Olge valmis biotehnoloogia tootlikkuse plahvatuslikuks kasvuks

Kui biotehnoloogia järgib sama kasvukaare kui põllumajandus või arvutitehnoloogia, võib see maailma muuta.

Vaatamata kõigile meie puudustele on inimestel väga hea saada paremaks. Võimalus täiustada ja täiustada meie meetodeid ja tehnoloogiaid on meie liigi tunnusjoon. Tuhandeid aastaid oleme leidnud tõhusamaid ja tõhusamaid viise toorressurssidega, nagu puit ja metall, töötamiseks, muutes need tööriistadeks ja tehnoloogiateks, mis muutuvad üha arenenumaks. Nüüd, kui õpime Nature'i leiutatud keeruka bioloogilise masinavärgiga uuendusi tegema, näitab lähiajalugu teistes tööstusharudes, et kasvutempo võib muutuda kõiges alates tootmisest kuni ravimiteni ja lõpetades toiduga.

Aastatuhandete jooksul, mil inimesed haldasid esmakordselt maastikke ja kariloomi, toimus see osaliselt vaatluse ja valiku teel. Rikkalikult ja usaldusväärselt kasvava põllukultuuri seemned säästetakse; soositud on loom, kes toodab ja käitub hästi. Aja jooksul kodustasime meie vajadustele kõige paremini sobivad liigid ja tüved ning sellisel viisil tegutsedes jõudsime tolleaegsete teadmiste ja vahendite põhjal kasvu piiridesse. Sajandeid püsis selliste põllukultuuride nagu maisi saagikus suhteliselt ühtlane.

Kõik muutus 20. sajandi keskel. Edusammud sünteetiliste väetiste, tüvede valiku ja muude kaasaegse põllumajanduse vahendite vallas käivitasid põllumajanduse toodangu jätkuva tohutu kasvu perioodi. Ülemaailmne brutotoodang kasvas 60. aastast 1938. aastate lõpuni 1950 protsenti – sellest ajast alates on see taas enam kui kahekordistunud. Tänapäeval toodab maailm keskmiselt ligi kolm korda nii palju teravilja, kui saime samalt maa-alalt 1961. aastast. Alates 1950. aastast on rohkem kui viiekordne tõus ainuüksi USA maisi üldises saagikuses.

Asjad läksid toiduvalmistamiseks tõeliselt käima 1970. aastatel, esimesel põllumajandustoodangu hüppeliselt tõusnud perioodil, mida kutsuti "roheliseks revolutsiooniks". Keemiliste väetiste, tüvede valiku, pestitsiidide ja muude tehnoloogiate edusammud ühendati üha enam globaliseeruva põllukultuuride ja toormeturuga, mis tõi kaasa põllukultuuride saagikuse paranemise kogu maailmas ja võimaluse toita kasvavat elanikkonda. Hiljutised täiustused on tulnud tänu uutele tehnoloogiatele, nagu robootika ja geneetiline redigeerimine, kuid nende pakutav tulu väheneb. Aastatel 2011–2019 oli maailma põllumajandustoodangu kogumaht 6% vähem kui oleks olnud kui oleksime säilitanud sama kasvutempo kui eelmisel kümnendil.

Seda võib kirjeldada kui "S-kõvera" tippu, mis iseloomustab uute tehnoloogiate kasvu, mis innovatsiooni ja avastamise perioodil plahvatuslikult vohavad, seejärel ühtlustuvad, kui kasutuselevõtt aeglustub ja kehtestatakse uus "normaalne".

Neid S-kõveraid seostatakse kõige sagedamini arvutitehnoloogiatega, ajalooga, mis peaaegu kattub rohelise revolutsiooniga. Pärast esimesi hoonesuurusi 1950. aastate suurarvuteid tuli 1970. ja 80. aastatel lauaarvuti, mida kasutasid enamasti teadlased ja harrastajad. Siis hakkasid 1990. aastate alguses igapäevased inimesed neid kasutama ja 2000. aastate keskpaigaks muutub internet populaarseks ja nüüd on kõigil arvuti taskus.

Näiliselt on personaalarvutite uuenduste kiirus pärast aastatepikkust buumi- ja langustsüklit veidi kitsenes. See on osaliselt tingitud füüsika piirangutest - paljude aastate jooksul muutusid arvutikiibid eksponentsiaalselt väiksemaks ja kiiremaks, kiirus ligikaudu kahekordistudes ja suurus poole võrra iga kahe aasta järel, mida tuntakse Moore'i seadusena. Kuid teadlased ja insenerid suudavad piiratud materjalidest ainult nii palju jõudlust välja pigistada ja võivad (vähemalt praegu) läheneda oma piiridele. Kuid sellega ei piirdu innovatsioon – sellistes valdkondades nagu VR, sotsiaalmeedia, AI ning muud rakendused ja alamväljad naudivad oma väiksemaid S-kõveraid, võib-olla väiksemaid kui mikrokiibi või personaalarvuti kaar, aga võib-olla jällegi. mitte.

Põllumajandusega on ka umbkaudne analoogia, kus aeglustunud tehnoloogilised edusammud mõjutavad ka kasvutempot, mis tähendab kõrgemaid hindu ja muid mõjusid. Kasv on ülioluline, seega tehakse kõik endast oleneva, et seda säilitada. Sellised ettevõtted nagu Monsanto redigeerivad põllukultuuride geene, et luua resistentsus kahjurite vastu ja suurendada tõhusust, mis on nii väike kui rakuseina paksus, et saavutada väikest kasvu kasvu. Isegi see väike kogus võib olla ülioluline toiduainete ja kaupade, näiteks maisi või soja, suurtes kogustes, kuid üldine innovatsioonitempo ja toodangu kasv ei ole saavutanud eelmise sajandi keskpaigaga võrreldes nii suurt kasu. Järgmine areng, mis võib ergutada kasvu toidunõudluse rahuldamiseks, võib tulla laborist, mis püüab ooterežiimist, näiteks maisist, saada rohkem saaki, või võib see tulla täiesti ootamatust kohast. Innovatsioon on sageli see, mis käivitab kasvu koos infrastruktuuri loomisega. ja tarneahelad seda toetama. Uued väetised võimaldavad turustada kaubaturgu sellistele põllukultuuridele nagu mais; väiksemad ja kiiremad arvutikiibid võimaldavad arvutite peaaegu täielikku ülemaailmset levitamist; äsja uuritud organism loob võime toota uusi ensüüme, materjale või kemikaale, mis rahuldavad massituru vajadusi palju säästvamalt kui status quo.

Tõepoolest, biotehnoloogia näib olevat oma S-kõvera alguses. Biotehnoloogia eesmärk on õppida ja töötada elussüsteemidega, mõnel juhul isegi kohtledes neid natuke nagu arvuteid. Võib-olla ei peaks see olema üllatus, kui see järgib sarnast kasvutrajektoori.

Sellel areenil võib vedelkääritamine – mis traditsiooniliselt kasutab pärmi kõigeks, alates sidrunhappest kuni alkoholini tööstuslikus mastaabis – olla ligikaudu analoogne maisi või personaalarvutiga – „aeglustava” tehnoloogiaga, mis roomab oma S-kõvera tippu. Vahepeal edeneb täppis kääritamine, uued ja keerukamad geenide redigeerimise tehnikad ja organismide kasvav mitmekesisus Teadus ja tööstus saavad nüüd õppida ja nendega koostööd teha, et avada uus innovatsioonimaastik biopõhiste materjalide, toodete ja tootmismeetodite jaoks. Oleme biotehnoloogiaga alles avastamisperioodi alguses ja pole võimalik öelda, mida see võiks tähendada viisidele, mida me vajame ja kasutame.

Bioloogiaga töötamine tähendab selliste toodete ja protsesside ehitamist, mis võivad olla loodusega ühilduvad. Kuid on oluline märkida, et tööstusrevolutsioonist järgnenud tohututel kasvuperioodidel on ajalooliselt olnud tagajärjed. Põllumajanduses on saagikuse suurenemine toimunud põllukultuuride mitmekesisuse ning monokultuurile ülemineku arvelt. ümbris ettevõtete poolt autoriõiguse seemned või kodeerivad nende võimaliku vananemise nende enda DNA-sse. Seda näete ka plahvatuslikult loodud arvutitehnoloogiates kõige kiiremini kasvavad jäätmevood maailmas. Paljud meist ammutavad inspiratsiooni tööstuse uuendajate nägemusest, nagu need, kes nägid arvuteid ideest maailma kujundava tehnoloogiani, mis muutis meie omavahelist suhtlust või kes suutsid välja töötada ja levitada vahendeid meie kasvava maailma toitmiseks. Ka biotehnoloogia võib olla eeskujuks, mitte ainult muutes seda, kuidas me valmistame ja tarbime asju, vaid teeme seda õiglaselt ja loodusega kooskõlas.

Kui biotehnoloogia hakkab plahvatuslikult kasvama, kas see võib seda innovatsioonitsükli aspekti muuta? Kui jah, siis võime peagi tagasi vaadata suure paugu hetkele, mil mitmekesine uute bioloogial põhinevate toodete ja rakenduste valik tähistas globaalse tarbimiskultuuri nihet planeediga paremini ühtlustamiseks.