Christina Agapakis是一位合成生物学家，也是加州大学洛杉矶分校的博士后研究员，她在 Oscillator上撰写关于生物学、工程学、生物工程和受生物启发的工程学的博客。
当你考虑到饲养动物饲料所需的肥料以及牛排泄的甲烷总量（尽管不完全是，但主要是来自它们的嘴）时，开普锐斯私家车里的食肉动物对全球变暖的贡献可能比悍马车里的素食者更大
。鉴于工业化养殖对环境造成的巨大影响，人们很容易理解为什么人们会对在实验室里养殖肉类感到兴奋，这种肉类不需要肥料、玉米饲料或打嗝。在这个未来愿景中，我们的牛排是在罐中而不是在牛身上养殖的，牛的细胞层在复杂的机械装置上培育，以创造一种无残忍、可持续的肉类替代品。这项技术目前主要用于培养药物开发的细胞，但这并没有阻止几个团队在过去十年里尝试“体外培养肉
”。事实上，由荷兰马斯特里赫特大学的 Mark Post 教授领导的一个组织工程团队最近宣布，他们的目标是在 2012 年 10 月前生产出世界上第一个体外培养汉堡
。预计价格将为 250,000 欧元（超过 330,000 美元），但我们被告知，随着这项技术在未来十年内扩展到工业水平，成本将下降到大众市场价格。每当我听到工业规模化是万能药时，我的怀疑警报就开始响起，因为规模化是许多科学提案中的奇迹般出现，科学家们（包括我自己）经常将其视为一个“工程问题”。但当我们谈论食物和可持续性时，这种规模化正是养活日益增长的庞大人口的关键。规模化不仅仅是事后诸葛亮，它通常是决定实验室证明的技术是否能成为环境和经济上可持续现实的关键因素。超越“可持续”和“无残忍”肉类的炒作，深入了解细胞培养的细节，就会发现这种规模化有多么困难。细胞培养是现代生物学中最昂贵、资源消耗最大的技术之一。即使扩展到生物技术公司使用的 10,000 升罐中，保持细胞温暖、健康、喂养良好且无污染也需要惊人的劳动力和能源。此外，即使在那些复杂的罐中，要培养出具有肌肉和脂肪混合物的真正牛排所需的三维技术尚未发明，尽管并非没有尝试。（这项技术主要将有利于我们制造人工器官替代品的能力。）再加上这些三维肉块需要定期用拉伸机器锻炼，本质上是复杂的肉类健身房，你就能开始理解体外培养肉规模化的巨大挑战。
细胞培养非常昂贵，技术上也困难重重。
即使抛开这个机械工程问题，当我们考虑其他原材料、为这些干细胞生长成我们晚餐提供营养的营养物质时，体外培养肉的大规模可持续性也受到了质疑。事实上，在实验室培养肉的所有奇妙说法中，鉴于目前的技术，最异想天开的是体外培养肉将是无残忍的。体外培养肉的提案设想一个“供体牛群”，它们提供一些细胞来生产肉类，而无需被屠宰，所以是的，第一个体外培养汉堡，如果它能在今年 10 月成功推出，将由最初只是来自一头仍有生命的牛的几块牛肌肉干细胞组成的。但供体细胞并不是培养体外培养汉堡所需的唯一动物产品；提供细胞营养、维生素和生长激素的生长介质目前是由糖和氨基酸混合而成，并添加了胎牛血清
——字面意思是未出生牛的血液。当然，许多组织工程师正在努力寻找更便宜、更无残忍的胎牛血清替代品。藻类目前是一个备受推崇的替代品：最好的情况是，对藻类喂养的细胞培养的环境影响的分析
估计，体外培养肉的温室气体排放量将比传统肉类低 78-96%。藻类是令人惊叹的生物，它们尤其重要，因为它们的 fotosynthetiska 效率，即它们将阳光转化为糖的速率，比玉米等植物高得多。这种效率使得在更小的面积、更少的投入下生产相同数量的产品成为可能。那么，为什么我们不直接用藻类来喂牛呢？为什么藻类不能解决我们所有的问题呢？嗯，这并不是藻类第一次被提议作为食品生产中环境危机的解决方案。在 20 世纪 40 年代和 50 年代，随着人口爆炸式增长，传统农业似乎无法跟上，大量的研究投入到扩大藻类作为一种高蛋白绿色糊状食品的生产，以喂养日益增多的饥饿人口。Warren Belasco 在《技术与文化》杂志上的一篇精彩文章
追溯了这项研究的历史、前景（和炒作）以及失败之处，并为当前尝试用藻类“拯救世界”提供了宝贵的见解。事实证明，规模化上次我们尝试时就破坏了这些计划。在开放池塘中规模化生产藻类被证明是一个巨大的挑战，随着实验室的受控环境被池塘取代，效率的提高逐渐消失，池塘中的细胞拥挤和遮蔽彼此，同时还要对抗感染和捕食者。与此同时，藻类未能兑现承诺，而绿色革命
极大地提高了传统作物的产量，藻类也逐渐从主要食物转变为一种特色产品。如今，藻类被用于生产高价值的健康食品，如 omega-3 脂肪酸和类胡萝卜素，藻类产品的平均市场价格约为每磅干细胞 150 美元
。与每磅约0.09 美元
的玉米价格，或每磅1.99 美元
的牛肉价格相比，藻类在扮演体外培养肉生产廉价饲料的角色之前，还有很长的路要走。宏大的技术解决方案，如果你不仔细研究它们的工作原理，看起来会很不错。但正如通过体外培养肉的案例应该清楚的，肉类问题并不能真正通过华丽的技术来解决，即使它能在经济上取代工业化养殖。真正的问题在于不断增长的肉类需求，以及我们不愿意少吃肉，无论其环境成本如何。也许不久的将来，我们将能够摆脱对肉类的口味，不是通过人工生产或通过基因工程改造人，让他们对肉类感到厌恶
（这是另一个异想天开的解决方案），而是通过改变肉类的价格，使其反映其真实的环境成本。所以，考虑到这一点……有人想要 330,000 美元的汉堡吗？
肉类图片来自 Shutterstock，细胞培养图片来自 Shutterstock。
