Prepare-se para uma explosão de produtividade em biotecnologia

Se a biotecnologia seguir o mesmo arco de crescimento da agricultura ou da informática, poderá transformar o mundo.

Apesar de todas as nossas deficiências, os humanos são muito bons em melhorar. A capacidade de refinar e melhorar nossos métodos e tecnologias é uma característica definidora de nossa espécie. Por milhares de anos, encontramos formas mais eficazes e eficientes de trabalhar com recursos brutos como madeira e metal, transformando-os em ferramentas e tecnologias cada vez mais avançadas. Agora que estamos aprendendo a inovar com a complexa maquinaria biológica inventada pela Natureza, a história recente em outras indústrias sugere que a taxa de crescimento pode ser transformadora para tudo, desde manufatura até remédios e alimentos.

Durante os milênios em que os humanos administraram pela primeira vez as paisagens e o gado, foi em parte por meio de observação e seleção. As sementes de uma colheita que cresce abundantemente e de forma confiável são salvas; um animal que produz e se comporta bem é favorecido. Com o tempo, domesticamos as espécies e linhagens que melhor se adaptavam às nossas necessidades e, operando dessa forma, atingimos os limites de crescimento com base nos conhecimentos e ferramentas disponíveis na época. Durante séculos, os rendimentos de culturas como o milho permaneceram relativamente estáveis.

Tudo mudou em meados do século XX. Avanços em fertilizantes sintéticos e seleção de linhagens e outras ferramentas da agricultura moderna deram início a um período contínuo de imenso crescimento na produção agrícola. A produção bruta mundial aumentou 20% de 60 até o final da década de 1938 – desde então, mais que dobrou novamente. Hoje, em média, o mundo produz quase três vezes tantos grãos de cereais quanto podíamos obter da mesma área de terra em 1961. Desde 1950, tem havido um aumento de mais de cinco vezes nos rendimentos gerais de milho apenas nos Estados Unidos.

As coisas realmente começaram a esquentar na década de 1970, durante o primeiro período de produção agrícola vertiginosa, chamado de “Revolução Verde”. Os avanços em fertilizantes químicos, seleção de cepas, pesticidas e outras tecnologias foram conectados a um mercado cada vez mais globalizado de culturas e commodities, o que levou à melhoria do rendimento das culturas em todo o mundo e à capacidade de alimentar populações em crescimento. Melhorias mais recentes surgiram por meio de novas tecnologias, como robótica e edição genética, mas os retornos que elas proporcionam estão diminuindo. De 2011 a 2019, a quantidade total da produção agrícola global foi 6% menos do que seria se tivéssemos mantido a mesma taxa de crescimento da década anterior.

Isso pode ser descrito como o topo de uma 'curva S', que tipifica o crescimento de novas tecnologias que proliferam explosivamente durante um período de inovação e descoberta, então se estabilizam à medida que a adoção diminui e um novo 'normal' é estabelecido.

Essas 'curvas S' são mais frequentemente associadas a tecnologias de computador, uma história que quase se sobrepõe à Revolução Verde. Após os primeiros mainframes do tamanho de um edifício da década de 1950, veio o computador pessoal de mesa nas décadas de 1970 e 80, usado principalmente por pesquisadores e hobistas. Então, as pessoas comuns começaram a usá-los no início dos anos 1990 e, em meados dos anos 2000, a internet se tornou popular e agora todo mundo tem um computador no bolso.

A velocidade da inovação em torno da computação pessoal aparentemente diminuiu um pouco depois de anos de ciclos de expansão e queda. Isso se deve em parte às limitações da física – por muitos anos, os chips de computador ficaram exponencialmente menores e mais rápidos, dobrando de velocidade e diminuindo pela metade a cada dois anos, conhecido como Lei de Moore. Mas cientistas e engenheiros só podem extrair tanto desempenho de materiais finitos e podem estar se aproximando de seus limites (pelo menos por enquanto). Mas esse não é o fim da inovação – em áreas como VR, mídia social, IA e outros aplicativos e subcampos estão desfrutando de suas próprias curvas S menores, talvez menores que o arco do microchip ou computador pessoal, mas, novamente, talvez não.

Há também uma analogia grosseira com a agricultura, onde a desaceleração dos avanços tecnológicos também afeta a taxa de crescimento, o que significa preços mais altos e outros efeitos indiretos. O crescimento é crucial, portanto, todos os esforços são feitos para sustentá-lo. Empresas como a Monsanto editam os genes das plantações para criar resistência a pragas e aumentar a eficiência, tão pequena quanto a espessura de uma parede celular, para obter pequenos ganhos no crescimento. Mesmo essa pequena quantidade pode ser crucial em larga escala em alimentos e commodities como milho ou soja, mas o ritmo geral de inovação e crescimento da produção não está vendo os ganhos que tiveram em meados do século passado. O próximo desenvolvimento que pode estimular o crescimento para atender às demandas de alimentos pode vir de um laboratório que se esforça para extrair mais rendimento das reservas como o milho, ou pode vir de algum lugar totalmente inesperado. e cadeias de suprimentos para apoiá-lo. Novos fertilizantes permitem mercados em escala de commodities para culturas como milho; chips de computador menores e mais rápidos permitem uma distribuição mundial quase completa de computadores; um organismo recentemente estudado cria a capacidade de produzir novas enzimas, materiais ou produtos químicos que atendem às necessidades do mercado de massa de forma muito mais sustentável do que o status quo.

De fato, a biotecnologia parece estar no início de sua própria curva S. A biotecnologia tem tudo a ver com estudar e trabalhar com sistemas vivos, em alguns casos até tratando-os um pouco como computadores. Talvez não deva ser uma surpresa se seguir uma trajetória de crescimento semelhante.

Nessa arena, a fermentação líquida – que tradicionalmente usa fermento para tudo, de ácido cítrico a álcool em escala industrial – pode ser aproximadamente análoga ao milho ou ao computador pessoal, uma tecnologia “lenta” que está chegando ao topo de sua curva S. Enquanto isso, os avanços fermentação de precisão, novas e mais sofisticadas técnicas de edição de genes, e a crescente diversidade de organismos que a ciência e a indústria agora podem aprender e trabalhar estão se combinando para abrir um novo cenário de inovação para materiais, produtos e métodos de fabricação de base biológica. Estamos apenas no início de um período de descoberta com a biotecnologia, e não há como dizer o que isso pode significar para a maneira como fazemos o que precisamos e usamos.

Trabalhar com biologia significa construir produtos e processos que possam ser compatíveis com a natureza. Mas é importante notar que historicamente houve consequências para os grandes períodos de crescimento desde a revolução industrial. Na agricultura, o aumento dos rendimentos veio à custa da diversidade de culturas e uma mudança para a monocultura, bem como cerco por empresas que os direitos autorais semeiam ou codificam sua eventual obsolescência em seu próprio DNA. Você também pode ver isso na explosão de tecnologias de computador que criou o fluxos de resíduos de crescimento mais rápido no mundo. Muitos de nós se inspiram na visão de inovadores da indústria, como aqueles que viram os computadores de uma ideia a uma tecnologia que moldou o mundo que transformou a maneira como interagimos uns com os outros, ou que conseguiram desenvolver e distribuir os meios de alimentar nosso mundo em crescimento. A biotecnologia também pode dar o exemplo, não apenas transformando a maneira como fabricamos as coisas que precisamos e consumimos, mas fazendo isso de forma equitativa e em harmonia com a Natureza.

Se a biotecnologia está prestes a crescer exponencialmente, ela pode mudar esse aspecto do ciclo de inovação? Se assim for, podemos em breve olhar para trás em um momento de big bang, quando uma gama diversificada de novos produtos e aplicações, com base na biologia, marcou uma mudança da cultura de consumo global para um melhor alinhamento com o planeta.