Pregătește-te pentru o explozie a productivității în biotehnologie

Dacă biotehnologia urmează același arc de creștere ca agricultura sau tehnologia informatică, ar putea transforma lumea.

Cu toate deficiențele noastre, oamenii sunt foarte buni să se îmbunătățească. Capacitatea de a rafina și îmbunătăți metodele și tehnologiile noastre este o caracteristică definitorie a speciei noastre. Timp de mii de ani, am găsit modalități mai eficiente și mai eficiente de a lucra cu resurse brute precum lemnul și metalul, transformându-le în instrumente și tehnologii care devin din ce în ce mai avansate. Acum că învățăm să inovăm cu mașinile biologice complexe inventate de natură, istoria recentă în alte industrii sugerează că rata de creștere ar putea fi transformatoare pentru orice, de la producție la medicamente la alimente.

În timpul mileniilor în care oamenii au administrat pentru prima dată peisajele și animalele, a fost parțial prin observare și selecție. Semințele dintr-o cultură care crește din abundență și fiabil sunt salvate; este favorizat un animal care produce și se comportă bine. De-a lungul timpului, am domesticit speciile și tulpinile care au funcționat cel mai bine pentru nevoile noastre, iar operând astfel am ajuns la limitele creșterii pe baza cunoștințelor și instrumentelor disponibile la acea vreme. Timp de secole, recoltele pentru culturi precum porumbul au rămas relativ constante.

Totul s-a schimbat la mijlocul secolului al XX-lea. Progresele în îngrășămintele sintetice și selecția tulpinilor și alte instrumente ale agriculturii moderne au dat startul unei perioade în curs de creștere imensă a producției agriculturii. Producția brută la nivel mondial a crescut cu 20% din 60 până la sfârșitul anilor 1938 - de atunci, sa dublat din nou. Astăzi, în medie, lumea produce de aproape trei ori câte cereale am putea obține din aceeași suprafață de pământ în 1961. Din 1950, a existat o creștere de peste cinci ori în randamentul total al porumbului numai în Statele Unite.

Lucrurile s-au gătit cu adevărat în anii 1970, în timpul primei perioade de creștere vertiginoasă a producției agricole, numită „Revoluția Verde”. Progresele în îngrășămintele chimice, selecția tulpinilor, pesticidele și alte tehnologii au fost conectate pe o piață a culturilor și a mărfurilor din ce în ce mai globalizată, ceea ce a condus la îmbunătățirea randamentelor culturilor pe tot globul și a capacității de a hrăni populațiile în creștere. Îmbunătățiri mai recente au apărut prin noile tehnologii precum robotica și editarea genetică, dar profiturile pe care acestea le oferă sunt în scădere. Din 2011 până în 2019, valoarea totală a producției agricole globale a fost Cu 6% mai puțin decât ar fi fost dacă am fi păstrat aceeași rată de creștere a deceniului anterior.

Aceasta ar putea fi descrisă ca vârful unei „curbe S”, care caracterizează creșterea noilor tehnologii care proliferează exploziv în timpul unei perioade de inovare și descoperire, apoi se stabilizează pe măsură ce adoptarea încetinește și se stabilește o nouă „normalitate”.

Aceste „curbe S” sunt cel mai adesea asociate cu tehnologiile informatice, o istorie care aproape se suprapune cu Revoluția Verde. După primele mainframe de dimensiunea unei clădiri din anii 1950 a apărut computerul personal desktop în anii 1970 și 80, folosit în cea mai mare parte de către cercetători și pasionați. Apoi, oamenii obișnuiți au început să le folosească la începutul anilor 1990, iar la mijlocul anilor 2000, internetul a devenit popular și acum toată lumea are un computer în buzunar.

Viteza de inovare în jurul computerului personal aparent s-a redus un pic după ani de cicluri de boom și declin. Acest lucru se datorează parțial limitărilor fizicii - timp de mulți ani, cipurile de computer au devenit exponențial mai mici și mai rapide, aproximativ dublându-se în viteză și înjumătățindu-se la fiecare doi ani, cunoscută sub numele de Legea lui Moore. Dar oamenii de știință și inginerii pot strânge doar atât de multă performanță din materialele finite și s-ar putea să se apropie de limitele lor (cel puțin pentru moment). Dar acesta nu este sfârșitul inovației - în domenii precum VR, social media, AI și alte aplicații și subdomenii se bucură de propriile lor curbe S mai mici, poate mai mici decât arcul microcipului sau computerului personal, dar din nou, poate nu.

Există o analogie aproximativă și cu agricultura, în care încetinirea progreselor tehnologice afectează și rata de creștere, ceea ce înseamnă prețuri mai mari și alte efecte secundare. Creșterea este crucială, așa că se depun toate eforturile pentru a o susține. Companii precum Monsanto editează genele culturilor pentru a crea rezistență la dăunători și pentru a adăuga eficiențe, la fel de mici ca grosimea peretelui celular, pentru a obține mici câștiguri în creștere. Chiar și această cantitate mică poate fi crucială la scară largă în produse alimentare și mărfuri, cum ar fi porumbul sau soia, dar ritmul general de inovare și creșterea producției nu a înregistrat chiar câștigurile înregistrate la mijlocul secolului trecut. Următoarea dezvoltare care poate stimula creșterea pentru a satisface cererile de hrană poate veni dintr-un laborator care se străduiește să stoarce mai mult randament din standby, cum ar fi porumbul, sau poate veni dintr-un loc total neașteptat. Inovația este adesea ceea ce declanșează creșterea, împreună cu formarea infrastructurii. și lanțuri de aprovizionare pentru a-l sprijini. Noile îngrășăminte permit piețe la scară de mărfuri pentru culturi precum porumbul; cipurile de computer mai mici și mai rapide permit o distribuție aproape completă la nivel mondial a computerelor; un organism nou studiat creează capacitatea de a produce enzime, materiale sau substanțe chimice noi care servesc nevoile pieței de masă mult mai sustenabil decât status quo-ul.

Într-adevăr, biotehnologia pare să fie la începutul propriei curbe S. Biotehnologia înseamnă studierea și lucrul cu sistemele vii, în unele cazuri chiar tratându-i un pic ca pe computere. Poate că nu ar trebui să fie o surpriză dacă urmează o traiectorie de creștere similară.

În această arena, fermentația lichidă – care utilizează în mod tradițional drojdia pentru orice, de la acid citric la alcool la scară industrială – ar putea fi aproximativ analogă cu porumbul sau computerul personal, o tehnologie „încetinitoare” care se târăște până la vârful curbei sale S. Între timp, avansează în fermentare de precizie, tehnici noi și mai sofisticate de editare a genelor și diversitatea tot mai mare a organismelor din care știința și industria pot învăța acum și cu care pot lucra se combină pentru a deschide un nou peisaj de inovație pentru materiale, produse și metode de producție pe bază de bio. Suntem abia la începutul unei perioade de descoperire a biotehnologiei și nu se poate spune ce ar putea însemna asta pentru modurile în care facem ceea ce avem nevoie și folosim.

Lucrul cu biologia înseamnă construirea de produse și procese care pot fi compatibile cu natura. Dar este important de remarcat faptul că, din punct de vedere istoric, au existat consecințe asupra perioadelor masive de creștere de la revoluția industrială. În agricultură, randamentele crescute au venit cu prețul diversității culturilor și trecerea la monocultură, precum și inchidere de catre firme că semințele de copyright sau codifică eventuala lor uzură în ADN-ul lor. Puteți vedea, de asemenea, acest lucru în explozia de tehnologii informatice a creat fluxuri de deșeuri cu cea mai rapidă creștere in lume. Mulți dintre noi ne inspirăm din viziunea inovatorilor din industrie, cum ar fi cei care au văzut computerele de la o idee la o tehnologie de modelare a lumii care a transformat modul în care interacționăm unii cu alții sau care au reușit să dezvolte și să distribuie mijloacele de a ne hrăni lumea în creștere. Biotehnologia poate da și un exemplu, nu doar transformând modul în care facem lucrurile de care avem nevoie și consumăm, ci și pentru a le face în mod echitabil și în armonie cu Natura.

Dacă biotehnologia este pe cale să crească exponențial, poate schimba acest aspect al ciclului de inovare? Dacă da, s-ar putea să ne uităm în curând la un moment de big bang, când o gamă diversă de produse și aplicații noi, bazate pe biologie, au marcat o schimbare a culturii globale de consum către o mai bună aliniere cu planeta.