زیست شناسی نوین PDF

‫فرایندهایی را بررسی می کنیم که برای ما به طور مستقیم یا غیر مستقیم قابل مشاهده و اندازه گیری اند‪.‬‬ ‫پژوهشگران علوم تجربی نمی توانند دربارۀ زشتی و زیبایی‪ ،‬خوبی و بدی‪ ،‬ارزش های هنری و ادبی‬...

‫فرایندهایی را بررسی می کنیم که برای ما به طور مستقیم یا غیر مستقیم قابل مشاهده و اندازه گیری اند‪.‬‬ ‫پژوهشگران علوم تجربی نمی توانند دربارۀ زشتی و زیبایی‪ ،‬خوبی و بدی‪ ،‬ارزش های هنری و ادبی‬ ‫نظر بدهند‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫مجری یک برنامۀ تلویزیونی گفته است «زیست شناسان ثابت کرده اند که شیر‪ ،‬مایعی خوشمزه است»‪.‬‬ ‫فعالیت ‪2‬‬ ‫این گفته درست است یا نادرست؟‬ ‫زیست شناسی نوین‬ ‫امروزه زیست شناسی ویژگی هایی دارد که آن را به رشته ای مترقی‪ ،‬توانا‪ ،‬پویا و امیدبخش تبدیل‬ ‫کرده است‪.‬در ادامه به این ویژگی ها می پردازیم‪.‬‬ ‫کل نگری‪ :‬جورچینی (پازلی) را در نظر بگیرید که از قطعات بسیار زیادی تشکیل شده است‪.‬‬ ‫ممکن است هر یک از قطعات آن به تنهایی بی معنی به نظر آید؛ اما اگر قطعه های آن را یکی یکی در‬ ‫جای درست در کنار همدیگر قرار دهیم‪ ،‬مشاهده می کنیم که اجزای جورچین‪ ،‬به تدریج نمایی بزرگ‪،‬‬ ‫ّ ِ‬ ‫ُ‬ ‫کلی و معنی دار پیدا می کنند و تصویری از شیئی آشنا به ما نشان می دهند‪.‬‬ ‫پیکر هر یک از جانداران نیز از اجزای بسیاری تشکیل شده  است‪.‬هر یک از این اجزا‪ ،‬بخشی از‬ ‫ّ‬ ‫بیشتر بدانید‬ ‫یک سامانۀ بزرگ را تشکیل می دهد که در نمای کلی برای ما معنی پیدا می کند‪.‬بنابراین‪ ،‬جانداران را‬ ‫زیست شناسی مصنوعی‬ ‫نوعی سامانه می دانند که اجزای آن باهم ارتباط دارند؛ به همین علت ویژگی های سامانه را نمی توان‬ ‫زیستشناسی مصنوعی موضوعهای‬ ‫فقط از طریق مطالعۀ اجزای سازندۀ آن توضیح داد و ارتباط بین اجزا نیز مانند خود اجزا در تشکیل‬ ‫مخـتلــفی‪ ،‬مـاننـد زیستفـنـاوری‪،‬‬ ‫ُ‬ ‫جاندار‪ ،‬مؤثر و ک ِل سامانه‪ ،‬چیزی بیشتر از مجموع اجزای آن است‪.‬‬ ‫زیستشناسیمولکولی‪،‬زیستشناسی‬ ‫سامانهها‪ ،‬مهندسی رایانه و مهندسی‬ ‫نگرش بین رشته ای‪:‬زیست شناسان امروزی برای شناخت هر چه بیشتر سامانه های زنده‬ ‫ژنتیک را بـه هـم مـرتبط مـیکند‪.‬‬ ‫ً‬ ‫از اطالعات رشته های دیگر نیز کمک می گیرند؛ مثال برای بررسی ژن های جانداران‪ ،‬عالوه  بر‬ ‫متخصصان ایـن عـلم مـیکـوشند‬ ‫اطالعات زیست شناختی‪ ،‬از فنون و مفاهیم مهندسی‪ ،‬علوم رایانه ‪ ،‬آمار و بسیاری رشته های دیگر‬ ‫سامانههـایی طراحی و اجـرا کنند که‬ ‫بهطورطبیعی یافت نمیشوند‪.‬طراحی‬ ‫هم استفاده می کنند‪.‬‬ ‫وتولیدآنزیمهاییباکاراییبهینهوکاربرد‬ ‫فناوری های نوین‪ :‬این فناوری ها نقش مهمی در پیشرفت علم زیست شناسی داشته و دارند‪.‬‬ ‫ً‬ ‫آنها مثال برای تولید مواد پاککننده‪،‬‬ ‫در ادامه به نمونه هایی از این فناوری ها می پردازیم‪.‬‬ ‫یکنمونهازکاربردهایاینرشتهاست‪.‬‬ ‫رعایتاخالقزیستیدرزیستشناسی‬ ‫فناوری های اطالعاتی و ارتباطی‪ :‬امروزه بیشتر از هر زمان دیگر به جمع آوری‪ ،‬بایگانی و تحلیل‬ ‫مصنوعی‪،‬اهمیتفراواندارد‪.‬‬ ‫اطالعات حاصل از پژوهش های زیست شناختی نیاز داریم؛ دستاوردها و تحوالت بیست سالۀ اخیر‬ ‫فناوری اطالعات و ارتباطات در پیشرفت زیست شناسی‪ ،‬تأثیر بسیاری داشته است‪.‬این فناوری ها‬ ‫امکان انجام محاسبات را در کوتاه ترین زمان ممکن فراهم کرده اند (شکل‪.)1‬‬ ‫‪3‬‬  ‫شکل‪1‬ــ راست‪ :‬انتقال حافظۀ ‪۵‬‬ ‫مگابایتیشرکتآیبیام‪،‬پیشرفتهترین‬ ‫سختافزار روز جهان در سال ‪۱۹۵۶‬؛‬ ‫‪2 TB‬‬ ‫این حافظه را ازنظر اندازه‪ ،‬ظرفیت و‬ ‫قیمت با حافظههای امروزی مقایسه‬ ‫کنید‪.‬چپ‪ :‬یک حافظۀ ‪ ۲‬ترابایتی‬ ‫امروزی‬ ‫مهندسی ژنتیک‪ :‬مدت هاست که زیست شناسان می توانند با استفاده از مهندسی ژنتیک‬ ‫درجانداران تغییر ایجاد کنند‪.‬مهندسی ژنتیک مجموعه ای از روش ها و فنون آزمایشگاهی است که‬ ‫به منظور تغییر در محتوای دنای جانداران و ایجاد صفت جدید به کار می رود‪.‬انتظار نداریم که جانوری‬ ‫مانند بز بتواند پروتئین تار عنکبوت بسازد‪ ،‬اما این کار با استفاده از مهندسی ژنتیک رخ داده است‪.‬‬ ‫پژوهشگران توانسته اند با انتقال ژن‪ ،‬بزهایی تولید کنند که در شیر آنها این پروتئین ساخته می شود‬ ‫که در صورت تجاری شدن تحولی در صنعت رخ خواهد داد‪.‬تار عنکبوت از مواد ارزشمند در طبیعت‬ ‫است و می تواند کاربردهای وسیعی در صنایع متفاوت داشته باشد‪.‬‬ ‫اخالق زیستی‪ :‬پیشرفت های سریع علم زیست شناسی‪ ،‬به ویژه در مهندسی ژنتیک‪ ،‬زمینه‬ ‫سوء استفاده هایی را در جامعه فراهم کرده است‪.‬محرمانه بودن اطالعات ژنی و نیز اطالعات پزشکی‬ ‫افراد و حقوق جانوران از موضوع های اخالق زیستی هستند‪.‬‬ ‫ً‬ ‫یکی از سوءاستفادهها از علم زیستشناسی‪ ،‬تولید سالحهای زیستی است‪.‬چنین سالحی مثال‬ ‫میتواند عامل بیماریزایی باشد که نسبت به داروهای رایج مقاوم است یا فراوردههای غذایی و دارویی با‬ ‫عواقب زیانبار برای افراد باشند‪.‬بنابراین وضع قوانین جهانی برای جلوگیری از چنین سوءاستفادههایی از‬ ‫علم زیستشناسی ضروری است‪.‬‬ ‫زیست شناسی در خدمت انسان‬ ‫امروزه با مسائل فراوانی در زمینه های متفاوت مواجه هستیم‪.‬زیست شناسی به حل این مسائل‬ ‫چه کمکی می تواند بکند؟ در ادامه مروری بر نقش زیست شناسی در حل این مسائل داریم‪.‬‬ ‫تأمین غذای سالم و کافی‪ :‬گفته می شود که هم  اکنون حدود یک میلیارد نفر در جهان از‬ ‫سوءتغذیه رنج می برند؛ چگونه غذای سالم و کافی برای جمعیت های رو به افزایش انسانی‬ ‫گرسنگی و ِ‬ ‫فراهم کنیم؟‬ ‫می دانیم غذای انسان به طور مستقیم یا غیرمستقیم از گیاهان به دست می آید؛ پس شناخت‬ ‫بیشتر گیاهان یکی از راه های تأمین غذای بیشتر و با مواد مغذی بیشتر است‪.‬‬ ‫کمیت و کیفیت غذای انسان‪ ،‬شناخت روابط گیاهان و محیط زیست است‪.‬‬ ‫از راه های افزایش ّ‬ ‫گیاهان مانند همۀ جانداران دیگر در محیطی پیچیده‪ ،‬شامل عوامل غیرزنده مانند دما‪ ،‬رطوبت‪ ،‬نور‬ ‫‪4‬‬  ‫و عوامل زنده شامل باکتری ها‪ ،‬قارچ ها‪ ،‬حشرات و مانند آنها رشد می کنند و محصول می دهند‪.‬‬ ‫بنابراین‪ ،‬شناخت بیشتر تعامل های سودمند یا زیانمند بین این عوامل و گیاهان‪ ،‬به افزایش محصول‬ ‫کمک می کند‪.‬‬ ‫حفاظت از بومسازگان  ها‪ ،‬ترمیم و بازسازی آنها‪ :‬انسان‪ ،‬جزئی از دنیای زنده است و لذا‬ ‫ّ‬ ‫نمیتواند بینیاز و جدا از موجودات زندۀ دیگر و در تنهایی به زندگی ادامه دهد‪.‬بهطورکلی منابع و‬ ‫سودهایی را که هر بومسازگان دربردارد‪ ،‬خدمات بومسازگان مینامند‪.‬میزان خدمات هر بومسازگان به‬ ‫میزان تولیدکنندگان آن بستگی دارد‪.‬پایدار کردن بومسازگان  ها بهطوریکه حتی در صورت تغییر اقلیم‪،‬‬ ‫تغییر چندانی در مقدار تولیدکنندگی آنها روی ندهد‪ ،‬موجب ارتقای کیفیت زندگی انسان میشود‪.‬‬ ‫شکـل‪2‬ــ یکی از بــومسازگـانهـای‬ ‫آسیبدیدۀ ایران‪ ،‬دریاچۀ ارومیه است‪.‬‬ ‫بیشتر بدانید‬ ‫دریاچه ارومیه‬ ‫دریاچه ارومیه بزرگترین دریاچۀ‬ ‫داخلی ایران است و در سال ‪ ۱۳۵۲‬در‬ ‫فهرست پارکهای ملی ایران بهثبت‬ ‫دریاچۀ ارومیه چندین سال است که در خطر خشک شدن قرار گرفته است‪.‬زیست شناسان‬ ‫رسیده است‪.‬پارک ملی دریاچۀ ارومیه‬ ‫از زیستگاههای طبیعی ایران است‪.‬‬ ‫کشورمان با استفاده از اصول علمی بازسازی بوم سازگان ها‪ ،‬راهکارهای الزم را برای احیای آن ارائه‬ ‫بررسی تصاویر ماهوارهای نشان‬ ‫کرده اند و امید دارند که در آینده از نابودی این میراث طبیعی جلوگیری کنند (شکل‪.)2‬‬ ‫میدهد که این دریاچه تا سال ‪۱۳۹۴‬‬ ‫قطع درختان جنگل ها برای استفاده از چوب یا زمین جنگل‪ ،‬مسئلۀ محیط زیستی امروز جهان‬ ‫مقدار زیادی از مساحت خود را از‬ ‫دست داده است‪.‬خشکسالی‪،‬حفر‬ ‫است‪.‬پژوهش ها نشان داده اند که در سال های اخیر‪ ،‬مساحت بسیار گسترده ای از جنگل های ایران‬ ‫بیحسابچاههایکشاورزیدراطراف‬ ‫و جهان تخریب و بی درخت شده اند‪.‬از بین رفتن جنگل ها پیامدهای بسیار بدی برای سیارۀ زمین‬ ‫آن‪ ،‬بیتوجهی به قوانین طبیعت‪،‬‬ ‫دارد‪.‬تغییر آب و هوا‪ ،‬سیل‪ ،‬کاهش تنوع زیستی و فرسایش خاک از آن جمله اند‪.‬‬ ‫احداث بزرگراه روی دریاچه‪ ،‬استفادۀ‬ ‫غیرعلمی از آبهای رودخانههایی که‬ ‫به این دریاچه میریزند و سدسازی در‬ ‫تأمین انرژیهای تجدیدپذیر‪ :‬نیاز مردم جهان به انرژی در حال افزایش است‪.‬بیشترین‬ ‫مسیر این رودها‪ ،‬از عوامل این خشکی‬ ‫نیاز کنونی جهان به انرژی از منابع فسیلی‪ ،‬مانند نفت‪ ،‬گاز و بنزین تأمین میشود؛ اما میدانیم که‬ ‫هستند‪.‬‬ ‫سوختهای فسیلی موجب افزایش کربندیاکسید ّ‬ ‫جو‪ ،‬آلودگی هوا و درنهایت باعث گرمایش زمین‬ ‫‪5‬‬