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.
Tout est recouvert d'écosystèmes invisibles composés de formes de vie minuscules : bactéries, virus et champignons. Nos bureaux, nos ordinateurs, nos crayons, nos bâtiments tous sont les hôtes de paysages microbiens résidents. Lorsque nous concevons ces choses, nous pourrions penser à la conception de ces mondes invisibles, et nous pourrions aussi examiner la manière dont ils interagissent avec nos écosystèmes personnels.
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.
Nos corps sont la demeure de trillons de microbes, et ces créatures définissent qui nous sommes. Les microbes intestinaux peuvent influencer votre poids et vos humeurs Les microbes sur votre peau peuvent contribuer à renforcer votre système immunitaire. Les microbes dans votre bouche peuvent rafraîchir votre haleine, ou pas, et l'élément-clé est que nos écosystèmes personnels interagissent avec les écosystèmes de tout ce que nous touchons. Donc, par exemple, quand vous touchez un crayon, il y a un échange microbien.
If we can design the invisible ecosystems in our surroundings, this opens a path to influencing our health in unprecedented ways.
Parvenir à concevoir les écosystèmes invisibles dans nos environnements, ouvre la voie pour influer sur notre santé de manières inédites.
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.
On me demande toujours, "Peut-on réellement concevoir des écosystèmes microbiens ?" Je crois pouvoir répondre que oui. Je pense que nous le faisons déjà, mais nous n'en sommes pas conscients. Je vais partager avec vous des données tirées d'un aspect de mes recherches qui se concentre sur l'architecture et qui démontre comment, par une conception à la fois consciente et inconsciente, nous impactons ces mondes invisibles.
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."
Voici le complexe d'affaires Lillis à l'université de l'Oregon, où j'ai travaillé avec une équipe de biologistes et d'architectes à prélever des échantillons de plus de 300 pièces dans ce bâtiment. Nous voulions obtenir quelque chose comme une trace fossile de l'immeuble, et pour ce faire, nous en avons échantillonné la poussière. De la poussière, nous avons retiré des cellules bactériennes, les avons ouvertes, et avons comparé leurs séquences de gènes. C'est-à-dire que les gens dans mon groupe passaient l'aspirateur assez souvent pendant ce projet. Ça, c'est une photo de Tim qui, au moment même où j'étais en train de prendre cette photo, m'a rappelé, m'a dit, " Jessica, dans mon dernier groupe de travail, je faisais du travail de terrain dans la forêt tropicale du Costa Rica, les choses ont drôlement changé pour moi."
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.
Je vais donc d'abord vous faire voir ce que nous avons trouvé dans les bureaux, et nous allons examiner les données à travers un outil de visualisation de données que je suis en train de développer en collaboration avec Autodesk. On examine ces données en regardant d'abord autour de l'extérieur du cercle. Vous verrez des grands groupes bactériens, et si vous regardez la forme de ce lobe rose, elle vous dit quelque chose sur l'abondance relative de chaque groupe. Donc à la position de midi, on voit que les bureaux ont beaucoup d'alpha protéo-bactéries, et à la position d'une heure on voit que ces bacilles sont relativement rares.
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.
Passons à ce qui se passe dans des types d'espaces différents dans ce bâtiment. Quand on regarde à l'intérieur des toilettes, elles ont tous des écosystèmes très semblables et si on regardait dans les salles de classe, les écosystèmes y sont aussi similaires.. Mais si on examine ces types d'espaces, on voit qu'ils sont fondamentalement différents les uns des autres. J'aime penser aux toilettes comme à une forêt tropicale. J'ai dit à Tim, "Si seulement tu pouvais voir les microbes, c'est un peu comme être au Costa Rica. Un peu, quoi." Et j'aime aussi voir les bureaux comme une prairie tempérée.
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.
Il s'agit d'une perspective vraiment puissante pour les créateurs parce qu'on peut ainsi se servir des principes d'écologie, et un principe d'écologie d'importance fondamentale est la dispersion, la manière dont les organismes se déplacent. Nous savons que les microbes sont dispersés par les gens et par l'air. Donc la première chose que nous voulions faire dans ce bâtiment, c'était d'examiner sa ventilation. Les ingénieurs en mécanique conçoivent les unités de traitement de l'air afin d'assurer le confort des gens, pour que le flux d'air et la température soient parfaits. Ils se basent sur des principes de physique et de chimie, mais ils pourraient tout aussi bien utiliser la biologie. Si on observe les microbes dans une des unités de traitement de l'air dans ce bâtiment, on s'aperçoit qu'ils sont tous très semblables. Et si on les compare aux microbes d'une autre unité de traitement, on voit qu'ils sont fondamentalement différents. Les pièces de ce bâtiment sont comme les îles d'un archipel, ce qui signifie que les ingénieurs en mécanique sont équivalents à des ingénieurs en écologie, et ils sont capables de structurer les biomes dans ce bâtiment de la façon dont ils le souhaitent.
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.
Les microbes sont aussi dispersés par les gens, et les architectes regroupent souvent les pièces pour faciliter les contacts entre les gens, ou bien l'échange d'idées, dans les bureaux ou les laboratoires, par exemple. Étant donné que les microbes voyagent avec les gens, on s'attendrait à retrouver les mêmes biomes dans les pièces qui sont proches les unes des autres. Et c'est exactement ce que nous avons trouvé. Quand on examine des salles de classe adjacentes, on retrouve des écosystèmes très similaires, mais si on va dans un bureau qui se trouve à une certaine distance, l'écosystème est fondamentalement différent. Et quand j'observe la puissance que la dispersion offre à ces modèles bio-géographiques, ça me fait penser qu'il serait possible de s'attaquer à des problèmes vraiment difficiles, comme les infections nosocomiales. Je maintiens que c'est en partie un problème d'écologie de bâtiments.
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.
Bon, je vais vous raconter une autre histoire sur cet immeuble. Je collabore avec Charlie Brown. Charlie est architecte, et il est profondément préoccupé par le changement climatique mondial. Il a consacré sa vie au design durable. Quand on s'est rencontrés et qu'il s'est rendu compte qu'il lui serait possible d'étudier de manière quantitative l'influence de ses choix de conception sur l'écologie et la biologie de la construction, il s'est vraiment enthousiasmé, parce que ça ajoutait une dimension nouvelle à ce qu'il faisait. Il a cessé de réfléchir uniquement à l'énergie pour commencer à réfléchir à la santé humaine. Il a contribué à la conception de certains des systèmes de traitement d'air dans ce bâtiment et de la façon dont il était ventilé.
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.
Alors, ce que je vous montre d'abord c'est de l'air que nous avons échantillonné à l'extérieur du bâtiment. Ce que vous regardez est une signature des communautés bactériennes dans l'air extérieur, et comment elles varient dans le temps. Maintenant je vais vous montrer ce qui s'est passé lorsque nous avons manipulé expérimentalement les salles de classe. Nous avons bloqué leurs circuits d'air toute la nuit de sorte qu'elles ne puissent pas être ventilées. De nombreux bâtiments sont administrés de cette manière, probablement là où vous travaillez, afin d'économiser sur les factures énergétiques. Nous avons constaté que ces pièces demeuraient relativement stagnantes jusqu'au samedi, quand nous avons rouvert les conduits. Quand on entrait dans ces pièces, elles sentaient vraiment mauvais, et nos données suggèrent que ça avait quelque chose à voir avec les soupes de bactéries laissées par les gens de la veille. Comparons ceci avec des pièces qui ont été conçues en utilisant une stratégie de design passif et durable où l'air venait de l'extérieur à travers des volets. Dans ces pièces, l'air suivait relativement bien l'air extérieur et quand Charlie a vu ça, il s'est vraiment enthousiasmé. Il avait l'impression d'avoir fait un bon choix dans le processus de conception car il était à la fois économe en énergie et lavait pour ainsi dire le paysage microbien résident du bâtiment.
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.
Les exemples que je viens de vous donner concernent l'architecture, mais ils sont pertinents pour la conception de n'importe quoi. Imaginez concevoir des environnements avec le type de microbes que nous voulons dans un avion ou sur un téléphone.
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?
Il y a un nouveau microbe, je viens de le découvrir. il s'appelle BLIS, et on a démontré qu'il repousse les agents pathogènes et stimule une bonne haleine. Ne serait-ce pas génial si nous avions tous des BLIS sur nos téléphones ?
A conscious approach to design, I'm calling it bioinformed design, and I think it's possible.
Il s'agit d'une approche consciente du design, je l'appelle le design bio-éclairé, et je crois que c'est possible.
Thank you.
Merci.
(Applause)
(Applaudissements)