Το Εργαστήριο Βιοτεχνολογίας Φυτών & Περιβάλλοντος στο Παν. Θεσσαλίας παρέχοντας υψηλού επιπέδου τεχνογνωσία εκπαιδεύει την επόμενη γενιά μικροβιακών οικοτοξικολόγων που φτάνουν εκεί από κάθε γωνιά της γης.
Στο προαύλιο του κτιρίου, μέσα στο πανεπιστημιακό συγκρότημα “Βιόπολις” της Σχολής Επιστημών Υγείας στη Λάρισα, όπου στεγάζεται το Εργαστήριο Βιοτεχνολογίας Φυτών & Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, μαζί με τους Έλληνες φοιτητές απολαμβάνουν τον ανοιξιάτικο ήλιο ερευνητές και φοιτητές από τη Κίνα, την Ινδία, τη Κροατία, την Πορτογαλία, την Ιρλανδία, και από άλλες χώρες, οι οποίοι άφησαν την πατρίδα τους για να εγκατασταθούν στη Λάρισα και να διενεργήσουν έρευνα στο πλαίσιο ευρωπαϊκών ερευνητικών προγραμμάτων. Την ίδια ώρα, ένας Βραζιλιάνος και μια Αρμένισσα, μετά από μια 18μηνη εκπαίδευση στο εργαστήριο, βρίσκονται τώρα στο Ισραήλ και στη Γερμανία αντίστοιχα για να εφαρμόσουν στη βιομηχανία την επιστημονική γνώση και εμπειρία που απέκτησαν στην Ελλάδα.
Αλλοδαποί φοιτητές από κάθε γωνιά της γης έχουν επιλέξει και συνεχίζουν να επιλέγουν, ειδικά για διδακτορικές σπουδές, το Εργαστήριο Βιοτεχνολογίας Φυτών & Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, γιατί είναι το μοναδικό στην Ελλάδα που συνδυάζει την τεχνογνωσία του ακαδημαϊκού χώρου και της βιομηχανίας, για να εκπαιδεύσει την επόμενη γενιά οικοτοξικολόγων του εδάφους που εστιάζουν στους μικροοργανισμούς. Και αυτό είναι είδηση!
«Επέλεξα το συγκεκριμένο εργαστήριο γιατί παρέχει παγκόσμιας κλάσης τεχνογνωσία στη μελέτη των μοριακών μηχανισμών που διαμορφώνουν τη συμβίωση φυτών-μικροβίων», επιβεβαιώνει η Αρμένισσα βιολόγος Anna Manykyan, η οποία στο πλαίσιο ενός ευρωπαϊκού έργου που ονομάζεται ARISTO και το οποίο συντονίζεται από το εν λόγω ελληνικό εργαστήριο, μελετά την τοξικότητα γεωργικών φαρμάκων σε δενδρόμορφες ενδομυκκόριζες (είδος μύκητα). Αυτή τη στιγμή η νεαρή ερευνήτρια εργάζεται πάνω στην οικοτοξικολογία, σε έναν από τους βιομηχανικούς εταίρους του έργου στη Γερμανία. «Μέσα στους 18 μήνες της παραμονής μου στο ελληνικό εργαστήριο, μπόρεσα να μάθω πολλές τεχνικές που χρησιμοποιούνται αυτή τη στιγμή στον ερευνητικό μου τομέα, να κατακτήσω αυτές που ήξερα και φυσικά να γίνω μέρος μιας κοινότητας που μοιράζεται το ίδιο όραμα με μένα».
Ξένοι ερευνητές
Η εμπειρία που αποκόμισε, όπως λέει, και ο Κινέζος περιβαλλοντολόγος Zhang Kunyang από τη συμμετοχή του στο ίδιο ευρωπαϊκό έργο είναι μέχρι τώρα εκπληκτική. «Θα μπορούσα να εφαρμόσω τις γνώσεις μου στην επιστήμη των υπολογιστών, ειδικά τη μηχανική μάθηση, στην πρόβλεψη των προϊόντων βιομετατροπής των γεωργικών φαρμάκων και στην αξιολόγηση της τοξικότητάς τους στους μικροοργανισμούς του εδάφους. Είμαι πολύ χαρούμενος που φέρνω τη δύναμη της μηχανικής μάθησης στην περιβαλλοντική επιστήμη και συνεισφέρω στην ανάπτυξη αυτής της διεπιστημονικής περιοχής», λέει ο ίδιος.
Η οικοτοξικολογία (ecotoxilogy) είναι ένας συνδυασμός οικολογίας, τοξικολογίας, φυσιολογίας, αναλυτικής χημείας, μοριακής βιολογίας και μαθηματικών που συνοπτικά, εξετάζει τις επιπτώσεις των ρύπων, συμπεριλαμβανομένων και των γεωργικών φαρμάκων, σε άτομα, πληθυσμούς, φυσικές κοινότητες και οικοσυστήματα.
Για να εγκριθεί ένα γεωργικό φάρμακο σήμερα, θα πρέπει να αξιολογηθεί η επίδραση της δραστικής ουσίας και των μεταβολιτών του σε οργανισμούς-μη «στόχους», ώστε να διασφαλιστεί ότι δεν θα επιβαρυνθούν σημαντικά ο πληθυσμός και η λειτουργία του εκάστοτε οικοσυστήματος μακροπρόθεσμα. Και αυτή η αξιολόγηση πρέπει να διενεργείται από άριστα καταρτισμένους οικοτοξικολόγους.
«Η ανάπτυξη εργαλείων, μεθόδων και διαδικασιών για την αξιολόγηση, με τον πιο ολοκληρωμένο και ισχυρό τρόπο, της τοξικότητας των γεωργικών φαρμάκων στους μικροοργανισμούς του εδάφους, αλλά και η εκπαίδευση της νέας γενιάς οικοτοξικολόγων στη χρήση αυτών των εργαλείων, συνιστούν τη βασική επιδίωξη του Εργαστηρίου Βιοτεχνολογίας Φυτών & Περιβάλλοντος του Τμήματος Περιβαλλοντικής Μικροβιολογίας & Βιοτεχνολογίας στο Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας», σχολιάζει ο Καθηγητής Περιβαλλοντικής Μικροβιολογίας & Βιοτεχνολογίας Δημήτρης Καρπούζας που ηγείται της ερευνητικής ομάδας.
“ARISTO”πρόγραμμα μόνο για …άριστους οικοτοξικολόγους
Τα γεωργικά φάρμακα συνεχίζουν να αποτελούν σημαντικούς περιβαλλοντικούς ρύπους,-παρότι αποτελούν τον ακρογωνιαίο λίθο του ελέγχου των παρασίτων στη σύγχρονη γεωργία- και για αυτό η ΕΕ έχει επιβάλει ένα αυστηρό ρυθμιστικό πλαίσιο για την έγκρισή τους, όπου καθορίζονται με σαφήνεια οι όροι αξιολόγησης κινδύνου για τους υδρόβιους και χερσαίους οργανισμούς.
«Αντίθετα, υστερεί η αξιολόγηση της τοξικότητας των γεωργικών φαρμάκων στους μικροοργανισμούς του εδάφους, παρότι η Ευρωπαϊκή Αρχή για την Ασφάλεια των Τροφίμων (EFSA) έχει τονίσει την ανάγκη για την προστασία τους, λόγω του ιδιαίτερα σημαντικού ρόλου που διαδραματίζουν σε έναν μεγάλο αριθμό λειτουργιών των φυσικών οικοσυστημάτων (όπως είναι η διατήρηση της γονιμότητας και της δομής του εδάφους, η διάσπαση και αποτοξικοποίηση ρύπων, η παραγωγή και κατανάλωση αερίων του θερμοκηπίου κ.α). Υπάρχει λοιπόν επείγουσα ανάγκη να επανεξεταστεί το σχετικό ρυθμιστικό πλαίσιο», τονίζει ο Καθηγητής Καρπούζας.
Ο Καθηγητής Δημήτρης Καρπούζας
Αυτό το επιστημονικό και κανονιστικό κενό στην αναθεώρηση των μηχανισμών αξιολόγησης της τοξικότητας των γεωργικών φαρμάκων στους μικροοργανισμούς του εδάφους έρχεται να καλύψει το ARISTO, που ξεκίνησε το 2020 με χρηματοδότηση 2,4 εκατομμυρίων ευρώ.
Πρόκειται για ένα μεγάλο εκπαιδευτικό δίκτυο μεταξύ 7 ακαδημαϊκών και 9 βιομηχανικών εταίρων που θα εκπαιδεύσει στην μικροβιακή οικοτοξικολογία του εδάφους 9 διδάκτορες, θα παραγάγει ερευνητικά αποτελέσματα και θα επηρεάσει το μελλοντικό κανονιστικό πλαίσιο σχετικά με την Εκτίμηση Περιβαλλοντικού Κινδύνου των γεωργικών φαρμάκων.
«Το έργο προσεγγίζει κλιμακωτά την αξιολόγηση της επικινδυνότητας των γεωργικών φαρμάκων (in vitro, στο έδαφος και σε επίπεδο οικοσυστήματος) χρησιμοποιώντας συγκεκριμένους οργανισμούς (νιτροδωποιητικούς μικροοργανισμούς και ενδομυκόρριζες), ως βασικούς βιοδείκτες για τη λειτουργική μικροβιακή ποικιλότητα στο έδαφος», περιγράφει ο Καθ. Καρπούζας που είναι ο επιστημονικά υπεύθυνος του έργου.
Μια από τους 9 διδακτορικές/κούς ερευνήτριε/τές του προγράμματος είναι η Marta Eugenia Pérez Villanueva από τη Κόστα Ρίκα. Η ερευνήτρια που έχει σπουδάσει Μικροβιολογία και Κλινική Χημεία, άφησε πίσω μια 12μελή οικογένεια και μια ερευνητική θέση στο πανεπιστήμιο της χώρας της για να ενταχθεί τον Ιούνιο του 2021 στο ARISTO, με στόχο να εμβαθύνει σε πολύπλοκες μικροβιακές αναλύσεις για να κατανοήσει καλύτερα τους μικροβιακούς πληθυσμούς που ζουν σε ρυπασμένα από γεωργικά φάρμακα περιβαλλοντικά υποστρώματα, όπως είναι το έδαφος.
«Μπορώ να συνοψίσω τα οφέλη του να είμαι μέρος του ARISTO στη λέξη “γνώση”- καθημερινή και σε κάθε επίπεδο, όχι μόνο ακαδημαϊκό, αλλά και προσωπικό. Θεωρώ ότι το έργο είναι αρκετά προκλητικό από πολλές απόψεις και σε «ξεβολεύει» συνεχώς. Είναι μεγάλο πλεονέκτημα το να εργάζομαι σε ένα τέτοιο δίκτυο με έμπειρους επαγγελματίες και ακαδημαϊκούς. Στο μέλλον ελπίζω να συνεχίσω να συνεργάζομαι με μέλη αυτού του δικτύου, ανεξάρτητα από το αν θα επιλέξω τον ακαδημαϊκό χώρο ή τη βιομηχανία», λέει η ίδια, η οποία επί του παρόντος μοιράζει τις δυνάμεις της μεταξύ του Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ) στη Γερμανία και της εταιρείας HYDREKA στη Γαλλία.
Focus στα βιολογικά γεωργικά φάρμακα
Η ανησυχία των καταναλωτών σχετικά με τα υπολείμματα των γεωργικών φαρμάκων στα τρόφιμα έχει δημιουργήσει μια παγκόσμια ανάγκη για ασφαλέστερα, φιλικά προς το περιβάλλον γεωργικά φάρμακα που χαρακτηρίζονται ως βιολογικά και ονομάζονται biopesticides. Πρόκειται για νέα φυτοπροστατευτικά προϊόντα που βασίζονται στην ιδιότητα των μικροοργανισμών ή των φυτών να παράγουν ενώσεις με βιοκτόνο δράση και χρησιμοποιούνται για να περιορίσουν τις καταστροφές των φυτών από έντομα και ασθένειες.
Ερευνητές του εργαστηρίου
Στα βιο-παρασιτοκτόνα επικεντρώνεται και η έρευνα του γεωπόνου Alexandre Pedrinho από το Σάο Πάολο της Βραζιλίας. Διαθέτοντας εμπειρία στην κατανόηση των επιπτώσεων που έχει επιφέρει στις μικροβιακές κοινότητες του εδάφους και στην ανακύκλωση θρεπτικών ουσιών η αλλαγή της χρήσης γης στον Αμαζόνιο- ιδιαίτερα της μετατροπής των δασών σε βοσκότοπους- ο Alexandre μετακόμισε στη Λάρισα τον Μάιο του 2021 για να συμμετάσχει στο ARISTO και να εφαρμόσει την υπάρχουσα εμπειρική του γνώση: «Διερευνώ την πιθανή τοξικότητα των βιο-παρασιτοκτόνων σε μικροοργανισμούς του εδάφους, με στόχο να προσδιορίσω εάν πράγματι τα φυσικά προϊόντα φυτών και μικροβίων είναι μη τοξικά ή λιγότερο τοξικά, συγκριτικά με τα συνθετικά γεωργικά φάρμακα», λέει ο ίδιος.
Τα βιολογικά γεωργικά φάρμακα, με αξία περίπου $ 3 δισεκατομμυρίων αντιπροσωπεύουν μόνο το 5% της συνολικής αγοράς φυτοπροστασίας. Γενικά, θεωρούνται περιβαλλοντικά ασφαλή, αν και δεν υπάρχουν αδιάσειστα στοιχεία που να τεκμηριώνουν την εκτός «στόχου» μειωμένη τοξικότητά τους. Πάντως η χρήση τους παγκοσμίως αυξάνεται κατά 10% κάθε χρόνο.
«Στις ΗΠΑ επί του παρόντος υπάρχουν περισσότερα από 200 εγκεκριμένα προϊόντα συγκριτικά με τα 60 που έχουν εγκριθεί στην ΕΕ. Η περιορισμένη διαθεσιμότητα εντός της ΕΕ αποδίδεται στο ότι τα βιολογικά γεωργικά φάρμακα αξιολογούνται με τους ίδιους κανονισμούς που αξιολογούνται και τα συνθετικά. Μια αναθεώρηση της ισχύουσας νομοθεσίας καθώς και η εφαρμογή νέων κατευθυντήριων γραμμών θα διευκόλυνε την καταχώρηση νέων βιολογικών γεωργικών φαρμάκων και θα ενθάρρυνε την έρευνα για την ανακάλυψη νέων μικροβιακών και βοτανικής προέλευσης φυτοπροστατευτικών προϊόντων», εκτιμά ο Έλληνας καθηγητής.
