Készüljön fel a biotechnológia termelékenységének robbanásszerű növekedésére

Ha a biotechnológia ugyanazt a növekedési ívet követi, mint a mezőgazdaság vagy a számítástechnika, megváltoztathatja a világot.

Minden hiányosságunk ellenére az emberek nagyon jól tudnak fejlődni. A módszereink és technológiáink finomításának és fejlesztésének képessége fajunk meghatározó jellemzője. Évezredek óta hatékonyabb és hatékonyabb módszereket találtunk a nyersanyagokkal, például a fával és a fémmel való munkavégzésre, és ezeket egyre fejlettebb eszközökké és technológiákká alakítottuk. Most, hogy megtanulunk újítani a Nature által feltalált összetett biológiai gépezet segítségével, a közelmúltban más iparágak története azt sugallja, hogy a növekedés üteme a gyártástól az orvostudományon át az élelmiszerig mindent megváltoztathat.

Az évezredek során, amikor az emberek először gondozták a tájakat és az állatállományt, ez részben megfigyelés és szelekció révén történt. A bőségesen és megbízhatóan növekvő termés magjai megtakaríthatók; olyan állatot részesítenek előnyben, amely jól terem és jól viselkedik. Idővel háziasítottuk az igényeinknek leginkább megfelelő fajokat, törzseket, és így működve az akkori tudás és eszközök alapján elértük a növekedés határait. Évszázadokon keresztül az olyan termények, mint a kukorica hozama viszonylag állandó maradt.

A 20. század közepén minden megváltozott. A szintetikus műtrágyák és a törzsválasztás, valamint a modern mezőgazdaság egyéb eszközeinek fejlődése elindította a mezőgazdaság kibocsátásának folyamatos növekedésének időszakát. A világ bruttó kibocsátása 60 százalékkal nőtt 1938-tól az 1950-es évek végéig – azóta ismét több mint a duplájára nőtt. Ma átlagosan a világ termel közel háromszor annyi gabonaszemet, amennyit 1961-ben ugyanarról a földterületről kaptunk. 1950 óta létezik egy több mint ötszörösére nőtt a teljes kukoricatermésben egyedül az Egyesült Államokban.

A dolgok az 1970-es években, a mezőgazdasági termelés egekbe szökő első periódusában, a „zöld forradalom”-nak nevezett időszakban váltak igazán fővé. A műtrágyák, a törzsválasztás, a peszticidek és más technológiák fejlődése beépült az egyre inkább globalizálódó termények és áruk piacába, ami a terméshozamok javulását és a növekvő populáció táplálását eredményezte világszerte. Az újabb fejlesztések olyan új technológiákon keresztül jöttek létre, mint a robotika és a genetikai szerkesztés, de az ezek által nyújtott hozam egyre csökken. 2011 és 2019 között a globális mezőgazdasági termelés összértéke ez volt 6%-kal kevesebb, mint lett volna ha megtartottuk volna az előző évtized növekedési ütemét.

Ezt az „S-görbe” csúcsaként lehetne leírni, amely az új technológiák növekedését jellemzi, amelyek robbanásszerűen elszaporodnak az innováció és a felfedezés időszakában, majd kiegyenlítődnek, ahogy az elfogadás lassul, és új „normál” jön létre.

Ezeket az „S görbéket” leggyakrabban a számítógépes technológiához kötik, amely történelem szinte átfedésben van a zöld forradalommal. Az 1950-es évek első épületméretű nagyszámítógépei után az 1970-es és 80-as években megjelent az asztali személyi számítógép, amelyet többnyire kutatók és amatőrök használtak. Aztán az 1990-es évek elején a hétköznapi emberek elkezdték használni őket, a 2000-es évek közepére pedig az internet népszerűvé válik, és ma már mindenkinek a zsebében van a számítógép.

A személyi számítástechnika körüli innováció sebessége látszólag megvan évnyi fellendülési és visszaesési ciklusok után némileg csökkent. Ez részben a fizika korlátai miatt van – sok éven át a számítógépes chipek exponenciálisan kisebbek és gyorsabbak lettek, nagyjából megduplázódott a sebességük és kétévente a felére csökkent, ezt Moore-törvényként ismerik. De a tudósok és mérnökök csak ennyi teljesítményt tudnak kicsikarni véges anyagokból, és közeledhetnek a határaikhoz (legalábbis egyelőre). De ezzel még nem ér véget az innováció – az olyan területeken, mint a VR, a közösségi média, a mesterséges intelligencia, valamint más alkalmazások és almezők élvezik a saját kisebb S görbéiket, amelyek talán kisebbek, mint a mikrochip vagy a személyi számítógép íve, de talán nem.

Van egy durva analógia a mezőgazdasággal is, ahol a lassuló technológiai fejlődés is befolyásolja a növekedés ütemét, ami magasabb árakat és egyéb kiütő hatásokat jelent. A növekedés kulcsfontosságú, ezért mindent megtesznek annak fenntartásához. Az olyan cégek, mint a Monsanto, úgy szerkesztik a növények génjeit, hogy ellenálló képességet teremtsenek a kártevőkkel szemben, és a sejtfal vastagságában is növeljék a hatékonyságot, hogy kis növekedési növekedést érjenek el. Még ez a kis mennyiség is kulcsfontosságú lehet az élelmiszerek és áruk, például a kukorica vagy a szója nagyüzemi gyártásánál, de az innováció általános üteme és a kibocsátás növekedése nem olyan javulást mutat, mint a múlt század közepén. A következő fejlesztés, amely ösztönözheti a növekedést az élelmiszerigények kielégítésére, egy olyan laboratóriumból származhat, amely több hozamot próbál kicsikarni a készenléti állapotból, például a kukoricából, vagy valami teljesen váratlan helyről. Gyakran az innováció ösztönzi a növekedést, az infrastruktúra kialakításával együtt és az azt támogató ellátási láncok. Az új műtrágyák lehetővé teszik az olyan termények, mint a kukorica árupiaci piacát; a kisebb, gyorsabb számítógépes chipek lehetővé teszik a számítógépek szinte teljes világméretű terjesztését; egy újonnan vizsgált organizmus képes új enzimek, anyagok vagy vegyszerek előállítására, amelyek a tömegpiaci igényeket sokkal fenntarthatóbban szolgálják ki, mint a status quo.

Valójában úgy tűnik, hogy a biotechnológia saját S görbéjének elején jár. A biotechnológia lényege az élő rendszerek tanulmányozása és munkája, bizonyos esetekben akár kicsit úgy kezeli őket, mint a számítógépeket. Talán nem lehet meglepő, ha hasonló növekedési pályát követ.

Ezen a területen a folyékony fermentáció – amely hagyományosan élesztőt használ a citromsavtól az ipari méretekben az alkoholig mindenhez – nagyjából hasonló lehet a kukoricához vagy a személyi számítógéphez, egy „lassuló” technológiához, amely az S görbe tetejére kúszik. Közben előrehalad precíziós erjesztés, új és kifinomultabb génszerkesztési technikák, valamint a az élőlények növekvő sokfélesége A tudomány és az ipar, amelyekből most tanulhat, és amelyekkel együtt dolgozhat, új innovációs teret nyit a bioalapú anyagok, termékek és gyártási módszerek terén. Még csak a biotechnológia felfedezésének korszakának elején járunk, és nem lehet tudni, hogy ez mit jelenthet a számunkra szükséges és felhasználási módok tekintetében.

A biológiával való munka azt jelenti, hogy olyan termékeket és folyamatokat készítünk, amelyek kompatibilisek lehetnek a természettel. Fontos azonban megjegyezni, hogy az ipari forradalom óta tartó hatalmas növekedési időszakoknak történelmileg következményei voltak. A mezőgazdaságban a megnövekedett hozamok a termés sokfélesége, a monokultúrára való átállás, valamint társaságok általi bekerítés hogy a szerzői jogi magvakat vagy azok esetleges elavulását a DNS-ükbe kódolják. Ezt láthatja a számítógépes technológiák robbanásszerű robbanásában is leggyorsabban növekvő hulladékáramok a világban. Sokan közülünk ihletet merítünk az ipari innovátorok víziójából, mint például azok, akik a számítógépeket egy ötletből olyan világformáló technológiává látták, amely megváltoztatta az egymással való interakciót, vagy akiknek sikerült kifejleszteni és elosztani a növekvő világ táplálékát. A biotechnológia is példát mutathat, nemcsak azáltal, hogy átalakítja a szükséges és fogyasztásunk előállítási módját, hanem méltányosan és a természettel összhangban.

Ha a biotechnológia exponenciális növekedésnek indul, meg tudja változtatni az innovációs ciklus ezen aspektusát? Ha igen, hamarosan egy ősrobbanás pillanatára tekinthetünk vissza, amikor a biológián alapuló új termékek és alkalmazások sokfélesége a globális fogyasztói kultúra elmozdulását jelezte a bolygóval való jobb összhang felé.