Alt er dækket af et usynligt økosystem bestående af livsformer: bakterier, vira og svampe. Vores skriveborde, vores computere, vores blyanter, vores bygninger huser alle bosiddende mikrobielle landskaber. Når vi designer disse ting, kunne vi tænke på at designe disse usynlige verdener, og også tænke på hvordan de interagerer med vores personlige økosystemer.
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.
Vores kroppe er hjemsted for milliarder af mikrober, og disse dyr definerer hvem vi er. Disse mikrober i vores mave kan have indvirkning på ens vægt og ens humør. Disse mikrober på ens hud kan hjælpe en med at løfte ens immunsystem. Disse mikrober i ens mund kan friske ens ånde op, eller ikke, og det vigtige er at vores personlige økosystem interagerer med økosystemer på alt vi rører ved. For eksempel, når man rører ved en blyant, finder en mikrobiel udveksling sted.
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.
Hvis vi kan designe det usynlige økosystem i vores miljø, åbner dette en vej til at påvirke vores helbred på hidtil usete måder.
If we can design the invisible ecosystems in our surroundings, this opens a path to influencing our health in unprecedented ways.
Jeg bliver hele tiden spurgt af mennesker, "Er det muligt virkelig at designe mikrobielle økosystemer?" Og jeg mener at svaret er ja. Jeg mener at vi gør det lige nu, men vi gør det ubevidst. Jeg vil dele nogle data med jer fra et aspekt af min forskning der fokuserer på arkitektur der demonstrerer hvordan, gennem både bevidst og ubevidst design, at vi påvirker disse usynlige verdener.
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.
Dette er Lillis Business Complex ved University of Oregon, og jeg arbejdede med et team af arkitekter og biologer med at tage prøver fra over 300 lokaler i denne bygning. Vi ville have noget lig fossile optegnelser af bygningen, og for at gøre det, indsamlede vi støv. Fra støvet, trak vi bakterieceller ud, slog dem i stykker, og sammenlignede deres gensekvens. Dette betyder at menneskerne i min gruppe støvsugede meget i løbet af dette projekt. Dette er et billede af Tim, der, lige da jeg tog dette billede, mindede mig om, han sagde, "Jessica, den sidste laboratoriegruppe jeg arbejdede i, lavede jeg feltarbejde i regnskoven i Costa Rica, og tingene har ændret sig dramatisk for mig."
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."
Jeg vil nu vise jer det vi fandt på kontoret, og vi vil se på dataene gennem et visualiserings værktøj, som jeg har arbejdet på i samarbejde med Autodesk. Måden man ser på denne data er, først, kig rundt på ydersiden af cirklen. Men vil se en bred gruppe af bakterier, og hvis man kigger på formen af denne lyserøde lap, fortæller det en noget om den relative overflod af hver gruppe. Klokken 12, vil man se at mange kontorer har mange alphaproteobakterier, og klokken et kan man se at baciller er relativt sjældne.
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.
Lad os se på hvad der sker på andre steder i denne bygning. Hvis man ser inden i toiletterne, har de alle virkelig ensartede økosystemer, og hvis man kigger inden i klasseværelserne, har de også lignende økosystemer. Men hvis man ser på disse lokale typer, kan man se at de er fundamentalt forskellige fra hinanden. Jeg kan godt lide at tænke på toiletter som tropiske regnskove. Jeg fortalte Tim, "Hvis du bare kunne se mikroberne, det er lidt ligesom at være i Costa Rica. På en måde." Og jeg kan også godt lide at tænke op kontorer som værende græsmarker.
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.
Dette perspektiv er virkelig kraftigt for designere, fordi man kan medbringe principperne om økologi, og et virkelig vigtigt princip om økologi er spredning, måden hvorpå organismer flytter sig. Vi ved at mikrober bliver spredt af mennesker og af luft. Den allerførste ting vi ville gøre i denne bygning var at se på ventilationssystemet. Maskiningeniører designer ventilationsenheder til at sørge for at folk har det komfortabelt, at luft strømmen og temperaturen er helt rigtig. De gør dette ved at bruge principper om fysik og kemi, men de kunne også brug biologi. Hvis man ser på mikroberne i en af ventilationsenheder i denne bygning, kan man se at de er meget lig hinanden. Og hvis man sammenligner dette med mikroberne i en anden luft behandlings enhed, man vil se at de er fundamentalt forskellige. Lokalerne i denne bygning er ligesom øerne i en øgruppe, og det det betyder er at maskiningeniørerne er ligesom øko-ingeniører, og de har evnen til at strukturere økosystemer i denne bygning på den måde som de vil.
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.
En anden side af hvordan mikrober kommer rundt er med mennesker, og designere grupperer ofte lokaler for at lette interaktioner mellem mennesker, eller at dele ideer, ligesom i laboratorier og i kontorer. Givet at mikrober rejser rundet med mennesker, kunne man forvente at se lokaler der ligger tæt sammen har virkelig ens økosystemer. Og det er præcis det vi fandt ud af. Hvis man ser på klasselokalerne der ligger lige ved siden af hinanden, de har meget ens økosystemer, men hvis man går ind på et kontor der ligger længere væk målt på gåafstand, er økosystemet fundamentalt anderledes. Og når jeg ser kraften som den spredning har på disse biogeografiske mønstre, får det mig til at tro at det er muligt at takle virkelig udfordrende problemer, ligesom en infektion man har fået på sygehuset. Jeg mener dette, til dels, skyldes bygningens økologiske problem.
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.
Okay, jeg vil fortælle jer en sidste historie om denne bygning. Jeg arbejder sammen med Charlie Brown. Han er arkitekt, og Charlie bekymrer sig utrolig meget om den globale klimaforandringer. Han har viet sit liv til bæredygtigt design. Da han mødte mig og og blev klar over at det var muligt for ham at studere det på en kvantitativ måde hvordan hans designvalg påvirkede økologien og biologien denne bygning, blev han virkelig begejstret, fordi det tilføjede en ny dimension til det han gjorde. Han gik fra bare at tænke på energi til også at begynde med at tænke på folks helbred. Han hjalp med at designe nogle af ventilationssystemerne i denne bygning og måden den er ventileret på.
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.
Det jeg først vil vise jer er luften som vi tog en prøve på uden for bygningen. Det I ser på er et tegn på bakterie samfund i luften udendørs, og hvordan de ændrer sig over tid. Nu vil jeg vise jer hvad der skete da vi i et forsøg manipulerede klasselokaler. Vi lukkede for dem om natten så der ikke var nogen ventilation. Mange bygninger bliver styret på denne måde, sikkert hvor I arbejder, og firmaerne gør dette for at spare penge på strømregningen. Det vi så var at disse lokaler forblev forholdsvis stagnerende til lørdag, da vi åbnede for ventilationen igen. Når man gik ind i de lokaler, lugtede de virkelig dårligt, og vores data foreslår at det har noget at gøre med at efterlade den luftbårne bakteriesuppe fra mennesker fra dagen før. Sammenlign dette med lokaler der blev designet ved hjælp af bæredygtige passive design strategier hvor luften kom ind udefra gennem lameller. I disse lokaler, fulgte luften den udendørs luft relativt godt, og da Charlie så dette, blev han virkelig begejstret. Han følte at han havde truffet et godt valg med designprocessen fordi den både var energieffektiv og den vaskede bygningens bosiddende mikrobielle landskab væk.
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.
Eksemplerne som jeg lige har givet jer handler om arkitektur, men de er relevante for enhver tings design. Forestil jer at designe med den slags mikrober vi vil have i et fly eller en telefon.
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.
Der er en ny mikrobe, jeg har lige opdaget den. Den hedder BLIS, og den har vist både at beskytte mod patogener og give en god ånde. Ville det ikke være fedt hvis vi alle havde BLIS på vores telefoner?
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?
En bevidst tilgang til design, jeg kalder det bioinformeret design, og jeg mener det er muligt.
A conscious approach to design, I'm calling it bioinformed design, and I think it's possible.
Tak.
Thank you.
(Bifald)
(Applause)