به بهانه 12 اکتبر روز جهانی جلبک؛
چشم‌انداز جلبک‌ها در بازتعریف مرزهای تحقیقات زیستی و اقتصاد چرخشی
تهران- ایانا- محقق و رئیس مرکز تحقیقات شیلاتی آبهای دور، در یادداشتی به مناسبت روز جهانی جلبک، ظرفیت این موجودات در توسعه اقتصاد زیستی و چرخشی را بررسی کرده و بر ضرورت توسعه فناوری‌های کشت، تولید محصولات با ارزش افزوده و پیوند میان پژوهش‌های آزمایشگاهی و کاربردهای صنعتی تأکید کرده است.
اگر کلید حل بزرگ‌ترین چالش‌های قرن بیست‌ویکم—از امنیت غذایی و بحران انرژی تا تغییرات اقلیمی—در موجوداتی نهفته باشد که میلیون‌ها سال پیش از ما، در اعماق اقیانوس‌ها مشغول فتوسنتز بوده‌اند، وظیفه ما به‌عنوان جامعه تحقیقاتی چیست؟
پاسخ، به گمان من، عبور از مرزهای سنتی پژوهش و ورود به قلمرویی است که در آن زیست‌شناسی، مهندسی، داده‌محوری و اقتصاد زیستی در هم می‌آمیزند.
نخست، بیایید عظمت این موجودات را به یاد آوریم. ریزجلبک‌ها مسئول تولید حدود ۴۰ تا ۵۰ درصد اکسیژن اتمسفر زمین هستند و اولین حلقه زنجیره غذایی اکوسیستم‌های آبی را تشکیل می‌دهند . آن‌ها نه‌تنها ستون فقرات حیات دریایی‌اند، بلکه در مقیاس جهانی، بازیگران اصلی چرخه کربن محسوب می‌شوند. این جایگاه اکولوژیک، به‌خودی‌خود کافی است تا تحقیقات جلبکی را از یک حوزه حاشیه‌ای به یک اولویت راهبردی بدل کند.
دوم، به ظرفیت بی‌نظیر این موجودات در اقتصاد زیستی بنگریم. امروز جلبک‌ها دیگر فقط منبع غذایی آینده نیستند. آن‌ها به‌عنوان کارخانه‌های سلولی فتوسنتزی بازتعریف شده‌اند که قادرند طیف وسیعی از محصولات با ارزش افزوده بالا را تولید کنند: از سوخت‌های زیستی نسل سوم و بیوهیدروژن گرفته تا رنگدانه‌های طبیعی، اسیدهای چرب ضروری، پلی‌ساکاریدهای زیست‌فعال و حتی نانو مواد . پژوهش‌های اخیر نشان می‌دهد که مهندسی متابولیک با ابزارهایی نظیر CRISPR-Cas، افق‌های تازه‌ای برای بهینه‌سازی تولید این ترکیبات گشوده است .
سوم، بیایید به مرزهای نوین تحقیقات جلبکی نظر کنیم. آنچه امروز این حوزه را از گذشته متمایز می‌کند، هم‌گرایی فناوری‌ها است:
زیست‌شناسی مصنوعی و اومیکس: رویکردهایی مانند «الگومیکس» با تلفیق ژنومیکس، ترانسکریپتومیکس و متابولومیکس، درک ما را از مسیرهای متابولیکی جلبک‌ها در سطح سیستم‌ها متحول کرده است .
هوش مصنوعی و یادگیری ماشین: از پیش‌بینی زیست‌توده در سیستم‌های کشت تلفیقی گرفته تا شناسایی و طبقه‌بندی گونه‌ها با دقت بالای ۹۵ درصد و بهینه‌سازی ترکیبات زیست‌فعال، هوش مصنوعی در حال تسریع هر مرحله از زنجیره پژوهش جلبکی است .
مهندسی مواد زنده: رویکردهای نوظهور مانند کپسوله‌سازی سلول‌های فتوسنتزی در هیدروژل‌های زیست‌سازگار، پایداری و کارایی تولید را به سطوح بی‌سابقه‌ای رسانده است .
چهارم، فراتر از آزمایشگاه بیندیشیم. یکی از جذاب‌ترین عرصه‌های تحقیقاتی امروز، زیست‌پالایش (بیورفاینری) جلبکی است؛ رویکردی که در آن زیست‌توده جلبکی به‌طور کامل و بدون ضایعات به محصولات متعدد تبدیل می‌شود . این پارادایم، جلبک‌ها را از یک ماده خام به یک سکوی تولید چندمحصولی ارتقا می‌دهد که با اصول اقتصاد چرخشی و اقتصاد آبی همسو است.
و سرانجام، مسئولیت ما به‌عنوان یک موسسه تحقیقاتی. ما در نقطه‌ای ایستاده‌ایم که فاصله میان پتانسیل اثبات‌شده در مقیاس آزمایشگاهی و کاربردپذیری صنعتی، مهم‌ترین شکاف پیش روی این حوزه است. چالش‌هایی نظیر مقیاس‌پذیری پایدار کشت، آلودگی‌های زیستی در سیستم‌های باز، و ناپایداری ترکیب زیست‌توده تحت شرایط محیطی متغیر، همگی نیازمند پژوهشی نظام‌مند و بین‌رشته‌ای هستند .
موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور باید در این مسیر پیشتاز باشد
۱. توسعه سویه‌های برتر از طریق اکتشاف زیستی، مهندسی متابولیک و تکامل تطبیقی.
۲. طراحی سیستم‌های کشت نسل بعدی با تمرکز بر فتو‌بیوراکتورهای کارآمد، کشت دریایی و یکپارچه‌سازی با تصفیه فاضلاب.
۳. تولید محصولات با ارزش بالا در حوزه‌های دارویی، مکمل‌های غذایی و مواد زیست‌سازگار.
۴. ارزیابی چرخه حیات و مدل‌سازی اقتصادی برای هدایت تصمیم‌گیری‌های سرمایه‌گذاری و سیاست‌گذاری.
در پایان، جلبک‌ها به ما یادآوری می‌کنند که بزرگ‌ترین راه‌حل‌ها همیشه بزرگ‌ترین موجودات نیستند. گاهی، آینده در دستان موجوداتی است که میلیون‌ها سال بی‌ادعا کار خود را انجام داده‌اند. وظیفه ما این است که زبان علم را به زبان عمل ترجمه کنیم و این میراث باستانی را به موتور محرک اقتصاد زیستی پایدار بدل سازیم.
روز جهانی جلبک بر همه پژوهشگران، دانشجویان و همکارانی که در این مسیر گام برمی‌دارند مبارک باد.
اشکان اژدری/ محقق و رئیس مرکز تحقیقات شیلاتی آبهای دور- چابهار
دیدگاه تان را بنویسید