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.
Wszystko pokryte jest niewidzialnymi ekosystemami maleńkich form życia: bakterii, wirusów i grzybów. Nasze biurka, komputery, ołówki, budynki, to całe połacie bakteryjnego krajobrazu. Projektując to wszystko, moglibyśmy pomyśleć o kształtowaniu tych niewidzialnych światów i o tym, jak mogą one współdziałać z naszymi osobistymi ekosystemami.
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.
Nasze ciała są domem dla bilionów drobnoustrojów, które definiują kim jesteśmy. Bakterie w naszych jelitach mogą wpływać na wagę i nastrój. Bakterie na skórze wspomagać układ odpornościowy. Bakterie jamy ustnej sprawiać, że oddech jest świeży albo i nie, ale kluczowe jest to, że nasze ekosystemy oddziałują z ekosystemami wszystkiego, czego dotkniemy. Na przykład, gdy dotkniemy ołówka, następuje mikrobiologiczna wymiana.
If we can design the invisible ecosystems in our surroundings, this opens a path to influencing our health in unprecedented ways.
Gdybyśmy mogli zaprojektować te otaczające nas ekosystemy otworzyłoby to drogę do wpływania na nasze zdrowie w bezprecedensowy sposób.
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.
Często słyszę pytanie: "Czy jest możliwe stworzenie bakteryjnych ekosystemów?". Wierzę, że odpowiedź na to pytanie brzmi: tak. Myślę, że już to robimy, choć na razie nieświadomie. Podzielę się z wami danymi z części moich badań nad architekturą, które pokazują, jak za pomocą świadomego i nieświadomego projektowania wpływamy na te niewidzialne światy.
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."
To kompleks Lillis Business na University of Oregon. Wspólnie z zespołem architektów i biologów pobraliśmy próbki z 300 pomieszczeń tego budynku. Chcieliśmy uzyskać coś na kształt zapisu kopalnego budynku, dlatego zebraliśmy próbki kurzu. Z niego uzyskaliśmy komórki bakterii, i porównaliśmy sekwencje ich genów. Oznacza to, że mój zespół musiał bardzo dużo odkurzać w trakcie tego projektu. To Tim, który na chwilę przed cyknięciem fotki przypomniał mi: "Jessica, z ostatnią grupą badawczą pracowałem w kostarykańskim lesie deszczowym, to dla mnie naprawdę drastyczna odmiana".
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.
Pokażę wam najpierw, co znaleźliśmy w biurach. Dane zobrazuje nam narzędzie do wizualizacji, które opracowuję we współpracy z Autodesk. Na dane należy odpowiednio patrzeć. Najpierw patrzymy na pole poza okręgiem. Widać tam obszerne grupy bakterii, a spoglądając na kształt tego różowego płata, można dowiedzieć się o względnej liczebności każdej grupy. Na godzinie 12 widać, że w biurach występuje duża ilość alfaproteobakterii, a na godzinie 1, że bakterie z klasy Bacilli występują względnie rzadko.
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.
Zobaczmy, co dzieje się w innych częściach budynku. Jeśli spojrzeć do wnętrza toalet, widać, że mają one bardzo podobne ekosystemy. Z kolei patrząc do wnętrza klas, również okazuje się, że wszystkie mają zbliżone ekosystemy. Jednak gdy spojrzeć na te przestrzenie przekrojowo, widać, że wyraźnie się od siebie różnią. widać, że wyraźnie się od siebie różnią. Lubię myśleć o łazienkachjak o lesie tropikalnym. Mówię Timowi: "Gdybyś mógł zobaczyć te mikroby, poczułbyś się prawie jak na Kostaryce. Prawie." Lubię też myśleć o biurach jak o łąkach.
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.
To podejście niesie duży potencjał dla projektantów, ponieważ znajduje miejsce dla zasad ekologii. A bardzo istotną zasadą ekologii jest rozpraszanie, czyli sposób, w jaki organizmy się przemieszczają. Wiemy, że bakterie rozprzestrzeniają się dzięki ludziom i powietrzu. Dlatego pierwszą rzeczą, którą chcieliśmy sprawdzić, był system wentylacji. Inżynierowie tak projektują systemy wentylacyjne, aby powietrze oraz temperatura były odpowiednie. Robią to stosując zasady fizyki i chemii, ale mogliby również używać biologii. Kiedy przypatrzeć się bakteriom jednego z systemów wentylacji budynku, można zauważyć, że są do siebie bardzo podobne. Ale jeśli porównać te bakterie z tymi w wentylacji w innych częściach budynku, widać, że są diametralnie różne. Pomieszczenia tego budynku są jak wyspy archipelagu co oznacza, że inżynierowie są jak eko-inżynierowie z możliwościami kształtowania biomów budynku, na jaki tylko zapragną sposób.
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.
Bakterie są roznoszone także przez ludzi, a architekci często grupują pomieszczenia aby ułatwić ludzkie interakcje, wymianę idei, tak jak to jest w przypadku laboratoriów i biur. Ponieważ bakterie przemieszczają się z ludźmi, można przypuszczać, że pokoje znajdujące się blisko siebie mają bardzo podobne biomy. I dokładnie tego się dowiedzieliśmy. Klasy przylegające do siebie mają bardzo podobne ekosystemy, ale już ekosystem biura położonego w większej odległości jest fundamentalnie inny. Kiedy patrzę na potencjał rozproszenia tych biogeograficznych wzorców, wydaje mi się możliwym próba rozwiązania trudnych problemów, takich jak infekcje szpitalne. Jestem przekonana, że to po części kwestia ekologii budynku.
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.
Dobrze. Opowiem wam coś jeszcze o tym budynku. Współpracuję z Charlie'm Brownem. Jest architektem, bardzo zaniepokojonym globalnymi zmianami klimatu. Poświęcił całe życie zrównoważonemu projektowaniu. Kiedy się poznaliśmy, zdał sobie sprawę, że może zbadać w sposób ilościowy, jak jego projekty wpływają na ekologię i biologię tego budynku. Zachwycił się tym, bo to dodaje nowy wymiar do jego pracy. Przeszedł od myślenia tylko o energii, do myślenia również o ludzkim zdrowiu. Pomógł zaprojektować część systemów wentylacyjnych budynku. Pomógł zaprojektować część systemów wentylacyjnych budynku.
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.
Pokażę wam najpierw powietrze, którego próbki zebraliśmy na zewnątrz budynku. Widzimy tutaj sygnaturę bakteryjnych społeczności na zewnątrz i to, jak zmieniają się one w czasie. Następnie pokażę wam, co stało się, kiedy dla eksperymentu zmanipulowaliśmy wentylację w klasach. Uszczelniliśmy ją nocą, tak, by nie było przepływu powietrza. Wiele budynków zarządzane jest w ten sposób, pewnie również te, gdzie pracujecie, a firmy robią to, aby oszczędzić na rachunkach za energię. Okazało się, że te pokoje pozostały we względnym zastoju aż do soboty, kiedy otworzyliśmy ponownie wentylację. Kiedy weszliśmy do tych pomieszczeń, unosił się w nich brzydki zapach, a nasze badania sugerują, że miało to związek z pozostałą tam w powietrzu bakteryjną "zupą" po ludziach z dnia poprzedniego. Zestawmy to z pomieszczeniami, które zaprojektowano zgodnie ze zrównoważoną, pasywną strategią projektowania, gdzie powietrze d.stawało się z zewnątrz przez szczeliny wentylacyjne, W tych pomieszczeniach wentylacja powietrzem z zewnątrz wypadła o wiele lepiej. Charlie był tym naprawdę podekscytowany. Poczuł, że dobrze wszystko zaprojektował, Poczuł, że dobrze wszystko zaprojektował. Projekt był nie tylko energooszczędny, ale też wspomagał oczyszczanie pozostałych ekosystemów bakteryjnych budynku.
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.
Przykłady, które przytoczyłam, dotyczą architektury, ale mogą znaleźć zastosowaniew projektowaniu czegokolwiek. Wyobraźmy sobie projektowanie z rodzajem bakterii, które chcemy mieć w samolocie czy na telefonie.
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?
Niedawno odkryłam nową bakterię. Nazywa się BLIS i zarówno zapobiega pojawianiu się patogenów, Nazywa się BLIS i zarówno zapobiega pojawianiu się patogenów, jak i zapewnia świeży oddech. Czy nie byłoby świetnie mieć BLIS na naszych telefonach?
A conscious approach to design, I'm calling it bioinformed design, and I think it's possible.
To świadome podejście do projektowania, które nazywam bio-świadomym, jest możliwe.
Thank you.
Dziękuję.
(Applause)
(Brawa)