Prepárese para una explosión de productividad en biotecnología

Si la biotecnología sigue el mismo arco de crecimiento que la agricultura o la tecnología informática, podría transformar el mundo.

A pesar de todas nuestras deficiencias, los humanos somos muy buenos para mejorar. La capacidad de refinar y mejorar nuestros métodos y tecnologías es una característica definitoria de nuestra especie. Durante miles de años, encontramos formas más efectivas y eficientes de trabajar con materias primas como la madera y el metal, convirtiéndolos en herramientas y tecnologías cada vez más avanzadas. Ahora que estamos aprendiendo a innovar con la compleja maquinaria biológica inventada por la naturaleza, la historia reciente en otras industrias sugiere que la tasa de crecimiento podría ser transformadora para todo, desde la fabricación hasta la medicina y la alimentación.

Durante los milenios en que los humanos administraron por primera vez los paisajes y el ganado, fue en parte a través de la observación y la selección. Las semillas de un cultivo que crece abundante y confiablemente se guardan; se favorece un animal que produce y se porta bien. Con el tiempo, domesticamos las especies y cepas que mejor se adaptaban a nuestras necesidades y, operando de esta manera, llegamos a los límites de crecimiento basados ​​en el conocimiento y las herramientas disponibles en ese momento. Durante siglos, los rendimientos de cultivos como el maíz se mantuvieron relativamente estables.

Todo cambió a mediados del siglo XX. Los avances en fertilizantes sintéticos y selección de cepas y otras herramientas de la agricultura moderna iniciaron un período continuo de inmenso crecimiento en la producción agrícola. La producción bruta mundial aumentó en un 20 por ciento desde 60 hasta fines de la década de 1938; desde entonces, se ha más que duplicado nuevamente. Hoy, en promedio, el mundo produce casi tres veces tantos granos de cereal como pudimos obtener de la misma área de tierra en 1961. Desde 1950, ha habido una aumento de más de cinco veces en los rendimientos generales de maíz solo en los Estados Unidos.

Las cosas realmente se pusieron a cocinar en la década de 1970, durante el primer período de aumento vertiginoso de la producción agrícola, llamado "Revolución Verde". Los avances en fertilizantes químicos, selección de cepas, pesticidas y otras tecnologías se conectaron a un mercado de cultivos y productos básicos cada vez más globalizado, lo que llevó a mejorar el rendimiento de los cultivos en todo el mundo y la capacidad de alimentar a poblaciones en crecimiento. Las mejoras más recientes se han producido a través de nuevas tecnologías como la robótica y la edición genética, pero los beneficios que ofrecen están disminuyendo. De 2011 a 2019, la cantidad total de producción agrícola mundial fue 6% menos de lo que hubiera sido si hubiéramos mantenido la misma tasa de crecimiento de la década anterior.

Esto podría describirse como la parte superior de una 'curva en S', que tipifica el crecimiento de nuevas tecnologías que proliferan explosivamente durante un período de innovación y descubrimiento, luego se estabilizan a medida que la adopción se ralentiza y se establece una nueva 'normalidad'.

Estas 'curvas en S' se asocian con mayor frecuencia con las tecnologías informáticas, una historia que casi se superpone con la Revolución Verde. Después de los primeros mainframes del tamaño de un edificio de la década de 1950, llegó la computadora personal de escritorio en las décadas de 1970 y 80, utilizada principalmente por investigadores y aficionados. Luego, la gente común comenzó a usarlos a principios de la década de 1990 y, a mediados de la década de 2000, Internet se volvió popular y ahora todos tienen una computadora en el bolsillo.

La velocidad de la innovación en torno a la informática personal aparentemente ha disminuyó un poco después de años de ciclos de auge y caída. Esto se debe en parte a las limitaciones de la física: durante muchos años, los chips de computadora se volvieron exponencialmente más pequeños y más rápidos, duplicando aproximadamente su velocidad y reduciendo su tamaño a la mitad cada dos años, lo que se conoce como la Ley de Moore. Pero los científicos y los ingenieros solo pueden obtener un rendimiento limitado de los materiales finitos y es posible que se estén acercando a sus límites (al menos por ahora). Pero ese no es el final de la innovación: en áreas como la realidad virtual, las redes sociales, la IA y otras aplicaciones y subcampos disfrutan de sus propias curvas S más pequeñas, quizás más pequeñas que el arco del microchip o la computadora personal, pero, de nuevo, quizás no.

También existe una analogía aproximada con la agricultura, donde la desaceleración de los avances tecnológicos también afecta la tasa de crecimiento, lo que significa precios más altos y otros efectos colaterales. El crecimiento es crucial, por lo que se hace todo lo posible para mantenerlo. Compañías como Monsanto editan los genes de los cultivos para crear resistencia a las plagas y agregar eficiencias, tan diminutas como el grosor de una pared celular, para lograr pequeñas ganancias en el crecimiento. Incluso esa pequeña cantidad puede ser crucial a gran escala en alimentos y productos básicos como el maíz o la soya, pero el ritmo general de innovación y crecimiento en la producción no ha tenido las ganancias que tuvo a mediados del siglo pasado. El próximo desarrollo que puede estimular el crecimiento para satisfacer las demandas de alimentos puede provenir de un laboratorio que se esfuerza por obtener más rendimiento de los recursos de reserva como el maíz, o puede provenir de algún lugar totalmente inesperado. La innovación es a menudo lo que desencadena el crecimiento, junto con la formación de infraestructura. y cadenas de suministro para apoyarlo. Los nuevos fertilizantes permiten mercados a escala de productos básicos para cultivos como el maíz; chips de computadora más pequeños y rápidos permiten una distribución mundial casi completa de computadoras; un organismo recién estudiado crea la capacidad de producir nuevas enzimas, materiales o productos químicos que satisfacen las necesidades del mercado masivo de manera mucho más sostenible que el statu quo.

De hecho, la biotecnología parece estar al comienzo de su propia Curva S. La biotecnología tiene que ver con estudiar y trabajar con sistemas vivos, en algunos casos incluso tratándolos un poco como computadoras. Tal vez no debería ser una sorpresa si sigue una trayectoria de crecimiento similar.

En este campo, la fermentación líquida, que tradicionalmente usa levadura para todo, desde ácido cítrico hasta alcohol a escala industrial, podría ser más o menos análoga al maíz o a la computadora personal, una tecnología de "desaceleración" que se está arrastrando hacia la parte superior de su curva S. Mientras tanto, los avances en fermentación de precisión, nuevas y más sofisticadas técnicas de edición de genes, y la creciente diversidad de organismos de las que la ciencia y la industria ahora pueden aprender y trabajar se combinan para abrir un nuevo panorama de innovación para materiales, productos y métodos de fabricación de base biológica. Estamos apenas al comienzo de un período de descubrimiento con la biotecnología, y no se sabe lo que eso podría significar para la forma en que hacemos lo que necesitamos y usamos.

Trabajar con biología significa construir productos y procesos que puedan ser compatibles con la naturaleza. Pero es importante señalar que históricamente ha habido consecuencias en los períodos masivos de crecimiento desde la revolución industrial. En la agricultura, el aumento de los rendimientos se ha producido a costa de la diversidad de cultivos, y un cambio hacia el monocultivo, así como recinto por empresas que crean derechos de autor sobre las semillas o codifican su eventual obsolescencia en su propio ADN. También puede ver esto en la explosión de las tecnologías informáticas que ha creado la flujos de residuos de más rápido crecimiento en el mundo. Muchos de nosotros nos inspiramos en la visión de los innovadores de la industria, como aquellos que vieron las computadoras desde una idea hasta una tecnología que dio forma al mundo y transformó la forma en que interactuamos entre nosotros, o que lograron desarrollar y distribuir los medios para alimentar nuestro mundo en crecimiento. La biotecnología también puede dar ejemplo, no solo transformando la forma en que fabricamos las cosas que necesitamos y consumimos, sino haciéndolo de manera equitativa y en armonía con la naturaleza.

Si la biotecnología está a punto de crecer exponencialmente, ¿puede cambiar este aspecto del ciclo de innovación? Si es así, es posible que pronto miremos hacia atrás a un gran momento, cuando una amplia gama de nuevos productos y aplicaciones, basados ​​en la biología, marcaron un cambio en la cultura del consumidor global hacia una mejor alineación con el planeta.