Waar ben ik anders over gaan nadenken?

In Het beste idee van 2014 schreef ik over de grenzen aan (microbiële) groei en de rol van diversiteit en innovatie binnen gesloten kringlopen, als model voor een duurzame economie. Microbiële fysiologie – mijn vakgebied – houdt zich bezig met de stofwisseling en groei van micro-organismen. In de afgelopen jaren is steeds duidelijker geworden dat er niet alleen een inherente grens is aan de groei, maar ook dat de manier waarop die groei wordt begrensd, bepaalt welke strategie de beste is om fit te zijn. Dit nieuwe inzicht vertaalt zich met een beetje fantasie naar de economie als het falen van de neoliberale ideaal van vrije marktwerking: zonder heldere grenzen – overheidsregels – geen duurzame economie.

Wat is dit nieuwe inzicht precies? De stofwisseling van de belangrijkste brandstof voor microben – suikers – kan op verschillende manieren plaatsvinden. We zien vaak dat de meest efficiënte route, waarbij de meeste energie per suiker wordt geoogst, wordt gebruikt als er weinig brandstof aanwezig is. Dan wordt de suiker volledig verbrand met zuurstof tot CO₂ en water. Er is ook een alternatief, dat vaak fermentatie wordt genoemd, dat minder energie oplevert, en veel ‘afval’ in de vorm van melkzuur, azijnzuur of ethanol. We zien dit gedrag typisch als er geen zuurstof is, in wijn- of zuurkoolvaten. Maar we zien het ook heel regelmatig in aanwezigheid van zuurstof en bij hoge suikerconcentraties, dus bij vrije beschikbaarheid van suiker. Dit laatste zien we ook bij kankercellen, waar dit het Warburg-effect wordt genoemd: kankercellen maken dan, net als snelle spieren, melkzuur en nemen heel snel suikers op (om het gebrek aan efficiency te compenseren). Deze snelle suikeropname wordt door artsen gebruikt om uitzaaiingen te kunnen monitoren met radioactieve suikers – in een zogenaamde PET scan.

Afijn, de grote vraag was: waarom doen microben of kankercellen dat? Voor bakkersgist hebben we dat onlangs precies uitgezocht. Het blijkt een economische rekensom: wat zijn de kosten en wat de baten? We hebben de gistcel helemaal doorgerekend met een computermodel en wat bleek: volledige verbranding levert wel meer energie op dan fermenteren, maar kost ook meer ‘machinerie’, in de vorm van enzymen en membraanoppervlakte. Als er veel suiker is, dan kan een cel sneller groeien door te besparen op energie-generatoren en de beschikbare machineruimte en grondstoffen inzetten voor kopieermachines en biosynthese van nieuwe cellen. Hoeveel brandstof dat kost zal de gist een rotzorg zijn, daar wordt niet op geconcurreerd. Zo gauw je de suiker gaat rantsoeneren, echter, en de kosten voor brandstof dus limiterend worden, gaan de gistcellen over tot volledige verbranding. Dit is nu de meest voordelige strategie. Ze groeien dan langzamer, maar wel sneller dan als ze zouden fermenteren. Wat ook interessant is, ze hebben dan ook machineruimte over om zich beter voor te breiden op toekomstige scenario’s: niet alles staat meer in het teken van alleen maar snelle groei.

Kunnen we hier weer van leren? We zien nu de effecten van hoge brandstofprijzen op het gedrag van mensen en bedrijven. Het leidt tot innovaties en duurzamer gedrag. We gaan wellicht wat langzamer, maar als we de pijn een beetje eerlijker verdelen, is dat dan niet iets waar veel mensen naar snakken? En het maakt ons ongetwijfeld stressbestendiger! Grenzen aan de groei door hoge brandstofprijzen, maar beter door verstandige regulatie, is wellicht zo gek nog niet.