Công nghệ sinh học sẽ đến từng nhà?

Và nếu có thì điều này sẽ mang lại những hệ lụy gì? Phạm Văn Thiều và Phạm Việt Hưng, Hội Vật lý VN, lược dịch ý tưởng của Freeman Dyson, học giả uyên thâm, về vấn đề này.

Phóng to

Triển lãm hoa Philadelphia là triển lãm hoa trong nhà lớn nhất thế giới diễn ra hằng năm. Năm nay triển lãm diễn ra vào tháng 3, thu hút hơn 250.000 khách tham quan - Ảnh: telegraph.co.uk

Dyson dự đoán rằng việc cá nhân hóa công nghệ sinh học sẽ thống trị cuộc sống của chúng ta trong vòng 50 năm tới, ít nhất cũng như sự cá nhân hóa máy tính đã thống trị cuộc sống của chúng ta trong vòng 50 năm gần đây.

Cá nhân hóa công nghệ sinh học

Khác với nhận thức của số đông đối với kỹ thuật gen hiện nay, Dyson nhìn thấy tương lai tươi sáng cho nền công nghệ sinh học khi nó đi theo con đường của nền công nghiệp máy tính, trở nên nhỏ hơn và đến với mọi nhà chứ không phải đồ sộ và tập trung một chỗ. Bước đầu tiên theo hướng này đã được thực hiện gần đây, khi các chú cá nhiệt đới được biến đổi gen với màu sắc sặc sỡ đã xuất hiện trong các cửa hàng cá cảnh.

Để công nghệ sinh học tới được với mọi nhà, bước tiếp theo nó cần trở nên thân thiện với người dùng. Dyson kể ông đã rất thú vị tại triển lãm hoa trong nhà lớn nhất thế giới ở Philadelphia hay triển lãm bò sát ở San Diego. Philadelphia rất tuyệt vời với phong lan và hoa hồng, San Diego lại hấp dẫn với bò sát và rắn. Vấn đề duy nhất với các bậc ông bà khi đi xem triển lãm bò sát với cháu là làm sao khi ra về mà không phải mua một chú rắn.

Bây giờ hãy tưởng tượng điều gì sẽ xảy ra khi những người gây giống nghiệp dư trên được tiếp cận với các công cụ của kỹ thuật gen. Sẽ có các bộ “hãy tự mình làm” cho người làm vườn để họ dùng kỹ thuật gen tạo ra nhiều chủng loại mới cho hoa hồng và phong lan. Có các bộ khác cho những người mê bồ câu, vẹt, bò sát và rắn để gây giống các chủng loài thú nuôi mới. Người gây giống chó và mèo cũng sẽ có công cụ cho riêng mình.

Việc “thuần hóa” công nghệ sinh học, một khi tới được tay của các bà mẹ và trẻ em, sẽ tạo ra cho chúng ta sự bùng nổ về sự đa dạng của các sinh vật thay vì các cây trồng độc canh mà các tập đoàn lớn mong muốn. Nhiều giống mới sẽ nảy nở để thay thế những gì đã bị sự độc canh và tàn phá rừng tiêu hủy. Thiết kế bộ gen sẽ trở nên mang tính cá nhân, một dạng nghệ thuật mới đầy tính sáng tạo như hội họa hay điêu khắc.

Bước cuối cùng của việc thuần hóa công nghệ sinh học sẽ là các trò chơi công nghệ sinh học, được thiết kế như các trò chơi trên máy tính cho trẻ em tới tận độ tuổi mẫu giáo, nhưng là chơi với trứng và hạt giống thật thay vì chỉ là các hình ảnh trên màn hình. Nhưng các trò chơi này có thể lộn xộn và thậm chí nguy hiểm. Quy tắc và quy định sẽ cần thiết được lập ra để đảm bảo rằng trẻ em không gây nguy hiểm cho bản thân và những người khác. Sự nguy hiểm của công nghệ sinh học là có thật và nghiêm trọng.

Cây có lá silicon

Cây là một sinh vật sử dụng năng lượng của ánh sáng mặt trời để chuyển đổi nước, khí carbonic và các chất hóa học đơn giản khác thành rễ, lá và hoa. Nhưng cây sử dụng ánh sáng mặt trời với hiệu quả thấp. Các cây trồng hiệu quả nhất, chẳng hạn như mía hoặc ngô, chuyển đổi khoảng 1% ánh sáng mặt trời chiếu vào chúng thành năng lượng hóa học.

Thu gom năng lượng mặt trời nhân tạo bằng silicon có thể tốt hơn nhiều. Các pin năng lượng mặt trời silicon có thể chuyển đổi ánh sáng thành năng lượng điện với hiệu suất 15%, và năng lượng điện có thể được chuyển đổi thành năng lượng hóa học mà không mất mát nhiều.

Chúng ta có thể tưởng tượng rằng trong tương lai, khi đã làm chủ được kỹ thuật di truyền, chúng ta có thể gây giống cây trồng mới có lá làm bằng silicon, chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng hóa học với hiệu quả gấp mười lần thực vật tự nhiên. Các cây trồng nhân tạo sẽ làm giảm gấp 10 lần diện tích đất cần thiết cho sản xuất. Chúng sẽ cho phép năng lượng mặt trời được sử dụng trên quy mô lớn mà không chiếm quá nhiều đất. Vậy sẽ phải mất bao lâu để trồng cây với lá silicon?

Nếu sự tiến hóa tự nhiên của thực vật được thúc đẩy bởi sự cần thiết sử dụng ánh sáng mặt trời với hiệu suất cao thì lá của tất cả các cây đều sẽ có màu đen. Lá màu đen sẽ hấp thụ ánh sáng mặt trời hiệu quả hơn so với lá của bất kỳ màu nào khác. Rõ ràng sự tiến hóa thực vật đã được thúc đẩy bởi các nhu cầu khác, đặc biệt là sự cần thiết phải bảo vệ chống lại thời tiết quá nóng.

Đối với một cây phát triển trong khí hậu nóng, có rất nhiều ánh sáng mặt trời nên không quan trọng phải sử dụng nó với hiệu suất tối đa. Các cây cối đã tiến hóa với chất diệp lục trong lá của chúng để hấp thụ các thành phần hữu ích màu đỏ và màu xanh ánh sáng mặt trời và phản xạ màu xanh lá cây. Vì vậy là hợp lý cho các cây cối ở vùng khí hậu nhiệt đới có lá màu xanh lá cây. Tuy nhiên, logic này không giải thích được lý do tại sao cây cối ở vùng khí hậu lạnh, nơi ánh sáng mặt trời là hiếm hoi cũng có màu xanh lá.

Sau khi khám phá tận cùng con đường này, chúng ta có thể tạo ra rừng cây có lá màu đen để có thể sử dụng ánh sáng mặt trời mười lần hiệu quả hơn so với các cây tự nhiên. Khi đó chúng ta sẽ phải đối mặt với một tập hợp mới các vấn đề môi trường.

Ai sẽ được phép phát triển các cây lá đen? Cây lá đen sẽ vẫn là một loại cây trồng nhân tạo được duy trì, hay chúng sẽ xâm nhập và làm thay đổi vĩnh viễn hệ sinh thái tự nhiên? Chúng ta sẽ phải làm gì với rác silicon mà các cây này để lại đằng sau? Liệu chúng ta có thể thiết kế được toàn bộ một hệ sinh thái các vi khuẩn, nấm và giun đất ăn silicon để giữ cho các cây lá đen cân bằng với phần còn lại của thiên nhiên và tái chế silicon của chúng không?

Công nghệ xanh, công nghệ xám

Sự chuyển dịch cân bằng của sự giàu có và dân số giữa các làng mạc và thành phố là một trong những chủ đề chính của lịch sử nhân loại trong vòng 10.000 năm qua. Sự chuyển dịch từ làng mạc tới các thành phố luôn đi kèm mạnh mẽ với sự thay đổi từ một loại công nghệ này sang loại khác. Sẽ là thuận tiện khi gọi hai loại công nghệ này là xanh và xám. Công nghệ xanh dựa trên sinh học, công nghệ xám dựa trên vật lý và hóa học.

Nói một cách đại khái, công nghệ xanh là công nghệ đã sinh ra cộng đồng dân cư làng quê cách đây 10.000 năm, bắt đầu từ thuần hóa thực vật và động vật, việc phát minh ra nông nghiệp, chăn nuôi dê, cừu, ngựa, bò và lợn, sản xuất hàng dệt may, pho mát và rượu vang.

Công nghệ xám là công nghệ đã sinh ra các thành phố và các đế chế 5.000 năm sau, bắt đầu từ việc luyện đồ đồng và đồ sắt, phát minh bánh xe và con đường lát đá, chế tạo ra tàu và xe ngựa chiến, sản xuất kiếm, súng và bom. Công nghệ xám cũng sản xuất ra thép cho các máy cày, máy kéo, máy gặt và nhà máy chế biến khiến nông nghiệp có năng suất cao hơn và chuyển giao phần lớn tài sản từ nông dân ở làng mạc tới các thành phố.

Phác thảo này về 10.000 năm qua của lịch sử nhân loại đã đặt vấn đề đói nghèo ở nông thôn vào một viễn cảnh mới. Nếu nông thôn nghèo đói là một hệ quả của sự tăng trưởng không cân bằng của công nghệ xám, thì một sự thay đổi trong thế cân bằng trở lại từ màu xám sang màu xanh có thể sẽ làm biến mất đói nghèo ở nông thôn.

Trong 50 năm qua chúng ta đã chứng kiến sự tiến bộ bùng nổ trong sự hiểu biết khoa học các quá trình cơ bản của sự sống và trong 20 năm qua, sự hiểu biết mới này đã làm tăng trưởng một cách bùng nổ công nghệ xanh. Công nghệ xanh mới cho phép chúng ta tạo ra giống mới của các loài động vật và thực vật như tổ tiên của chúng ta đã làm cách đây 10.000 năm, nhưng bây giờ nhanh hơn 100 lần.

Trong vòng một vài thập kỷ nữa, khi việc tiếp tục khám phá các bộ gen mang lại cho chúng ta kiến thức tốt hơn về kiến trúc của các sinh vật, chúng ta có thể sẽ thiết kế được loài vi khuẩn và thực vật mới theo nhu cầu của chúng ta. Con đường sẽ được mở ra cho công nghệ xanh để thực hiện với giá rẻ hơn và sạch hơn nhiều những điều công nghệ xám có thể làm, và cũng có thể làm được nhiều thứ công nghệ xám đã không làm được.

Một hệ thống kinh tế dựa trên công nghệ xanh có thể đến gần hơn với mục tiêu của bền vững bằng cách sử dụng ánh sáng mặt trời, thay vì nhiên liệu hóa thạch như là nguồn năng lượng chính. Các loài mối mới có thể được thiết kế để nhai ôtô vô chủ thay vì nhà cửa, và các loài cây mới có thể được thiết kế để chuyển đổi khí cacbonic và ánh sáng mặt trời thành nhiên liệu lỏng thay vì chất xơ.

Trước khi mối và cây biến đổi gen có thể được phép giúp giải quyết vấn đề kinh tế và môi trường của chúng ta, sẽ có nhiều tranh cãi dữ dội về những thiệt hại mà chúng có thể gây ra. Nhưng điều chắc chắn công nghệ xanh có triển vọng to lớn để giữ gìn cân bằng của thiên nhiên trên hành tinh này cũng như làm giảm sự đau khổ của con người. Tương lai của thế hệ những người lớn lên từ thời thơ ấu với những đồ chơi và các trò chơi công nghệ sinh học có thể sẽ chấp nhận nó dễ dàng hơn chúng ta.

__________

Nguồn: The New York Review book