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.
Tudo está coberto por ecossistemas invisíveis feitos de minúsculas formas de vida: bactérias, vírus e fungos. Nossas escrivaninhas, computadores, lápis, edifícios, todos abrigam paisagens de microrganismos. Ao planejar essas coisas, podíamos pensar em desenhar estes mundos invisíveis, e pensar como eles interagem com os nossos ecossistemas pessoais.
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.
Nossos corpos são lar para trilhões de microrganismos e estas criaturas definem quem somos. Os microrganismos no seu intestino podem influenciar seu peso e seu humor. Na sua pele, eles podem estimular seu sistema imunológico. Na sua boca, eles podem refrescar seu hálito, ou não, e o fundamental é que os nossos ecossistemas pessoais interagem com os ecossistemas de tudo que tocamos. Então, por exemplo, quando se toca um lápis, ocorre a troca de microrganismos.
If we can design the invisible ecosystems in our surroundings, this opens a path to influencing our health in unprecedented ways.
Se pudermos planejar os ecossistemas invisíveis ao nosso redor, isto pode influenciar nossa saúde de formas sem precedentes.
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.
Perguntam-me todo tempo, "É realmente possível planejar ecossistemas de microrganismos?" E acredito que a resposta seja sim. Penso que estamos fazendo isso agora mesmo, mas de maneira inconsciente. Vou compartilhar uns dados com vocês de um aspecto da minha pesquisa em arquitetura que demonstra como, através de planejamento consciente e inconsciente, causamos impacto nesses mundos invisíveis.
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."
Este é o Complexo Empresarial Lillis na Universidade do Oregon, e trabalhei com uma equipe de arquitetos e biólogos para coletar amostras de mais de 300 salas deste edifício. Queríamos conseguir algo como um registro fóssil deste edifício, e para tanto, coletamos amostras de pó. Do pó, retiramos as células bacterianas, partimo-las e comparamos sua sequência genética. Isto significa que as pessoas da minha equipe usaram muito aspirador de pó neste projeto. Este é uma foto do Tim, que quanto tirei esta foto, lembrou-me, disse, "Jessica, o último grupo de laboratório onde trabalhei fiz trabalho de campo nas florestas da Costa Rica, e as coisas mudaram drasticamente para mim."
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.
Vou lhes mostrar primeiro o que encontramos nos escritórios, e observaremos os dados por uma ferramenta de visualização que estive trabalhando em colaboração com Autodesk. Vejam esses dados assim, primeiro, vejam a parte de fora do círculo. Vão ver um grande número de grupos de bactérias, e se olharem para a forma deste lóbulo rosa, ele diz algo sobre a abundância relativa de cada grupo. Pelas 12 horas, vão ver que os escritórios têm muitas proteobactérias alfa, e à uma hora vão ver que bactérias bacilli são relativamente raras.
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.
Vamos ver o que se passa em diferentes tipos de espaços neste edifício. Se olharem dentro dos banheiros, todos têm ecossistemas parecidos, e se fossem olhar dentro das salas de aula, estas também têm ecossistemas parecidos. Mas se olharem esses tipos de espaços, podem ver que são fundamentalmente diferentes entre si. Gosto de pensar que os banheiros são como florestas tropicais. Disse a Tim, "Se você pudesse ver os microrganismos, é como se estivesse na Costa Rica. Mais ou menos" E penso que os escritórios são como pradarias temperadas.
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.
Esta perspectiva é muito poderosa para os designers, porque eles podem acolher os princípios de ecologia, e um importante princípio é dispersão, como os organismos se movimentam. Sabemos que os microrganismos são dispersados pelas pessoas e pelo ar. Então a primeira coisa que quisemos fazer neste edifício foi observar o sistema de ventilação. Engenheiros mecânicos projetam unidades de tratamento de ar para assegurar que as pessoas se sintam confortáveis, e que o fluxo de ar e a temperatura estejam certos. Para tanto, usam princípios de física e química, mas poderiam usar também a biologia. Se olharem os microrganismos em um dessas unidades de tratamento de ar deste edifício, vão notar que são muito parecidos entre si. Se compararem isso com os microrganismos de uma unidade de tratamento de ar diferente, vão notar que são fundamentalmente diferentes. As salas deste edifício são como ilhas em um arquipélago e isso quer dizer que os engenheiros mecânicos são como engenheiros ecológicos e têm a habilidade de estruturar biomas neste edifício do jeito que querem.
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.
Outro modo de movimentação dos microrganismos é através das pessoas, e os designers geralmente agrupam salas para facilitar a interação entre pessoas, e o compartilhamento de ideias, como em laboratórios e escritórios. Dado que os microrganismos viajam com as pessoas. pode-se esperar que salas próximas tenham biomas parecidos. E foi exatamente isso que encontramos. Se olharem salas de aulas adjacentes, elas têm ecossistemas muito parecidos, mas se for a um escritório mais distante, o ecossistema é fundamentalmente diferente. E quando vejo o poder que a dispersão tem nesse padrões biogeográficos, fico pensando que é possível enfrentar problemas desafiadores, como as infecções hospitalares. Acredito que isso está relacionado, em parte, com um problema da ecologia do edifício.
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.
Tudo bem, contarei mais uma história sobre este edifício. Estou colaborando com Charlie Brown. Ele é um arquiteto, e Charlie é muito preocupado com a mudança climática global. Ele tem dedicado sua vida ao design sustentável. Quando me conheceu e percebeu que era possível para ele estudar de um modo quantitativo como suas escolhas de planejamento impactaram a ecologia e biologia deste edifício, ficou entusiasmado, porque acrescentou uma nova dimensão ao que fazia. Ele passou de pensar apenas sobre energia a começar a pensar na saúde humana. Ajudou a projetar alguns dos sistemas de tratamento de ar deste edifício e como era a ventilação.
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.
Então primeiro vou mostrar-lhes o ar que coletamos fora do edifício. Estamos olhando para a assinatura das comunidades bacterianas ao ar livre e como variam ao longo do tempo. Depois vou mostrar o que aconteceu quando manipulamos experimentalmente as salas de aula. Fechamos completamente durante a noite para que não tivessem nenhuma ventilação. Muitos edifícios operam dessa forma, provavelmente onde vocês trabalham, e empresas fazem isso para economizar o custo de energia elétrica. Encontramos que essas salas permanecem relativamente estagnadas até sábado, quando abrimos a ventilação novamente. Quando entramos nas salas, elas cheiravam muito mal, e nossos dados sugerem que tinha algo a ver com ter deixado para trás a sopa de bactérias transportadas pelo ar pelas pessoas do dia anterior. Comparem isto com as salas que foram projetadas usando a estratégia de planejamento passivo sustentável onde o ar de fora entra através de venezianas. Nestas salas, o ar acompanhou o ar de fora muito bem, e quando Charlie viu isso, ficou entusiasmado. Sentiu que fez uma boa escolha no processo de design porque era eficiente energeticamente e eliminava as paisagens de microrganismos do edifício.
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.
Os exemplos que dei foram de arquitetura, mas são relevantes para o planejamento de qualquer coisa. Imaginem planejar pensando nos tipos de microrganismos que queremos no avião ou no telefone.
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?
Há um novo microrganismo, que descobri recentemente. É chamado BLIS, e foi demonstrado que afasta os patogênicos e dá uma hálito bom. Não seria demais ter BLIS nos nossos telefones?
A conscious approach to design, I'm calling it bioinformed design, and I think it's possible.
Uma abordagem consciente para o planejamento, o qual chamo de design bioinformado e penso que é possível.
Thank you.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)