Bersedia Untuk Ledakan Produktiviti Dalam Bioteknologi

Jika bioteknologi mengikuti perkembangan yang sama seperti pertanian atau teknologi komputer, ia boleh mengubah dunia.

Atas segala kekurangan kita, manusia sangat pandai untuk menjadi lebih baik. Keupayaan untuk memperhalusi dan menambah baik kaedah dan teknologi kami adalah ciri yang menentukan spesies kami. Selama beribu-ribu tahun, kami menemui cara yang lebih berkesan dan cekap untuk bekerja dengan sumber mentah seperti kayu dan logam, mengubahnya menjadi alat dan teknologi yang semakin maju. Sekarang kita sedang belajar untuk berinovasi dengan jentera biologi kompleks yang dicipta oleh Nature, sejarah terkini dalam industri lain mencadangkan kadar pertumbuhan boleh menjadi transformasi untuk segala-galanya daripada pembuatan kepada perubatan kepada makanan.

Semasa beribu tahun apabila manusia mula-mula menjaga landskap dan ternakan, ia sebahagiannya melalui pemerhatian dan pemilihan. Benih dari tanaman yang tumbuh dengan banyak dan boleh dipercayai disimpan; haiwan yang menghasilkan dan berkelakuan baik digemari. Dari masa ke masa, kami menjinakkan spesies dan strain yang paling sesuai untuk keperluan kami, dan beroperasi dengan cara ini kami mencapai had pertumbuhan berdasarkan pengetahuan dan alatan yang tersedia pada masa itu. Selama berabad-abad, hasil untuk tanaman seperti jagung kekal agak stabil.

Semuanya berubah pada pertengahan abad ke-20. Kemajuan dalam baja sintetik dan pemilihan terikan dan alat pertanian moden yang lain memulakan tempoh pertumbuhan besar yang berterusan dalam keluaran pertanian. Keluaran kasar seluruh dunia meningkat sebanyak 60 peratus dari 1938 hingga akhir 1950-an — sejak itu, ia meningkat lebih daripada dua kali ganda lagi. Hari ini, secara purata, dunia menghasilkan hampir tiga kali sebanyak bijirin bijirin yang kita boleh dapat dari kawasan tanah yang sama pada tahun 1961. Sejak tahun 1950, terdapat peningkatan lebih daripada lima kali ganda dalam keseluruhan hasil jagung di Amerika Syarikat sahaja.

Perkara benar-benar masak pada tahun 1970-an, semasa tempoh pertama pengeluaran pertanian yang meroket, yang dipanggil "Revolusi Hijau". Kemajuan dalam baja kimia, pemilihan terikan, racun perosak dan teknologi lain telah dimasukkan ke dalam pasaran tanaman dan komoditi yang semakin global, yang membawa kepada peningkatan hasil tanaman di seluruh dunia, dan keupayaan untuk memberi makan kepada populasi yang semakin meningkat. Penambahbaikan yang lebih terkini telah dilakukan melalui teknologi baharu seperti robotik dan penyuntingan genetik, tetapi pulangan yang diberikan ini semakin berkurangan. Dari 2011 hingga 2019, jumlah keseluruhan keluaran pertanian global adalah 6% kurang daripada yang sepatutnya jika kita telah mengekalkan kadar pertumbuhan yang sama pada dekad sebelumnya.

Ini boleh disifatkan sebagai bahagian atas 'lengkung S', yang melambangkan pertumbuhan teknologi baharu yang membiak secara meletup semasa tempoh inovasi dan penemuan, kemudian naik tahap apabila penerimaan pakai semakin perlahan dan 'normal' baharu diwujudkan.

'S curve' ini paling kerap dikaitkan dengan teknologi komputer, sejarah yang hampir bertindih dengan Revolusi Hijau. Selepas kerangka utama bersaiz bangunan pertama pada tahun 1950-an muncul komputer peribadi desktop pada tahun 1970-an dan 80-an, kebanyakannya digunakan oleh penyelidik dan penggemar. Kemudian orang biasa mula menggunakannya pada awal 1990-an, dan pada pertengahan 2000-an, internet menjadi popular dan kini semua orang mempunyai komputer di dalam poket mereka.

Kepantasan inovasi di sekitar pengkomputeran peribadi nampaknya meruncing sedikit selepas bertahun-tahun kitaran boom dan bust. Ini sebahagiannya disebabkan oleh keterbatasan fizik — selama bertahun-tahun, cip komputer menjadi lebih kecil dan pantas secara eksponen, kira-kira dua kali ganda kelajuan dan saiz separuh setiap dua tahun, yang dikenali sebagai Undang-undang Moore. Tetapi saintis dan jurutera hanya boleh memerah prestasi yang banyak daripada bahan terhingga, dan mungkin menghampiri had mereka (sekurang-kurangnya buat masa ini). Tetapi itu bukan penamat inovasi — dalam bidang seperti VR, media sosial, AI, dan aplikasi dan subbidang lain menikmati lengkung S mereka sendiri yang lebih kecil, mungkin lebih kecil daripada arka cip mikro atau komputer peribadi, tetapi sekali lagi, mungkin bukan.

Terdapat analogi kasar kepada pertanian, juga, di mana kemajuan teknologi yang perlahan juga mempengaruhi kadar pertumbuhan, yang bermaksud harga yang lebih tinggi dan kesan lain. Pertumbuhan adalah penting, jadi segala usaha dibuat untuk mengekalkannya. Syarikat seperti Monsanto menyunting gen tanaman untuk mewujudkan ketahanan terhadap perosak dan menambah kecekapan, sekecil ketebalan dinding sel, untuk memperoleh keuntungan kecil dalam pertumbuhan. Walaupun jumlah yang kecil itu boleh menjadi penting pada skala besar dalam makanan dan komoditi seperti jagung atau soya, tetapi kadar keseluruhan inovasi dan pertumbuhan dalam output tidak menunjukkan peningkatan yang mereka lakukan pada pertengahan abad lalu. Perkembangan seterusnya yang boleh memacu pertumbuhan untuk memenuhi permintaan makanan mungkin datang daripada makmal yang berusaha untuk memerah lebih banyak hasil daripada siap sedia seperti jagung, atau ia mungkin datang dari suatu tempat yang sama sekali tidak dijangka. Inovasi selalunya mencetuskan pertumbuhan, bersama-sama dengan pembentukan infrastruktur dan rantaian bekalan untuk menyokongnya. Baja baharu membolehkan pasaran berskala komoditi untuk tanaman seperti jagung; cip komputer yang lebih kecil dan pantas membolehkan pengedaran komputer di seluruh dunia yang hampir lengkap; organisma yang baru dikaji mencipta keupayaan untuk menghasilkan enzim baru, bahan atau bahan kimia yang memenuhi keperluan pasaran massa yang jauh lebih mampan daripada status quo.

Sesungguhnya, bioteknologi nampaknya berada pada permulaan S Curvenya sendiri. Bioteknologi adalah tentang belajar dan bekerja dengan sistem hidup, bahkan dalam beberapa kes memperlakukan mereka seperti komputer. Mungkin ia tidak perlu mengejutkan jika ia mengikuti trajektori pertumbuhan yang sama.

Dalam arena ini, penapaian cecair — yang secara tradisinya menggunakan yis untuk segala-galanya daripada asid sitrik kepada alkohol pada skala industri — mungkin hampir serupa dengan jagung atau komputer peribadi, teknologi 'melambatkan' yang merangkak ke bahagian atas lengkung Snya. Sementara itu, kemajuan dalam penapaian ketepatan, teknik penyuntingan gen yang baharu dan lebih canggih, dan kepelbagaian organisma yang semakin meningkat bahawa sains dan industri kini boleh belajar dan bekerjasama dengan bergabung untuk membuka landskap baharu inovasi untuk bahan berasaskan bio, produk dan kaedah pembuatan. Kami baru sahaja berada di permulaan tempoh penemuan dengan bioteknologi, dan tidak dapat dipastikan apa maksudnya untuk cara kami membuat apa yang kami perlukan dan gunakan.

Bekerja dengan biologi bermakna membina produk dan proses yang boleh serasi dengan alam semula jadi. Tetapi adalah penting untuk diperhatikan bahawa terdapat akibat sejarah kepada tempoh pertumbuhan besar-besaran sejak revolusi perindustrian. Dalam pertanian, peningkatan hasil telah menyebabkan kos kepelbagaian tanaman, dan beralih kepada monokultur serta kandang oleh syarikat bahawa benih hak cipta atau mengodkan keusangan akhirnya ke dalam DNA mereka. Anda juga boleh melihat ini dalam ledakan teknologi komputer telah mencipta aliran sisa yang paling cepat berkembang di dunia. Ramai di antara kita mengambil inspirasi daripada visi inovator industri seperti mereka yang melihat komputer daripada idea kepada teknologi yang membentuk dunia yang mengubah cara kita berinteraksi antara satu sama lain, atau yang berjaya membangun dan mengedarkan cara memberi makan kepada dunia kita yang semakin berkembang. Biotech juga boleh menunjukkan contoh, bukan sahaja dengan mengubah cara kita membuat perkara yang kita perlukan dan gunakan, tetapi untuk melakukannya secara saksama dan harmoni dengan Alam Semulajadi.

Jika bioteknologi akan berkembang secara eksponen, bolehkah ia mengubah aspek kitaran inovasi ini? Jika ya, kita mungkin tidak lama lagi melihat kembali detik ledakan besar, apabila rangkaian produk dan aplikasi baharu yang pelbagai, berasaskan biologi, menandakan peralihan budaya pengguna global kepada penjajaran yang lebih baik dengan planet ini.