Janine Benyus condivide i progetti della natura

E' elettrizzante essere qui a una conferenza che è dedicata a "Ispirati dalla natura"...potete immaginare. E sono anche elettrizzata di essere nella sezione dei "preliminari". Avevate notato che questa sezione è preliminare? Perché io parlo di una delle mie creature preferite, ovvero la Aechmophurus occidentalis. Non avete vissuto davvero finché non avete visto questi ragazzi fare le loro danze di corteggiamento. Ero sul Lago Bowman nel Glacier National Park, che è un lungo lago sottile con delle specie di montagne che lo percorrono, e io e il mio partner abbiamo una barca da canottaggio. Quindi stavamo remando e una di queste Aechmophurus si è avvicinata. E ciò che fanno come danza di corteggiamento è che vanno insieme, tutte e due, le due compagne, e iniziano a correre sott'acqua. Si muovono veloci, e più veloci, e più veloci, fino ad andare talmente veloci da decollare letteralmente fuori dall'acqua, e stanno dritte, come nuotando in cima all'acqua. E una di queste Aechmophurus si è avvicinata mentre remavamo. Quindi eravamo in uno stormo, e ci muovevamo davvero molto veloce. E questa Aechmophurus, credo, ci abbia scambiati per una candidata, e ha iniziato a correre sull'acqua accanto a noi, in una danza di corteggiamento...per chilometri. Si fermava, e poi ricominciava, e poi si fermava, e poi ricominciava. Questi sono i preliminari. (Risate)

Ok. Quasi...in quel momento sono andata vicina così al cambiare specie. Ovviamente, la vita ci può insegnare qualcosa nella sezione dell'intrattenimento. Ok. La vita ha tanto da insegnarci. Ma quello di cui vorrei parlare oggi è ciò che la vita può insegnarci in termini di tecnologia e design. Ciò che è successo dall'uscita del libro... il libro era principalmente sulla ricerca nella biomimetica. E ciò che è successo da allora è che architetti, designer, ingegneri... persone che fanno il nostro mondo...hanno iniziato a chiamare e dire: "Vogliamo un biologo che si sieda alla tavola di progettazione per aiutarci, in tempo reale, ad essere ispirati. O..." e questa è la parte divertente per me "...vogliamo che ci porti nel mondo della natura. Noi avremo una sfida di progettazione e troveremo gli adattatori di prim'ordine che ci ispireranno, nel mondo della natura."

Quindi questa è una fotografia che abbiamo fatto in un viaggio alle Galapagos con alcuni ingegneri del trattamento delle acque reflue; purificano le acque reflue. Alcuni di loro hanno resistito davvero bene, in effetti, allo stare lì. Ciò che ci hanno detto all'inizio è stato: "Sapete, noi facciamo già biomimetica. Usiamo i batteri per pulire le nostre acque." E noi abbiamo detto: "Beh, non è esattamente...non è esattamente essere ispirati dalla natura. E' bioprocesso, sapete; è tecnologia bioassistita: usare un organismo per fare il vostro trattamento delle acque è una tecnologia molto vecchia chiamata 'domesticazione'. Questo è apprendere qualcosa, apprendere un'idea, da un organismo, e poi applicarla." E loro ancora non capivano.

Così siamo andati a fare una passeggiata sulla spiaggia e ho detto: "Beh, ditemi uno dei vostri grossi problemi. Datemi una delle vostre sfide di progettazione, un rallentatore per la sostenibilità, che non vi permette di essere sostenibile." E loro mi hanno detto che era la disincrostazione, ovvero l'accumulo di minerali all'interno dei tubi. E mi hanno detto: "Sai che ciò che succede è che i minerali..." proprio come nelle vostre case "...i minerali si accumulano. E poi le aperture si chiudono, e noi dobbiamo pulire i tubi con le tossine, o dobbiamo dissotterrarli. Quindi se ci fosse un modo per fermare queste incrostazioni..." quindi ho raccolto qualche conchiglia dalla spiaggia e ho chiesto: "Cosa sono le incrostazioni? Cosa c'è nei vostri tubi?" E loro hanno detto "Carbonato di calcio." E io ho detto: "Ecco cos'è questo; è carbonato di calcio."

E loro non lo sapevano. Loro non sapevano che una conchiglia, è modellata dalle proteine, e poi gli ioni dell'acqua marina si cristallizzano in alcuni punti, per creare una conchiglia. Quindi lo stesso tipo di processo, ma senza le proteine, sta avvenendo all'interno dei loro tubi. Non lo sapevano. Ciò non avviene per mancanza d'informazione; è mancanza d'integrazione. Sapete, è un silo, persone nei silo. Non sanno che stava accadendo la stessa cosa. Quindi uno di loro ci ha pensato e ha detto: "Okay, beh, se è solo cristallizazione ciò che avviene automaticamente fuori del mare"...auto assemblaggio... "allora perché le conchiglie non hanno misure infinite? Cosa ferma l'incrostazione? Perché non continua?" E io ho detto: "Beh, allo stesso modo in cui rilasciano una pro... in cui trasudano una proteina che inizia la cristallizzazione..." e loro si sono come sporti tutti... "rilasciano una proteina che ferma la cristallizzazione. Questa aderisce letteralmente alla crescente superficie del cristallo. E, infatti, c'è un prodotto chiamato ATP che imita quella proteina...che ferma la proteina... ed è un modo che non arreca danni all'ambiente, per fermare le incrostazioni nei tubi."

Questo ha cambiato tutto. Da quel momento in poi, non siamo riusciti a far tornare gli ingegneri sulla barca. Il primo giorno hanno fatto un'escursione, ed era tutto un click, click, click, click. Cinque minuti dopo sono tornati sulla barca. Avevamo finito. Sapete, ho visto quell'isola. Dopo questo, erano dappertutto. Loro non... loro facevano snorkeling per tutto il tempo che glielo lasciavamo fare. Quello che è successo è che avevano capito che c'erano organismi là fuori che avevano già risolto i problemi che loro avevano cercato di risolvere durante le loro carriere.

Imparare del mondo della natura è una cosa, imparare dal mondo della natura...è la variazione. E' la variazione profonda. Quello che hanno capito era che le risposte alle loro domande erano dovunque; avevano solo bisogno di cambiare le lenti con le quali guardavano il mondo. 3,8 miliardi di anni di prove. da 10 a 30...Craig Venter probabilmente ve lo dirà, credo ci siano molto più di 30 milioni...soluzioni ben adattate. La cosa importante per me è che queste sono soluzioni risolte in contesto. E il contesto è la Terra... lo stesso contesto nel quale stiamo cercando di risolvere i nostri problemi. Quindi è l'emulazione consapevole del genio della vita. Non è solo imitazione schiavistica... sebbene qui Al stia cercando di ottenere l'acconciatura... non è imitazione schiavistica. E' prendere i principi di design, il genio del mondo naturale, e imparare qualcosa da esso.

Ora, in un gruppo con così tante persone di Informatica, devo menzionare che... un argomento del quale non parlerò, è il vostro settore che è uno che ha appreso moltissimo dagli esseri viventi, dalla parte del software. Quindi ci sono computer che si proteggono da soli, come un sistema immunitario, e stiamo imparando dalla regolazione dei geni e dallo sviluppo biologico. E stiamo imparando dalle reti neurali, algoritmi genetici, elaborazione evoluzionistica. E' dalla parte del software. Ma ciò che mi sembra interessante è che non li abbiamo considerati nello stesso modo. Intendo che queste macchine secondo me non sono davvero molto high tech nel senso che ci sono dozzine e dozzine di cancerogeni nell'acqua della Silicon Valley. Quindi l'harware non è al livello di ciò che la vita chiamerebbe un successo. Quindi quello che possiamo imparare sul fare...non solo computer, ma tutto? Gli aerei con i quali siete arrivati, le auto, le poltrone sulle quali siete seduti. Come progettiamo nuovamente il mondo che facciamo, il mondo fatto dagli umani? Più importante, cosa dovremmo chiedere nei prossimi 10 anni? E la vita là fuori ha un sacco di tecnologia interessante.

Cos'è il sillabo? Tre domande, per me, sono la chiave. La vita come fa le cose? Questo è l'opposto; ecco come facciamo le cose. Si chiama riscalda, colpisci e tratta... ecco come la chiamano gli scienziati dei materiali. E si ha tagliando cose dalla cima, con il 96% degli sprechi lasciati fuori e una produzione di solo il 4%. Si riscalda, si colpisce ad alte pressioni, e si usano gli agenti chimici. Okay. Riscalda, colpisci e tratta.

La vita non può permetterselo. La vita come fa le cose? La vita come fa la maggior parte delle cose? E' un polline di geranio. E la sua forma è ciò che gli da la funzione di essere in grado di attraversare l'aria con tanta facilità. Okay. Guardiamo la forma. La vita aggiunge informazioni alla faccenda. In altre parole: struttura. Dà informazione. Aggiungendo informazione alla faccenda, dà una funzione che è diversa da quella che ci sarebbe senza quella struttura. E terzo, la vita come fa scomparire le cose nei sistemi? Perché la vita non tratta davvero con le cose; nel mondo della natura non ci sono cose separate dai loro sistemi. Un sillabo davvero veloce. Mentre leggo sempre più, e seguendo la storia, ci sono alcune cose incredibili che sono venute fuori riguardo le scienze biologiche. E allo stesso tempo, sto sentendo tantissime aziende e sto scoprendo quali sono le loro grandi sfide. I due gruppi non stanno comunicando. Affatto.

Cosa dovrebbe essere d'aiuto, nel mondo della biologia, a questa giunzione, per condurci attraverso questa specie di buco di nodo evoluzionario nel quale ci troviamo? Passerò velocemente attraverso 12 punti.

Okay, uno che mi elettrizza è l'auto assemblaggio. Ora, ne avrete sentito parlare in termini di nanotecnologia. Ritornando a quella conchiglia: la conchiglia è un materiale auto assemblante. In basso a sinistra c'è una foto della madreperla che si forma dall'acqua del mare. E' una struttura stratificata che è minerale e poi polimerica, e ciò la rende davvero molto resistente. E' resistente due volte la ceramica high tech. Ma ciò che è davvero interessante: a differenza delle nostre ceramiche che vanno nelle fornaci, questo succede nell'acqua di mare. Succede vicino, dentro e vicino al corpo dell'organismo. Okay, le persone stanno iniziando... questo è il laboratorio nazionale di Sandia; un tale di nome Jeff Brinker ha trovato un modo per avere un processo codificato di auto assemblaggio. Immaginate di poter fabbricare la ceramica a temperatura ambiente semplicemente immergendo qualcosa in un liquido, estraendolo dal liquido, e con l'evaporazione forzare insieme le molecole nel liquido, così che si incastrino a puzzle insieme nello stesso modo in cui funziona questa cristallizzazione. Immaginate di fare tutti i nostri materiali duri in questo modo. Immaginate di spruzzare i precursori di una cellula solare, su un tetto, ed auto assemblarli in una struttura stratificata che immagazzini la luce.

Eccone uno interessante per il mondo dell'Informatica: bio silicone. Questa è una diatomea, che è fatta di silicati. E quindi silicone, che facciamo adesso... è parte del nostro problema cancerogeno nella produzione dei nostri chip... questo è un processo di bio mineralizzazione che viene imitato. Questo è a UC Santa Barbara. Guardate questi diatomi; questo è il lavoro di Ernst Haeckel. Immaginate di poter...e, ancora, è un processo stampo, e si solidifica a partire da un processo liquido...immaginate di poter ottenere quella specie di struttura a temperatura ambiente. Immaginate di poter fare delle lenti perfette. A sinistra, questa è una Ophiuroidea; è coperta di lenti che quelli della Lucent Technologies hanno scoperto non avere alcuna distorsione. E' una delle lenti conosciute con meno distorsioni. E ce ne sono molte, su tutto il suo corpo. Ciò che è interessante, di nuovo, è che si auto assembla. Una donna di nome Joanna Aizenberg, alla Lucent, sta imparando a farlo in un processo a bassa temperatura per creare queste specie di lenti. Sta anche considerando le fibre ottiche. Ecco una spugna di mare che ha fibre ottiche. Giù alla sua base, ci sono fibre ottiche che in effetti, funzionano meglio delle nostre nel muovere la luce, ma che si possono legare in un nodo; sono incredibilmente flessibili.

Ecco un'altra grande idea: CO2 come materia prima. Un tale di nome Geoff Coates, a Cornell, si è detto: "Sai, le piante non vedono la CO2 come il peggior veleno dei nostri tempi. Noi lo vediamo a quel modo. Le piante sono impegnate a creare lunghe catene di amidi e glucosio, a partire dalla CO2." Lui ha trovato un modo... ha trovato un catalizzatore, e ha trovato un modo per prendere la CO2 e trasformarla in policarbonati. Plastica biodegradabile dalla CO2...come le piante.

Trasformazioni solari: le più elettrizzanti. Ci sono persone che stanno imitando i metodi di immagazzinamento dell'energia che avviene nei batteri viola, persone dell'ASU. Persino più interessante, ultimamente, nelle ultime due settimane, queste persone hanno visto che c'è un enzima chiamato idrogenasi capace di evolvere in idrogeno da protoni ed elettroni. Ed è in grado di prendere un idrogeno... essenzialmente ciò che succede in una cellula di combustibile, nell'anodo di una cellula di carburante e in una cellula reversibile di carburante. Nelle nostre cellule di carburante, lo facciamo con il platino. La vita lo fa con un ferro molto, molto comune. E un team è appena riuscito ad imitare quella idrogenasi che gioca con l'idrogeno. E' davvero elettrizzante per le cellule di carburante... riuscire a farlo senza platino.

Potere della forma: ecco una balena. Abbiamo visto che le pinne di questa balena hanno dei tubercoli. E quei piccoli bitorzoli in effetti aumentano l'efficienza, per esempio, della superficie di un aereo...aumentano l'efficienza di circa il 32%. Che è un incredibile risparmio di combustibile fossile, se solo le mettessimo sulla superficie di un'ala. Colore senza pigmenti: questo pavone sta creando colore con la forma. La luce arriva e ritorna attraverso gli strati; si chiama interferenza a film sottile. Immaginate di poter auto assembleare prodotti con gli ultimi strati giocando con la luce per creare colore. Immaginate di poter creare una forma all'esterno di una superficie, così che sia auto pulente con della semplice acqua. Ecco cosa fa una foglia. Vedete quella foto ravvicinata? E' una sfera d'acqua, e quelle sono particelle di sporcizia. Ed ecco una foto ravvicinata di una foglia di loto. C'è una compagnia che produce un prodotto di nome Lotusan, che imita... quando la vernice della facciata dell'edificio si asciuga, imita le protuberanze di una foglia auto pulente, e l'acqua piovana lava l'edificio.

L'acqua sarà la nostra grande, grandiosa sfida: spegnere la sete. Ecco due organismi che estraggono l'acqua. Quello a sinistra è lo scarafaggio della Namibia che estrae l'acqua dalla bruma. Quello a destra è un Armadillidiidae...estrae l'acqua dall'aria. Non beve acqua fresca. Estrarre l'acqua dalla nebbia di Monterey ed estrarla dall'aria umida di Atlanta, prima che si introduca in un edificio, sono tecnologie chiave.

Le tecnologie di separazione saranno estremamente importanti. Che succederebbe se dicessimo: "Niente più estrazione di roccia?" Che succederebbe se separassimo i nostri metalli dalle acque di scolo... piccole quantità di metalli nell'acqua? E' quello che fanno i microbi, estraggono i metalli dall'acqua. C'è una compagnia qui a San Francisco che si chiama MR3 che sta incorporando imitazioni delle molecole dei microbi nei filtri per estrarre le acque di scolo. La chimica verde è chimica nell'acqua. Noi facciamo chimica in solventi organici. Questa è una foto delle filiere che vengono fuori da un ragno, e la seta che viene formata da un ragno. Non è bellissima? La chimica verde è sostituire la nostra chimica industriale con il libro delle ricette della natura. Non è facile, perché la vita usa solo un sottoinsieme degli elementi della tavola periodica. E noi li usiamo tutti, anche quelli tossici. Capire le eleganti ricette che userebbero i piccoli sottoinsiemi della tavola periodica, e creare materiali portentosi come quella cellula, è il compito della chimica verde.

Degradazione temporizzata: imballaggi che sono buoni finché non servono più, e si dissolvono al momento giusto. Questo è un mitilo che si trova nelle acque. E i fili che lo tengono alla roccia sono temporizzati...dopo due anni esatti, iniziano a dissolversi.

Guarigione: questa è buona. Quel piccolo tipo laggiù è un tardigrado. Nel mondo c'è un problema con i vaccini che non arrivano ai pazienti. E la ragione è che la refrigerazione, per qualche motivo, si guasta; ciò che viene chiamata "catena fredda" si guasta. Un tizio di nome Bruce Rosner ha considerato il tardigrado... che si essicca completamente, e rimane comunque vivo per mesi e mesi e mesi, ed è in grado di rigenerarsi. E lui ha trovato il modo di essiccare i nostri vaccini... li racchiude nelle stesse specie di capsule di zucchero come quelle che il tardigrado ha nelle sue cellule... significa che i vaccini non hanno più bisogno di essere refrigerati. Possono essere messi in un vano portaoggetti. Imparare dagli organismi. Questa è una sessione sull'acqua... imparare dagli organismi che possono agire senza acqua, per poter creare un vaccino che duri e duri e duri senza refrigerazione.

Non arriverò a 12. Ma quello che farò è dirvi la cosa più importante, oltre tutti questi adattamenti, è il fatto che questi organismi hanno trovato un modo per fare le cose fantastiche che fanno mentre si prendono cura del posto che si prenderà cura della loro discendenza. Quando sono coinvolti nei preliminari, stanno pensando a qualcosa di molto, molto importante, che è far sì che il loro materiale genetico rimanga, per altre 10.000 generazioni da adesso. E ciò significa trovare un modo per fare ciò che fanno senza distruggere il posto che si prenderà cura della loro discendenza. Questa è la più grande sfida di progettazione. Per fortuna, ci sono milioni di milioni di geni che vogliono farci dono delle loro migliori idee. Buona fortuna a chi converserà con loro.

Grazie.

(Applausi)

Chris Anderson: Parlando di preliminari, io...noi dobbiamo arrivare a 12, ma molto velocemente.

Janine Benyus: Oh, davvero? CA: Sì. Proprio come, sai, la versione di 10 secondi del 10, 11 e 12. Perché noi...le tue slide sono stupende, e le idee sono grandiose, non posso sopportare di lasciarti andare senza vedere 10, 11 e 12.

JB: Okay, metti questa...Okay, ce la farò. Okay, benissimo. Okay, questo è quello della guarigione. Cogliere e rispondere: la retroazione è una cosa enorme. Questa è una locusta. Ce ne possono essere 80 milioni in un Chilometro quadrato, e ugualmente non si scontrano l'una con l'altra. E nonostante questo ogni anno ci sono 3,6 milioni di collisioni tra auto. (Risate) Bene. C'è una persona al Newcastle che ha scoperto che è dovuto a un neurone molto grande. E in effetti sta scoprendo come creare un circuito anti collisione basato su questo grande neurone delle locuste.

Questo è enorme e importante, numero 11. Ed è l'incremento della fertilità. Ciò significa, sapete, coltura della rete di fertilità. Dovremmo incrementare la fertilità. E, certo....anche avere cibo. Perché dobbiamo aumentare la capacità di questo pianeta di creare opportunità per la vita sempre maggiori. E seriamente, è quello che fanno anche gli organismi. In complesso, è quello che fanno tutti gli ecosistemi: creano opportunità per la vita sempre maggiori. La nostra coltura ha fatto l'opposto. Quindi, le colture basate su come una prateria crei terreno, allevamenti basati su come una mandria nativa ungulata in effetti migliori la salute del pascolo. Persino il trattamento delle acque reflue basato su come un pantano non solo pulisca l'acqua, ma crei una produttività incredibilmente frizzante.

Questo è un semplice breve progetto. Voglio dire, appare semplice perché il sistema, più di 3,8 miliardi di anni, l'ha prodotto. Ovvero, questi organismi che non sono riusciti a scoprire come accrescere o addolcire i loro luoghi, non sono in giro per parlarcene. Questa è la dodicesime. Vita...e questo è il trucco segreto; questo è il trucco magico... la vita crea condizioni favorevoli alla vita. Crea terreni, pulisce l'aria, pulisce l'acqua, miscela il cocktail di gas dei quali voi e io abbiamo bisogno per vivere. E lo fa mentre si trova nella fase dei preliminari e mentre va incontro alle proprie necessità. Quindi non è mutualmente esclusivo. Dobbiamo trovare un modo per andare incontro alle nostre necessità, mentre rendiamo questo posto un Eden.

CA: Janine, grazie mille. (Applausi)