Gjør deg klar for en eksplosjon av produktivitet innen bioteknologi

Hvis bioteknologi følger samme vekstbue som landbruk eller datateknologi, kan det forandre verden.

For alle våre mangler er mennesker veldig flinke til å bli bedre. Evnen til å foredle og forbedre våre metoder og teknologier er et avgjørende trekk ved arten vår. I tusenvis av år har vi funnet mer effektive og effektive måter å jobbe med råressurser som tre og metall på, og gjøre dem om til verktøy og teknologier som blir stadig mer avanserte. Nå som vi lærer å innovere med det komplekse biologiske maskineriet oppfunnet av naturen, tyder nyere historie i andre bransjer på at veksthastigheten kan være transformerende for alt fra produksjon til medisin til mat.

I løpet av årtusenene da menneskene først forvaltet landskap og husdyr, var det delvis i form av observasjon og seleksjon. Frø fra en avling som vokser rikelig og pålitelig blir lagret; et dyr som produserer og oppfører seg godt, favoriseres. Over tid domestiserte vi artene og stammene som fungerte best for våre behov, og på denne måten nådde vi grensene for vekst basert på kunnskapen og verktøyene som var tilgjengelige på den tiden. I århundrer forble utbyttet for avlinger som mais relativt stabilt.

Alt endret seg på midten av 20-tallet. Fremskritt innen syntetisk gjødsel og utvalg av stammer og andre verktøy i moderne landbruk startet en pågående periode med enorm vekst i produksjonen til landbruket. Verdensomspennende bruttoproduksjon økte med 60 prosent fra 1938 til slutten av 1950-tallet - siden den gang har den mer enn doblet seg igjen. I dag produserer verden i gjennomsnitt nesten tre ganger så mye korn som vi kunne få fra samme landområde i 1961. Siden 1950 har det vært en mer enn femdobling i totale maisavlinger i USA alene.

Ting ble virkelig kokt på 1970-tallet, i løpet av den første perioden med skyhøy landbruksproduksjon, kalt den "grønne revolusjonen". Fremskritt innen kjemisk gjødsel, utvalg av stammer, plantevernmidler og andre teknologier ble koblet inn i et stadig mer globalisert avlings- og råvaremarked, noe som førte til forbedret avling over hele kloden, og evnen til å mate voksende befolkninger. Nyere forbedringer har kommet gjennom nye teknologier som robotikk og genetisk redigering, men avkastningen disse gir avtar. Fra 2011 til 2019 var den totale mengden global landbruksproduksjon 6 % mindre enn det ville vært hvis vi hadde beholdt samme vekstrate fra tiåret før.

Dette kan beskrives som toppen av en 'S-kurve', som kjennetegner veksten av nye teknologier som sprer seg eksplosivt i løpet av en periode med innovasjon og oppdagelse, for deretter å flate ut etter hvert som adopsjonen avtar og en ny "normal" etableres.

Disse 'S-kurvene' er oftest forbundet med datateknologi, en historie som nesten overlapper med den grønne revolusjonen. Etter de første stormaskinerne i bygningsstørrelse på 1950-tallet kom den stasjonære personlige datamaskinen på 1970- og 80-tallet, mest brukt av forskere og hobbyister. Så begynte vanlige folk å bruke dem på begynnelsen av 1990-tallet, og på midten av 2000-tallet ble internett populært, og nå har alle en datamaskin i lomma.

Hastigheten på innovasjon rundt personlig databehandling har tilsynelatende avsmalnet litt etter år med høykonjunktur og bust-sykluser. Dette er delvis på grunn av fysikkens begrensninger - i mange år ble databrikker eksponentielt mindre og raskere, omtrent doblet i hastighet og halvert i størrelse hvert annet år, kjent som Moores lov. Men forskere og ingeniører kan bare presse så mye ytelse ut av endelige materialer, og kan nærme seg grensene deres (i hvert fall foreløpig). Men det er ikke slutten på innovasjon - på områder som VR, sosiale medier, AI og andre applikasjoner og underfelt nyter de sine egne mindre S-kurver, kanskje mindre enn buen til mikrobrikken eller den personlige datamaskinen, men igjen, kanskje ikke.

Det er også en grov analogi til landbruk, der avtagende teknologiske fremskritt også påvirker veksthastigheten, noe som betyr høyere priser og andre negative effekter. Vekst er avgjørende, så det gjøres alt for å opprettholde den. Bedrifter som Monsanto redigerer avlingers gener for å skape motstand mot skadedyr og for å legge til effektivitet, så liten som tykkelsen på en cellevegg, for å få ut små gevinster i vekst. Selv den lille mengden kan være avgjørende i stor skala i mat og råvarer som mais eller soya, men det generelle tempoet for innovasjon og vekst i produksjonen har ikke oppnådd helt den gevinsten de gjorde i midten av forrige århundre. Den neste utviklingen som kan stimulere til vekst for å møte matbehov kan komme fra et laboratorium som streber etter å presse ut mer utbytte fra standbyene som mais, eller det kan komme fra et sted helt uventet. Innovasjon er ofte det som setter veksten i gang, sammen med dannelsen av infrastruktur og forsyningskjeder for å støtte det. Ny gjødsel muliggjør varemarkeder for avlinger som mais; mindre, raskere databrikker muliggjør en nesten fullstendig verdensomspennende distribusjon av datamaskiner; en nylig studert organisme skaper evnen til å produsere nye enzymer, materialer eller kjemikalier som tjener massemarkedets behov langt mer bærekraftig enn status quo.

Faktisk ser det ut til at bioteknologi er i begynnelsen av sin egen S-kurve. Bioteknologi handler om å studere og jobbe med levende systemer, i noen tilfeller til og med behandle dem litt som datamaskiner. Kanskje det ikke burde være en overraskelse om den følger en lignende vekstbane.

På denne arenaen kan flytende gjæring - som tradisjonelt bruker gjær for alt fra sitronsyre til alkohol i industriell skala - være omtrent analogt med mais eller den personlige datamaskinen, en "bremsende" teknologi som kryper til toppen av sin S-kurve. I mellomtiden rykker inn presisjonsgjæring, nye og mer sofistikerte genredigeringsteknikker, og økende mangfold av organismer som vitenskap og industri nå kan lære av og jobbe med, kombineres for å åpne opp et nytt landskap av innovasjon for biobaserte materialer, produkter og produksjonsmetoder. Vi er bare i begynnelsen av en periode med oppdagelser med bioteknologi, og det er ingen å si hva det kan bety for måtene vi lager det vi trenger og bruker.

Å jobbe med biologi betyr å bygge produkter og prosesser som kan være kompatible med naturen. Men det er viktig å merke seg at det historisk sett har hatt konsekvenser for de massive vekstperiodene siden den industrielle revolusjonen. I landbruket har økte avlinger gått på bekostning av avlingsmangfold, og en overgang til monokultur samt innhegning av selskaper at opphavsrett frø eller kode deres eventuelle foreldelse inn i deres DNA. Du kan også se dette i eksplosjonen av datateknologi har skapt raskest voksende avfallsstrømmer i verden. Mange av oss henter inspirasjon fra visjonen til innovatører i industrien, som de som så datamaskiner fra en idé til en verdensformende teknologi som forvandlet måten vi samhandler med hverandre på, eller som klarte å utvikle og distribuere midlene til å mate vår voksende verden. Bioteknologi kan også være et eksempel, ikke bare ved å transformere måten vi lager tingene vi trenger og konsumerer på, men for å gjøre det rettferdig og i harmoni med naturen.

Hvis bioteknologi er i ferd med å vokse eksponentielt, kan den endre dette aspektet av innovasjonssyklusen? I så fall kan vi snart se tilbake på et big bang-øyeblikk, da et mangfoldig utvalg av nye produkter og applikasjoner, basert i biologi, markerte et skifte av den globale forbrukerkulturen til bedre tilpasning til planeten.