Prepare-se para uma explosão de produtividade em biotecnologia

explosão de produtividade em biotecnologia Foto Blog Iastech

Por Eben Bayer

Por que o atual nível de evolução de tecnologias pode trazer novo impulso para a produção agrícola mundial. Nível de evolução da biotecnologia pode trazer novo impulso para a produção agrícola.

Apesar de todas as suas deficiências, os humanos têm uma capacidade imensa de serem cada vez melhores. A capacidade de refinar e melhorar seus métodos e tecnologias é uma característica definidora da espécie. Por milhares de anos, os humanos encontraram formas mais eficazes de trabalhar com recursos brutos, como madeira e metal, transformando-os em ferramentas e tecnologias cada vez mais avançadas. Agora que estão 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, de manufatura a remédios e alimentos.

Durante os milênios em que os humanos administraram pela primeira vez as paisagens e os animais, isso ocorreu 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 20. Avanços em fertilizantes sintéticos e seleção de linhagens e outras ferramentas da agropecuária moderna deram início a um período contínuo de imenso crescimento na produção agrícola. A produção bruta mundial aumentou 60% de 1938 até o final da década de 1950 – desde então, mais do que dobrou novamente. Hoje, em média, o mundo produz quase três vezes mais grãos do que podíamos obter na mesma área de terra em 1961. Desde 1950, houve um aumento de mais de cinco vezes na produção total de milho, apenas nos Estados Unidos.

Os cenários realmente começaram a esquentar na década de 1970, durante o primeiro período de disparada produção agrícola, 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% menor 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 edifícios da década de 1950, veio o computador pessoal de mesa nas décadas de 1970 e 1980, usado principalmente por pesquisadores e amadores. Então, as pessoas comuns começaram a usá-los no início dos anos 1990 e, em meados dos anos 2000, a internet se tornou popular. Agora, todo mundo tem um computador no bolso.

A velocidade da inovação em torno da computação pessoal aparentemente diminuiu um pouco após 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). No entanto, esse não é o fim da inovação. Áreas como VR (realidade virtual), mídia social, IA (inteligência artificial) e outros aplicativos e subcampos, estão desfrutando de suas próprias curvas S menores, talvez menores que o arco do microchip ou computador pessoal. 

Há também uma analogia grosseira com a agricultura, onde avanços tecnológicos mais lentos também afetam a taxa de crescimento, o que significa preços mais altos e outros efeitos indiretos. O crescimento é crucial para o setor e todos os esforços são feitos para sustentá-lo.

Empresas como a Monsanto editam os genes das plantações para criar resistência a pragas e adicionar eficiências, tão pequenas quanto a espessura de uma parede celular, para obter pequenos ganhos no crescimento. Mesmo essa pequena quantidade pode ser crucial para a larga escala em alimentos e commodities, como milho ou soja, mas o ritmo geral de inovação e crescimento da produção não estão no mesmo ritmo dos ganhos observados 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, por exemplo, ou pode vir de algum lugar totalmente inesperado, junto com a formação de 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 recém-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 levedura para tudo, de ácido cítrico a álcool em escala industrial – pode ser análoga ao milho ou ao computador pessoal, uma tecnologia “lenta” que está chegando ao topo de sua curva S.

Enquanto isso, os avanços na fermentação de precisão, novas e mais sofisticadas técnicas de edição de genes e a crescente diversidade de organismos com os quais a ciência e a indústria agora podem aprender e trabalhar, estão se combinando para abrir um novo cenário de inovação para materiais, produtos de base biológica e métodos de fabricação.

Estamos apenas no início de um período de descoberta com a biotecnologia, e não há como dizer o que isso pode significar para a forma 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 da produtividade veio às custas da diversidade de cultivos, e uma mudança para a monocultura, bem como a apropriação por empresas que protegem as sementes ou codificam sua eventual obsolescência em seu próprio DNA. Você também pode ver isso na explosão de tecnologias de computador, que criou os fluxos de resíduos que mais crescem no mundo.

Muitos de nós se inspiram na visão de inovadores da indústria, como aqueles que transformaram 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, baseados em biologia, marcou uma mudança da cultura de consumo global para um melhor alinhamento com o planeta (Eben Bayer é colaborador da Forbes EUA e CEO da Ecovative, empresa de biotecnologia que produz materiais sustentáveis com as ‘estruturas radiculares’ de cogumelos; Forbes, 6/8/22)