ЕКОЛОГІЧНА БІОХІМІЯ - Навчальний посібник - В. М. Ісаєнко 2005

ОСНОВНІ ПРОБЛЕМИ СУЧАСНОЇ ЕКОЛОПЧНОЇ БІОХІМІЇ

Екологічна біохімія — наука, яка вивчає взаємодію живих організмів у біосфері, що опосередкована хімічними речовинами, а також дію ксенобіотиків, які дестабілізують екологічну рівновагу, — в останні десятиріччя інтенсивно розвивається. Вона посіла гідне місце серед інших екологічних дисциплін, доповнює й розвиває як фундаментальні, так і прикладні аспекти екології.

За останній час визначені основні способи взаємодії між мікроорганізмами й нижчими рослинами, з одного боку, та вищими рослинами і тваринами, з іншого, рослин між собою, тварин між собою, а також рослин і тварин. Важливим є виявлення основних механізмів біотрансформацїі ксенобіотиків живими організмами. Результати наукових досліджень дозволили сформувати ряд еколого- біохімічних положень про взаємодію живих організмів та визначити конкретні шляхи їх реалізації в сільському господарстві, біотехнології та медицині.

Незважаючи на значні наукові досягнення екологічної біохімії, залишається ще цілий ряд проблем, які потребують вирішення. Не претендуючи на різнобічний аналіз еколого-біохімічних проблем, на сьогодні у попередній формі можна виокремити такі серед них:

1.     Проведення докладного скринішу видового різноманіття бактерій, грибів, нижчих і вищих рослин, безхребетних і хребетних тварин з метою визначення речовин, які вони продукують і виділяють у довкілля.

2.     Створення банку даних природних біологічно активних речовин, які впливають на взаємовідносини між організмами в екосистемах.

3.     Визначення ролі в екосистемах великої кількості речовин, які продукуються організмами, що мають виражену біологічну активність.

4.     Дослідження можливості поліфункціональної дії речовин, що продукують організми і для яких відомі певні екологічні функції.

5.     Виявлення екологічної ролі міжвидових асоціацій організмів, екологічних кластерів в екосистемах.

6.     Визначення кількісних зв’язків між структурою й біологічною активністю речовин, які продукуються організмами.

7.     Виявлення екологічних ефектів спільної дії кількох біологічно активних речовин організмів.

8.     Розроблення адекватних експериментальних моделей дослідження впливу біологічно активних речовин, які продукуються й виділяються організмами, на екосистеми з метою розроблення методів прогнозування стану екосистем.

9.     Визначитися з відмінностями дії алелопатично активних речовин від токсинів рослин, які захищають їх від фітовірусів, мікроорганізмів, поїдання тваринами.

10.   Визначення способів біотрансформації алелопатично активних речовин або їхніх попередників у грунті й водних екосистемах.

11.   Виявлення екологічних факторів, які впливають на продукування алелопатично активних речовин і продуктів їх біотрансформації.

12.   Визначення ступеня специфічності й поліфункціональності алелопатично активних речовин і продуктів їх біотрансформації.

13.   З’ясування ступеня вивчення феромонів, аломонів і кайромонів та інших хемосигналів у тварин, визначення їх взаємозв’язку з іншими екологічними хемомедіаторами.

14.   Виявлення будови й біологічної ролі хемоефекторів, які виділяються внутрішньоорганізменими паразитами (бактеріями, простішими, гельмінтами тощо).

15.   Оцінка екологічної небезпеки ксенобіотиків, дослідження спільної дії декількох з них.

16.   Проведення різнобічного аналізу реакцій біотрансформації ксенобіотиків в організмах і довкіллі.

17.   Визначення особливості будови біологічно важливих речовин (білків, нуклеїнових кислот, ліпідів та ін.) в організмів, які сприяють їхній стійкості та адаптації до змінних чинників довкілля — температури, тиску, вологості, вмісту оксигену тощо.

18.   Використання досягнень біотехнології та генетичної інженерії для пошуку альтернативних засобів зменшення антропогенного забруднення біосфери.

19.   Розроблення та широке впровадження речовин і матеріалів з підвищеною здатністю до деградації їх у довкілля.

20.   Поглиблення знань стосовно екологічних хеморегуляторів, хемомедіаторів і хемоефекторів водних екосистем для вирішення питання підвищення ефективності й успішного управління очисними спорудами.

21.   На основі досягнень генетичної інженерії створення нових сільськогосподарських рослин, які здатні до підвищеного біосинтезу екологічно важливих речовин, що посилюють резистентність організмів до бактеріальних і грибкових інфекцій, певних пестицидів тощо.

22.   Об’єднання всіх засобів впливу на агроекосистеми на базі екологічних концепцій інтегрованої системи захисту культурних рослин.

23.   Створення високопродуктивних штамів мікроорганізмів і культур клітин за допомогою методів генетичної інженерії з метою отримання біологічно активних речовин, які можуть бути застосовані в медицині, тваринництві та рослинництві.

Безумовно, наведений перелік проблем екологічної біохімії далеко не повний. Проте навіть часткова їх реалізація дасть змогу наблизитися до розуміння та вирішення питань комунікації живих організмів у біосфері, яка опосередкована хімічними речовинами цих організмів або антропогенного походження. Це має важливе значення для збереження біорізноманіття організмів, захисту навколишнього середовища від забруднювачів, для сільського господарства та медицини.