So there are lands few and far between on Earth itself that are hospitable to humans by any measure, but survive we have. Our primitive ancestors, when they found their homes and livelihood endangered, they dared to make their way into unfamiliar territories in search of better opportunities. And as the descendants of these explorers, we have their nomadic blood coursing through our own veins. But at the same time, distracted by our bread and circuses and embroiled in the wars that we have waged on each other, it seems that we have forgotten this desire to explore. We, as a species, we're evolved uniquely for Earth, on Earth, and by Earth, and so content are we with our living conditions that we have grown complacent and just too busy to notice that its resources are finite, and that our Sun's life is also finite. While Mars and all the movies made in its name have reinvigorated the ethos for space travel, few of us seem to truly realize that our species' fragile constitution is woefully unprepared for long duration journeys into space.
En este planeta hay pocas tierras y están distantes entre sí, no son hospitalarias con los humanos de ningún modo, pero tenemos que sobrevivir. Nuestros antepasados primitivos, al ver sus hogares y medios de vida en peligro, se atrevieron a adentrarse en territorios desconocidos en busca de mejores oportunidades. Y como descendientes de estos exploradores, su sangre nómada corre por nuestras venas. Pero al mismo tiempo, distraídos por nuestro pan y circo y envueltos en las guerras que hemos librado entre nosotros, parece que hemos olvidado este deseo de explorar. Como especie, hemos evolucionado de una forma única para la Tierra, en la Tierra, y con la Tierra, y contentos con nuestras condiciones de vida nos hemos vuelto complacientes y estamos demasiado ocupados para darnos cuenta de que sus recursos son finitos, y que la vida de nuestro sol es también limitada. Mientras que Marte y todas las películas creadas acerca de él han reforzado la ética del viaje espacial, pocos de nosotros parecemos darnos cuenta de que la frágil constitución de nuestra especie está muy mal preparada para los largos viajes espaciales.
Let us take a trek to your local national forest for a quick reality check. So just a quick show of hands here: how many of you think you would be able to survive in this lush wilderness for a few days? Well, that's a lot of you. How about a few weeks? That's a decent amount. How about a few months? That's pretty good too. Now, let us imagine that this local national forest experiences an eternal winter. Same questions: how many of you think you would be able to survive for a few days? That's quite a lot. How about a few weeks? So for a fun twist, let us imagine that the only source of water available is trapped as frozen blocks miles below the surface. Soil nutrients are so minimal that no vegetation can be found, and of course hardly any atmosphere exists to speak of.
Emprendamos una caminata por el bosque más cercano y analicemos cuidadosamente la realidad. Levanten rápidamente la mano: ¿Cuántos de Uds. piensan que podrían sobrevivir en esta naturaleza exuberante unos días? Bueno, bastantes. ¿Qué tal un par de semanas? Un buen número. ¿Qué tal un par de meses? Bastante bien también. Ahora, imaginemos que este bosque pasa por un invierno eterno. La misma pregunta: ¿Cuántos de Uds. piensan que podrían sobrevivir unos días? Unos cuantos. ¿Qué tal un par de semanas? Ahora un toque divertido: imaginemos que la única fuente de agua disponible está atrapada en bloques congelados a kilómetros debajo de la superficie. La cantidad de nutrientes en el suelo es tan reducida que no se encuentra en la vegetación, y, por supuesto, casi no hay atmósfera.
Such examples are only a few of the many challenges we would face on a planet like Mars. So how do we steel ourselves for voyages whose destinations are so far removed from a tropical vacation? Will we continuously ship supplies from Planet Earth? Build space elevators, or impossible miles of transport belts that tether your planet of choice to our home planet? And how do we grow things like food that grew up on Earth like us?
Estos ejemplos son solo unos pocos de los muchos retos que enfrentaríamos en un planeta como Marte. ¿Cómo podemos prepararnos para viajes a destinos mucho más remotos que unas vacaciones al trópico? ¿Enviaremos suministros de forma continua desde la Tierra, construiremos ascensores espaciales o kilómetros de cintas transportadoras que conecten ese nuevo planeta a nuestro planeta natal? ¿Y cómo cultivaremos alimentos que crecen en la Tierra, como nosotros?
But I'm getting ahead of myself. In our species' journey to find a new home under a new sun, we are more likely than not going to be spending much time in the journey itself, in space, on a ship, a hermetic flying can, possibly for many generations.
Pero me estoy adelantando. En el viaje de nuestra especie para encontrar un nuevo hogar bajo un nuevo sol, es muy probable que invirtamos mucho tiempo en el viaje en sí, en el espacio, en una nave, una lata hermética voladora probablemente por muchas generaciones.
The longest continuous amount of time that any human has spent in space is in the vicinity of 12 to 14 months. From astronauts' experiences in space, we know that spending time in a microgravity environment means bone loss, muscle atrophy, cardiovascular problems, among many other complications that range for the physiological to the psychological. And what about macrogravity, or any other variation in gravitational pull of the planet that we find ourselves on?
El ser humano ha pasado tiempo de forma continuada en el espacio un máximo de 12 a 14 meses. A partir de las experiencias espaciales de los astronautas sabemos que pasar tiempo en un ambiente de microgravedad lleva a pérdida ósea, atrofia muscular, y problemas cardiovasculares entre muchas otras complicaciones de índole fisiológico y psicológico. Para no hablar de la macrogravedad o cualquier otra variación de la fuerza gravitacional ejercida por el planeta en el que nos encontramos.
In short, our cosmic voyages will be fraught with dangers both known and unknown. So far we've been looking to this new piece of mechanical technology or that great next generation robot as part of a lineup to ensure our species safe passage in space. Wonderful as they are, I believe the time has come for us to complement these bulky electronic giants with what nature has already invented: the microbe, a single-celled organism that is itself a self-generating, self-replenishing, living machine. It requires fairly little to maintain, offers much flexibility in design and only asks to be carried in a single plastic tube.
En resumen, nuestros viajes cósmicos estarán plagados de peligros tanto conocidos como desconocidos. Hasta ahora hemos estado buscando a esta nueva tecnología mecánica o a esa próxima generación de robots que puedan asegurarnos, como especie, un viaje seguro por el espacio. Por maravillosos que sean, creo que ha llegado el momento de complementar a estos gigantes electrónicos voluminosos con algo que la naturaleza ya ha inventado: el microbio, un organismo unicelular, una máquina viva, capaz de auto-regenerarse y auto-mantenerse, que necesita bastante poco para mantenerse, ofrece mucha flexibilidad en el diseño y solo hace falta transportarlo en un solo tubo de plástico.
The field of study that has enabled us to utilize the capabilities of the microbe is known as synthetic biology. It comes from molecular biology, which has given us antibiotics, vaccines and better ways to observe the physiological nuances of the human body. Using the tools of synthetic biology, we can now edit the genes of nearly any organism, microscopic or not, with incredible speed and fidelity. Given the limitations of our man-made machines, synthetic biology will be a means for us to engineer not only our food, our fuel and our environment, but also ourselves to compensate for our physical inadequacies and to ensure our survival in space.
El campo que nos ha permitido usar el potencial del microbio se conoce como la biología sintética. Proviene de la biología molecular, que nos ha dado antibióticos, vacunas, y las mejores pautas para la observación de los matices fisiológicos del cuerpo humano. Con la ayuda de las herramientas de la biología sintética, podemos editar los genes de casi cualquier organismo, microscópico o no, a una velocidad y fidelidad increíbles. Dadas las limitaciones de las máquinas hechas por el hombre, la biología sintética será un nuevo medio para diseñar no solo nuestra comida, combustible y medioambiente, sino también a nosotros mismos para compensar nuestros defectos físicos y asegurar nuestra supervivencia en el espacio.
To give you an example of how we can use synthetic biology for space exploration, let us return to the Mars environment. The Martian soil composition is similar to that of Hawaiian volcanic ash, with trace amounts of organic material. Let's say, hypothetically, what if martian soil could actually support plant growth without using Earth-derived nutrients? The first question we should probably ask is, how would we make our plants cold-tolerant? Because, on average, the temperature on Mars is a very uninviting negative 60 degrees centigrade. The next question we should ask is, how do we make our plants drought-tolerant? Considering that most of the water that forms as frost evaporates more quickly than I can say the word "evaporate." Well, it turns out we've already done things like this. By borrowing genes for anti-freeze protein from fish and genes for drought tolerance from other plants like rice and then stitching them into the plants that need them, we now have plants that can tolerate most droughts and freezes. They're known on Earth as GMOs, or genetically modified organisms, and we rely on them to feed all the mouths of human civilization. Nature does stuff like this already, without our help. We have simply found more precise ways to do it.
Para dar un ejemplo de cómo podemos usar la biología sintética para la exploración espacial, volvamos al medioambiente marciano. La composición del suelo marciano es similar a la de cenizas volcánicas de Hawái, con trazas de material orgánico. Digamos, hipotéticamente, que el suelo de Marte podría sustentar en realidad el crecimiento de plantas sin necesidad de nutrientes derivados de la Tierra. Quizás la primera pregunta que deberíamos hacer es ¿cómo podemos hacer las plantas tolerantes al frío? Porque, en promedio, la temperatura en Marte es de unos muy atractivos 60 grados bajo cero. La siguiente pregunta es ¿cómo hacemos las plantas tolerantes a la sequía? La mayor parte del agua que se forma tras una helada se evapora antes de que pueda decir la palabra "evaporar". Resulta que ya tenemos hecho este tipo de cosas. Al tomar prestadas genes de peces para obtener proteínas anticongelantes y genes de otras plantas como el arroz para desarrollar resistencia a la sequía e insertarlas luego en las plantas que los necesitan, acabamos por tener plantas que toleran la mayoría de las sequías y heladas. Son conocidas en la Tierra como los transgénicos, u organismos genéricamente modificados, y confiamos en ellos para alimentar a toda la civilización humana. La naturaleza hace este tipo de cosas también, sin nuestra ayuda. Nosotros hemos encontrado simplemente maneras más precisas de hacerlo.
So why would we want to change the genetic makeup of plants for space? Well, to not do so would mean needing to engineer endless acres of land on an entirely new planet by releasing trillions of gallons of atmospheric gasses and then constructing a giant glass dome to contain it all. It's an unrealistic engineering enterprise that quickly becomes a high-cost cargo transport mission. One of the best ways to ensure that we will have the food supplies and the air that we need is to bring with us organisms that have been engineered to adapt to new and harsh environments. In essence, using engineered organisms to help us terraform a planet both in the short and long term. These organisms can then also be engineered to make medicine or fuel.
Así que ¿por qué queremos cambiar la composición genética de las plantas para el espacio? Bueno, no hacerlo significaría usar la ingeniería para un sinfín de hectáreas de tierra en todo un nuevo planeta liberando billones de litros de gases atmosféricos para luego construir una cúpula de cristal gigante para contenerlo todo. Es una empresa de ingeniería poco realista que puede convertirse rápidamente en una misión de transporte de carga de alto costo. Una de las mejores maneras de asegurarnos de tener los suministros necesarios de alimento y aire, es llevar con nosotros organismos que han sido diseñados para adaptarse a entornos nuevos y difíciles. o sea organismos manipulados para ayudarnos a terraformar un planeta tanto a corto como a largo plazo. Estos organismos pueden también ser diseñados para crear medicinas o combustible.
So we can use synthetic biology to bring highly engineered plants with us, but what else can we do? Well, I mentioned earlier that we, as a species, were evolved uniquely for planet Earth. That fact has not changed much in the last five minutes that you were sitting here and I was standing there. And so, if we were to dump any of us on Mars right this minute, even given ample food, water, air and a suit, we are likely to experience very unpleasant health problems from the amount of ionizing radiation that bombards the surface of planets like Mars that have little or nonexistent atmosphere. Unless we plan to stay holed up underground for the duration of our stay on every new planet, we must find better ways of protecting ourselves without needing to resort to wearing a suit of armor that weighs something equal to your own body weight, or needing to hide behind a wall of lead.
Así que podemos usar la biología sintética para llevar plantas de alta ingeniería con nosotros, pero ¿qué otra cosa podemos hacer? Bueno, he mencionado anteriormente que nosotros, como especie, fuimos evolucionado de forma única para el planeta Tierra. Este hecho no ha cambiado mucho en los últimos cinco minutos mientras Uds. estaban sentados y yo estaba aquí de pie. Así que si tuviéramos que mandar a cualquiera de nosotros a Marte en este mismo momento, con comida, agua, aire y un traje espacial estaríamos propensos a experimentar problemas de salud muy desagradables debido a la radiación ionizante que bombardea la superficie de planetas como Marte que tienen poco o nada de atmósfera. A menos que contemos con quedarnos bajo tierra durante nuestra estancia en cada uno de estos nuevos planetas, tenemos que encontrar mejores maneras de protegernos sin necesidad de recurrir a llevar una armadura que pese casi lo mismo que nuestro propio peso corporal, o la necesidad de ocultarnos detrás de una pared de plomo.
So let us appeal to nature for inspiration. Among the plethora of life here on Earth, there's a subset of organisms known as extremophiles, or lovers of extreme living conditions, if you'll remember from high school biology. And among these organisms is a bacterium by the name of Deinococcus radiodurans. It is known to be able to withstand cold, dehydration, vacuum, acid, and, most notably, radiation. While its radiation tolerance mechanisms are known, we have yet to adapt the relevant genes to mammals. To do so is not particularly easy. There are many facets that go into its radiation tolerance, and it's not as simple as transferring one gene. But given a little bit of human ingenuity and a little bit of time, I think to do so is not very hard either. Even if we borrow just a fraction of its ability to tolerate radiation, it would be infinitely better than what we already have, which is just the melanin in our skin. Using the tools of synthetic biology, we can harness Deinococcus radiodurans' ability to thrive under otherwise very lethal doses of radiation. As difficult as it is to see, homo sapiens, that is humans, evolves every day, and still continues to evolve. Thousands of years of human evolution has not only given us humans like Tibetans, who can thrive in low-oxygen conditions, but also Argentinians, who can ingest and metabolize arsenic, the chemical element that can kill the average human being. Every day, the human body evolves by accidental mutations that equally accidentally allow certain humans to persevere in dismal situations.
Así que recurramos a la naturaleza en busca de inspiración. Entre las formas de vida que existen aquí en la Tierra, hay un subconjunto de organismos conocido como extremófilos, o amantes de las condiciones de vida extremas, si recuerdan la clase de biología. Y entre estos organismos hay una bacteria llamada Deinococcus radiodurans, capaz de soportar el frío, la deshidratación, el vacío, los ácidos y, sobre todo, la radiación. Aunque se conocen sus mecanismos de tolerancia a la radiación, aún tenemos que adaptar sus genes a los mamíferos. Eso no es nada fácil. Hay muchas facetas de su tolerancia a la radiación, y el proceso no es tan simple como transferir un solo gen. Pero con un poco de ingenio humano y un poco de tiempo, creo que no es muy difícil hacerlo tampoco. Incluso si tomamos prestado solo una fracción de su capacidad para tolerar la radiación, estaríamos infinitamente mejor de lo que ya estamos que es disponer de la melanina de nuestra piel. Con la ayuda de las herramientas de la biología sintética, podemos aprovechar las propiedades de la Deinococcus radiodurans para prosperar en lo que de lo contrario sería una dosis muy letal de radiación. Con lo difícil que es vislumbrarlo, el Homo sapiens, es decir, los seres humanos, evolucionamos todos los días, y todavía seguimos evolucionando. Miles de años de evolución humana no solo hicieron posible la existencia de seres humanos como los tibetanos, que pueden vivir con poco oxígeno, sino también argentinos, que pueden ingerir y metabolizar arsénico, un elemento químico que puede matar a un humano. Cada día, el cuerpo humano evoluciona debido a mutaciones accidentales igual que permite que ciertos humanos sobrevivan en condiciones sombrías.
But, and this is a big but, such evolution requires two things that we may not always have, or be able to afford, and they are death and time. In our species' struggle to find our place in the universe, we may not always have the time necessary for the natural evolution of extra functions for survival on non-Earth planets. We're living in what E.O. Wilson has termed the age of gene circumvention, during which we remedy our genetic defects like cystic fibrosis or muscular dystrophy with temporary external supplements. But with every passing day, we approach the age of volitional evolution, a time during which we as a species will have the capacity to decide for ourselves our own genetic destiny. Augmenting the human body with new abilities is no longer a question of how, but of when.
Pero, y esto es un gran pero, dicha evolución requiere dos cosas que no siempre tenemos o podemos permitirnos: la muerte y el tiempo. En la lucha de nuestra especie por encontrar nuestro lugar en el universo, puede ser que no siempre tengamos el tiempo necesario para desarrollar de manera natural las funciones adicionales necesarias para la supervivencia en otros planetas. Estamos viviendo en lo que E.O. Wilson denominó la edad de la elusión genética, durante la cual remediamos nuestros defectos genéticos como la fibrosis quística o la distrofia muscular con suplementos externos temporales. Pero con cada día que pasa, nos acercamos a la edad de la evolución volitiva, una edad en la que, como especie, podremos decidir por nosotros mismos nuestro propio destino genético. Mejorar el cuerpo humano con nuevas habilidades es más bien una cuestión de cómo y no de cuándo.
Using synthetic biology to change the genetic makeup of any living organisms, especially our own, is not without its moral and ethical quandaries. Will engineering ourselves make us less human? But then again, what is humanity but star stuff that happens to be conscious? Where should human genius direct itself? Surely it is a bit of a waste to sit back and marvel at it. How do we use our knowledge to protect ourselves from the external dangers and then protect ourselves from ourselves?
El uso de la biología sintética para alterar la composición genética de cualquier organismo vivo, especialmente la nuestra, no está exenta de dilemas morales y éticos. ¿Alterarnos a nosotros mismos nos hace menos humanos? Pero, de nuevo, ¿qué es la humanidad sino polvo de estrellas dotado de consciencia? ¿Hacia dónde debería encaminarse el genio humano? Sin duda, es una pérdida de tiempo reclinarse para solo maravillarse con él. ¿Cómo podemos usar nuestro conocimiento para protegernos de los peligros externos y luego protegernos de nosotros mismos?
I pose these questions not to engender the fear of science but to bring to light the many possibilities that science has afforded and continues to afford us. We must coalesce as humans to discuss and embrace the solutions not only with caution but also with courage.
Planteo estas preguntas no para crear miedo a la ciencia sino para sacar a la luz las muchas posibilidades que la ciencia nos ofrece y nos sigue ofreciendo. Como seres humanos hay que reunirse para discutir y adoptar las soluciones tanto con precaución cómo también con valor.
Mars is a destination, but it will not be our last. Our true final frontier is the line we must cross in deciding what we can and should make of our species' improbable intelligence.
Marte es un destino, pero no será el último. Nuestra verdadera y última frontera es la línea que debemos cruzar para decidir lo que podemos y debemos hacer con la inteligencia de nuestra especie.
Space is cold, brutal and unforgiving. Our path to the stars will be rife with trials that will bring us to question not only who we are but where we will be going. The answers will lie in our choice to use or abandon the technology that we have gleaned from life itself, and it will define us for the remainder of our term in this universe.
El espacio es un lugar frío, brutal e implacable. Nuestro camino a las estrellas estará plagado de intentos que nos llevarán a preguntas no solo del tipo de quiénes somos sino también adónde vamos a ir. Las respuestas consistirán en nuestra elección de usar o abandonar la tecnología que hemos creado a partir de la vida misma, y nos definirán para el resto de nuestra existencia en este universo.
Thank you.
Gracias.
(Applause)
(Aplausos)