Всичко е покрито с невидими екосистеми, направени от малки форми на живот: бактерии, вируси и гъбички. Нашите бюра, компютри, моливи, сгради... всички те са дом на микробиологични пейзажи. Когато създаваме тези неща, можем да мислим за дизайна на тези невидими светове, и също така да си мислиме как те си взаимодействат с нашите лични екосистеми.
Everything is covered in invisible ecosystems made of tiny lifeforms: bacteria, viruses and fungi. Our desks, our computers, our pencils, our buildings all harbor resident microbial landscapes. As we design these things, we could be thinking about designing these invisible worlds, and also thinking about how they interact with our personal ecosystems.
Телата ни са дом за трилиони микроби, и тези същества ни определят. Микробите във вашият стомах могат да регулират теглото и настроението ви. Микробите в кожата ви могат да помогнат на имунната ви система. Микробите в устата ви могат да поддържат дъха ви свеж, или не чак толкова, и ключовата част е, че нашите лични екосистеми взаимодействат с екосистеми на всичко, до което се докосваме. Например, ако пипнете един молив, се получава микробен обмен.
Our bodies are home to trillions of microbes, and these creatures define who we are. The microbes in your gut can influence your weight and your moods. The microbes on your skin can help boost your immune system. The microbes in your mouth can freshen your breath, or not, and the key thing is that our personal ecosystems interact with ecosystems on everything we touch. So, for example, when you touch a pencil, microbial exchange happens.
Ако конструираме невидимите екосистеми в нашето обкръжение, това ни отваря врата за контролирането на нашето здраве по невиждани начини.
If we can design the invisible ecosystems in our surroundings, this opens a path to influencing our health in unprecedented ways.
Хората ме питат постоянно, 'Наистина ли е възможно да се създадат микробни екосистеми?' Аз вярвам, че отговорът е 'да'. Смятам, че ние правим това дори сега, но го правим без да се замисляме. Ще споделя данни с вас от един аспект на моите проучвания, фокусирани върху архитектурата, които демонстрират как, чрез преднамерен и непреднамерен дизайн, ние засягаме тези невидими светове.
I get asked all of the time from people, "Is it possible to really design microbial ecosystems?" And I believe the answer is yes. I think we're doing it right now, but we're doing it unconsciously. I'm going to share data with you from one aspect of my research focused on architecture that demonstrates how, through both conscious and unconscious design, we're impacting these invisible worlds.
Това е Лилис Бизнес Комплекс в Университета на Орегон, където работих с екип от архитекти и биолози, изследвайки проби от над 300 стаи в тази сграда. Искахме да създадем нещо като фосилен план на сградата и за да направим това, ние взимахме проби от праха. От този прах, ние извличахме бактериални клетки, отваряхме ги и сравнявахме генните им записи. Това означава, че хората в моята група пуснаха много прахосмукачки през този проект. Това е снимка на Тим, който, веднага след като го снимах ми напомни: 'Джесика, в последната лаборатория, в която работих се занимавах с полева работа в горите на Коста Рика, и нещата доста са се променили за мен.'
This is the Lillis Business Complex at the University of Oregon, and I worked with a team of architects and biologists to sample over 300 rooms in this building. We wanted to get something like a fossil record of the building, and to do this, we sampled dust. From the dust, we pulled out bacterial cells, broke them open, and compared their gene sequences. This means that people in my group were doing a lot of vacuuming during this project. This is a picture of Tim, who, right when I snapped this picture, reminded me, he said, "Jessica, the last lab group I worked in I was doing fieldwork in the Costa Rican rainforest, and things have changed dramatically for me."
Първо ще ви покажа какво намерихме в офисите, и ще прегледаме данните през нашата визуална програма, която разработваме в партньорство с Аутодеск. Начина, по който тези дани трябва да се гледат, е следният: първо, гледаме около външната част на кръга. Ще видите всякакви бактериални групи, и ако видите формата на тази розова част, тя ви показва информациа за съответното разнообразие във всяка група. В положение 12 часа, можете да видите, че в офисите има много алфапротеобактерия, и в положение тринайсет часа, ще видите, че бацилите са относително редки.
So I'm going to show you now first what we found in the offices, and we're going to look at the data through a visualization tool that I've been working on in partnership with Autodesk. The way that you look at this data is, first, look around the outside of the circle. You'll see broad bacterial groups, and if you look at the shape of this pink lobe, it tells you something about the relative abundance of each group. So at 12 o'clock, you'll see that offices have a lot of alphaproteobacteria, and at one o'clock you'll see that bacilli are relatively rare.
Нека видим, какво става в различните видове пространства в тази сграда. Ако погледнете в тоалетните, те всички имат наистина подобни екосистеми, и ако погледнете в класните стаи, ще видите, че те също имам подобни екосистеми. Но ако погледнете тези видове пространства, ще видите, че те са фундаментално различни едно от друго. Аз обичам да си представям тоалетните като тропически гори. Казах на Тим, 'ако можеше да видиш микробите, ще се почустваш почти като в Коста Рика. Почти.' Обичам да си представям офисите като степи.
Let's take a look at what's going on in different space types in this building. If you look inside the restrooms, they all have really similar ecosystems, and if you were to look inside the classrooms, those also have similar ecosystems. But if you look across these space types, you can see that they're fundamentally different from one another. I like to think of bathrooms like a tropical rainforest. I told Tim, "If you could just see the microbes, it's kind of like being in Costa Rica. Kind of." And I also like to think of offices as being a temperate grassland.
Тази перспектива е наистина страхотна за дизайнери, защото тя позволява да се показват принципи на екологията, един от най-важните от които е разпространение, начина, по който организмите се придвижват наоколо. Ние всички знаем, че микробите се разпространяват наоколо по хората и през въздуха. Така че едно от първите неща, което искахме да направим в тази сграда е да погледнем климатичната система. Инженерите създават дизайна за климатичните системи по начин, който позволява на хората да им е удобно, когато въздушният поток и температурата е точно както трябва. Те правят това, използвайки принципите на физиката и химията, но те също може да използват и биология. Ако погледнем микробите в една от климатичните системи в тази сграда, ще видим, че те са много еднакви. И ако сравните това с микробите в една различна климатична система, ще установите, че те са фундаментално различни. Стаите в тази сграда са като острови на архипелаг, и това означава, че инженерите са като еко-инженери, защото те имат възможността да създават биоми в тази сграда по начина, по който те искат.
This perspective is a really powerful one for designers, because you can bring on principles of ecology, and a really important principle of ecology is dispersal, the way organisms move around. We know that microbes are dispersed around by people and by air. So the very first thing we wanted to do in this building was look at the air system. Mechanical engineers design air handling units to make sure that people are comfortable, that the air flow and temperature is just right. They do this using principles of physics and chemistry, but they could also be using biology. If you look at the microbes in one of the air handling units in this building, you'll see that they're all very similar to one another. And if you compare this to the microbes in a different air handling unit, you'll see that they're fundamentally different. The rooms in this building are like islands in an archipelago, and what that means is that mechanical engineers are like eco-engineers, and they have the ability to structure biomes in this building the way that they want to.
Друг начин, по който микробите са движат наоколо са хората, и дизайнерите често проектират стаите наблизо, за да помогнат на интеракциите между хората, или споделянето на идеи, като в лабораториите или офисите. Взимайки в предвид, че микробите пътуват наоколо с хората, може би очаквате, че помещенията, които са наблизо имат много еднакви биоми. Това е точно каквото ние намерихме. Ако погледнете една класна стая, която е до друга класна стая, те и двете имат много подобни екосистеми, но ако отидете в офис, който е малко по-надалече, ще видите, че екосистемата му е много по-различна. И когато видя влиянието, която разпространението има на тези биогеографски модели, започвам да си мисля, че е възможно да се решат наистина предизвикателни проблеми, например като инфекции, прихванати в болниците. Аз мисля, че това ще бъде, отчасти, екологически проблем за сградата.
Another facet of how microbes get around is by people, and designers often cluster rooms together to facilitate interactions among people, or the sharing of ideas, like in labs and in offices. Given that microbes travel around with people, you might expect to see rooms that are close together have really similar biomes. And that is exactly what we found. If you look at classrooms right adjacent to one another, they have very similar ecosystems, but if you go to an office that is a farther walking distance away, the ecosystem is fundamentally different. And when I see the power that dispersal has on these biogeographic patterns, it makes me think that it's possible to tackle really challenging problems, like hospital-acquired infections. I believe this has got to be, in part, a building ecology problem.
Добре, ще ви кажа още една история за тази сграда. Аз работя заедно с Чарли Браун. Той е архитект, и Чарли е много притеснен от климатичните промени. Той е посветил живота си на природо-устойчив дизайн. Когато ме срещна, аз разбрах, че за него е възможно да изучава по количествен начин, как неговите дизайни влияят на екологията и биологията на тази сграда, и той наистина много се заинтригува, защото това добави нова страна на това, което прави. Той вече не мислеше само за енергия, но също така и за човешкото здраве. Той помогна с проектирането на някои от климатичните системи в тази сграда, и начина, по който тя се вентилира.
All right, I'm going to tell you one more story about this building. I am collaborating with Charlie Brown. He's an architect, and Charlie is deeply concerned about global climate change. He's dedicated his life to sustainable design. When he met me and realized that it was possible for him to study in a quantitative way how his design choices impacted the ecology and biology of this building, he got really excited, because it added a new dimension to what he did. He went from thinking just about energy to also starting to think about human health. He helped design some of the air handling systems in this building and the way it was ventilated.
Искам да ви покажа проба от въздуха извън тази сграда. В момента гледате колекция от бактериални общности във въздуха навън, и как те се променят с времето. Сега ще ви покажа какво става, когато експериментално манипулираме класни стаи. Блокираме ги през нощта, така че те нямат вентилация. Много сгради работят по този начин, вероятно където работите, компаниите правят това за да спестят пари. Установихме, че тези стаи остават сравнително непроменени до събота, когато отворихме системата отново. Ако отидете в тези стаи, те миришеха много лошо и нашите данни показват, че това има нещо общо с бактерийната супа, оставена от хоратата предишният ден. Сега направете констраст със стаите, които са построени с помощта на пасивна зелена технология, откъдето въздуха идва отвън през отдушници. В тази стаи, въздухът приличаше на въздуха отвън и когато Чарли видя това, той беше много доволен. Той беше направил добър избор с процеса на конструиране и дизайн, защото всичко беше хем енергийно ефективно, хем поддържаше микробиологичният пейзаж чист.
So what I'm first going to show you is air that we sampled outside of the building. What you're looking at is a signature of bacterial communities in the outdoor air, and how they vary over time. Next I'm going to show you what happened when we experimentally manipulated classrooms. We blocked them off at night so that they got no ventilation. A lot of buildings are operated this way, probably where you work, and companies do this to save money on their energy bill. What we found is that these rooms remained relatively stagnant until Saturday, when we opened the vents up again. When you walked into those rooms, they smelled really bad, and our data suggests that it had something to do with leaving behind the airborne bacterial soup from people the day before. Contrast this to rooms that were designed using a sustainable passive design strategy where air came in from the outside through louvers. In these rooms, the air tracked the outdoor air relatively well, and when Charlie saw this, he got really excited. He felt like he had made a good choice with the design process because it was both energy efficient and it washed away the building's resident microbial landscape.
Примерите, които ви показах сега са свързани с архитектура, но те са отнасят за дизайна на каквото и да е. Представете си, че създаваме микроби, които искаме в самолета, или на телефона.
The examples that I just gave you are about architecture, but they're relevant to the design of anything. Imagine designing with the kinds of microbes that we want in a plane or on a phone.
Ето един нов микроб, току-що го открих. Казва се БЛИС и е доказано, че той не само отпъжда патогените, но и ви дава добър дъх. Не бе ли било супер този БЛИС да е на телефона ви?
There's a new microbe, I just discovered it. It's called BLIS, and it's been shown to both ward off pathogens and give you good breath. Wouldn't it be awesome if we all had BLIS on our phones?
Смислен подход към дизайна, наричам го биоинформиран дизайн, и мисля, че той е възможен.
A conscious approach to design, I'm calling it bioinformed design, and I think it's possible.
Благодаря ви.
Thank you.
(Аплодисменти)
(Applause)