Valmistaudu biotekniikan tuottavuuden räjähdysmäiseen nousuun

Jos biotekniikka noudattaa samaa kasvukaarta kuin maatalous tai tietotekniikka, se voi muuttaa maailmaa.

Kaikista puutteistamme huolimatta ihmiset ovat erittäin hyviä paranemaan. Kyky jalostaa ja parantaa menetelmiämme ja teknologioitamme on lajimme määrittelevä piirre. Olemme löytäneet tuhansien vuosien ajan tehokkaampia ja tehokkaampia tapoja työskennellä raaka-aineilla, kuten puulla ja metallilla, ja muuttaneet niistä työkaluja ja teknologioita, jotka kehittyvät jatkuvasti. Nyt kun opimme innovoimaan Naturen kehittämän monimutkaisen biologisen koneiston avulla, lähihistoria muilla teollisuudenaloilla viittaa siihen, että kasvuvauhti voi olla muuttava kaikessa valmistuksesta lääkkeisiin ja ruokaan.

Vuosituhansien aikana, jolloin ihmiset ensimmäisen kerran hoitivat maisemia ja karjaa, se tapahtui osittain havainnoinnin ja valinnan avulla. Runsaasti ja luotettavasti kasvavan sadon siemenet säästetään; eläin, joka tuottaa ja käyttäytyy hyvin, on suosiossa. Ajan myötä kesytettiin tarpeisiimme parhaiten soveltuvat lajit ja kannat, ja tällä tavalla toimien saavutimme kasvun rajat silloisten tietojen ja työkalujen perusteella. Satojen, kuten maissin, sato pysyi suhteellisen vakaana vuosisatojen ajan.

Kaikki muuttui 20-luvun puolivälissä. Synteettisten lannoitteiden ja lajikkeiden valinnan ja muiden nykyaikaisen maatalouden työkalujen kehitys aloitti jatkuvan maatalouden tuotannon valtavan kasvun. Maailmanlaajuinen bruttotuotanto kasvoi 60 prosenttia vuodesta 1938 1950-luvun loppuun – sen jälkeen se on jälleen yli kaksinkertaistunut. Nykyään maailma tuottaa keskimäärin melkein kolme kertaa niin paljon viljanjyviä kuin saimme samalta maa-alueelta vuonna 1961. Vuodesta 1950 lähtien on ollut yli viisinkertainen kasvu maissin kokonaissadot pelkästään Yhdysvalloissa.

Asiat todella saivat ruoanlaittoa 1970-luvulla, ensimmäisen maataloustuotannon pilviin nousevan kauden aikana, jota kutsutaan "vihreäksi vallankumoukseksi". Kemiallisten lannoitteiden, kantojen valinnan, torjunta-aineiden ja muiden teknologioiden edistys liitettiin yhä globalisoituneempiin viljelykasvi- ja hyödykemarkkinoihin, mikä johti satojen paranemiseen ympäri maailmaa ja kykyyn ruokkia kasvavaa väestöä. Uusimmat parannukset ovat tulleet uusien teknologioiden, kuten robotiikan ja geneettisen muokkauksen, kautta, mutta niiden tuotto on vähenemässä. Vuodesta 2011 vuoteen 2019 maailman maataloustuotannon kokonaismäärä oli 6 % vähemmän kuin se olisi ollut jos olisimme pitäneet saman kasvuvauhdin vuosikymmenellä.

Tätä voitaisiin kuvata "S-käyrän" huipuksi, joka on tyypillinen uusien teknologioiden kasvu, jotka lisääntyvät räjähdysmäisesti innovaatioiden ja löytöjen aikana ja tasaantuvat sitten, kun käyttöönotto hidastuu ja uusi "normaali" vakiintuu.

Nämä "S-käyrät" liittyvät useimmiten tietotekniikkaan, historiaan, joka on melkein päällekkäinen vihreän vallankumouksen kanssa. 1950-luvun ensimmäisten rakennuskokoisten keskustietokoneiden jälkeen tuli 1970- ja 80-luvuilla pöytätietokone, jota käyttivät enimmäkseen tutkijat ja harrastajat. Sitten arkipäiväiset ihmiset alkoivat käyttää niitä 1990-luvun alussa, ja 2000-luvun puoliväliin mennessä internetistä tuli suosittu ja nyt kaikilla on tietokone taskussaan.

Innovaatioiden nopeus henkilökohtaisen tietojenkäsittelyn ympärillä on näennäisesti heikkeni hieman vuosien nousu- ja laskusuhdanteiden jälkeen. Tämä johtuu osittain fysiikan rajoituksista - monien vuosien ajan tietokonesirut pienenivät eksponentiaalisesti ja nopeutuivat, karkeasti kaksinkertaistuen ja puolittuen joka toinen vuosi, tunnetaan Mooren laina. Mutta tiedemiehet ja insinöörit voivat puristaa vain niin paljon suorituskykyä rajallisista materiaaleista, ja ne saattavat lähestyä rajojaan (ainakin toistaiseksi). Mutta tämä ei ole innovaation loppu – VR:n kaltaisilla alueilla sosiaalinen media, tekoäly ja muut sovellukset ja alakentät nauttivat omista pienempistä S-käyriistään, jotka ovat ehkä pienempiä kuin mikrosirun tai henkilökohtaisen tietokoneen kaari, mutta sitten taas, ehkä ei.

Myös maatalouteen on olemassa karkea analogia, jossa hidastuva teknologian kehitys vaikuttaa myös kasvuvauhtiin, mikä merkitsee korkeampia hintoja ja muita sivuvaikutuksia. Kasvu on ratkaisevan tärkeää, joten sen ylläpitämiseksi tehdään kaikkemme. Yritykset, kuten Monsanto, muokkaavat viljelykasvien geenejä luodakseen vastustuskykyä tuholaisia ​​vastaan ​​ja lisätäkseen tehokkuutta, jopa soluseinän paksuuden verran, saadakseen aikaan pieniä kasvuhyötyjä. Jopa tämä pieni määrä voi olla ratkaiseva suurissa elintarvikkeissa ja hyödykkeissä, kuten maississa tai soijassa, mutta yleinen innovaatiovauhti ja tuotannon kasvu eivät ole nähneet aivan yhtä hyvää kuin viime vuosisadan puolivälissä. Seuraava kehitys, joka voi vauhdittaa kasvua elintarviketarpeiden tyydyttämiseksi, voi tulla laboratoriosta, joka pyrkii saamaan lisää satoa valmiustilasta, kuten maissista, tai se voi tulla jostain täysin odottamattomasta paikasta. Innovaatiot ovat usein se, mikä kiihdyttää kasvua, samoin kuin infrastruktuurin muodostuminen ja toimitusketjut sen tukemiseksi. Uudet lannoitteet mahdollistavat hyödykemarkkinat viljelykasveille, kuten maissille; pienemmät, nopeammat tietokonepiirit mahdollistavat tietokoneiden lähes täydellisen maailmanlaajuisen jakelun; vasta tutkittu organismi luo kyvyn tuottaa uusia entsyymejä, materiaaleja tai kemikaaleja, jotka palvelevat massamarkkinoiden tarpeita paljon kestävämmin kuin vallitseva tilanne.

Bioteknologia näyttää todellakin olevan oman S-käyränsä alussa. Biotekniikassa on kyse elävien järjestelmien opiskelusta ja työstä, joissakin tapauksissa jopa kohtelevat niitä vähän kuin tietokoneita. Ehkä ei pitäisi olla yllätys, jos se noudattaa samanlaista kasvuuraa.

Tällä areenalla nestefermentointi – jossa perinteisesti käytetään hiivaa kaikkeen sitruunahaposta alkoholiin teollisessa mittakaavassa – saattaa olla suunnilleen analoginen maissin tai henkilökohtaisen tietokoneen kanssa, "hidastava" tekniikka, joka ryömi S-käyränsä huipulle. Samaan aikaan etenee tarkkuuskäyminen, uusia ja kehittyneempiä geenien muokkaustekniikoita ja organismien lisääntyvä monimuotoisuus Tiede ja teollisuus voivat nyt oppia ja työskennellä yhdessä avatakseen uudenlaisen innovaatiomaiseman biopohjaisille materiaaleille, tuotteille ja valmistusmenetelmille. Olemme vasta biotekniikan löytöjakson alussa, emmekä voi sanoa, mitä se voisi tarkoittaa tavoille, joita tarvitsemme ja käytämme.

Biologian parissa työskenteleminen tarkoittaa tuotteiden ja prosessien rakentamista, jotka voivat olla yhteensopivia luonnon kanssa. Mutta on tärkeää huomata, että teollisen vallankumouksen jälkeisillä massiivisilla kasvujaksoilla on historiallisesti ollut seurauksia. Maataloudessa sadot ovat lisääntyneet viljelykasvien monimuotoisuuden kustannuksella ja siirtymisen monokulttuuriin sekä yritysten kotelointia tekijänoikeuden siemeniä tai koodaa niiden mahdollisen vanhenemisen omaan DNA:hansa. Voit myös nähdä tämän räjähdysmäisesti tietotekniikan on luonut nopeimmin kasvavia jätevirtoja maailmassa. Monet meistä saavat inspiraatiota alan innovaattoreiden visiosta, kuten niiden, jotka näkivät tietokoneet ideasta maailmaa mullistavaksi teknologiaksi, joka muutti tapaamme olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, tai jotka onnistuivat kehittämään ja jakamaan keinoja ruokkimaan kasvavaa maailmaamme. Biotekniikka voi myös näyttää esimerkkiä, ei vain muuttamalla tapaa, jolla valmistamme tarvitsemamme ja kulutamme, vaan myös tehdäkseen sen tasapuolisesti ja sopusoinnussa luonnon kanssa.

Jos bioteknologia kasvaa eksponentiaalisesti, voiko se muuttaa tätä innovaatiosyklin puolta? Jos näin on, voimme pian muistella alkuräjähdyksen hetkiä, jolloin monipuolinen valikoima uusia biologiaan perustuvia tuotteita ja sovelluksia merkitsi globaalin kuluttajakulttuurin muutosta kohti paremmin planeettaa.