديداً خطيراً للمحاصيل الغذائية وبالرغم من توفر مبيدات الأعشاب إلا أن استعمالها مقيد، فعند زراعة الصويا على سبيل المثال، لا يمكن استعمال مبيدات الأعشاب ذات النطاق الواسع (التي تقتل نسبة كبيرة من الأعشاب الضارة) إلا قبل أن يظهر المحصول من البرية، وحالما يظهر المحصول يجب استعمال مبيدات الأعشاب ذات النطاق الضيق وهي مبيدات منتقاة تستعمل لمقاومة الأعشاب الضارة دون إلحاق الضرر بمحصول نبات الصويا.

لقد تم تعديل أنواع من نبات الصويا جينياً لاحتمال مبيدات الأعشاب ذات النطاق الواسع، لذلك يستطيع المزارعون التحكم بالأعشاب الضارة خلال نمو نبات الصويا ويستطيعون اختيار الوقت الأمثل لرش المبيد، ويدعي البعض انه يجب استعمال كميات اقل من المبيدات ذات النطاق الواسع للتحكم بالأعشاب مقارنة مع المبيدات ذات النطاق الضيق، ويعتبر الاستعمال القليل لمبيدات الأعشاب مفيداً للبيئة كما أن هناك احتمالات لتوفير الطاقة، فاستعمال المحراث الذي يعمل على الديزل سيقل لأن رش المبيدات يعني رحلات اقل لذلك المحراث في الحقول، ويرى البعض أيضا أن محاصيل الصويا المعدلة جينياً تمتلك قدرة إنتاجية اكبر.