המגמה לביולוגיה וביוטכנולוגיה ימית 

מה זה ביולוגיה ימית?  –  מה זה ביוטכנולוגיה ימית?

ביולוגיה הוא מדע החוקר אורגניזמים חיים ואת יחסיהם לסביבתם הביוטית וא-ביוטית. המחקר בביולוגיה ימית נעשה באקוסיסטמה הגדולה והמגוונת ביותר על כדור הארץ- האוקיינוסים, הימים והאגמים, אשר תופסים כ-75% משטח כדור הארץ. המחקר בביולוגיה ימית נעשה בכל תחומי הביולוגיה- אקולוגיה, ביוכימיה, גנטיקה, ביולוגיה מולקולארית, ביומטריה, ביופיזיקה, אבולוציה ועוד. בנוסף לכלים הביולוגיים יש שימוש בכלים מגיאולוגיה, מטאורולוגיה ואוקיינוגרפיה.
בסביבה הימית קיימים מינים מכל ממלכות החיים, 34 מתוך 36 מערכות האאוקריוטים קיימים בימים. בנוסף, קיימות בים מערכות ייחודיות לה - מערכת הנבובים ומערכת הצורבים ומחלקות רבות נוספות שהם ימיים בלבד.
בניגוד לדעה הרווחת, מרבית הביולוגים הימיים לא עוסקים בחילוץ כדורי גולף מפתחי נשימה של לווייתנים או מתעסקים עם יונקים ימיים בכלל. רוב החוקרים שעוסקים בביולוגיה ימית חוקרים אורגניזמים מהמערכות הייחודיות (דגים, סרטנים, אלמוגים, ספוגים ועוד..), אצות ומיקרואורגניזמים ימיים.
המחקר בביולוגיה ימית מתחלק לשני סוגים, מחקר בסיסי ויישומי:
במחקר בסיסי, ביולוגים ימיים מנסים להבין את המנגנונים בהם אורגניזמים ימיים מתפתחים, מתרבים, מתנהגים בתוך המין ועם מינים אחרים ואיך הם מסתגלים ומתאימים את עצמם לסביבתם. הידע, שהולך ומצטבר בתחום, יעזר לחזות תחזיות על האקוסיסטמות הימיות ויכולתן להתמודד עם שינויים סביבתיים כגון התחממות גלובלית, זיהום, מינים פולשים ונזקים תיירותיים. תחום מחקר חשוב נוסף בביולוגיה ימית נעשה בשיתוף עם גיאולוגים - מדידות שונות של מאובני אורגניזמים ימיים (לדוגמה Foraminifera), אשר מניבים מידע חשוב על מצב האקלים בעבר.
במחקר היישומי (ביוטכנולוגי), מנסים החוקרים להשתמש בחומרים מהים או באורגניזמים ימיים בכדי לשלבם בשוק ולייצר מהם מוצרים או בסיס למוצרים. תחום יישומי חשוב ביותר הוא תחום החקלאות הימית. תחום זה אחראי לייצור מזון שמקורו מהים, מדגים דרך פרוקי רגליים (שרימפס), רכיכות (מולים), עד מקרו אצות (נורי- אצות לסושי) ותוספי מזון (מיקרו אצות). בתחום זה, הביולוגים הימיים מנטרים את מצב המדגים הטבעיים בעולם מצד אחד ומנסים לביית ולהשביח את האורגניזמים המגודלים מצד שני. עוד על ביוטכנולוגיה ימית.
ביולוג ימי יכול להיחשף לסביבות מהקיצוניות והמרהיבות על כדור הארץ. בשנים האחרונות התפתח תחום המחקר של עומק הים ונחשפו סביבות חדשות ומפתיעות. אחת הסביבות היא אזור הפתחים הטרמים (Thermal vents). באזור זה מים רותחים נפלטים מפתחים בקרקעית האוקיינוס. בגלל הלחץ הרב בעומקים המדוברים המים נשארים במצב צבירה נוזלי למרות שהטמפרטורה גבוהה מטמפרטורת הרתיחה. בנוסף, הסביבה ענייה בחמצן ועשירה בתרכובות גופרית שנפלטות מהפתחים. בסביבה זו התגלו מגוון יצורים מרתקים שהסתגלו לסביבה קיצונית זו. יצורים אלו מספקים רמזים לתחילת החיים עצמם.
כפי שניתן לראות, ביולוג ימי יכול לעבוד בעיקר במעבדה או בעיקר בים לפי טעמו ונושאי המחקר המעניינים אותו.
לבסוף חשוב לזכור שתואר במגמה לביולוגיה וביוטכנולוגיה ימית הוא תואר בביולוגיה שמקנה לך את כל הכלים הדרושים להמשך לימודים בכל תחום בביולוגיה שתבחר (פרטים נוספים בעמוד - לאן ממשיכים אחרי התואר?)
למידע נוסף בנושא ביולוגיה ימית:
National Oceanography Centre, Souhampton

מה זה ביוטכנולוגיה ימית?

ביוטכנולוגיה מוגדרת כשימוש תעשייתי באורגניזם חי או בשיטה ביולוגית, אשר פותחה על ידי מחקר בסיסי, לייצור מוצר או שירות. ביוטכנולוגיה ימית היא דיסציפלינה מתפתחת המבוססת על מקורות טבעיים מהים. העבודה בביוטכנולוגיה היא אינטגראלית ומשלבת בתוכה ביולוגיה, הנדסה, כלכלה, ניהול ועוד.. תחום זה טומן הבטחה גדולה לשיפור החיים האנושיים. בתחום שימור הסביבה, הביוטכנולוגיה הימית מיישמת שיטות ביולוגיות ומולקולאריות מתוחכמות בכדי לפתח אופציות ולפתור בעיות לאורך החופים ובים כולו, על ידי פיתוח כלים חדשים לניטור בריאות הסביבה הימית ומציאת פתרונות לבעיות סביבתיות סבוכות.
הים הוא כר מחקר בתולי ובתוכו עושר עצום שאינו קיים בשום סביבה אחרת בעולם. דבר זה הופך את הביוטכנולוגיה הימית לתחום נדרש ומקנה יתרון לאלו העוסקים בו. בימים ובאוקיאנוסים עדיין קיימים אזורים נרחבים שכמעט ולא נחקרו, מינים ימיים רבים שעלייהם ידוע מעט מאוד, ותחום המיקרוביולוגיה הימית הוא בחיתוליו. בין המינים הימיים ישנם נציגים אשר חיים בתנאים קיצוניים של טמפרטורה, אור או לחץ אטמוספרי. אדפטציה לתנאים הקיצוניים הביאו לעושר ביולוגי וגנטי, בעל פוטנציאל אדיר ליישומים ביוטכנולוגיים.
ביוטכנולוגיה ימית הוא תחום עולה ורחב יריעה אשר כולל בתוכו תת תחומים רבים. בין התחומים הללו ישנם גילוי תרופות חדשות ממקור ימי, טכנולוגיה של חומרים, ביו-רמדיאציה (ניקוי ביולוגי- ניקוי סביבה מזיהום על ידי אצות לדוגמה), חיות מודל ימיות לרפואה, מזון (איכות וכמות), מקורות אנרגיה נקיים, תהליכים תעשייתיים (לדוגמה אנזימים עמידים לחום/קור/לחץ), גנטיקה מולקולארית, גנומיקה, ביואינפורמטיקה ועוד.
תרופות ותרכובות ממקור ימי
גלוי תרופות חדשות ממקור ימי מהווה את אחד התחומים ה"חמים" והמבטיחים במחקר ביוטכנולוגיה ימית. ביו-כימיקלים שמיוצרים על ידי חסרי חוליות ימיים, אצות וחיידקים, שונים מאלו המיוצרים על ידי אורגניזמים יבשתיים ובכך מהווים מאגר פוטנציאלי לסוגי תרופות חדשים. דוגמאות לתרופות ממקור ימי כוללים אנטיביוטיקה מפטרייה ימית, שתי תרכובות דומות מספוגים שמשמשים לטיפול בסרטן ווירוס ההרפס ונוירוטוקסין מרכיכה עם תכונות של שיכוך כאבים החזקות פי 10,000 ממורפיום ללא תופעות הלוואי שלו. כיום ישנם מספר רב של תרכובות נוספות ממקור ימי, שנמצאות בשלבי בדיקה ופיתוח שונים. בנוסף למקור חדשני לתרופות, תרכובות ימיות משמשות את תעשיות הקוסמטיקה (אצות, סרטנים ומניפות ים), תוספי מזון (אצות ודגים), עצמות מלאכותיות (אלמוגים) ויישומים תעשייתיים (לדוגמה GFP- חומר פלורוסנטי ממדוזות, שעל גילויו זכו ב2008 החוקרים בפרס נובל בכימיה).
חקלאות ימית
ביוטכנולוגיה מכילה הבטחה להגדלה של תפוקת המזון מהאוקיינוסים. דבר זה הוא קריטי היות ודייג יתר ודרישה מוגברת בשוק הביאה לפגיעה ודילול המקורות הימיים הטבעיים. טכנולוגיות חדשות של חקלאות ימית הוגברו עקב גילויי של חומרים טבעיים שמשרים הפריה, השרצה והתיישבות לרוולית (התיישבות של דגיגים באזור מוגדר). טכנולוגיות אלו מעלות את העמידות למחלות ועקה ומשפרים את יכולת הגידול האינטנסיבי של דגים בחוות הגידול. מחקרים בתחום הגנטיקה המולקולארית משמשים גם הם לפיתוח מדגים. מחקרים אלו עוזרים לזיהוי של אוכלוסיות דגים טבעיות ולתכנון נכון של תוכניות השבחה בכדי לקבל משפחות דגים בעלי תכונות רצויות (משקל, קצב גידול) ותפוקה גבוהה יותר לחוות הדגים. לא מדובר רק על חקלאות ימית של דגים, שיטות טכנולוגיות אלו מיושמות בזמן גידול של מקורות מזון ימי רבים מאצות ועד חסרי חוליות וצדפות. לאחרונה עולה השימוש בביוטכנולוגיה להערכה של בטיחות המזון הימי, על ידי פיתוח ערכות בדיקה לזיהוי פתוגנים אנושיים באוכל.
שימור סביבתי
רבים מהחופים כיום אינם ראויים לרחצה בגלל זיהומים של חיידקים ומזהמים אחרים. טכנולוגיות לזיהוי הגורם המזהם ואסטרטגיות לשיקום ושימור החופים הם אתגר העומד בפני החוקרים הימיים. פיתוחושימוש בביו-סנסורים לגילוי מוקדם של זיהומים סביבתיים (כגון פריחת אצות רעילות) או של עלייה בריכוז המתכות הכבדות, הם דוגמה לפתרונות שמציעה הביוטכנולוגיה הימית לשימור הסביבה. הפיתוח הוא לא רק בזיהוי הבעיות, אלא גם בפיתרון בצורת ביו-רמדיאציה. דוגמה טובה היא שימוש בחיידקים שונים למטרת ניקוי שפכים או כתמי נפט. בכך, ביוטכנולוגיה לא רק עוזרת לבני האדם, היא גם עוזרת להגנת על הסביבה. בפרויקטים בהובלת חוקרים מאב"ג ומאילת, מיישמים שיטות ביוטכנולוגיות לחקר בתקווה פתרון למחלות אלמוגים, בשיקום שוניות אלמוגים שנפגעו ובהנדסת בתי גידול חדשים ובכך עוזרים לשימור שוניות האלמוגים, אחת הסביבות המגוונות ביולוגית ומרהיבות בעולם.
למידע נוסף בנושא ביוטכנולוגיה ימית:
 
NOAA research