如何最大化细胞农业对可持续食品生产的影响

side view of a man eating cultivated beef made by cellular agricultre
Cellular agriculture can enable widespread production of animal proteins, particularly cultivated beef.Image: Unsplash/Emerson Vieira
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  • 畜牧业是数十亿人的重要营养来源,但粮食生产对气候和环境产生了严重的负面影响。

  • 随着全球对动物蛋白的需求持续增长,新的生产方式有助于缓解规模与可持续性之间的矛盾。

  • 细胞农业可以实现动物蛋白的大规模生产,其中培养牛肉有望成为可持续的消费选择。

畜牧业是数十亿人的重要营养来源,但其许多传统做法已达到最大规模。曾在20世纪初养活 16亿人 的粮食生产体系,如今已捉襟见肘,却要养活 80亿人 ,而且这一数字仍在增长。

粮食生产对土壤退化、森林砍伐、自然资源枯竭以及甲烷和其他温室气体排放的影响随时间推移日益严重。气候影响反过来又加剧了生产体系本身的压力,而这些体系依赖于气候条件保持稳定。

同样令人担忧的是人为导致的 生物多样性丧失。动物和植物物种消失的速度之快,促使科学家宣布我们已身处一场第六次大灭绝之中。

集约化农业是主要罪魁祸首;粮食生产——尤其是严重依赖集约化畜牧养殖的粮食生产——是生物多样性丧失的主要驱动因素,导致动物和植物物种面临灭绝风险的绝大多数情况均与其有关。

动物蛋白和脂肪的生产亟需多元化

随着全球对动物蛋白和脂肪的需求持续攀升,在推动传统生产向更可持续方式转型的同时,引入互补性生产方式,可以缓解规模与可持续性之间日益加剧的矛盾。

面对气候变化、资源稀缺和人口不断增长的局面,细胞农业非常适合帮助实现动物蛋白和脂肪生产的多元化。畜牧业数千年来一直在受控条件下复制动物的繁殖和生长过程,细胞农业则在单个细胞(即动物及动物肉的基本构成单元)的层面延续了这一做法。

细胞农业不再通过在饲养场中饲养整只动物来实现驯化,而是通过在培养器中培育动物细胞来实现。培养器是一种模拟动物体内环境的容器,资源效率显著提升,且不产生甲烷排放。

这是世界上第一块3D打印的肋眼牛排
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生产仅需数周而非数月或数年,并且在封闭系统中进行,地理上靠近消费地,包括那些无法大规模饲养动物的地区。

这使得价值链得以去中心化、缩短且更具可预测性,减轻了当前生产方式的压力,并降低了畜牧业整体对供应链冲击的敏感性,这些冲击包括战争、极端天气事件、动物疾病暴发和全球卫生危机。这种韧性与多元化有助于维持供应并稳定价格,进一步加强粮食安全。

为使细胞农业实现长期增长与成功,其首批应用应能最大限度地兼顾影响力与价值。就此而言,由牛细胞培育的蛋白质和脂肪产品正符合这一要求。

培养牛肉在应对排放问题中的重要性

在整个畜牧业中,牛的环境足迹最高。培养牛肉可以通过减少并更好地管理牛只数量,大幅减轻这一影响。

例如,牛是牲畜引发甲烷排放的最大来源,此类排放占该温室气体全部人为排放量的37%。

在大气中的最初20年内,甲烷的增温能力超过二氧化碳的80多倍。减少这些排放是减缓并逆转全球变暖最快的途径,而减少养牛数量是实现这一目标最直接的方式。

此外,对于那些气候条件恶劣、缺乏合适土地或水资源不足、却寻求粮食主权的国家和社区而言,互补性的牛类产品生产体系至关重要。

目前,牛肉的生产集中度高于其他任何常见动物蛋白,迫使亚洲和中东的许多国家严重依赖从澳大利亚和美洲进口。随着热浪加剧以及土地和其他资源的溢价日益凸显,这种过度集中的状况还将进一步恶化。

在封闭系统中生产培养牛肉,不受气候或当地可耕地资源的限制。其生产可在地理上靠近消费地进行,以帮助缓解粮食不安全问题、增强当地社区能力并促进经济增长。

此外,当牛细胞能够在数周内、以极高的精确度直接培育成高品质食品时,生产所需的资源仅限于培育动物可食部分所需的资源。这与传统生产形成鲜明对比,后者中可供商业销售的肉量仅占单头牛的30-35%。

所需空间和资源更少,也意味着需要侵占自然生态系统以获取 当今养牛普遍地区的土地和资源的需求减少。维护这些生态系统可以保护生物多样性,而生物多样性对人类的长期生存至关重要。

以价值匹配影响力,推动价格平价

与电动汽车和太阳能板等其他创新类似,培养牛肉在规模经济和长期工艺改进发挥作用之前,初期价格将十分昂贵。

这一点适用于所有培养肉:无论物种如何,生产成本大致相同,消费者的初始产品成本也同样高昂。牛肉的独特之处在于,与其他常见的陆生动物蛋白产品相比,它在全球市场中创造了更多价值,单位价格高于其他物种。

因此,相较于传统牛肉,培养牛肉实现价格平价的路径更短,从而更能迅速推动消费者接受度和正向利润。

除影响力和价值之外,还有另一个因素使牛肉有别于畜牧业的其他产品:当前的再生农业形式为牛肉提供的空间极为有限。再生性养牛业要求牛只成为生态系统自然碳循环的一部分,但其所需土地过多,无法满足牛肉的市场需求。

因此,对于牛类产品而言,细胞农业具有额外的优势。尤其是对于这类产品,没有其他技术(无论是传统技术还是变革性技术)有潜力补充再生农业,并使可持续性与规模化相结合。

细胞农业的其他应用

随着高品质动物产品消费的增长,制定并实施多元化生产的系统性战略变得更加必要。

细胞农业有望利用多种陆生和海洋物种的细胞,实现动物蛋白和脂肪的大规模生产,所有这些都将有助于使粮食系统更加安全、更具韧性和可持续性。

培养牛肉在补充传统牛肉可持续生产方法方面具有独特优势。其成功可能为更广泛的培养肉(包括来自其他物种动物细胞的应用)铺平道路,使其成为消费者可行且可持续的选择。

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