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.
Peste tot există ecosisteme invizibile alcătuite din forme de viață minuscule – bacterii, viruși și fungi. Birourile, calculatoarele, pixurile, clădirile, toate adăpostesc colonii microbiene. Când proiectăm, ar trebui să luăm în considerare aceste lumi invizibile, gândindu-ne și la modul în care interacționează ele cu ecosistemul nostru personal.
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.
Suntem gazda a trilioane de microbi, iar aceștia determină cum suntem. Microbii din intestine ne pot influența greutatea și starea de spirit. Microbii de pe piele ajută la întărirea sistemului imunitar. Microbii din gură ne împrospătează respirația, sau nu, și cel mai important e că ecosistemele noastre personale interacționează cu ecosistemele a tot ceea ce atingem. De pildă, când punem mâna pe un pix, se produc schimburi microbiene.
If we can design the invisible ecosystems in our surroundings, this opens a path to influencing our health in unprecedented ways.
Jonglarea cu ecosistemele invizibile din jurul nostru ar deschide o cale de influență fără precedent asupra sănătății noastre.
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.
Oamenii mă întreabă tot timpul: „Chiar este posibil să proiectăm ecosisteme microbiene?” Cred că răspunsul este da. Cred că o facem chiar acum, dar în mod inconștient. Vă voi împărtăși niște informații dintr-unul din aspectele cercetării mele concentrate pe arhitectură care demonstrează cum, prin proiectare conștientă și inconștientă, influențăm aceste lumi invizibile.
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."
Acesta este Complexul de Afaceri Lillis de la Universitatea din Oregon, unde am lucrat cu o echipă de arhitecți și biologi pentru a lua probe din peste 300 de încăperi din clădire. Am vrut să alcătuim un registru de organisme, și pentru asta am testat praful. Din praf, am extras celulele bacteriene, le-am deschis și le-am comparat succesiunea genetică. Asta înseamnă că oamenii din acest grup au lucrat mult cu aspiratorul pentru acest proiect. În fotografia asta e Tim, care, exact când i-am făcut poza asta, mi-a amintit spunând: „Jessica, în ultimul grup de laborator din care am făcut parte făceam muncă de teren în pădurile din Costa Rica și pentru mine lucrurile s-au schimbat dramatic.”
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.
Am să vă arăt întâi ce am găsit în birouri și vom vedea informațiile printr-un program de vizualizare pe care l-am creat în parteneriat cu Autodesk. Cum trebuie să priviți aceste informații? Mai întâi, uitați-vă spre marginea cercului. Veți vedea marile grupuri de bacterii, iar uitându-vă pe marginea acestei petale mov, vă faceți o părere despre densitatea corespunzătoare fiecărui grup. Deci, la ora 12, vedem că birourile au multe alfaproteobacterii, iar la ora 1, bacilii sunt relativ puțini.
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.
Să aruncăm o privire la ce se întâmplă în diferitele compartimente ale clădirii. În sălile de toaletă, ecosistemele sunt similare. La fel și în sălile de clasă. Dar comparând compartimentele, se vede că diferă fundamental între ele. Îmi place să compar toaleta cu pădurea tropicală. I-am și spus lui Tim: „Dacă ai vedea microbii, te-ai simți ca în Costa Rica. Aproape.” Și îmi place să compar birourile cu o pășune din zona temperată.
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.
Această perspectivă e foarte utilă pentru arhitecți fiindcă se pot folosi de principiile ecologiei, unul important fiind principiul dispersiei, modul în care se mișcă organismele. Știm că microbii sunt purtați de oameni și de aer. Deci, primul lucru pe care am vrut să-l facem în ceastă clădire a fost să analizăm sistemul de ventilație. Inginerii au proiectat unități de ventilație pentru a asigura confortul oamenilor din clădire, o temperatură și o ventilație adecvată. S-au folosit de principiile fizicii și chimiei, dar ar putea să țină cont și de biologie. Comparând microbii dintr-un tip de unitate de ventilație a clădirii, vedeți că sunt foarte asemănători. În comparație cu microbii dintr-o altă unitate de ventilație, vedeți că sunt fundamental diferiți. Încăperile din această clădire sunt ca insulele unui arhipelag, ceea ce înseamnă că inginerii sunt ca eco-inginerii având abilitatea de a structura compoziția biomului din clădire așa cum vor.
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.
O altă modalitate a răspândirii microbilor e prin oameni și arhitecții adesea proiectează sălile în aceeași zonă pentru a facilita interacțiunea socială sau împărtășirea ideilor, cum ar fi în laboratoare și birouri. Dat fiind că microbii sunt purtați de oameni, ne-am aștepta ca încăperile învecinate să aibă același biom. Exact asta am găsit. Dacă priviți sălile de clasă adiacente, au ecosisteme foarte asemănătoare, dar dacă mergeți într-un birou mai îndepărtat, ecosistemul e fundamental diferit. Observând puterea extraordinară a factorului de dispersie asupra acestor distribuții biogeografice, mă face să mă gândesc că se pot aborda prin asta probleme foarte grave cum ar fi infecțiile luate în spital. Cred că aceasta trebuie să fie, în parte, o problemă de arhitectură ecologică.
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.
Bine, vă voi mai spune o întâmplare despre această clădire. Colaborez cu Charlie Brown. El e arhitect și e foarte preocupat de schimbarea globală a climei. Și-a dedicat întreaga viață proiectării sustenabile. Când ne-am întâlnit și și-a dat seama că poate studia în mod cantitativ impactul soluțiilor sale de proiectare asupra ecologiei și biologiei acestei clădiri, s-a entuziasmat pentru că asta dădea o nouă dimensiune la ceea ce a făcut. Nu s-a gândit doar la energie, ci a luat în calcul și sănătatea oamenilor. A contribuit la proiectarea unor sisteme de ventilație ale clădirii, la felul cum era ventilată.
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.
Prima dată vă voi arăta aerul care a fost analizat în exteriorul clădirii. Vedeți compoziția comunităților bacteriene din aerul din exterior și variația sa în timp. Apoi vă voi arăta ce s-a întâmplat când am manipulat experimental sălile de clasă. Le-am blocat complet peste noapte astfel că nu au fost deloc ventilate. A droaie de clădiri funcționează așa, probabil și unde lucrați. Companiile fac asta pentru a economisi banii de curent. Am constatat că aceste săli au rămas cu o compoziție relativ constantă până sâmbăta când am dat drumul iar sistemului de ventilație. Când am intrat în aceste săli, miroseau foarte urât și datele sugerează că supa bacteriană a celor din ziua precedentă a rămas pe loc. În contrast cu aceste săli sunt cele care au fost proiectate folosindu-se o soluție pasivă sustenabilă prin care aerul intră prin niște jaluzele. În aceste săli aerul semăna cu cel de afară și când Charlie a văzut asta, s-a bucurat mult. A realizat că făcuse o alegere de proiectare bună pentru că soluția era atât eficientă energetic, cât și sănătoasă, primenind aerul de ansamblul microbian remanent.
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.
Exemplele pe care vi le-am dat sunt din arhitectură, dar sunt relevante pentru proiectarea oricărui lucru. Imaginați-vă să proiectăm microbii pe care-i dorim într-un avion sau pe un telefon.
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?
Tocmai am descoperit un microb nou. Se numește BLIS (beatitudine) și s-a demonstrat că păzește de patogeni, în același timp dă o respirație proaspătă. Nu ar fi minunat să avem cu toții BLIS pe telefoanele noastre?
A conscious approach to design, I'm calling it bioinformed design, and I think it's possible.
Iată o abordare conștientă a proiectării pe care o numesc proiectare bioinformată și cred că este posibilă.
Thank you.
Mulțumesc.
(Applause)
(Aplauze)