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.
Há poucos locais na Terra que são acolhedores para os seres humanos, mas temos conseguido sobreviver. Os nossos antepassados primitivos, quando viam os seus habitats e vidas em perigo, aventuravam-se em territórios desconhecidos à procura de melhores oportunidades. Como descendentes desses exploradores, temos o seu sangue nómada a correr nas nossas veias. Mas ao mesmo tempo, distraídos com o "pão e circo" e com as guerras que travávamos uns com os outros, parece que nos esquecemos desta vontade de explorar. Como espécie, evoluímos de forma única, para a Terra, na Terra e pela Terra, e estamos tão contentes com as nossas condições de vida que nos tornámos complacentes e demasiado ocupados para notarmos que os seus recursos são finitos, e que a vida do nosso Sol também é finita. Enquanto que Marte e todos os filmes sobre ele renovaram a vontade de viajar no espaço, poucos se apercebem de que a frágil constituição da nossa espécie não está preparada para longas viagens no espaço.
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.
Vamos fazer uma caminhada até à nossa floresta nacional para um rápido teste da realidade. Levantem as mãos: quantos de vocês acham que conseguiam sobreviver aqui durante alguns dias? Bem, muitos de vocês. E durante algumas semanas? É uma quantidade razoável. E durante alguns meses? Também é bom. Vamos imaginar que, sobre esta floresta, se abate um inverno eterno. As mesmas perguntas: quem conseguia sobreviver durante uns dias? Muitos. E durante umas semanas? Numa reviravolta, vamos imaginar que a única fonte de água disponível está presa em blocos gelados a milhas abaixo da superfície. Os nutrientes do solo são tão poucos que não se encontra nenhuma vegetação e, claro, quase não há atmosfera.
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?
Estes exemplos são apenas alguns dos muitos desafios que iríamos enfrentar num planeta como Marte. Como nos preparamos para viagens cujos destinos estão tão longe de umas férias tropicais? Vamos continuamente enviar recursos do planeta Terra? Construir elevadores espaciais, ou enormes cintos de transporte que amarram o nosso planeta de escolha ao nosso planeta nativo? Como podemos plantar coisas como alimentos que cresceram na Terra como nós?
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.
Mas já estou a avançar muito. Na nossa viagem para encontrar uma nova casa, debaixo de um novo sol, vamos, muito provavelmente, passar muito tempo na viagem em si, no espaço, numa nave, um recipiente hermético voador, possivelmente durante muitas gerações.
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?
A maior duração de tempo consecutivo que o homem já passou no espaço foi, aproximadamente, 12 a 14 meses. Da experiência dos astronautas no espaço, sabemos que passar tempo num ambiente de microgravidade resulta em perda óssea, atrofia dos músculos, problemas cardiovasculares, e muitas outras complicações que variam de fisiológicas a psicológicas. E quanto à macrogravidade, e outras variações na atracção gravitacional do planeta em que nos encontrarmos?
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.
Resumindo, as nossas viagens cósmicas vão estar cheias de perigos conhecidos e desconhecidos. Até agora, temos olhado para esta nova peça de tecnologia mecânica ou para este robô de nova geração como uma garantia para uma viagem segura no espaço. Por muito bons que sejam, acredito que chegou a hora de complementarmos estes gigantes electrónicos com o que a natureza já inventou: o micróbio, um organismo unicelular, uma máquina viva que se gera e abastece a si próprio. Tem baixa manutenção, muita flexibilidade no "design" e apenas precisa de ser transportado num simples 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.
O campo de estudo que nos permitiu utilizar as capacidades do micróbio é conhecida como biologia sintética. Vem da biologia molecular, que nos deu os antibióticos, as vacinas e os melhores caminhos para observar as variações fisiológicas do corpo humano. Usando as ferramentas da biologia sintética, podemos modificar os genes de quase todos os organismos, microscópicos ou não, como uma fidelidade e velocidade incríveis. Dadas as limitações das máquinas feitas pelo homem, a biologia sintética é um meio para fazermos comida, combustível e ambiente, e também para nós próprios compensarmos as nossas insuficiências físicas e garantir a nossa sobrevivência no espaço.
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 vos dar um exemplo de como podemos usar a biologia sintética na exploração espacial, vamos voltar ao ambiente em Marte. A composição do solo do Marte é similar à cinza vulcânica do Havai, com vestígios de material orgânico. Vamos dizer, hipoteticamente, e se o solo marciano pudesse suportar o crescimento de plantas sem usar nutrientes derivados da Terra? A primeira pergunta que devíamos fazer é: "Como faríamos com que as plantas fossem resistentes ao frio?" Isto porque, em média, a temperatura em Marte é de 60 graus centígrados negativos. Outra pergunta que devíamos fazer é: "Como fazer para que as plantas sejam resistentes à seca?" Lembremos que a maior parte da água que se forma como gelo evapora mais depressa do que eu consigo dizer a palavra "evaporar". Acontece que já fizemos coisas destas. Ao tirar genes de proteínas anticongelantes de peixes e genes para tolerância à seca de outras plantas como o arroz e inserindo-os nas plantas que precisam deles, temos plantas que suportam a maior parte das secas e das geadas. São conhecidos na Terra como OGM, ou organismos geneticamente modificados, e dependemos deles para alimentar todas as bocas da civilização humana. A natureza já faz isto, sem a nossa ajuda. Simplesmente, encontramos meios mais precisos para o fazer.
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.
Porque queremos alterar a composição genética das plantas para o espaço? Se não o fizermos, precisamos de criar muitos hectares de terra num planeta completamente novo libertando uma grande quantidade de gases atmosféricos e construindo uma gigantesca cúpula de vidro para conter tudo. É um empreendimento irrealista que rapidamente se torna numa missão de alto custo de transporte de cargas. Uma das melhores maneiras de assegurar que teremos a comida e o ar de que precisamos é levarmos connosco organismos que foram alterados para se adaptarem a ambientes novos e rigorosos. Em suma, usar organismos alterados para nos ajudar a habitar um novo planeta a curto e a longo prazo. Estes organismos podem ser alterados para fazer medicamentos ou combustível.
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.
Podemos usar a biologia sintética para levarmos connosco plantas alteradas mas o que mais podemos fazer? Há pouco, mencionei que nós, como espécie, evoluímos de forma única para o planeta Terra. Isto não mudou muito nos últimos cinco minutos em que estiveram sentados aqui e eu estava ali. Se deixássemos algum de nós em Marte neste exacto momento, mesmo dando-lhe muita comida, água, ar e um fato, provavelmente ele iria ter problemas de saúde muito desagradáveis como a quantidade de radiação ionizante que bombardeia a superfície de planetas como Marte, que têm pouca ou nenhuma atmosfera. A não ser que fiquemos num buraco debaixo do solo durante a nossa estadia em qualquer novo planeta, temos de encontrar novas maneiras de nos proteger sem recorrermos ao uso de uma armadura que pesa tanto como o nosso próprio peso, e sem precisarmos de nos esconder atrás de uma parede de chumbo.
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.
Temos que nos inspirar na natureza. De entre a abundância de vida na Terra, há um subtipo de organismos, conhecidos como extremófilos, ou amantes das condições extremas de vida — se se lembram da biologia do secundário. Entre esses organismos, há uma bactéria chamada "Deinococcus radiodurans". É conhecida por suportar o frio, a desidratação, o vácuo, o ácido, e, especialmente, a radiação. Embora os seus mecanismos de tolerância sejam conhecidos, ainda temos de adaptar os genes relevantes para os mamíferos. Isso não é particularmente fácil. Há muitas facetas em relação à tolerância à radiação e não é tão simples como transferir um gene. Mas, dado o talento humano, e algum tempo, também não acho que seja muito difícil. Mesmo que tiremos apenas uma fracção da sua capacidade para tolerar a radiação, seria infinitamente melhor do que o que temos, que é apenas a melanina da nossa pele. Usando as ferramentas da biologia sintética, podemos usar a capacidade da "Deinococcus radiodurans" para sermos bem sucedidos debaixo de doses mortais de radiação. Por muito difícil que seja ver, o "homo sapiens", isto é, os seres humanos, evoluem todos os dias, e continuam a evoluir. Milhares de anos de evolução humana não só nos deram seres humanos como os tibetanos, que vivem em condições de baixo oxigénio, mas também os argentinos, que conseguem ingerir e metabolizar o arsénico, o elemento químico que pode matar o ser humano vulgar. Todos os dias, o corpo humano evolui por mutações acidentais que, também acidentalmente, permitem que alguns humanos prosperem em situações muito difíceis.
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.
Mas, e isto é um grande mas, esta evolução requer duas coisas que nem sempre temos, ou podemos dar, que são a morte e o tempo. Na nossa luta por encontrar o nosso lugar no universo, nem sempre podemos ter o tempo necessário para a evolução natural das funções extra para a sobrevivência em planetas que não a Terra. Estamos a viver na era a que E.O. Wilson chamou a era da evasão do gene, durante a qual remediamos os nossos defeitos genéticos, como a fibrose cística ou a distrofia muscular, com suplementos externos temporários. Mas a cada dia que passa, aproximamo-nos da era da evolução volitiva, durante a qual nós, como espécie, teremos a capacidade de decidir por nós mesmos o nosso destino genético. Melhorar o corpo humano com novas capacidades já não é uma questão de como, mas de quando.
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?
Usar a biologia sintética para mudar a composição genética de qualquer organismo vivo, especialmente o nosso, não é possível sem haver dilemas morais e éticos. Estas alterações farão com que sejamos menos humanos? Mas o que é a humanidade senão substâncias de estrelas que, por acaso, têm consciência? Para onde se deve direccionar a genialidade humana? É uma perda de tempo sentarmo-nos e assombrarmo-nos com isso. Como podemos usar a nossa sabedoria para nos protegermos de perigos externos e depois protegermo-nos de nós próprios?
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.
Faço estas perguntas não para gerar medo da ciência mas para trazer à luz as muitas possibilidades que a ciência nos trouxe e continua a trazer. Temos de nos juntar, discutir e adotar as soluções não só com cuidado mas também com coragem.
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 é um destino, mas não será o último. A nossa última fronteira é a linha que temos de atravessar quando decidirmos o que podemos e devemos fazer da nossa inteligência.
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.
O espaço é frio, brutal e e implacável. O nosso caminho para as estrelas vai estar cheio de provações que nos vão levar à questão não só de quem somos, mas para onde estaremos a ir. As respostas estão na nossa escolha de usar ou abandonar a tecnologia que extraímos da própria vida, e vai definir-nos para o resto do nosso tempo neste universo.
Thank you.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)