BIOTECNOLOGIE AMBIENTALI: STORIA, COSA STUDIA, APPLICAZIONI - BIOLOGIA - 2025

La biotecnologia ambientale è una disciplina dedicata allo sviluppo e all'uso di sistemi biologici per correggere e risolvere i problemi di inquinamento dell'ambiente. Utilizza i principi della scienza, della tecnologia e dell'ingegneria genetica per trattare i materiali organici e inorganici, cercando di migliorare l'ambiente naturale e mirando allo sviluppo sostenibile.

Le sue applicazioni spaziano dal biorisanamento e trattamento di acque reflue, gas e rifiuti tossici, alla biodegradazione dei materiali, agrobiotecnologia, bioenergia, biominificazione e controllo di parassiti e malattie.

La biotecnologia ambientale utilizza microrganismi per recuperare le condizioni ambientali colpite dall'inquinamento. Fonte: pixabay.com

Attualmente, la sua funzione più importante è la pulizia dei pavimenti, dell'acqua e dell'aria attraverso l'utilizzo di processi più sostenibili ed economici.

Ad esempio, a fronte di una fuoriuscita di petrolio sul terreno, possono essere realizzati fertilizzanti con solfati o nitrati per favorire la riproduzione di microrganismi che favoriscono la decomposizione di questa sostanza.

Insomma, la biotecnologia ambientale aiuta la natura a superare situazioni di squilibrio, recuperando ecosistemi che hanno subito una sorta di alterazione, nella maggior parte dei casi dovuta all'azione dell'uomo.

Storia della biotecnologia ambientale

La biotecnologia è presente nella storia dell'umanità fin dall'antichità, quando si cominciò a utilizzare diverse tecniche di manipolazione degli animali e delle colture per ottenere determinati prodotti come vino, birra, formaggio o pane.

Nel XIX secolo, il chimico francese Louis Pasteur scoprì che i microrganismi erano la causa della fermentazione, portando grandi benefici all'industria alimentare e sanitaria.

Anni dopo, lo scienziato britannico Alexander Fleming ha osservato gli effetti dei batteri della penicillina nel trattamento delle infezioni, che hanno permesso lo sviluppo di antibiotici su larga scala.

Nel 1953, gli scienziati Rosalind Franklin, James D. Watson e Francis Crick dell'Università di Cambridge scoprirono il DNA e il funzionamento del codice genetico. Ciò ha generato un progresso senza precedenti nel campo della manipolazione molecolare, dando origine alla moderna biotecnologia.

La modifica e il trasferimento di geni da un organismo a un altro ha consentito lo sviluppo di prodotti e processi migliori nei settori dell'agricoltura e della medicina.

Nel tempo, e come conseguenza dell'impatto negativo dello sfruttamento industriale sull'ambiente, queste tecniche hanno cominciato ad essere utilizzate per risolvere i problemi legati all'inquinamento, dando origine alla biotecnologia ambientale.

Cosa studia la biotecnologia ambientale?

Questa disciplina comprende due grandi aree di studio: la biotecnologia da un lato e l'ecologia dall'altro.

Biotecnologia

È una scienza che indaga e analizza gli organismi viventi al fine, attraverso la tecnologia, di sfruttare le loro risorse e capacità per utilizzarle nel miglioramento dei prodotti e altri scopi.

Viene utilizzato principalmente nei settori dell'alimentazione, della medicina, della farmacologia e della cura dell'ambiente.

Attraverso il suo utilizzo è possibile ottenere medicinali più efficienti, materiali più resistenti, alimenti più sani, fonti di energia rinnovabile e processi industriali meno inquinanti.

Ecologia

È la parte della biologia che studia le relazioni degli esseri viventi tra loro e con l'ambiente in cui vivono. Uno dei suoi principali interessi sono i cambiamenti che gli ecosistemi subiscono a causa delle attività svolte dagli esseri umani.

In questo senso, l'ecologia è da diversi anni legata ai movimenti politici e sociali che in tutto il mondo si battono per la difesa e la cura dell'ambiente.

Le sue azioni mirano alla conservazione e rigenerazione delle risorse naturali, alla protezione della fauna selvatica e alla riduzione dei livelli di inquinamento generato dall'uomo.

In questo quadro, la biotecnologia ambientale cerca di trovare soluzioni alla perdita di biodiversità, ai cambiamenti climatici, alla disponibilità di nuove fonti energetiche rinnovabili e all'assottigliamento dello strato di ozono, tra gli altri problemi.

applicazioni

In agricoltura, la biotecnologia ambientale consente di generare cibo con più vitamine, minerali e proteine ​​e piante più resistenti agli attacchi degli insetti. Fonte: pixabay.com

I principali usi dati alle biotecnologie ambientali sono quelli legati al biorisanamento, al trattamento delle acque reflue, alla biodegradazione dei materiali e all'agrobiotecnologia.

Biorimedio

Questo termine si riferisce all'uso di microrganismi per trattare una sostanza o per recuperare le condizioni ambientali interessate dalla contaminazione.

Ad esempio, alcuni batteri, funghi e piante geneticamente modificate hanno la capacità di assorbire e degradare elementi tossici dal suolo, dall'acqua o dall'aria.

Uno dei casi più noti è quello della modificazione genetica che è stata apportata al batterio Deinococcus radiodurans, che ha una grande capacità di resistere alle radiazioni, tanto da assorbire gli ioni mercurio e il toluene presenti nelle scorie nucleari.

Da parte loro, alcuni funghi hanno un'elevata tolleranza alle concentrazioni di piombo e vengono utilizzati per pulire i terreni contaminati da questo metallo pesante.

Trattamento delle acque reflue

La biotecnologia ambientale può essere utilizzata anche per rimuovere inquinanti fisici, chimici e biologici dalle acque reflue umane.

Attraverso l'utilizzo di piante acquatiche, microalghe e processi di biodegradazione è possibile depurare i rifiuti e migliorarne la qualità.

Agrobiotecnologia

In agricoltura, la biotecnologia ambientale utilizza organismi viventi o microrganismi per migliorare le condizioni delle colture e aumentare la produzione.

Consente, ad esempio, di generare alimenti con più vitamine, minerali e proteine ​​e piante più resistenti agli attacchi degli insetti, senza la necessità di utilizzare sostanze chimiche dannose per l'ambiente.

Inoltre, consente di riutilizzare residui o effluenti agricoli nella produzione di energia e biocarburanti.

Biodegradazione dei materiali

La biotecnologia ambientale consente inoltre lo sviluppo di materiali biodegradabili che si decompongono naturalmente per azione di agenti biologici, come animali, funghi e batteri.

La degradazione di questi elementi può avvenire in due modi: attraverso organismi che necessitano di ossigeno per vivere (degradazione aerobica) o attraverso organismi che non richiedono ossigeno nel loro metabolismo (degradazione anaerobica).

Questo tipo di processo aiuta a minimizzare il livello di spreco ed evita la permanenza di inquinanti nell'ambiente.

D'altra parte, altre possibili applicazioni della biotecnologia ambientale sono quelle relative al trattamento dei rifiuti solidi e dei gas, la bioenergia e il biomining, il controllo di parassiti e malattie e cicli biogeochimici, tra gli altri.

Riferimenti

1. Castillo Rodríguez, Francisco (2005). Biotecnologie ambientali. Editoriale Tebar. Madrid. Spagna.
2. Bécares, E. (2014). Biotecnologie ambientali, la cenerentola della biotecnologia? AmbioSciences. Rivista di divulgazione scientifica edita dalla Facoltà di Scienze Biologiche e Ambientali dell'Università di León.
3. ISEB. Società internazionale per la biotecnologia ambientale. Disponibile su: inecol.edu.mx
4. Sbollentare, Anicet. Biotecnologie ambientali. Applicazioni biotecnologiche nel miglioramento dell'ambiente. Università di Barcellona.
5. Rittmann, BE (2006). Ecologia microbica per la gestione dei processi nelle biotecnologie ambientali. Trends Biotechnol.
6. Biotecnologie ambientali, Wikipedia. Disponibile su: Wikipedia.org