Gør dig klar til en eksplosion af produktivitet inden for bioteknologi

Hvis bioteknologi følger den samme vækstbue som landbrug eller computerteknologi, kan det transformere verden.

På trods af alle vores mangler er mennesker meget gode til at blive bedre. Evnen til at forfine og forbedre vores metoder og teknologier er et afgørende træk ved vores art. I tusinder af år har vi fundet mere effektive og effektive måder at arbejde med rå ressourcer som træ og metal på og omdanne dem til værktøjer og teknologier, der bliver stadig mere avancerede. Nu hvor vi lærer at innovere med det komplekse biologiske maskineri opfundet af naturen, tyder nyere historie i andre industrier på, at vækstraten kan være transformerende for alt fra fremstilling til medicin til fødevarer.

I løbet af de årtusinder, hvor mennesker først forvaltede landskaber og husdyr, var det til dels i form af observation og udvælgelse. Frø fra en afgrøde, der vokser rigeligt og pålideligt, gemmes; et dyr, der producerer og opfører sig godt, favoriseres. Med tiden tæmmede vi de arter og stammer, der fungerede bedst til vores behov, og på denne måde nåede vi grænserne for vækst baseret på den viden og de værktøjer, der var til rådighed på det tidspunkt. I århundreder forblev udbyttet for afgrøder som majs relativt stabilt.

Alt ændrede sig i midten af ​​det 20. århundrede. Fremskridt inden for syntetisk gødning og udvælgelse af stammer og andre værktøjer i moderne landbrug satte gang i en igangværende periode med enorm vækst i landbrugets produktion. Verdensomspændende bruttoproduktion steg med 60 procent fra 1938 til slutningen af ​​1950'erne - siden da er den mere end fordoblet igen. I dag producerer verden i gennemsnit næsten tre gange så meget korn, som vi kunne få fra det samme jordareal i 1961. Siden 1950 har der været en mere end en femdobling i det samlede majsudbytte alene i USA.

Tingene fik virkelig madlavning i 1970'erne, i løbet af den første periode med skyrockende landbrugsproduktion, kaldet den "grønne revolution". Fremskridt inden for kemisk gødning, udvælgelse af stammer, pesticider og andre teknologier blev sat ind i et stadig mere globaliseret afgrøde- og råvaremarked, hvilket førte til forbedrede afgrødeudbytter rundt om i verden og evnen til at brødføde voksende befolkninger. Nyere forbedringer er kommet i stand gennem nye teknologier som robotteknologi og genetisk redigering, men afkastet af disse er aftagende. Fra 2011 til 2019 var den samlede mængde af global landbrugsproduktion 6 % mindre, end det ville have været hvis vi havde holdt den samme vækstrate fra tiåret før.

Dette kunne beskrives som toppen af ​​en 'S-kurve', der kendetegner væksten af ​​nye teknologier, der spreder sig eksplosivt i en periode med innovation og opdagelse, og derefter udjævnes, efterhånden som adoptionen aftager, og en ny 'normal' etableres.

Disse 'S-kurver' er oftest forbundet med computerteknologier, en historie der næsten overlapper med den grønne revolution. Efter de første bygningsstore mainframes i 1950'erne kom den stationære personlige computer i 1970'erne og 80'erne, mest brugt af forskere og hobbyfolk. Så begyndte almindelige mennesker at bruge dem i begyndelsen af ​​1990'erne, og i midten af ​​2000'erne blev internettet populært, og nu har alle en computer i lommen.

Hastigheden af ​​innovation omkring personlige computere har tilsyneladende faldet en smule efter år med højkonjunktur og buste. Dette er til dels på grund af fysikkens begrænsninger - i mange år blev computerchips eksponentielt mindre og hurtigere, omtrent fordoblet i hastighed og halveret i størrelse hvert andet år, kendt som Moores lov. Men videnskabsmænd og ingeniører kan kun presse så meget ydeevne ud af begrænsede materialer, og de nærmer sig måske deres grænser (i hvert fald for nu). Men det er ikke slutningen på innovation - på områder som VR nyder sociale medier, AI og andre applikationer og underområder deres egne mindre S-kurver, måske mindre end buen på mikrochippen eller den personlige computer, men så igen, måske ikke.

Der er også en grov analogi til landbruget, hvor aftagende teknologiske fremskridt også påvirker vækstraten, hvilket betyder højere priser og andre afsmittende effekter. Vækst er afgørende, så der gøres alt for at opretholde den. Virksomheder som Monsanto redigerer afgrødernes gener for at skabe resistens over for skadedyr og for at tilføje effektiviteter, lige så små som tykkelsen af ​​en cellevæg, for at udvinde små vækstgevinster. Selv den lille mængde kan være afgørende i stor skala i fødevarer og råvarer som majs eller soja, men det overordnede tempo i innovation og vækst i produktionen har ikke opnået helt den gevinst, de gjorde i midten af ​​sidste århundrede. Den næste udvikling, der kan anspore vækst til at opfylde fødevarebehov, kan komme fra et laboratorium, der stræber efter at presse mere udbytte fra standbys som majs, eller det kan komme fra et sted helt uventet. Innovation er ofte det, der sætter gang i væksten, sammen med dannelsen af ​​infrastruktur og forsyningskæder til at understøtte det. Nye gødninger muliggør markeder i råvareskala for afgrøder som majs; mindre, hurtigere computerchips muliggør en næsten komplet verdensomspændende distribution af computere; en nyligt undersøgt organisme skaber evnen til at producere nye enzymer, materialer eller kemikalier, der tjener massemarkedets behov langt mere bæredygtigt end status quo.

Faktisk ser bioteknologi ud til at være i begyndelsen af ​​sin egen S-kurve. Bioteknologi handler om at studere og arbejde med levende systemer, i nogle tilfælde endda behandle dem lidt som computere. Måske burde det ikke være en overraskelse, hvis den følger en lignende vækstbane.

I denne arena kan flydende gæring - som traditionelt bruger gær til alt fra citronsyre til alkohol i industriel skala - være nogenlunde analog med majs eller den personlige computer, en 'langsom' teknologi, der kravler til toppen af ​​sin S-kurve. I mellemtiden rykker ind præcision gæring, nye og mere sofistikerede genredigeringsteknikker og voksende mangfoldighed af organismer som videnskab og industri nu kan lære af og arbejde med, kombineres for at åbne et nyt landskab af innovation for biobaserede materialer, produkter og fremstillingsmetoder. Vi er kun i begyndelsen af ​​en periode med opdagelse med bioteknologi, og der er ingen at sige, hvad det kan betyde for den måde, vi laver det, vi har brug for og bruger.

At arbejde med biologi betyder at bygge produkter og processer, der kan være kompatible med naturen. Men det er vigtigt at bemærke, at der historisk set har været konsekvenser for de massive vækstperioder siden den industrielle revolution. I landbruget er øget udbytte sket på bekostning af afgrødediversitet, og et skift til monokultur samt indhegning af virksomheder at copyright frø eller kode deres eventuelle forældelse ind i deres DNA. Du kan også se dette i eksplosionen af ​​computerteknologier har skabt hurtigst voksende affaldsstrømme i verden. Mange af os henter inspiration fra visionen om industriinnovatorer som dem, der så computere fra en idé til en verdensformende teknologi, der transformerede den måde, vi interagerer med hinanden på, eller som formåede at udvikle og distribuere midlerne til at brødføde vores voksende verden. Bioteknologi kan også være et eksempel, ikke bare ved at transformere den måde, vi laver de ting, vi har brug for og forbruger, men ved at gøre det retfærdigt og i harmoni med naturen.

Hvis bioteknologien er ved at vokse eksponentielt, kan den så ændre dette aspekt af innovationscyklussen? Hvis det er tilfældet, kan vi snart se tilbage på et big bang-øjeblik, hvor en bred vifte af nye produkter og applikationer, baseret i biologi, markerede et skift af den globale forbrugerkultur til bedre tilpasning til planeten.