我们是否应该通过重新设计生活本身来应对气候变化？

来源：CC0公共域

　　数十亿年来，生命改变了我们的世界，把一块死石头变成了我们今天所知的郁郁葱葱、肥沃的星球。但人类活动目前正在再次改变地球，这一次是通过释放温室气体，导致我们的气候发生巨大变化。

　　如果我们能够利用活生物体的力量来帮助控制气候变化呢?“工程生物学”领域利用基因技术来设计解决特定问题的生物工具，可能会有所帮助。

　　也许这一新生领域迄今为止最引人注目的成功是帮助我们度过新冠肺炎疫情的信使核糖核酸疫苗。但工程生物学具有巨大的潜力，不仅可以帮助我们适应气候变化，还可以限制变暖。

　　在我们发表在《自然通讯》上的最新论文中，我们回顾了工程生物学可以帮助对抗气候变化的许多方法，以及政府和政策制定者如何确保人类从这项技术中获益。

　　工程生物学能帮助应对气候变化吗?

　　我们确定了工程生物学可能有助于缓解气候变化的四种方法。

　　首先是找到更好的方法来制造可以直接取代化石燃料的合成燃料。许多现有的合成燃料都是由玉米和大豆等高价值作物制成的，否则这些作物可能会被用作食品，因此这些燃料很昂贵。

　　一些工程生物学研究探索了用农业废料制造合成燃料的方法。这些燃料可能更便宜、更环保，因此可能有助于加快脱碳速度。

　　例如，航空公司通过改用合成零碳喷气燃料来实现现有机队的脱碳速度要快得多，而不是等待用尚未开发的氢或电池飞机取代飞机。

　　第二种是开发具有成本效益的方法来捕获(来自工业设施、建筑和农业的)温室气体排放，然后将这些废物用于“生物制造”有价值的产品(如工业化学品或生物燃料)。

　　第三是取代排放密集型生产方法。例如，几家公司已经在使用“精确发酵”生产合成牛奶，以避免乳制品行业的甲烷排放。其他公司生产的微生物有望固定土壤中的氮，从而有助于减少化石燃料生产的肥料的使用。

　　最后，第四个是直接从空气中捕获温室气体。设计用来消耗大气碳的细菌，或培育用来在根部吸收更多碳的植物，理论上可以帮助降低大气中的温室气体水平。

　　除了技术和经济障碍之外，尚不清楚这些想法是否会获得社会许可。鉴于其中一些新出现的气候反应具有“科幻小说般”的特点，研究人员必须透明并对公众态度做出反应。

　　事实还是科幻?

　　这些想法到底有多现实?将新产品推向市场需要时间、金钱和仔细的研究。

　　以太阳能为例。第一个太阳能电池诞生于19世纪80年代，太阳能电池板于1979年安装在白宫屋顶上，但在太阳能成为具有成本竞争力的电力来源之前，政府花了几十年的时间才提供支持。

　　工程生物学领域目前充斥着投资者资本。然而，吸引最多投资的公司和项目是那些具有最大商业价值的公司，通常是在医疗、制药、化工和农业部门。

　　相比之下，以减少温室气体排放为主要好处的应用程序不太可能吸引太多私人投资。例如，合成喷气燃料目前比传统喷气燃料贵得多，因此没有私人投资者急于支持其商业化。

　　需要政府(或慈善机构)的某种支持，通过缓慢的开发和商业化过程来培育大多数气候友好型应用。

　　回到挑选赢家?

　　哪些工程生物学应用值得政府援助?现在说还为时过早。

　　政策制定者需要不断评估拟议的工程生物学应用的社会和技术优势。

　　如果工程生物学要在应对气候变化方面发挥重要作用，政策制定者需要随着时间的推移熟练地参与其中。

　　我们认为政府的支持应该包括五个方面。

　　首先，继续为产生新知识和新的潜在缓解工具的基础科学研究提供资金。

　　第二，工程生物学应用的公众审议。一些新产品，如精密发酵合成奶，即使一开始看起来没有吸引力，也可能随着时间的推移而被接受。其他人可能永远得不到支持。为了反映全人类的利益，中低收入国家需要获得工程生物学方面的专业知识。

　　第三，监管应与公共利益相一致。政府应该警惕现有行业试图利用法规来锁定新竞争对手的可能性。例如，我们可能会看到以动物为基础的农业生产者努力限制谁可以使用“牛奶”和“香肠”等词，或者完全禁止实验室种植的肉类。

　　第四，支持有前景的技术的商业化和扩大规模，这些技术的主要好处是减少温室气体排放。政府可以直接资助这项工作，也可以制定其他激励措施，如碳定价、税收抵免或环境法规，使私人投资有利可图。

　　第五，在需要大规模部署以实现气候目标的地方，应考虑长期采购政策。例如，美国《通胀削减法案》提供了无限的税收抵免，以支持直接空气捕获。虽然这些激励措施并没有考虑到工程生物学，但它们在技术上是中立的，因此很可能会支持它。

　　澳大利亚的生物工程未来?

　　各国政府现在正在参与一场全球竞赛，将其国家定位为新兴绿色经济的领导者。澳大利亚提出的“澳大利亚制造的未来”立法只是一个例子。

　　其他国家的政府对工程生物学有具体的计划。例如，英国去年承诺为工程生物学战略提供20亿英镑(38亿澳元)，而美国2022年的《芯片和科学法案》呼吁建立国家工程生物学研究与发展倡议。

　　如果这种干预措施要在经济和生态上取得成功，就需要与仍在发展的技术合作。

　　政策制定者能否应对这种不确定性?一种方法是对不同技术的潜力进行复杂的评估，然后投资于多样化的投资组合，知道他们的许多赌注都会失败。或者，他们可能会创建技术中立的工具，如税收抵免和反向拍卖，并允许私营企业尝试挑选赢家。

　　工程生物学有望为减缓气候变化做出重大贡献。它能否兑现这一承诺将取决于公众和政策制定者的支持。考虑到风险有多高，我们所有人都需要考虑这项技术的潜力。

　　更多信息：Jonathan Symons等人，《工程生物学和气候变化缓解：政策考虑》，《自然通讯》(2024)。