I recently had an epiphany. I realized that I could actually play a role in solving one of the biggest problems that faces mankind today, and that is the problem of climate change. It also dawned on me that I had been working for 30 years or more just to get to this point in my life where I could actually make this contribution to a bigger problem. And every experiment that I have done in my lab over the last 30 years and people who work for me did in my lab over the last 30 years has been directed toward doing the really big experiment, this one last big experiment.
Há uns tempos tive uma inspiração. Apercebi-me que me era possível fazer a diferença e ajudar a resolver um dos maiores problemas da humanidade, o problema da alteração climática. Apercebi-me também que trabalhara durante mais de 30 anos para chegar a este ponto na minha vida em que o meu contributo serve de resposta a um problema de maior dimensão. E que o trabalho desenvolvido no meu laboratório ao longo de 30 anos, juntamente com o trabalho dos meus pares ao longo desse período, tem vindo a convergir em direção a uma grande investigação, a esta última grande investigação.
So who am I? I'm a plant geneticist. I live in a world where there's too much CO2 in the atmosphere because of human activity. But I've come to appreciate the plants as amazing machines that they are, whose job has been, really, to just suck up CO2. And they do it so well, because they've been doing it for over 500 million years. And they're really good at it. And so ...
Quem sou eu? Sou geneticista botânica. Vivo num mundo onde existe CO2 em demasia na atmosfera devido à atividade humana. Como tal, tenho vindo a admirar as plantas como as incríveis máquinas que verdadeiramente são, e cujo trabalho tem sido, essencialmente, absorver CO2. E fazem-no muito bem, porque é o que têm feito ao longo de mais de 500 milhões de anos. E são exímias no que fazem. Posto isto...
I also have some urgency I want to tell you about. As a mother, I want to give my two children a better world than I inherited from my parents, it would be nicer to keep it going in the right direction, not the bad direction.
Tenho também de confessar um sentimento de urgência. Como mãe, quero deixar aos meus filhos um mundo melhor que aquele que herdei dos meus pais, seria ótimo mantê-lo a avançar na direção certa, e afastá-lo da direção errada.
But I also ... I've had Parkinson's for the last 15 years, and this gives me a sense of urgency that I want to do this now, while I feel good enough to really be part of this team. And I have an incredible team. We all work together, and this is something we want to do because we have fun. And if you're only going to have five people trying to save the planet, you better like each other, because you're going to be spending a lot of time together.
Além disso... Foi-me diagnosticada a Doença de Parkinson, há 15 anos, o que me dá esta urgência de querer tornar isto possível já, enquanto ainda me é possível fazer parte desta equipa. E que equipa fenomenal, esta! Trabalhamos todos em conjunto, e gostamos de fazer parte disto, porque nos divertimos no processo. Quando temos apenas cinco pessoas a tentar salvar o planeta, é bom que se deem bem, porque vão ter de passar imenso tempo juntas.
(Laughter)
(Risos)
OK, alright. But enough about me. Let's talk about CO2. CO2 is the star of my talk. Now, most of you probably think of CO2 as a pollutant. Or perhaps you think of CO2 as the villain in the novel, you know? It's always the dark side of CO2. But as a plant biologist, I see the other side of CO2, actually. And that CO2 that we see, we see it differently because I think we remember, as plant biologists, something you may have forgotten. And that is that plants actually do this process called photosynthesis. And when they do photosynthesis -- all carbon-based life on our earth is all because of the CO2 that plants and other photosynthetic microbes have dragged in from CO2 that was in the atmosphere. And almost all of the carbon in your body came from air, basically. So you come from air, and it's because of photosynthesis, because what plants do is they use the energy in sunlight, take that CO2 and fix it into sugars. It's a great thing.
Muito bem. Chega de falar de mim. Vamos falar sobre CO2. O CO2 é a vedeta da minha palestra. Provavelmente, a maioria de vós vê o CO2 como um poluente. Ou talvez vejam o CO2 como o vilão da história, não é? É famoso, o lado negro do CO2. Porém, devido à minha profissão, eu vejo o outro lado do CO2. No que toca ao CO2, eu e a minha equipa vemo-lo com outros olhos, porque creio que nos lembramos, como botânicos que somos, de algo que podem ter esquecido. Refiro-me a um processo realizado pelas plantas, a fotossíntese. Quando as plantas fazem fotossíntese — reparem, o carbono é um componente essencial à vida no nosso planeta, tudo na vida se deve ao CO2 que as plantas e outros micro-organismos fotossintéticos conseguem retirar da atmosfera. Essencialmente, quase todo o carbono presente no nosso corpo veio do ar. Fomos criados a partir do ar, e devemo-lo à fotossíntese, visto que aquilo que as plantas fazem é usar a energia dos raios solares, para pegar no CO2 e fixá-lo em açúcares. É incrível.
And the other thing that is really important for what I'm going to tell you today is that plants and other photosynthetic microbes have a great capacity for doing this -- twentyfold or more than the amount of CO2 that we put up because of our human activities. And so, even though we're not doing a great job at cutting our emissions and things, plants have the capacity, as photosynthetic organisms, to help out. So we're hoping that's what they'll do.
Outra informação bastante importante e que quero aqui transmitir hoje é que as plantas e outros micro-organismos fotossintéticos são bastante eficientes no que fazem — são capazes de recolher 20 vezes mais CO2 que o libertado pela atividade humana. Assim sendo, ainda que não tenhamos a melhor prestação na redução de emissões de CO2, as plantas têm a capacidade, como organismos fotossintéticos, de nos dar uma mãozinha. Assim, esperamos poder contar com elas.
But there's a catch here. We have to help the plants a little ourselves, because what plants like to do is put most of the CO2 into sugars. And when the end of the growing season comes, the plant dies and decomposes, and then all that work they did to suck out the CO2 from the atmosphere and make carbon-based biomass is now basically going right back up in the atmosphere as CO2.
Existe, porém, um senão. Precisamos também de lhes dar uma mãozinha, visto que, para as plantas, o ideal é fixar a maioria do CO2 em açúcares. E quando o período vegetativo chega ao fim, a planta morre e decompõe-se, e todo o seu trabalho árduo, a absorver CO2 da atmosfera e a usá-lo para criar biomassa perde-se, regressando à atmosfera, sob a forma de CO2.
So how can we get plants to redistribute the CO2 they bring in into something that's a little more stable? And so it turns out that plants make this product, and it's called suberin. This is a natural product that is in all plant roots. And suberin is really cool, because as you can see there, I hope, everywhere you see a black dot, that's a carbon. There's hundreds of them in this molecule. And where you see those few red dots, those are oxygens. And oxygen is what microbes like to find so they can decompose a plant. So you can see why this is a perfect carbon storage device. And actually it can stabilize the carbon that gets fixed by the plant into something that's a little bit better for the plant.
Então, como fazemos com que as plantas redistribuam o CO2 que absorvem em algo um pouco mais estável? Acontece que as plantas produzem uma substância denominada suberina. Trata-se de uma cera que está presente em todas as raízes de plantas. A suberina é um produto fantástico, uma vez que, como devem poder ver, todos os pontos escuros aqui presentes representam um átomo de carbono. Temos centenas deles nesta molécula. E os pontos vermelhos são átomos de oxigénio. O oxigénio é utilizado pelos micro-organismos para decompor as plantas. Dá para perceber que é um sistema perfeito para armazenar carbono. E também é capaz de estabilizar o carbono que é fixado pela planta em algo que também é mais adequado para a planta.
And so, why now? Why is now a good time to do a biological solution to this problem? It's because over the last 30 or so years -- and I know that's a long time, you're saying, "Why now?" -- but 30 years ago, we began to understand the functions of all the genes that are in an organism in general. And that included humans as well as plants and many other complicated eukaryotes. And so, what did the 1980s begin? What began then is that we now know the function of many of the genes that are in a plant that tell a plant to grow. And that has now converged with the fact that we can do genomics in a faster and cheaper way than we ever did before. And what that tells us is that all life on earth is really related, but plants are more related to each other than other organisms. And that you can take a trait that you know from one plant and put it in another plant, and you can make a prediction that it'll do the same thing. And so that's important as well. Then finally, we have these little genetic tricks that came along, like you heard about this morning -- things like CRISPR, that allows us to do editing and make genes be a little different from the normal state in the plant.
Então, porquê agora? Porquê encontrar agora uma solução biológica para este problema? Precisamente porque, durante os últimos 30 anos — e entendo que é um longo período, daí perguntarem "só agora?" — nos últimos 30 anos, começámos a desvendar as funções de todos os genes que compõem um organismo. O que inclui os seres humanos, bem como as plantas e tantos outros seres eucariontes complexos. Então, que avanços nos trouxe a década de 80? Um dos avanços foi dar-nos a conhecer a função de muitos dos genes envolvidos no crescimento de uma planta. Além disso, hoje em dia, o estudo de genomas é um processo rápido e acessível, como nunca antes visto. Com isto, temos vindo a concluir que tudo no nosso planeta está interligado mas que o grau de parentesco entre plantas é maior do que em outros seres vivos. Torna-se assim possível pegar num atributo de uma dada planta e colocá-lo noutra planta, sendo capazes de prever se surtirá o mesmo efeito. Foi também um avanço crucial. Por fim, temos estas manobras genéticas que fomos assimilando, tal como o que aqui foi debatido esta manhã — falo do sistema CRISPR, que nos permite manipular e alterar os genes para os tornar um tanto distintos do seu estado natural na planta.
OK, so now we have biology on our side. I'm a biologist, so that's why I'm proposing a solution to the climate change problem that really involves the best evolved organism on earth to do it -- plants. So how are we going to do it? Biology comes to the rescue. Here we go. OK.
Como veem, temos a biologia do nosso lado. Sou bióloga, pelo que a solução que proponho ao problema da alteração climática passa por algo que envolva o organismo mais apto para o fazer — as plantas. Então, como tornamos isto possível? A biologia tem a resposta. Cá vamos. Muito bem.
You have to remember three simple things from my talk, OK? We have to get plants to make more suberin than they normally make, because we need them to be a little better than what they are. We have to get them to make more roots, because if we make more roots, we can make more suberin -- now we have more of the cells that suberin likes to accumulate in. And then the third thing is, we want the plants to have deeper roots. And what that does is -- we're asking the plant, actually, "OK, make stable carbon, more than you used to, and then bury it for us in the ground." So they can do that if they make roots that go deep rather than meander around on the surface of the soil.
Quero que assimilem três coisas desta palestra, certo? Precisamos que as plantas produzam mais suberina que a quantidade habitual, de modo a torná-las mais eficientes do que aquilo que são. Precisamos que as plantas desenvolvam mais raízes, visto que, com mais raízes temos acesso a mais suberina, teremos mais células que acumulam suberina. E em terceiro lugar, precisamos que as raízes sejam mais profundas. E com esta combinação, estamos essencialmente a pedir às plantas, "produzam formas estáveis de carbono, "em maiores quantidades, "e depositem-nas nos solos." O que seria possível com raízes mais profundas ao invés de raízes que fiquem mais à superfície do solo.
Those are the three traits we want to change: more suberin, more roots, and the last one, deep roots. Then we want to combine all those traits in one plant, and we can do that easily and we will do it, and we are doing it actually, in the model plant, Arabidopsis, which allows us to do these experiments much faster than we can do in another big plant. And when we find that we have plants where traits all add up and we can get more of them, more suberin in those plants, we're going to move it all -- we can and we we will, we're beginning to do this -- move it to crop plants. And I'll tell you why we're picking crop plants to do the work for us when I get to that part of my talk.
São esses os três atributos que pretendemos alterar: mais suberina, mais raízes e por fim, raízes mais profundas. Em seguida, resta-nos combinar estes atributos numa só planta, um processo que nos é simples e possível, e que está atualmente em curso, com a planta Arabidopsis, uma espécie que nos permite fazer estes ensaios mais rapidamente do que com qualquer outra planta de grandes dimensões. Quando tivermos plantas em que estes atributos se manifestem em conjunto e aumentarmos o seu número, com mais suberina presente nessas plantas, vamos expandir o processo, — novamente, algo possível e que já estamos a fazer — para passarmos para as plantas de cultivo. Explicarei porque é que estamos a usar plantas de cultivo para este propósito mais adiante, nesta palestra.
OK, so I think this is the science behind the whole thing. And so I know we can do the science, I feel pretty confident about that. And the reason is because, just in the last year, we've been able to find single genes that affect each of those three traits. And in several of those cases, two out of the three, we have more than one way to get there. So that tells us we might be able to even combine within a trait and get even more suberin. This shows one result, where we have a plant here on the right that's making more than double the amount of root than the plant on the left, and that's just because of the way we expressed one gene that's normally in the plant in a slightly different way than the plant usually does on its own. Alright, so that's just one example I wanted to show you.
Creio que já compreendemos a ciência que está na base deste projeto. E sei que a conseguimos pôr em prática, sinto-me bastante confiante quanto a isso. E posso dizê-lo porque, no ano passado, conseguimos identificar genes individuais capazes de afetar estes três atributos. E em vários casos, em dois dos três atributos, existem várias formas de lá chegar. Isto diz-nos que somos capazes de criar combinações num dado atributo e com isso obter ainda mais suberina. Aqui temos um dos resultados, em que a planta à direita está a desenvolver mais do dobro das raízes que a planta da esquerda, tudo porque escolhemos expressar um dos genes que pertence à planta de uma forma ligeiramente diferente da sua expressão natural e habitual. Este é apenas um exemplo que vos queria mostrar.
And now I want to tell you that, you know, we still have a lot of challenges, actually, when we get to this problem, because it takes ... We have to get the farmers to actually buy the seeds, or at least the seed company to buy seeds that farmers are going to want to have. And so when we do the experiments, we can't actually take a loss in yield, because while we are doing these experiments, say, beginning about 10 years from now, the earth's population will be even more than it is right now. And it's rapidly growing still. So by the end of the century, we have 11 billion people, we have wasted ecosystems that aren't really going to be able to handle all the load they have to take from agriculture. And then we also have this competition for land. And so we figure, to do this carbon sequestration experiment actually requires a fair amount of land. We can't take it away from food, because we have to feed the people that are also going to be on the earth until we get past this big crisis. And the climate change is actually causing loss of yield all over the earth.
Queria agora explicar o porquê de ainda existirem alguns obstáculos para este problema, devido ao que o projeto exige. Precisamos que os agricultores comprem estas sementes, ou que, pelo menos, as empresas de sementes comprem sementes que sejam apelativas aos agricultores. Assim, quando fazemos ensaios, temos de garantir que não temos uma diminuição na produção das culturas, durante o procedimento dos ensaios visto que daqui a 10 anos, a população mundial será ainda maior do que a atual. E continuará a crescer rapidamente. Teremos 11 mil milhões de habitantes, no final do século, teremos ecossistemas completamente esgotados e incapazes de responder às necessidades agrícolas mundiais. Além disso, temos também o problema da competição por terrenos. Chegámos à conclusão que realizar estes ensaios de fixação de carbono exige uma vasta extensão de terreno. E não é viável roubar terreno ao cultivo de alimentos, pois temos de continuar a alimentar a população mundial até ultrapassarmos esta enorme crise. Ainda, a alteração climática causa uma redução mundial na produção de culturas.
So why would farmers want to buy seeds if it's going to impact yield? So we're not going to let it impact yield, we're going to always have checks and balances that says go or no go on that experiment. And then the second thing is, when a plant actually makes more carbon and buries it in the soil like that, almost all the soils on earth are actually depleted of carbon because of the load from agriculture, trying to feed eight billion people, which is what lives on the earth right now. And so, that is also a problem as well. Plants that are making more carbon, those soils become enriched in carbon. And carbon-enriched soils actually hold nitrogen and they hold sulphur and they hold phosphate -- all the minerals that are required for plants to grow and have a good yield. And they also retain water in the soil as well. So the suberin will break up into little particles and give the whole soil a new texture. And as we've shown that we can get more carbon in that soil, the soil will get darker. And so we will be able to measure all that, and hopefully, this is going to help us solve the problem. So, OK.
Então, porque haveriam os agricultores de querer comprar sementes que afetem a sua produção? Assim, vamos garantir que tal não acontece, Vamos ter sempre regulamentações que autorizam ou não a continuação dos ensaios. Adicionalmente, uma planta que produz mais carbono e o enterra no solo é algo benéfico para os terrenos que atualmente estão esgotados de carbono devido ao ritmo excessivo da agricultura necessária para alimentar oito mil milhões de pessoas, o atual número de habitantes no planeta. Este empobrecimento dos solos é também um problema. Com plantas a produzir mais carbono, também os solos acabam por enriquecer. E solos com altos níveis de carbono têm também uma melhor fixação de azoto bem como de enxofre e de fosfatos, no fundo, minerais essenciais às plantas e a uma produção adequada. Adicionalmente, aumenta também a retenção de água nos solos. A suberina divide-se em pequenas partículas que conferem ao solo uma textura nova. E, como podem ver, um solo com mais carbono acaba também por escurecer. São variáveis mensuráveis, conseguiremos avaliá-las, e esperamos que esta solução ajude a resolver este problema. Muito bem.
So we have the challenges of a lot of land that we need to use, we have to get farmers to buy it, and that's going to be the hard thing for us, I think, because we're not really salesmen, we're people who like to Google a person rather than meet them, you know what I mean?
Temos então estes obstáculos, a grande extensão de terreno necessária, a venda das sementes aos agricultores, e, para nós, esse vai ser um verdadeiro desafio, visto que não somos vendedores natos, preferimos pesquisar no Google uma pessoa, em vez de a conhecer, entendem?
(Laughter)
(Risos)
That's what scientists are mostly like.
É esse o tipo de pessoa que os cientistas costumam ser.
But we know now that, you know, no one can really deny -- the climate is changing, everyone knows that. And it's here and it's bad and it's serious, and we need to do something about it. But I feel pretty optimistic that we can do this. So I'm here today as a character witness for plants. And I want to tell you that plants are going to do it for us, all we have to do is give them a little help, and they will go and get a gold medal for humanity.
Mas, sabem, a este ponto, já ninguém pode negar que o clima está a mudar, já todos podemos constatar este facto. É real, é intimidante, é grave, e é algo que exige uma resposta nossa. Mas confesso que estou otimista que seremos capazes de o fazer. Hoje, estou aqui perante vós como testemunha abonatória das plantas. Acredito que as plantas são a resposta a este desafio, apenas temos de as ajudar um pouco, e garanto que terão um desempenho perfeito em nome da humanidade.
Thank you very much.
Muito obrigada.
(Applause)
(Aplausos)
(Cheers)
Thank you.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)
I finally got it out.
Consegui terminar, por fim.
Chris Anderson: Wow. Joanne, you're so extraordinary. Just to be sure we heard this right: you believe that within the next 10 years you may be able to offer the world seed variants for the major crops, like -- what? -- wheat, corn, maybe rice, that can offer farmers just as much yield, sequester three times, four times, more carbon than they currently do? Even more than that?
Chris Anderson: Uau! Joanne, és uma pessoa incrível. Deixa-me apenas confirmar umas coisas: acreditas que nos próximos 10 anos serão capazes de disponibilizar variantes de sementes de várias culturas, tais como o trigo, o milho, até o arroz, que geram os mesmos níveis de produção que as sementes originais, mas que fixem três ou quatro vezes mais carbono que as atuais? Ou quem sabe ainda mais?
Joanne Chory: We don't know that number, really. But they will do more.
Joanne Chory: Esse número ainda não está confirmado. Mas possivelmente ainda mais.
CA: And at the same time, make the soil that those farmers have more fertile?
CA: E simultaneamente, as sementes conseguirão tornar o solo dos agricultores mais fértil?
JC: Yes, right.
JC: Sim, correto.
CA: So that is astonishing. And the genius of doing that and a solution that can scale where there's already scale.
CA: Absolutamente impressionante. Uma solução genial, capaz de expandir e amplificar algo que já existe.
JC: Yes, thank you for saying that.
JC: Sim, obrigada por dizeres isso.
CA: No, no, you said it, you said it. But it almost seems too good to be true. Your Audacious Project is that we scale up the research in your lab and pave the way to start some of these pilots and make this incredible vision possible.
CA: Não, não, são palavras tuas. Quase parece uma solução boa de mais para ser real. A tua ideia para o "The Audacious Project" é expandirmos a tua investigação de modo de implementar estes modelos e assim, tornar possível esta incrível visão.
JC: That's right, yes, thank you.
JC: Exatamente, obrigada.
CA: Joanne Chory, thank you so much. Godspeed.
CA: Joanne Chory, muito obrigado. Desejo-te a maior sorte.
(Applause)
(Aplausos)
JC: Thank you.
JC: Obrigada.