Úplně vše je pokryté neviditelnými ekosystémy tvořenými drobnými formami života: bakteriemi, viry a houbami. Naše stoly, naše počítače, naše tužky, naše domy, to vše poskytuje útočiště pro místní mikrobiální krajinu. Když navrhujeme tyto věci, měli bychom přemýšlet o projektování těchto neviditelných světů a také o tom, jak ovlivňují naše osobní ekosystémy.
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.
Naše těla jsou domovem triliónům mikrobů a tito tvorové určují, kým jsme. Mikrobi ve vašich střevech mohou ovlivnit vaší váhu a náladu. Mikrobi na vaší kůži mohou podpořit váš imunitní systém. Mikrobi ve vašich ústech mohou osvěžit váš dech nebo také ne, klíčové je, že naše osobní ekosystémy se vzájemně ovlivňují s ekosystémy na všem, čeho se dotkneme. Takže, například, když se dotknete tužky, dojde k mikrobiální výměně.
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.
Kdybychom uměli projektovat ony neviditelné ekosystémy v našem okolí, otevřelo by to cestu k ovlivnění našeho zdraví bezprecedentním způsobem.
If we can design the invisible ecosystems in our surroundings, this opens a path to influencing our health in unprecedented ways.
Lidé se mě pořád ptají: "Je to opravdu možné projektovat mikrobiální ekosystémy?" Já věřím, že odpověď zní ano. Myslím, že to děláme právě teď, ale děláme to nevědomky. Podělím se s vámi o data z jednoho aspektu mého výzkumu zaměřeného na architekturu, která demonstrují, jak, ať už prostřednictvím vědomého či nevědomého designu, jsme ovlivňováni těmito neviditelnými světy.
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.
Toto je obchodní komplex Lillis na univerzitě v Oregonu, kde jsem spolu s týmem architektů a biologů sbírala vzorky z více než 300 místností v této budově. Chtěli jsme získat něco jako zkamenělinu budovy a k tomu účelu jsme sbírali vzorky prachu. Z prachu jsme dostali buňky bakterií, otevřeli jsme je a srovnali jejich genetické sekvence. V praxi to znamenalo, že lidé v mé skupině během projektu často používali vysavač. Toto je obrázek Tima, který mě, právě v okamžiku, kdy jsem dělala tuto fotku, upozornil slovy: "Jessico, v poslední laboratorní skupině, do které jsem se vmísil, jsem dělal terénní práce v kostarickém pralese a okolnosti se pro mě nyní dramaticky změnily."
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."
Takže nyní vám nejprve ukážu, co jsme našli v kancelářích a na údaje se podíváme pomocí vizualizačního nástroje, na kterém jsem spolupracovala se společností Autodesk. Způsob, jak nahlížet na tato data je následující -- podívat se na vnější okraj kruhu. Uvidíte rozsáhlé skupiny bakterií, a když se podíváte na tvar tohoto růžového lalůčku, napoví vám to něco o velikosti každé skupiny. Takže na dvanácti hodinách uvidíte, že v kancelářích se nachází mnoho alfaproteobakterií a na jedné hodině uvidíte, že přítomnost bacilů je relativně nízká.
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.
Pojďme se podívat, co se děje v různých typech prostorů této budovy. Když se podíváte na toalety, všechny mají velmi podobné ekosystémy, a pokud byste náhlédli do tříd, také mají podobné ekosystémy. Ale jestliže se podíváte napříč všemi typy prostorů, uvidíte, že se jeden od druhého zásadně odlišují. že se jeden od druhého zásadně odlišují. Ráda přemýšlím o koupelně jako o tropickém pralese. Řekla jsem Timovi:" Kdybys tak mohl vidět mikroby, bylo by to trochu jako být v Kostarice. Svým způsobem." Také ráda přemýšlím o kancelářích, jako by to byly lučiny.
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.
Tento náhled je opravdu významný pro projektanty, protože tak sem můžete vnést principy ekologie a jeden opravdu důležitý ekologický princip je rozptyl, způsob, kterým se organismy přemísťují. Víme, že mikrobi jsou šířeni do okolí lidmi a vzduchem. Víme, že mikrobi jsou šířeni do okolí lidmi a vzduchem. Takže úplně první věc, kterou jsme chtěli v této budově udělat, bylo podívat se na vzduchotechniku. Techničtí inženýři navrhují zařízení vedoucí vzduch tak, aby měli jistotu, že se lidé cítí dobře a že teplota a proud vzduchu jsou nastavené optimálně. Dosahují toho použitím principů fyziky a chemie, ale mohli by také využívat biologii. Když se podíváte na mikroby v jedné části vzduchotechniky v této budově, uvidíte, že jsou si velmi podobní. A když to srovnáte s mikroby v jiné části vzduchotechniky, uvidíte, že tito jsou úplně odlišní. Místnosti této budovy jsou jako ostrovy jednoho souostroví a co z toho vyplývá, je poznatek, že techničtí inženýři jsou jako eko-inženýři a mají schopnost strukturovat biomy v této budově způsobem, kterým chtějí.
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.
Dalším činitelem, který roznáší mikroby, jsou lidé a projektanti často umisťují místnosti těsně vedle sebe, aby usnadnili kontakty mezi lidmi, sdílení jejich myšlenek, stejně jako v laboratořích a kancelářích. Jestliže tedy mikrobi cestují spolu s lidmi, můžete očekávat, že místnosti, které jsou blízko sebe, mají podobné biomy. A to je přesně to, co jsme zjistili. Když se podívate do spolu sousedících tříd, mají velmi podobné ekosystémy, ale když jdete do kanceláře, která je vzdálenější, ekosystém je úplně odlišný. A když na těchto bio-zeměpisných vzorcích vidím, jakou sílu roznášení má, myslím, že je možné vyřešit opravdu náročné problémy, jako jsou infekce získané v nemocnicích. Věřím, že toto musí být alespoň částečně otázka ekologie budovy.
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.
Řeknu vám ještě jeden příběh týkající se této budovy. Spolupracuji s Charliem Brownem. Je architektem a vážně se zabývá celosvětovou změnou klimatu. Svůj život zasvětil udržitelnému designu. Když mě potkal a pochopil, že je možné studovat měřitelným způsobem, jak jeho různé návrhy ovlivní ekologii a biologii této budovy, nadchnul se, protože to přidalo novou dimenzi tomu, co dělal. Přestal zvažovat pouze energetické hledisko, začal také přemýšlet o lidském zdraví. Podílel se na návrzích některých částí systému vzduchotechniky této budovy a způsobu, jakým byla větrána.
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.
Takže první, co vám ukážu, je vzduch, který jsme odebrali mimo budovu. To na co se díváte je otisk bakteriálních komunit ve venkovním vzduchu a to jak se průběžně mění. Dále vám ukážu, co se stalo, když jsme experimentálně upravili třídy. Na noc jsme je ucpali tak, tak, aby neměly žádné větrání. Mnoho budov funguje tímto způsobem, pravděpodobně i u vás v zaměstnání, firmy to dělají kvůli úspoře peněz za energii. Zjistili jsme, že tyto místnosti zůstaly relativně nehybné až do soboty, kdy jsme větrací otvory znovu otevřeli. Když jste do těchto místností vešli, opravdu nepříjemně zapáchaly a naše data naznačují, že to má něco do činění s bakteriální polévkou ve vzduchu, který zde zůstal po lidech z předchozího dne. Dejme to do kontrastu s místnostmi, pro které byla navržena udržitelná strategie pasivního designu, kdy se vzduch dostává dovnitř skrze okna se žaluziemi. Vzduch v těchto místnostech relativně dobře kopíroval venkovní ovzduší, a když to Charlie viděl, opravdu ho to zaujalo. Cítil, že udělal dobrou volbu s navrženým designem, protože to bylo energeticky úsporné a zároveň smylo místní mikrobiální klima.
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.
Příklady, které jsem vám dala jsou z oblasti architektury, ale jsou platné pro návrh čehokoli. Představte si práci s užitečným druhem mikrobů v letadle nebo na telefonu.
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.
Známe nový druh mikrobů, nedávno jsem jej objevila. Nazývá se BLIS a ukázalo se, že odpuzuje patogeny a zároveň vám dá svěží dech. Nebylo by to úžasné, kdybychom všichni měli BLIS na našich telefonech?
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?
Jde o vědomý přístup k designu, já jej nazývám bioinformační design a myslím, že je uskutečnitelný.
A conscious approach to design, I'm calling it bioinformed design, and I think it's possible.
Děkuji vám.
Thank you.
(Potlesk)
(Applause)