علم و فناوری عامل اصلی پیشرفت، اقتدار، برتری، امنیت و توسعه همه جانبه است.

برای رسیدن به این اقتدارباید مشخص نمود آینده توسعه علمی جهان چه مسیری را طی می کند و کدام علوم نقش مهمی در توسعه و پیشرفت و کسب اقتدار و امنیت ایفا می کنند.

مطالعات مختلف نشان داده است که علوم راهبردی و مهم جهان شامل زیست فناوری، ریز فناوری، فناوری اطلاعات، مواد جدید، هوا فضا و هسته ای است.

در تقسم بندی دیگر چهار دانش و فناوری زیستی، اطلاعات، نانو و علوم شناختی موسوم یه NIBC

Nano-Bio-Info-Cogno جزو علوم و فناوری های مهم و راهبردی آینده ساز جهان معرفی شده اند.

هرکشوری که در این عرصه ها پیشتاز باشد در عرصه رقابت جهانی جلوتر خواهد بود.

ولی همه دانشمندان و سیاست گزاران علم و فناوری در جهان متفق القول هستند که علوم زیستی به دلایل زیر راهبردی ترین دانش و فناوری است که هر کشوری بتواند در آن توفیق پیدا کند در سایر علوم نیز پیشگام خواهد بود:

1- علوم زیستی بر اساس داده های طبیعی است که حاصل میلیون ها سال تکامل بوده و در واقع کشف رازهای ان یعنی کشف علم و فناوری.

2- طبیعت مادر علم و دانش است و همه اندوخته های علمی انسان از طبیعت است.

3- موجودات زنده عالی ترین شکل سازمان دهی عناصر مواد و اطلاعات مفید و ارزشمندی هستند که با آموختن و تقلید از آن به علوم مختلفی رسیده ایم.

4- انسان بدون طبیعت قادر به ادمه حیات نیست و نیازمند طبیعت و موجودات زنده دیگر برای زندگی سالم است. انسان به سلامت، محیط سالم غذای سالم و انرژی سالم نیاز دارد همه این موارد از طبیعت سرچشمه می گیرد.

5- دستکاری های غیر عاقلانه بشر در طبیعت و توسعه صنایع شیمیایی و آلوده کننده فضای زندگی انسان و زیست کره را در معرض خطر جدی قرار داده است و تنها با آموختن از طبیعت است که می توان کره زمین، موجودات، محیط زیست و انسان را از خطر نابودی نجات داد.

6- برای هر سئوالی در درون موجودات زنده پاسخی برای آن نهاده شده است و بشر در 100 سال گذشته متوجه شده است که برای سلامت و درمان بیماری های خود باید از موجودات دیگر بیاموزد.

بنابر این پاسخ سئوالات انسان در زیست شناسی است

البته این بدان مفهوم نیست که ما به علوم دیگر نیازمند نیستیم بلکه بدان معنی است که برای شناخت بیشتر از اسرار حیات و موجودات زنده باید از تمام علوم و فناوری های دیگر استفاده کنیم که در ادامه مقاله در موضوع زیست شناسی نوین بدان خواهیم پرداخت.

این جمله که علوم و فناوری زیستی دانش قرن آینده است دیگر توسط دانشمندان و متخصصین گفته نمی شود بلکه سیاستمداران و رهبران جهان نیز به این نتیجه رسیده اند که انقلاب زیست شناسی و تحولی بنام زیست شناسی نوین در حل معضلات عمده جهان نقش موثری ایفا می کند.

به همین دلیل مراکز تحقیقات راهبردی جهان در حال برنامه ریزی راه های پیشگامی و راهبری در عرصه این علوم و فناوری راهبردی که دستیابی به آن سبب پیشگامی و برتری در فناوری های مهمی در همه زمینه های مختلف اقتصادی، علمی، فنی و در نتیجه استیلای انان بر اقتصاد جهان خواهند شد.

در گذشته کار و تحقیق به روی عناصر طبیعی را علوم طبیعی می نامیدند که با تحقیق برروی آسمانها و زمین، موجودات زنده و انسان پایه های علوم زیست شناسی را بنا کردند. این دانشمندان با هوش و نبوغ خارق العاده خود با ابزار اولیه ای که اکثرا خود ابداع می کردند به کشفیات بزرگی نایل شده اند که در تاریخ علم موثر بوده است. علت اینکه این طبیعی دانان موفق به کشف موضوعاتی می شدند که با توجه به عصر و زمان خود شگفت انگیز می نماید اینست که انان در علوم مختلفی بطور عمیق مطالعه و تحقیق می کردند علومی بسیار اساسی و مهم چون ریاضی، کیهان شناسی زمین شناسی فیزیک تا فلسفه و حکمت و علوم طبیعی.

البته نکته مهم عمق درک این طبیعی دانان از علوم مختلف بوده است که سبب کشف ارتباطات بین پدیده ها می شده است زیرا از زوایای مختلف به موضوعات بطور عمیق نگاه می کردند بنابر این دیدی گستره داشتند نه محدود..

با رشد و توسعه ابزار ها و روش های علمی، زیست شناسی از کلی نگری وارد جزئی نگری شد و به مطالعه و تحقیق در اجزا طبیعت و مواد و موجودات زنده پرداخت..

امروزه زیست شناسی به تخصص های بسیاری تقسیم شده است و دانش کسب شده در 50 سال گذشته از علوم مختلف زیست شناسی عمومی تا زیست شناسی مولکولی بشر را به سطحی از دانش رسانده است که کاربرد آنها در بر اوردن نیازهای اساسی بشر شامل تامین غذا، انرژی، محیط زیست و بهداشت و درمان نقش بسیار مهمی داشته و همه ما شاهد این تحولات در زندگی خود هستیم.

همچنان که در شکل زیر دیده می شود سطح این مطالعات از شناسایی مولکول های حیاتی درون سلول ها، ارگان های داخل سلولی، سلول، بافت، اندام، سیستم اندام ها، موجود زنده، جمعیت موجود زنده، جامعه، اکوسیستم، و بیوسفر یا زیست کره را شامل می گردد.

زیست شناسی نوین

علوم زیستی امروزه به مرحله ای از رشد رسیده است که فناوری های مختلفی از آن به ظهور می رسد ولی جهت ورود به عرصه ای جدید نیازمند تحولی جدی است و آن همگرایی و همراهی و همکاری با علوم دیگر است.

در 50 سال گذشته حجم عظیمی از اطلاعات از اجزا، مولکول های اساسی موجودات زنده ساختار ژنتیکی و داده های زیستی و فرایندهای زیستی و سایر جزئیات به دست آمده است.

در کنار رشد عظیم زیست شناسی علوم دیگر مانند شیمی، فیزیک، ریاضی، فناوری اطلاعات، شبیه سازی، مدل سازی داده ها، امار، علوم مختلف مهندسی، الکترونیک و میکرو الکترونیک، سیا لات و جامدات بشدت رشد یافته است.

 

زیست شناسی نوین بهره گیری از علوم محتلف مانند فیزیک، شیمی، فناوری اطلاعات، زیست شناسی، مهندسی، ریاضی و آموزش صحیح علوم جهت درک عمیق ازسیستم های زیستی جهت کشف پاسخ حهت رفع نیازهای اساسی جامعه در زمینه های تامین غذا ، سلامت، انرژی و محیط زیست است.

در عین حال این درک عمیق از فرایند های زیستی سبب غنای علمی و کاربردهای گسترده تر آن در آینده می شود.

ضرورت همکاری بین رشته های مختلف علمی با زیست شناسی: (توسعه علوم بین رشته ای)

اینک زمان چهار تحول مهم جهت دستیابی به علوم و فناوری در زیست شناسی نوین فرا رسیده است:

1- کلی نگری در حین جزئی نگری (نگرش سیستمی)

2- همکاری نزدیک رشته های مختلف با زیست شناسی

3- تحول آموزشی در تربیت دانشمندان متناسب با نیاز فوق

4- تحول در نظام تحقیقاتی منطبق با این نیاز

پس از ده ها سال تحقیق در عرصه های مختلف زیست شناسی و شناسایی پیچیدگی های فرایند های زیستی دانشمندان متوجه شده اند که دید جزئی نگر و نگاه محدود به تک تک عناصر و یافته های زیست شناسی پاسخگوی نظام پیچیده و شبکه مانند موجود حتی در یک سلول زنده نیست در حالیکه ارتباطات درون سلولی و شبکه پیچیده سیگنال ها و فرمان های بسیار مختلف زیستی درون یک سلول و هچنین ارتباط بین سلول ها و شبکه های ارتباطی بافت ها ، اندام ها و نقش فرامین بیرونی و تاثیر عوامل محیطی بر فرایند های سلولی و بافتی انقدر پیچیده است که بدون شناخت انها نمی توان درک درستی از فرایندهای زیستی جهت یک کابرد مانند پیشگیری و یا درمان داشت.

بنابر این علاوه بر ضرورت ادامه تحقیقات در کشف جزئیات باید دیدی کلی نگرانه و سیستمی به موجودات زنده دلشت.

مشکل در کشف ارتباط بین یافته های مختلف است .

حجم عظیم اطلاعات گرد آوری شده در 50 سال گذشته امکان اینکه افراد بتوانند این ارتباط را پیدا کنند را بسیار مشکل ساخته است بنابر این باید از فناوری اطلاعات و رایانه ها و انواع برنامه های انالیز داده ها، شبیه سازی و پیش بینی استفاده نمود.

بنابر این فناوری اطلاعات نقش بسیار مهمی در زیست شناسی دارد.

بنابر این دانشی به نام سیستم بیولوژی یا نگاه سیستمی به زیست شناسی در زیست شناسی نوین ایجاد شده و در حال تحول است.

این دانش از دانش دیگری موسوم به بیوانفورماتیک و آمار و اطلاعات بهره می گیرد.

در این علوم سعی می شود ارتباط بین یافته های مختلف زیستی شناسایی گردد.

بعنوان مثال تا کنون تلاش می شد ژن های عامل بیماری ها مانند بیماری های قلبی یا بیماریهای دیگر کشف شود. ولی پس از 9 سال از تعیین ردیف کامل ژنوم انسان و مطالعه هزارن ژن مختلف دانشمندان متوجه شده اند که اختلال شدید در یک ژن نیست که سبب بیماری می شود بلکه اختلالات اندک در چند ژن مختلف می تواند عامل این بیماری ها باشد!

نتایج تحقیقات بسیاری مشخص نموده است که بسیاری از بیماری ها مانند دیابت نوع 1 و 2 بیماری های عروق قلب و گلیوبلاستوما در اثر اختلال اندک در چندین ژن است تا اختلالی عمده در یک یا چند ژن.

بنابر این لازم است بطور شبکه ای نگاه کرد و ارتباط بین اختلالات ژن های مختلف را در یک بیماری شناسایی نمود و این مطالعه نیازمند دو دانش سیستم بیولوژی و بیوانفورماتیک است.

از سوی دیگر باید از علوم دیگر در زیست شناسی بهره برد.

یک دانشمند زیست شناس خوب کسی نیست که از عرصه های مختلف زیست شناسی چیزهایی را بداند بلکه دانشمندی می تواند سبب تحول شود که در عرصه ای خاص دانشی عمیق داشته باشد و در ضمن با سایر علوم نیز اطلاعاتی ارزشمند داشته باشد.

علومی چون فیزیک، شیمی، ریاضی، رایانه، و علوم مختلف مهندسی امروزه با تلفیق با زیست شناسی یافته های زیست شناسی را با توانایی های مهندسی به فناوری و در نهایت به صنعت و کاربرد ها گسترده تبدیل نموده اند..

عرصه نوین دیگری که سبب تحول در زیست شناسی نوین شده است سینتتیک بیولوژی یا زیست شناسی سنتتیک است. دانش و فناوری که در تولید آینده بسیاری از داروها و مواد مورد نیاز بشر در زمینه مواد غذایی و انرژی را مرتفع خواهد نمود. استفاده از باکتری ها جهت تولید سوخت های آینده و تولید داروهای بسیار کمیاب زیستی در سیتم های نوین تنها برخی از کاربردهای آینده این فناوری در زیست شناسی نوین است.

مثالی در حوزه سلامت :

همچنان که ذکر شد دانشمندان بسیاری برای کشف علل بیماری ها از طریق زیست شناسی مولکولی به مطالعه ژن های انسانی در بیماری و سلامت بطور مستقل می پرداختند و البته به یافته های ارزشمندی نیز رسیده اند ولی اخیرا مشخص گردید که فقط ژن های ما نیست که در سلامت و بیماری نقش دارند بلکه مجموعه ای از میکروب ها که با ما از تولد تا مرگ همزیستی دارند در سلامت و بیماری ما نقش دارند ان هم در سطح ژنوم. دانشمندان نام این جامعه میکروبی همراه ما را که در درون و همراه اعضا و سلول های بدن ما زندگی می کنند تا میکروب های محیطی را میکروبیوم نامیده اند و دانشی به نام متا ژنومیک جهت مطالعه این ارتباطات.

چکونه می توان این تحول را ایجاد کرد.

1- تحول در اموزش

2- همکاری نزدیک متخصصین رشته های مختلف

3- تحول در فرایند همکاری و تحقیقاتی در گروه های علمی و مراکز تحقیقاتی

این تحول نیازمند تغییر دید در آموزش متخصصین می باشد . آموزشی که بتواند زیست شناسان را با دیدی گسترده تر و آشنا به فرایند های زیست شناسی نوین تربیت نماید تا علاوه بر درک عمیق از دانش زیست شناسی با علوم رایانه انالیز و ریاضیات مهندسی و درک زبان مهندسین را نیز داشته باشد.

متخصصینی می توانند در زیست شناسی نوین سبب تحول شوند که ضمن داشتن دانش عمیق توانایی انالیز داده ها و خلاقیت درک ارتباط بین انها را داشته باشند.

در عین حال فرایند و روش آموزش نیز باید متحول شود اساتید و اموزشگران باید حرفه ای و آشنا با روند تحقیقات ذکر شده باشند. آموزش های نظری با اینکه ضرورت جدی دارد ولی توسط مدرسینی که امکان ارتباط بین تيوری با عمل را ندارند حاصلی در بر نخواهد داشت.

عامل دوم ایجاد فرهنگ کار گروهی متخصصین مختلف با هم است. روش کنونی در گروه های علمی و مراکز تحقیقاتی تجمع گروهی از متخصصین هم رشته در یک جا بدون ارتباط با متخصصین دیگر رشته هاست و این سبب جدایی و عدم همکاری هم اندیشی تلاقی ایده ها و نگاه از زوایای مختلف به یک موضوع می شود .

در زیست شناسی نوین دانشمندان رشته های مختلف در طرح های تحقیقاتی زیست شناسی و پزشکی در کنار هم کار می کنند و هر متخصصی با دید و دانش خود به موضوع نگاه می کند. در این روش زیست شناس و سایر متخصصین با نگرشی سیستمی به جنبه های مختلف یک موضوع نگاه می کنند و در حین همکاری جهت حل موضوع روش های مهندسی تبدیل نتایج تحقیق به کاربرد را نیز مد نظر دارند چیزی که در متخصصین زیست شناسی بسیار کم دیده می شود زیرا متخصصین علوم پایه اکثرا با دیدگاه های کاربردی بیگانه می باشند به همین دلیل یافته های آنان غیر از انتشار در مجلات علمی کاربردی پبدا نمی کند

 

 

نظرات شما عزیزان: