Pripremite se za eksploziju produktivnosti u biotehnologiji

Ako biotehnologija prati isti luk rasta kao poljoprivreda ili kompjuterska tehnologija, mogla bi transformirati svijet.

Uprkos svim našim nedostacima, ljudi su veoma dobri u tome da postanu bolji. Sposobnost usavršavanja i poboljšanja naših metoda i tehnologija je odlika naše vrste. Hiljadama godina nalazili smo efikasnije i efikasnije načine rada sa sirovim resursima kao što su drvo i metal, pretvarajući ih u alate i tehnologije koje postaju sve naprednije. Sada kada učimo da inoviramo sa složenim biološkim mašinama koje je izumila Priroda, nedavna istorija u drugim industrijama sugeriše da bi stopa rasta mogla biti transformaciona za sve, od proizvodnje preko lekova do hrane.

Tokom milenijuma kada su ljudi prvi put upravljali krajolikom i stokom, to je delimično bilo putem posmatranja i selekcije. Čuva se sjeme iz usjeva koji raste obilno i pouzdano; favorizira se životinja koja rađa i koja se dobro ponaša. Vremenom smo udomaćili vrste i sojeve koji su najbolje odgovarali našim potrebama, i radeći na ovaj način dostigli smo granice rasta na osnovu znanja i alata dostupnih u to vreme. Vekovima su prinosi za useve poput kukuruza ostali relativno stabilni.

Sve se promenilo sredinom 20. veka. Napredak u sintetičkim đubrivima i selekciji sojeva i drugim alatima moderne poljoprivrede započeo je period ogromnog rasta proizvodnje u poljoprivredi. Bruto proizvodnja širom svijeta porasla je za 60 posto od 1938. do kasnih 1950-ih - od tada se više nego udvostručila. Danas, u prosjeku, svijet proizvodi skoro tri puta onoliko žitarica koliko smo mogli dobiti sa iste površine zemlje 1961. godine. Od 1950. godine postoji više od petostrukog povećanja u ukupnom prinosu kukuruza samo u Sjedinjenim Državama.

Stvari su se zaista spremale 1970-ih, tokom prvog perioda vrtoglavog rasta poljoprivredne proizvodnje, nazvanog „Zelena revolucija“. Napredak u oblasti hemijskih đubriva, selekcije sojeva, pesticida i drugih tehnologija uključen je u sve globalizovanije tržište usjeva i roba, što je dovelo do poboljšanja prinosa usjeva širom svijeta i sposobnosti da se prehrani rastuća populacija. Novija poboljšanja su nastala kroz nove tehnologije kao što su robotika i genetsko uređivanje, ali se povrati koje to pružaju sve su manje. Od 2011. do 2019. ukupna količina globalne poljoprivredne proizvodnje je bila 6% manje nego što bi bilo da smo zadržali istu stopu rasta iz prethodne decenije.

Ovo bi se moglo opisati kao vrh 'S krive', što tipizira rast novih tehnologija koje se eksplozivno razmnožavaju tokom perioda inovacija i otkrića, a zatim se smiruju kako usvajanje usporava i uspostavlja se nova 'normala'.

Ove 'S krive' se najčešće povezuju s kompjuterskim tehnologijama, istorijom koja se gotovo preklapa sa Zelenom revolucijom. Nakon prvih mainframe-a veličine zgrade iz 1950-ih, došao je desktop personalni računar 1970-ih i 80-ih, koji su uglavnom koristili istraživači i hobisti. Tada su ih obični ljudi počeli koristiti ranih 1990-ih, a sredinom 2000-ih internet postaje popularan i sada svi imaju kompjuter u džepu.

Brzina inovacija oko ličnog računara je naizgled malo se smanjio nakon godina ciklusa procvata i kraha. To je dijelom zbog ograničenja fizike - dugi niz godina, kompjuterski čipovi su bili eksponencijalno manji i brži, otprilike udvostručujući brzinu i prepolovljavajući veličinu svake dvije godine, poznat kao Moorov zakon. Ali naučnici i inženjeri mogu samo da izvuku toliko performansi iz ograničenih materijala i možda se približavaju svojim granicama (barem za sada). Ali tu nije kraj inovacijama – u oblastima kao što su VR, društveni mediji, AI i druge aplikacije i podpolja uživaju u svojim manjim S krivinama, možda manjim od luka mikročipa ili personalnog računara, ali opet, možda ne.

Postoji i gruba analogija sa poljoprivredom, gde usporavanje tehnološkog napretka takođe utiče na stopu rasta, što znači više cene i druge uticaje. Rast je ključan, pa se čini svaki napor da se on održi. Kompanije poput Monsanta uređuju gene usjeva kako bi stvorile otpornost na štetočine i dodale efikasnost, sitnu kao debljina ćelijskog zida, da bi ostvarile male dobitke u rastu. Čak i ta mala količina može biti presudna u velikim količinama u hrani i robi poput kukuruza ili soje, ali ukupni tempo inovacija i rasta proizvodnje nisu imali baš one dobitke kao sredinom prošlog stoljeća. Sljedeći razvoj koji može potaknuti rast kako bi se zadovoljile potrebe za hranom može doći iz laboratorije koja nastoji da iscijedi veći prinos iz stanja pripravnosti poput kukuruza, ili može doći odnekud potpuno neočekivano. Inovacija je često ono što pokreće rast, zajedno sa formiranjem infrastrukture i lanci snabdevanja da ga podrže. Nova đubriva omogućavaju tržišta za useve kao što je kukuruz; manji, brži kompjuterski čipovi omogućavaju skoro potpunu distribuciju računara širom sveta; novoproučeni organizam stvara sposobnost da proizvodi nove enzime, materijale ili hemikalije koje služe potrebama masovnog tržišta daleko održivije od statusa quo.

Zaista, čini se da je biotehnologija na početku svoje S krive. Biotehnologija se svodi na proučavanje i rad sa živim sistemima, u nekim slučajevima čak tretirajući ih pomalo kao kompjutere. Možda ne bi trebalo biti iznenađenje ako slijedi sličnu putanju rasta.

U ovoj areni, tečna fermentacija – koja tradicionalno koristi kvasac za sve, od limunske kiseline do alkohola u industrijskim razmjerima – mogla bi biti otprilike analogna kukuruzu ili osobnom kompjuteru, 'usporenoj' tehnologiji koja puzi do vrha svoje S krive. U međuvremenu, napreduje precizna fermentacija, nove i sofisticiranije tehnike uređivanja gena, i rastuća raznolikost organizama od kojih nauka i industrija sada mogu da uče i sa kojima rade kombinuju se kako bi otvorili novi krajolik inovacija za bio-bazirane materijale, proizvode i metode proizvodnje. Tek smo na početku perioda otkrića biotehnologije, i ne može se reći šta bi to moglo značiti za načine na koje pravimo ono što nam je potrebno i koristimo.

Rad s biologijom znači stvaranje proizvoda i procesa koji mogu biti kompatibilni s prirodom. No, važno je napomenuti da su historijski postojale posljedice na masivne periode rasta od industrijske revolucije. U poljoprivredi su povećani prinosi došli po cijenu raznolikosti usjeva i prelaska na monokulturu, kao i ograde od strane kompanija da seme autorskih prava ili kodiraju njihovu eventualnu zastarjelost u samu svoju DNK. To možete vidjeti iu eksploziji kompjuterske tehnologije koja je stvorila najbrže rastućih tokova otpada u svijetu. Mnogi od nas crpe inspiraciju iz vizije industrijskih inovatora poput onih koji su kompjutere vidjeli od ideje do tehnologije koja je oblikovala svijet i koja je transformirala način na koji međusobno komuniciramo, ili koji su uspjeli razviti i distribuirati sredstva za ishranu našeg rastućeg svijeta. Biotehnologija također može dati primjer, ne samo transformacijom načina na koji pravimo stvari koje su nam potrebne i konzumiramo, već da to radimo na pravi način iu skladu s prirodom.

Ako će biotehnologija uskoro eksponencijalno rasti, može li promijeniti ovaj aspekt inovacijskog ciklusa? Ako je tako, uskoro bismo se mogli osvrnuti na trenutak velikog praska, kada je raznovrstan raspon novih proizvoda i aplikacija, baziranih na biologiji, označio pomak globalne potrošačke kulture u bolje usklađivanje s planetom.