د.طارق قابيل: المعلوماتية الحيوية وقضايا تغير المناخ.. شراكة واعدة
كاتب ومترجم- عضو هيئة التدريس بكلية العلوم- جامعة القاهرة
يعد تغير المناخ أحد أكثر القضايا إلحاحًا في عصرنا، ويتطلب حلولًا مبتكرة من جميع مجالات العلوم. أحد هذه المجالات التي لديها القدرة على إحداث تأثير كبير على تغير المناخ هو المعلوماتية الحيوية.
والمعلوماتية الحيوية هي مجال متعدد التخصصات يجمع بين علم الأحياء وعلوم الكمبيوتر والإحصاء لتحليل البيانات البيولوجية، وهو يعتمد على تطبيق علوم الكمبيوتر والإحصاء وعلى البيانات البيولوجية، ويتضمن استخدام الخوارزميات والأدوات البرمجية لتحليل مجموعات كبيرة من البيانات الجينية والجزيئية.
ومن خلال دراسة التركيب الجيني للكائنات الحية، يمكن للعلماء اكتساب فهم أفضل لكيفية عملها وتفاعلها مع بيئتها.
لقد قدمت المعلوماتية الحيوية بالفعل مساهمات كبيرة في مجالات مثل الطب والزراعة وعلوم البيئة. ومع ذلك، فإن إمكانياتها في معالجة تغير المناخ لم تتحقق بالكامل بعد.
والمعلوماتية الحيوية لديها القدرة على تقديم مساهمات كبيرة في معالجة تغير المناخ من خلال قدرتها على تحليل البيانات البيولوجية المعقدة.
من خلال الجمع بين هذه الخبرة ومجالات أخرى مثل علم البيئة والعلوم البيئية، فقد نتمكن من تطوير حلول مبتكرة من شأنها أن تساعد في التخفيف من آثار تغير المناخ على كوكبنا.
أحد المجالات التي يمكن أن يكون للمعلومات الحيوية فيها تأثير كبير على تغير المناخ هو دراسة المجتمعات الميكروبية، حيث تلعب الميكروبات دورًا حاسمًا في العديد من جوانب البيئة، بما في ذلك دورة الكربون وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
وعن طريق استخدام أدوات المعلوماتية الحيوية لتحليل المجتمعات الميكروبية في بيئات مختلفة، يمكن للعلماء اكتساب فهم أفضل لكيفية عمل هذه المجتمعات وكيف تتأثر بتغير المناخ.
هناك مجال آخر يمكن أن تساهم فيه المعلوماتية الحيوية في معالجة تغير المناخ وهو تطوير ممارسات الزراعة المستدامة.
من خلال تحليل البيانات الوراثية من المحاصيل والميكروبات المرتبطة بها، ويمكن للعلماء تحديد السمات المفيدة لممارسات الزراعة المستدامة مثل مقاومة الجفاف أو تثبيت النيتروجين.
ويمكن بعد ذلك استخدام هذه المعلومات لتطوير أصناف محاصيل جديدة أكثر ملاءمة لتغير المناخ.
كما يمكن أن تلعب المعلوماتية الحيوية أيضًا دورًا في مراقبة التغيرات في التنوع البيولوجي بسبب تغير المناخ.
ومن خلال تحليل تسلسل الحمض النووي للأنواع المختلفة، يمكن للعلماء تتبع التغييرات في التجمعات السكانية بمرور الوقت وتحديد المناطق التي يجب أن تركز فيها جهود الحفظ.
المعلوماتية الحيوية والاحتباس الحراري
يعد الاحتباس الحراري من أكثر القضايا إلحاحًا التي تواجه كوكبنا اليوم.
وأدى ارتفاع درجة الحرارة الناجم عن انبعاثات غازات الاحتباس الحراري إلى آثار مدمرة على بيئتنا، بما في ذلك ذوبان الأنهار الجليدية، وارتفاع مستويات سطح البحر، وظواهر الطقس المتطرفة.
لمكافحة هذه المشكلة، يستكشف العلماء طرقًا جديدة لتقليل انبعاثات الكربون وتطوير مصادر طاقة مستدامة.
لقد قدمت المعلوماتية الحيوية بالفعل مساهمات كبيرة في فهمنا للاحتباس الحراري.
على سبيل المثال، استخدم الباحثون أدوات المعلوماتية الحيوية لدراسة التركيب الجيني للنباتات المقاومة للجفاف والإجهاد الحراري.
من خلال تحديد الجينات التي تساعد هذه النباتات على البقاء في ظروف قاسية، يمكن للعلماء تطوير محاصيل أكثر مقاومة لتغير المناخ.
هناك مجال آخر يمكن أن تحدث فيه المعلوماتية الحيوية فرقًا وهو تطوير مصادر الطاقة المستدامة.
الوقود الحيوي، مثل الإيثانول والديزل الحيوي، مصنوع من موارد متجددة مثل الذرة أو فول الصويا.
باستخدام أدوات المعلوماتية الحيوية لدراسة هذه المحاصيل على المستوى الجزيئي، يمكن للعلماء تحديد طرق لتحسين كفاءتها وتقليل تأثيرها البيئي.
بالإضافة إلى تطبيقاتها العملية، فإن المعلوماتية الحيوية لديها أيضًا القدرة على إلهام طرق جديدة للتفكير في ظاهرة الاحتباس الحراري.
من خلال تحليل الأنظمة البيولوجية المعقدة باستخدام الأساليب الحسابية، يمكن للعلماء اكتساب نظرة ثاقبة حول كيفية تفاعل المكونات المختلفة مع بعضها البعض.
ويمكن أن يؤدي هذا النهج الشامل إلى أفكار جديدة للحد من انبعاثات الكربون أو التخفيف من آثار تغير المناخ.
بالطبع، هناك تحديات مرتبطة بتطبيق المعلوماتية الحيوية على ظاهرة الاحتباس الحراري. إحدى العقبات الرئيسية هي التعقيد المطلق للأنظمة البيولوجية.
ويتطلب تحليل مجموعات كبيرة من البيانات الجينية موارد حاسوبية قوية وخوارزميات معقدة.
بالإضافة إلى ذلك، هناك مخاوف أخلاقية حول المحاصيل المعدلة وراثيًا أو الكائنات الحية الأخرى.
وعلى الرغم من هذه التحديات، فمن الواضح أن المعلوماتية الحيوية لديها الكثير لتقدمه في مكافحة الاحتباس الحراري.
من خلال الجمع بين التكنولوجيا المتطورة والفهم العميق لعلم الأحياء، يمكن للعلماء تطوير حلول مبتكرة تعالج هذه المشكلة الملحة.
سواء كان الأمر يتعلق بتطوير محاصيل أكثر مرونة أو إنشاء مصادر طاقة مستدامة، فإن المعلوماتية الحيوية لديها القدرة على إحداث فرق حقيقي في جهودنا لحماية كوكبنا للأجيال القادمة.
المعلوماتية الحيوية في مصر: حقل متنام
مصر لديها تاريخ غني من الاكتشافات العلمية، يعود إلى العصور القديمة عندما قدم المصريون مساهمات كبيرة في الطب وعلم الأحياء.
اليوم، تعد البلاد موطنًا للعديد من الجامعات والمؤسسات البحثية التي تشارك بنشاط في أبحاث المعلوماتية الحيوية.
في السنوات الأخيرة، أصبحت المعلوماتية الحيوية ذات أهمية متزايدة في مصر حيث تسعى البلاد إلى تعزيز قدرات البحث العلم، ويعد المركز القومي للبحوث أحد اللاعبين الرئيسيين في هذا المجال، وهو أحد أكبر مراكز البحوث متعددة التخصصات في مصر.
وهناك العديد من المؤسسات الأخرى التي تقدم برامج علمية في هذا المجال الواعد. وبالإضافة إلى هذه المؤسسات، هناك العديد من الجامعات التي تقدم برامج المعلوماتية الحيوية على مستوى البكالوريوس والدراسات العليا.
وتشمل هذه جامعة القاهرة وجامعة عين شمس وجامعة الإسكندرية، جامعة السادات، والعديد من الجامعات المصرية الحكومية والأهلية والخاصة.
وفي الحقيقة، فإن برنامج المعلوماتية الحيوية بجامعة النيل في وضع جيد للنجاح في السنوات القادمة من خلال هيئة التدريس القوية والمرافق الحديثة والتركيز على الخبرة العملية، فإنها توفر للطلاب أساسًا ممتازًا لمتابعة الوظائف في هذا المجال المثير.
لقد أدركت جامعة النيل المصرية أهمية المعلوماتية الحيوية وأنشأت برنامجًا قويًا لتدريب الجيل القادم من علماء المعلومات الحيوية. تم تصميم برنامج المعلوماتية الحيوية بجامعة النيل لتزويد الطلاب بفهم شامل للمجال، بما في ذلك الأسس النظرية والتطبيقات العملية.
ويغطي البرنامج مجموعة واسعة من الموضوعات، بما في ذلك علوم الجينوميات، والبروتينات، والاستنساخ. ويتعلم الطلاب كيفية استخدام الأدوات والتقنيات الحسابية المختلفة لتحليل مجموعات البيانات الكبيرة واستخراج رؤى ذات مغزى منها.
إحدى نقاط القوة في برنامج المعلوماتية الحيوية بجامعة النيل أيضا هي أعضاء هيئة التدريس بها. ويفتخر البرنامج بفريق من الأساتذة المؤهلين تأهيلا عاليا والذين هم خبراء في مجالات تخصصهم.
إنهم يجلبون ثروة من المعرفة والخبرة إلى الفصل الدراسي، ومنهم الدكتور محمد الحديدي، والذي يحظى بشعبية كبيرة بين الطلاب في هذا المجال، مما يوفر للطلاب رؤى قيمة حول أحدث التطورات في أبحاث المعلوماتية الحيوية.
ميزة أخرى لبرنامج المعلوماتية الحيوية بجامعة النيل هي مرافقها الحديثة، حيث استثمرت الجامعة بكثافة في أحدث المعدات والبرمجيات لدعم أنشطتها البحثية.
ويتضمن ذلك مجموعات الحوسبة عالية الأداء ومنصات فك تسلسل الحمض النووي من الجيل التالي وأدوات تحليل البيانات المتقدمة.
كما يوفر برنامج المعلوماتية الحيوية بجامعة النيل للطلاب العديد من الفرص للتجربة العملية. ومع استمرار تزايد الطلب على خبراء المعلومات الحيوية المهرة في جميع أنحاء العالم، سيكون خريجو برنامج جامعة النيل مجهزين تجهيزًا جيدًا لمواجهة هذا التحدي بشكل مباشر.
وعلى الرغم من هذه الجهود، لا تزال هناك تحديات تواجه تطوير المعلوماتية الحيوية في مصر. إحدى القضايا الرئيسية هي نقص التمويل لمشاريع البحث والمعدات. بالإضافة إلى ذلك، هناك نقص في المهنيين المدربين الذين يمكنهم العمل بفعالية في هذا المجال متعدد التخصصات.
لمواجهة هذه التحديات، من المهم أن تستثمر الحكومة المزيد من الموارد في البحث العلمي والتعليم.
ويمكن أن يشمل ذلك توفير التمويل للمشاريع البحثية والمنح الدراسية للطلاب المهتمين بمتابعة وظائف في مجال المعلوماتية الحيوية عن طريق أكاديمية البحث العلمي والتكنولوجيا وصندوق تمويل العلوم بوزارة التعليم العالي.
وبشكل عام، بينما لا تزال هناك عقبات يجب التغلب عليها، فمن الواضح أن المعلوماتية الحيوية لها مستقبل مشرق في مصر.
وبفضل تاريخها الغني في الاكتشافات العلمية والاهتمام المتزايد بالمجالات متعددة التخصصات، تتمتع مصر بالقدرة على أن تصبح رائدة في هذا المجال المتقدم المثير للدراسة.
