Introduction to BST (Bio system technology) (Advance level) (Tamil notes)

 உயிர்முறைமைகள் தொழிநுற்பவியலின் அறிமுகம்

உயிர்முறை தொழிநுட்பத்தின் வளர்ச்சி

குறிப்பிட்ட காலப்பகிதியில் அங்கிகள் பிற அங்கிகளுக்குடையிலும் , உயிரற்ற சூழலுக்கிடையிலும் இடைத்தொடர்புகளை ஏற்படுத்தியவாறு நிலவும் அலகே உயிர் மு றை மைகள் எனப்படும்.

• அங்கிகள் - விலங்குகள், தாவரங்கள், நுண்ணங்கிகள்
• உயிரற்ற சூழல் - வளிமண்டலம், மண், நீர்

உயிர்முறைமைகள் தொழிநுட்பவியல் எனப்படுவது பொறியியல் மற்றும் வடிவமைப்பு, பிரயோக உயிரியல், சூழலியல், விவசாயவியல் ஆகியவற்றின் ஒன்றிணைப்பு ஆகும்.

எதிர்கால உணவு மற்றும் குடிநீர் தேவை சக்திவள நெருக்கடிக்கான தீர்வுகளைக் கண்டறிதல், அங்கிகளின் வாழ்க்ைகக்கு தேவையான சாதகமான சூழலை பேணுதல் ஆகிய சவால்களுக்கு தீர்வுகளை கண்டறிய உயிர்முறைமைகள் தொழிநுட்பவியல் தொடர்பான நம்பிக்கையை வைக்கப்படல் வேண்டும்.

மனித நாகரீகத்தின் பல்வேறு படிமுறைகளில் உயிர்முறைமைகள் தொழிநுட்பவியலின் வளர்ச்சி ஏற்பட்டது அவை,

1. பயிராக்கவியல்
2. உணவியல்
3. கால்நடை வளர்ப்பு
4. நீர் உயிரினவியல்

பயிராக்கவியல்

பயிராக்கவியல் தொடர்பாக உயிர் முறைமைகள் தொழிநுட்பவியலில் ஏற்பட்ட வளர்ச்சி

• இயற் கை சூழல் நிலமைகளின் கீழ் உள்ளீடுகளை பயன்படுத்தாது மேற்கொள்ளப்பட்ட ஆரம்ப காலங்களில் நாட்டுக்கலப்பை, நீர் வெருட்டி போன்ற மரபு ரீதியான கருவிகள் பயன்படுத்தப்பட்டன.
• பின்னர் சனத்தொகை அதிகரிப்பின் காரணமாக உணவு உற்பத்தியை அதிகரிக்க வேண்டி ஏற்ட்டது. உள்ளீடுகளைப் பயன்படுத்தி நீர்ப்பாசனத்தை மேற்கொண்டு பீடை கடடுப்பாட்டுடன் பயிர்ச் செய்கை மேற் கொள்ளப்பட்டது.
• விலங்கு வலு, பொறிமுறை வலு ஆகியவற்றின் பயன்பாட்டுடனான விவசாய உபகரணங்களின் பயன்பாட்டுடன் பண்ணைப் பொறிமுறைப்படுத்துகை ஆரம்பமானது.
• பாதகமான சூழல் தாக்கங்களின் பாதிப்புக்களிலிருந்து விடுபடுவதற்காக ஆளுகைச் சூழல் நிபந்தனைகளின் கீழன பயிர்ச் செய்கை ஆரம்பமானது.
• நவீன உள்ளீடுகளை பயன்படித்தி (தாவரப் போசணை ஓமோன்கள், பீடை நாசினிகள்) குறைந்தளவு உழைப்புடன் நவீன சாதனங்களுடன் கூடிய பொறிமுறைப்படுத்துகை அறிமுகம் செய்யப்பட்டது.

உணவியல்

உணவியலுன் தொடர்பான உயிர் முறைமைகளில் ஏற்பட்டுள்ள வளர்ச்சி

• நாகரீகத்தின் ஆரம்பத்தில் சூழலில் இருந்து பெறப்பட்ட உணவு பயிர்ச் செய்கை மூலம் பெறப்பட்ட உணவுகள், பால், இறைச்சி ஆகியன உணவாக உட்கொள்ளப்பட்டன.
• செயற்கை இனவிருத்தி முறை மூலம் பெறப்பட்ட உணவுகளை பயன்படுத்தும் முறையை உயிர்முறைமைகளில் ஏற்பட்ட வளர்ச்சியினால் பயன்படுத்தப்பட்டது.
• மேலும் பதப்படுத்தலின் அடிப்படை சந்தர்ப்பங்களும் (பாற்ச்சராக்கம், கிருமுயழித்தல், நொதிக்கச் செய்தல், நுண்ணங்கிகளை பயன்படுத்தல்) பயன்படுத்தப்பட்டன.
• குறைவான காலம் பேணிப்பாதுக்காக்கக் கூடிய மென்பாற்கட்டி, யோகட், ஐஸ்கிரீம் போன்ற உற்பத்திகள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டன.
• உணவுக்கான கேள்வியை ஈடுசெய்வதெற்கொன பெறிமதி சேர்க்கப்பட்ட உற்பத்திகளை தயாரிப்பதெற்கென மரபணு தொழிநுட்பம் (Jean technology) பயன்படுத்தப்பட்டது.
• நீண்ட காலம் பேணிப்பாதிகாக்கத்தக்க உணவுப் பொருட்கள் உற்பத்தி செய்யப்பட்டன. (பால் உற்பத்தி பொருட்களான கடின பாற்கட்டி, பால்மா, பட்டர், பதப்படுத்தப்பட்ட இறைச்சி, மீன்)
• இறைச்சி உற்பத்தியை விரைவுபடுத்த குளோனிங் முறை பயன்படுத்தப்பட்டது.

கால்நடை வளர்ப்பு

கால்நடை வளர்ப்பு தொடர்பான உயிர்முறைமைகளில் ஏற்பட்டுள்ள வளர்ச்சி

• ஆரம்பத்தில் மேற்கொள்ளப்பட்ட திறந்தமுறை வளர்ப்பில் உளிளீகள் பயன்படுத்தப்படவில்லை.
• தனியொருவரால் குறைவான எண்ணிக்ைகயுடைய விலங்குகள் வளர்க்கப்பட்டதுடன் கைகளால் பால் கரத்தல் மேற்கொள்ளப்பட்டது.
• பின்னர், தயாரிக்கப்பட்ட தொழுவவங்களில் உள்ளீகளை பயன்படுத்தி கால்நடை வளர்ப்பு ஆரம்பிக்கப்பட்டது.
• வேலைகளில் ஈடுபடத்தக்க பயிற்றப்பட்ட உழைப்பு (தொழிலாளிகள்) உருவாக்கப்பட்டனர்.
• தொடர்ந்தும் கால்நடை உற்பத்திகளை தயாரித்தல், களஞ்சியப்படுத்தல், கொண்டு செல்லல் ஆகியவற்றுடன் தொடர்பான புதிய தொழிநுட்பங்கள் உருவாக்கப்பட்டன.
• மேலும் விலங்குணவுகளை தயாரிக்கக் கூடிய கைத்தொழில்களும் உருவாக்கப்பட்டன.
• தொடர்ந்தும் உடல் உழைப்பு முறைகளுக்கு பதிலாக பொறி முறைப்படுத்துகை அறிமுகம் செய்யப்பட்டது.
• பால் மற்றும் இறைச்சி சார்ந்த உற்பத்திப் பொருட்கள் இயந்திரங்கள் மூலம் சுகாதார ரீதியாக தயாரிக்கப்பட்டன.
• விலங்கு உற்பத்திகளை பயன்படுத்தல், கொண்டுசெல்லல், களஞ்சியப்படுத்தல் ஆகியவற்றுக்கு புதிய தொழிநுட்பங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன.

நீர் உயிரினவியல்

நீர் உயிரனவியல் தொடர்பாக உயிர்முறை தொழிநுட்பவியலில் ஏற்பட்ட வளர்ச்சி.

• வள்ளம், கட்டுமரம் போன்ற மீன்பிடிக் கலன்கள் பயன்படுத்தப்பட்டு வீச்சுவலை, கைத்தூண்டில், கைவலை போன்ற மீன்பிடிச் சாதனங்கள் மூலம் இயற்கையான நீஶ் நிலைகளில் மீன்பிடிமேற்கொள்ளப்பட்டது.
• மீன்களை பேணுவதற்கு உப்பிட்டு உலர்த்துதல், சாமியில் அடைத்தல் புகையூட்டுதல் போன்ற முறைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன.
• இயற்கையான நீர்நிலைகளிலிருந்து பெறப்பட்ட மீன் விளைச்சல் போதாததாக அமைந்ததால் செயற்கை கட்டமைப்புகளில் நீர் உயிரின வளர்ப்புகள் ஆரம்பிக்கப்பட்டன.
• மீன்பிடிக்கென செய்மதித் தொழிநுட்பம், சேனர் கருவி போன்ற நவீன சாதனங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன.
• மீன்களை நீண்டகாலம் பேணுவதற்கென குளிரூட்டல், ஆழ் குளுரூட்டல், வெற்றிடப் பொதியிடல் போன்ற முறைகள் உயிர்முறைமைகளில் ஏற்பட்டுள்ள வளர்ச்சியினால் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

பயிராக்கவியல், உணவியல் கடற்றொழில், நீர் உயிரினவியல் விலங்கு வளர்ப்பு ஆகியவற்றுடன் தொடர்பான உயிர் மிறைமைகளின் எதிர்கால சொல் நெறிகள்.

பயிராக்கவியல்

பயிராக்கவியல் தொடர்பான உயிர் முறைமைகளின் எதிர்கால செல் நெறிகள்.

மண், நீர் காப்பு முறைகளில் ஏற்பட்டுள்ள அபிவிருத்தி, நுண்நீர்ப்பாசன முறை, முன்னேற்றமடைந்த நீர்ப்பாசனத் தொகுதிகளை கட்டுப்படுத்துவதற்கு கணினிமயப்படுத்தப்பட்ட செயற்பாடுகள் மண் சூழலை விருத்தி செய்வதற்கான செயன்முறைகள் அதற்கான தொழிநுட்ப விருத்தி செய்வதற்கான செயன்முறைகள் அதற்கான தொழிநுட்விருத்தி, மண் தொடர்பான பிரச்சினைகளை தீர்ப்பதற்கு (உவராதல், அமிலத்தன்மை, அயன் நஞ்சாதல்) நுண்ணுயிரி பேதங்கள் உற்பத்தி செய்யப்படுதல்.

பயனுறுது கொண்ட நுண்ணங்கி தொழிநுற்பவியல் (Effective micro organism - EM) மண்ணுக்கு அறிமுகம் செய்வதால் பயிர்செய் நிலங்களில் சேதனப்பதார்த்தங்கள் பிரிகையடைதல் தூண்டப்படும்.

அதிகரிக்கும் மக்கள் தொகைக்கு தேவையான உணவை வழங்கும் முறையில் பயிர்ச்செய்கை முறைகள் அபிவிருத்தி அடைய வேண்டியிருப்பதால் ஆளுகை நிலைமை தொடர்பான தொழிநுட்பம் விருத்தி செய்யப்படும் (ஓரளவ பரப்பின் விளைச்சலின் அளவை அதிகரித்தல்)

உயிரியல் பூச்சிநாசினி மூலம் பீடைநாசினியின் இயல்பை ஒத்த பிரதங்களை உற்பத்தி செய்து அவற்றை பயிர்களினுள் செலுத்தல். வைரஸ் எதிர்ப்பு தாவரப் பேதங்களை பெருக்குதல். (Herbicide tolarent crop) உற்பத்தி செய்தல்.

எல்லா விவசாய நடவடிக்கைகளையும் நவீனமயப்படுத்துவதற்கு தேவையான உபகரணங்களை வடிவமைத்தல்.

• உயிர் எரிபொருற்கள் உற்பத்தி செய்தல்
• மீளபப் புதுப்பிக்கத்தக்க சகத்தி பற்றி தொழிநுட்பத்தின் விருத்தி

உணவியல்

உணவியலுடன்  தொடர்பான தொழிநுட்பவியலின் எதிர்கால  செல் நெறிகள்

• உயிவன் தரத்தையிம், பாதுகாப்பையும் அபிவிருத்தி செய்யும் முறைகள் செயன்முறைப்படுத்தப்பட்டன.
• உணவி தயாரிப்பு நடவடிக்கை களில் தொற்று நீக்கப்பட்ட நிலமைகளின் கீழ் உபகரணங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன.
• உணவுடன் தொடர்பான தயாரிப்புகளை நீண்ட நாட்களுக்கு களஞ்சியப்படுத்துவதற்கான விஷேட சூழல் உருவாக்கப்பட்டது.
• பால், மறக்கரி, பழங்கள் என்பவற்றின் விளைச்சல் அதிகமாக உள்ள போது அவற்றை பாதுகாத்து வைக்கும் முறைகள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டன.

பாற்சராக்கம்

இதன் போது புதுய பால் 72 பாகை செல்சியஸ் இற்கு வெப்பமேற்றப்பட்டு (ஏறத்தாள 15 செக்கன்களுக்கு) பின்னர் குளிர்ச்சியாக்கப்படும். இப்பல் அதிக வெப்பநிலைக்கு வெப்பமபடுத்தப்படுவதால் கிருமியழித்த பாலிலும் போசணை மிக்கது. (இப்பால் குளிரூட்டியில் வைக்கபடல் வேண்டும்)

கிருமியழித்தல்

கிருமியழிக்கப்பட்ட பாலை உற்பத்தி செய்கையில் இப்பால் 134 பாகை செல்சியஸ் போன்ற உயர் வெப்பநிலைக்கு வெப்பமேற்றப்படும். இதன் போது பெரும்பாலான நுண்ணங்கிள் முற்றாக அழிந்து விடும். எனவே, கிருமுயழிக்கப்பட்ட பாலை அரை வெப்பநிலையில் சேமித்து வைக்கலாம்.

வினாக்கிரி உற்பத்தி

 அறிவடையின் பின்னரான தொழிநுட்ப செயன்முறையில் அபிவிருத்தி ஏற்படுத்தப்பட்டு விளைச்சளை விரைவாக முதிர்ச்சியடையச் செய்தல், பழுக்கச் செய்யும் வேகத்தை கட்டுப்படுத்தும் முறைகள். போன்றவற்றை அறிமுகம் செய்தல்.
உணவு உற்பத்தியை உயர்வடைய செய்வதற்கு முடுந்தளவு உயிர் பதார்த்தங்கள், இயற்கையான முறைகளை பயன்படுத்துதல் (வற்றாளை, மரவள்ளி, சோளம் போன்ற உணவு வகைகளில் புரதம், விற்றமின் கனிப்பொருள் அளவை அதிகரித்தல்) 

உணவு தயாரிப்பு, பதப்படுத்தல், பொதியிடல் போன்ற செயன்முறைகளில் முன்னேற்றமான முறைகளை பயன்படுத்தல்.
உதாரணம் - விளைச்சல்களில் ஏற்படும் இழப்பை குறைப்பதற்காக உரிய முதிர்ச்சி சந்தர்ப்பத்தில் விளைச்சளை அறுவடை செய்தல்,  பொருத்தமான நேரத்தில் விளைச்சலை பதப்படுத்துதல், தரப்படுத்துதல், முறையாக பொதி செய்தல், கொண்டு செல்லல் ஆகியவற்றை பின்பற்றுதல்.

விளைச்சலை பதப்படுத்தல்

• நுண்ணங்கிகளை கட்டுப்படுத்த குளோரின் கரைசல் பயன்படுத்தல்.
• பப்பாசி, மா போன்றவற்றில் ஏற்படும் காம்பழுதலை கட்டுப்படுத சுடுநீர் பரிகரிப்பை மேற்கொள்ளல்.
• உருளைக்கிழங்கு, வெங்காயம் ஆகியவற்றினுள் விளைச்சலை நீண்ட காலம் பேண பதப்படுத்தல் அறைகளில் வெப்பக்காற்றை அனுப்புதல்
• உனவிப்பதார்த்தங்களை மிறையாக பொதி செய்வதனால் விளைச்சல்கள் புறக்காரணியுடன் தொடுகையுறுவதை தடுக்கலாம்.
• பிளாஸ்டிக் கொள்கலன்கள், தட்டுக்கள், கடதாசி கீழங்கள், வலை மறைப்புகள் ஆகியன முறையாக பொதி செய்தலில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

நீர் உயிரினவியல்

நீர் உயிரினவியலுடன் தொடர்பான தொழிநுட்பவியலின் எதிர்கால செல் நெறிகள்.
இக் கைத்தெழிலை அபிவிருத்தி செய்வதற்கு தேவையான சூழல் நிலைமைகளை பாதுகாத்துக் கொள்வதற்கான தொழிநுட்ப விருத்திகள் மேற்கொள்ளப்பட்டு வருகின்றன. (சமுத்திரம், ஏரி, உள்நாட்டு நீர் நிலைகள்)
எமது பிரதத் தேவையை போதியளவு நிவர்த்தி செய்து கொள்வதற்காகவும், போசணை பெறுமானத்தை உயர்த்தவும் தேவையான இயல்பிகளை கொண்ட மீனினனங்களை, நீர் வளங்களை உற்பத்தி செய்தல் நடைபெறிகின்றது. மேலும் இதற்கென கடற் தொழில், நீரியல் வளம் தொடர்பான பல்வேறு கைத் தொழில்களும் அதற்குரிய உபகரணங்களும் உற்பத்தி செய்யப்பட்டு பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

கால் நடை வளர்ப்பு

விலங்கு வளர்ப்பி கைத்தொழில் தொடர்பான எதிர்கால செல் நெறிகள்.

விலங்கு வளர்ப்பின் சில நுட்ப முறைகளும் அதற்குரிய தெழிநுட்ப செல்நெறிகளும்.

1. ஆளுகைச் சூழல் நிலமைகள்
2. மிருக வைத்திய முறை
3. RTH முறை (விலங்குகளின் தனிப்பட்ட தகவல்களை பெற்றுக் கொள்ளும் முறை)

விலங்கு இனவிருத்தி முறை மூலம் உயர்தரம் கொண்ட புதிய விலங்கு வகைகளை உருவாக்குதல்.

விலங்கு உற்பத்தியை தயார்ப்படுத்தும் தொழிற்சாலைகளில் முன்னேற்றம் ஏற்படுத்தப்பட்டுள்ளமை. மேலும், புதிய உணவு வகைகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளமை.

• மனிதனுக்கு பதிலாக ரோபோ தொழிநுட்பம் பயன்படுத்தப்படுகின்றது.

விலங்கு வளர்ப்பு கைத்தொழிலுக்கு தேவையான நவீன உபகரணங்கள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன.

• உதாரணம் - பால் கரத்தல், கொண்டு செல்லும் உபகரணங்கள்

சூழலியல்

சூழலியல் தொடர்பான சில செல் நெறிகள்

பச்சை உற்பத்திகள் (Green production)

தற்போது பாவனையிலுள்ள செயற்கை பல்பகுதியங்கள் அனேகமானவை உயிர் பிரிந்தழிகைக்கு உட்படாததால் இதற்கு மாற்றீடாக நுண்ணங்கிகள் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படும் பல்பகுதியங்கள் உருவாக்கப்பட்டன.

உதாரணம் - E - Coli மூலம் பிளாஸ்திக்கை உற்பத்தி செய்தல்.

உயிர்ப் பரிகரிப்பு (Bio remediation)

மாசடைந்த சூழற்தொகுதியில் (நிலம், நீர் போன்ற) கழிவு நீர் சேதனப் பதார்த்தங்களை விரைவாக பிரிந்தழிய செய்வதற்கு புதிய நுண்ணங்கிகளை அறிமுகப்படுத்தல்.
சூழலுடன் சேரும் பார உலோகங்களை பிரிந்தழியச் செய்யும் ஆற்றல் கொண்ட நுண்ணங்கிகள் சூழலுக்கு அறிமுகப்படுத்தபடுதல்.
நீர் சூழற் தொகுதிகளில் ஏற்படும் நற்போசணையாக்கத்தை தடுப்பதற்கு நுண்ணங்கியினங்களை கண்டு படுத்தல். (நைத்திரேற்று பொசுபேற்று உறிஞ்சப்படும் அளவை அதிகரிப்பதற்கான நுண்ணங்கிகளை உருவாக்குதல்)

கழிவு நீர் முகாமைத்துவம் (Wast water management)

எதிர்காலத்தில் ஏற்படும் தேவைக்கேற்ப நீரை சுத்தமாக்குவதற்கு திட்டமுடப்பட வேண்டும் அதாவது குடிநீர், கழவுவதற்கான நீர், விவசாய நடவடிக்கைகளுக்கான நீர் என்பன சுத்திகரிக்கப்பட்டு முகாமைததுவம் செய்யப்பட வேண்டும்.
உயிர்ப் பரிகரிப்பு முறையின் கீழ் மாசாக்கிகளை தீங்கற்ற நிலைக்கு மாற்றுவதற்கு பெரும்பாலும் சூடோமோனாஸ் (Pseudomonas) எனும் பற்றீரியா பேதங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
சேதனக் கழிவுகளை மைக்ேகாபக்ரீரியம் (Mycobaterium), எசிளோபக்றர் (Acinetabacter) என்பவற்றை கொண்டு கூட்டுரமாக மாற்றப்படும்.
மேலும் கைத்தொழில் துறைகளில் இருந்து வௌிப்படும் கழிவு நீரை சுத்திகரிக்கப்படுவதற்கும் கடலில் எண்ணெய்க் கழிவுகள் சேருமிடத்து அவற்றை அகற்றுவதற்கு பசிலஸ் (Bacillus) , Aeronomonas நுண்ணங்கிள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

DNA மீளச்சேர்க்கை தொழிநுட்பம்
(Recombinant DNA technology (Genetic engineering))

• குறித்த இனம் ஒன்றினை செர்ந்த உயிரிங்கி ஒன்றின் பரம்பரையலகை வேறு இனம் ஒன்றை சேர்ந்த அங்கிக்கு மாற்றீடு செய்யும் தொழிநுட்பவியலாகும்.
• இங்கி பரம்பரையலகில் களஞ்சியப்படுத்தப்பட்டுள்ள தகவல்களை மாற்றுதல் இத் தெழிநுட்பவியலில் மேற்கொள்ளப்படுகின்றது.