'Het wonderlijke aan wetenschap is dat het nooit gedaan is'

Willy Verstraete verbeterde met zijn onderzoek afvalverwerking, waterzuivering en de aanpak van stikstofvervuiling. Hij inspireerde ook generaties bio-ingenieurs met zijn gepassioneerde manier van lesgeven.

Waarom bent u wetenschapper geworden?

'Je moet je er van bewust zijn dat geluk een belangrijke factor is in ieders leven, dus laten we bescheiden zijn. Je wordt geboren op een gegeven moment op een gegeven plaats, met een gegeven genetische configuratie. Dat zijn allemaal dingen die je niet zelf in de hand hebt. Voorts moet je dankbaar zijn als je een goede opvoeding en onderwijs hebt genoten. Ik ben geboren in 1946. Het was een grandioze tijd: de oorlog was net voorbij. Bovendien was het land in staat van herstel, waardoor elke dag beter was dan de dag ervoor. Dat is een mooie wereld om in te starten. Als je jouw leven begint in een wereld waar alles achteruit gaat, is het een ander verhaal.'

'In die jaren was hoger onderwijs iets voor de elite. Mijn ouders hadden een kleine boerderij en een grote familie. De gang van zaken was dat de kinderen op de leeftijd van 14 van school gingen en gingen werken. Ik deed het echter erg goed op school. Ik voltooide het basisonderwijs op de leeftijd van 11. De notabelen van het dorp, de priester, de notaris en de leraar, vertelden mijn ouders dat ze me naar de vakschool moesten sturen om een stiel te leren. Het alternatief was om mij te registreren voor de priesteropleiding, waarbij al de kosten van de verdere opleiding zouden worden gedekt door de priester van het dorp.'

'Zelf droomde ik ervan om naar het humaniora te gaan, in het bijzonder om mijn wiskundige vaardigheden verder te ontwikkelen. Mijn ouders kwamen voor me op, wat me die cruciale kans gaf. Toen ik 17 was, ging ik naar de universiteit. Er waren maar twee jongens in het dorp die naar de universiteit gingen: de ene was de zoon van de notaris, de andere was ik, de zoon van een kleine varkensboer. Het hele dorp zei dat ik te hoog mikte. Mijn eerste jaar aan de unief was best wel een uitdaging: al de examens stonden gepland in één enkele week. Je moest voor al de examens slagen, of je moest ze allemaal opnieuw doen in september. Het idee dat het hele dorp zou horen dat ik tweede zit had was voor mij geen optie. Ik ging naar de universiteit in Gent, keek niet meer achterom, en tot mijn grote verbazing werd ik uitgeroepen tot de beste student van mijn jaar.'

'Nadat ik mijn studies "ingenieur in de chemie en de landbouwindustrie", zoals men bio-ingenieur toen noemde, voltooide, kreeg ik de kans om naar de Verenigde Staten te gaan. Amerika was de hemel op aarde toen. Ik ging naar Cornell University om er een doctoraat te behalen. In 1971 kreeg ik een aanbod om naar Gent terug te keren. De universiteit was toen nog erg autocratisch, maar dat begon stilaan te veranderen. Het hele systeem werd dynamischer. Ik werd benoemd tot professor op de leeftijd van 27. Samengevat waren het de combinatie van mijn gretigheid om te studeren en te exploreren, de familiementaliteit om te durven ondernemen en de naoorlogse omstandigheden die dit mogelijk maakten.'

'Het was de wetenschappelijke exploratie die me het meest intrigeerde. Persoonlijk vind ik dat alle nieuwsgierige mensen wetenschapper zijn. Ik heb vele mensen ontmoet die wel wetenschapper, maar geen academicus zijn. Mensen gedreven door hun nieuwsgierigheid: je vindt ze overal en ze zijn van grote waarde voor de samenleving. Ik had de gave om nieuwsgierig te zijn, en ik kreeg de kans om die nieuwsgierigheid te benutten.'

'In de jaren zestig was wetenschap iets statisch: het werd je in de mond gelepeld en je moest het gewoon maar doorslikken. Ik heb het grote geluk gehad naar de Verenigde Staten te kunnen gaan, naar een campus waar men de wetenschap bedreef in de plaats van inlepelde. Ik koos er bewust voor een open discipline. In die tijd was er amper iets gaande in het domein van de milieuwetenschappen en milieutechnologie. Er was zelfs geen leerboek. Ik was specifiek op zoek naar een weg die nog niet was verkend, het advies van mijn vader indachtig: “Als je iets wil ontdekken, kijk dan uit naar een pad dat nog niemand voorheen bewandelde”.'

Bent u van mening dat die nieuwsgierigheid en die drang om nieuwe wegen in te slaan nog steeds belangrijk is in de hedendaagse academische wereld? Of is het tegenwoordig vooral voortbouwen op was mensen in het verleden hebben gedaan?

'Het wonderlijke aan wetenschap is dat het nooit gedaan is, je ontdekt steeds onverwachte zaken. Mensen denken al gauw dat we er klaar mee zijn, dat er niets meer te achterhalen valt. Laat me een persoonlijk voorbeeld geven. Toen ik naar de VS ging, was de top in mijn domein te situeren in het onderzoek naar bestrijdingsmiddelen. Pesticiden waren het meest miraculeuze dat er bestond, je kon er geen kwaad woord over zeggen. Schimmelziektes waren onder controle, onkruiden werden uitgeroeid, verschillende insectenplagen werden klein gekregen. Iedereen wou onderzoek doen naar bestrijdingsmiddelen, inclusief ik.'

'Ik kwam aan in de Verenigde Staten nadat ze me beloofden dat ik me op pesticiden zou kunnen concentreren. Ik ging spreken met mijn professor, en hij zei me: “Het spijt me, Willy, de doctoraatspositie over pesticiden is reeds ingenomen”. Ik smeekte hem of hij nog een onderwerp in aanbieding had dat verband hield met pesticiden. “Neen”, zei hij, “het enige wat ik nog heb is een onderwerp over nitrificatie (de oxidatie van ammoniak of ammonium naar nitraat, een belangrijke stap in de stikstofcyclus, nvdr.).”'

'Toen ik de deur van zijn bureau achter me dichttrok, voelde ik me verraden. Mijn collega-doctoraatsstudenten keken me aan, en ze zeiden: “Oh nee, oh nee: het is nitrificatie, niet? Oh, Willy!”. Ze begonnen me te knuffelen. “Je bent de vijfde in de rij om te starten met een project over nitrificatie, en je vier voorgangers behaalden nooit hun doctoraat.” Ze gingen ervan uit dat er met nitrificatie niets te rapen viel. Ik herinnerde me de woorden van mijn vader en startte mijn onderzoek in een richting die niemand eerder had gekozen. Na drie weken ontdekte ik een nieuw organisme. Zal ik je wat vertellen? Ik werk nog steeds op nitrificatie, en ik ben 72! Is dat geen prachtig verhaal? Als een boerenzoon keek ik er altijd naar uit om wetenschappelijk onderzoek te doen met een zeker toepassing. Om eerlijk te zijn heeft een echte wetenschapper, iemand die puur gedreven is door zijn nieuwsgierigheid, dat niet nodig.'

U bent dus niet van mening dat alle wetenschappers steeds mogelijke toepassingen in gedachten moeten houden tijdens hun onderzoek?

'Absoluut niet. We moeten fundamentele onderzoekers respecteren, en de samenleving moet bereid zijn om die mensen kansen te geven. Eigenlijk vind ik fundamenteel onderzoek geen goede omschrijving. Ik noem het liever ‘nieuwsgierigheid-gedreven onderzoek’. Wat is fundamenteel? Mensen zijn nieuwsgierig, dus onderzoeken ze iets, zonder daarvoor rechtstreeks naar mogelijke toepassingen te kijken. Het is meestal een andere groep wetenschappers die het belang van die bevindingen voor het dagelijkse leven achterhaalt. Ik heb er altijd naar gestreefd om op de middenweg te blijven: starten met basisonderzoek, maar wel met de implementering zo snel mogelijk daarna. Dat is volgens mij de kwaliteit van een echte ingenieur.'

Denk u dat er voldoende wisselwerking is tussen theorie en praktijk in het universitair onderwijs?

'Aan de universiteit moet je dingen leren die je snel op weg helpen. De unief moet je een grondige theoretische achtergrond geven, voor bio-ingenieurs is dat in de wiskunde, fysica, chemie en biologie. Ik vergelijk het graag met het besturen van een vliegtuig. In de eerste jaren aan de unief moet je naar een hoogte van 10.000 meter klimmen. Eens je op die hoogte bent, kan je beginnen met je eigen mogelijkheden te verkennen. Ik maak me tegenwoordig zorgen dat de jeugd niet genoeg in contact komt met de echte wereld, in het bijzonder omdat ze voortdurend aan een scherm gekluisterd zijn. Ik vind het belangrijk dat kinderen buiten spelen, dat adolescenten actief zijn in de jeugdbeweging en dat studenten moeten werken voor zakgeld. Als de wereld van de jongeren te soft is, te veel virtuele realiteit, dan zijn ze niet voldoende voorbereid op wat het leven kan zijn in een marktgedreven samenleving in tijden van tegenspoed.'

Beschouwt u het doceren als een belangrijk aspect van uw carrière?

'Het was de liefde van mijn leven. Ik heb het geluk gehad mijn onderzoek te kunnen combineren met lesgeven. Het lesgeven is het enige wat ik mis sinds mijn pensioen. Een professor spendeert twaalf weken aan een cursus, en na die twaalf weken spreken de studenten zijn taal. Je gaat met hen stap voor stap door de cursus, terwijl ze hun ogen op jou gericht hebben. Je moet het zo aanpakken dat ze de cursus ontdekken samen met jou. Ze moeten weten dat ze, als ze naar je lessen komen, het voorrecht hebben om met jou als gids naar nieuwe inzichten te wandelen. Je geeft hen op een subtiele manier stukjes kennis in handen. Je moet hen voortdurend belonen voor aandachtig te zijn. Als je het zo aanpakt, is het een fantastische ervaring. Opvallend genoeg zijn de beste leraars die ik ooit heb gehad stotteraars. Je moet dus niet de beste spreker zijn om een goede leraar te zijn.'

U bent co-auteur van het recent verschenen en bekroonde artikel “Microbes and the Next Nitrogen Revolution”. Het artikel bespreekt het potentieel van het gedeeltelijk omzeilen van grondgebonden landbouw door middel van microbiële eiwitproductie in reactoren.

'Toen ik in 2011 met emeritaat ging, was ik op zoek naar een nieuw onderwerp waar niemand zich al aan gewaagd had. Veruit het meeste reactief stikstof in afvalstromen wordt vandaag verwerkt door nitrificatie gevolgd door denitrificatie, waarbij het wordt omgezet tot inert stikstofgas. Waarom vernietigen we zulke hoeveelheden bruikbaar reactief stikstof? Gaandeweg verkenden we het concept van het hergebruiken van dat stikstof, in plaats van het te verkwisten. De vraag is: hoe kan je het upgraden?'

'Een eerste idee was om het gebruikte stikstof terug te brengen naar landbouwgrond voor bemesting, maar dan ga je in concurrentie met de kunstmestindustrie, die is ingesteld op de productie van een product die de voorkeur geniet van de landbouwer omwille van zijn prijs en kwaliteit. Vervolgens zochten we naar technologieën om de stikstof om te zetten naar iets dat iedereen wil. Omwille van onze expertise in het domein van de microbiologie hebben we dan een oud concept gereactiveerd, met name het upgraden van stikstof naar eetbare en eiwitrijke microbiële biomassa. Geleidelijk aan heeft dat idee aan sterkte gewonnen, en nu krijgen we best veel erkenning voor het nieuwe paradigma. Het proces gaat als volgt: gebruik groene energie (elektriciteit) om water om te zetten in waterstofgas en zuurstofgas. Voeg vervolgens opgevangen koolstofdioxide, ammoniak en fosfor toe aan de reactor, waarna bacteriën waardevolle eiwitten aanmaken die kunnen worden gebruikt als voedsel, voeder, biologische meststof of zelfs bio-afbreekbaar natuurlijk plastiek.'

In het artikel staat vermeld dat microbieel eiwit kan gebruikt worden voor dierenvoer, maar ook als voedsel voor mensen?

'Inderdaad. Er is intussen een vervolgartikel waarin we de effecten inschatten van het vervangen van typisch dierenvoer, zoals sojaschroot, vismeel, en dergelijke meer, door microbieel eiwit. In die publicatie concluderen we dat het vervangen van conventioneel dierenvoer door microbieel eiwit maar liefst 6% van de landbouwgrond op aarde kan uitsparen. Dat betekent dat een oppervlakte zo groot als alle landbouwgrond in China zou kunnen gebruikt worden voor iets anders.'

Dezelfde hoeveelheid land, of nog meer, kan toch ook worden uitgespaard als we minder vlees en zuivel zouden eten?

'Dat klopt, maar het één sluit het ander niet uit. We kunnen minder dierlijke producten consumeren, maar er is ook een alternatief waar we land kunnen vrijmaken dat wordt gebruikt voor de productie van dierlijk voer, simpelweg door de route van microbiële eiwitproductie te kiezen. Het is een alternatieve weg, en een zeer duurzame benadering die perspectieven biedt voor vele bio-ingenieurs.'

Aan het eind van het artikel worden enkele uitdagingen vermeld. Sommige daarvan zijn technisch, terwijl andere meer van maatschappelijke aard zijn. U vermeldt dat de grootste uitdaging zou zijn om de vraag naar microbieel eiwit voor menselijke consumptie op te krikken.

'Vanuit het standpunt van efficiëntie zou de keuze voor microbieel eiwit evident zijn, maar we moeten respecteren dat mensen een specifieke mentaliteit hebben als het over voedsel gaat, en dat is gelinkt met onze evolutie. Als iemand me nieuw eten aanbiedt, zal ik eerst aarzelen. Als je alle bessen die je tegenkomt gaat opeten, dan ga je niet overleven. We zijn dus geëvolueerd om eerder conservatief te zijn ten opzichte van nieuw voedsel. Ik ben me er dus van bewust dat mensen alle mogelijke afwegingen maken wanneer ze met nieuw voedsel in contact komen. De introductie van microbieel eiwit in onze voedselketen moet dus geduldig verlopen en worden geëvalueerd met de grootste zorg. Eén ding spreekt in ons voordeel: we eten al microbiële producten, zoals yoghurt, quorn en gist.'

Hoe ziet u de nabije toekomst van de landbouw?

'We moeten afstappen van een landbouw die een zware druk legt op het milieu en de landbouwer. Als je planten teelt voor het eiwit, dan moet je de bodem overladen met stikstofbemester. Onze industriële gewassen zijn als dikbilkoeien. We zijn veel te ver gegaan in ons streven naar opbrengst. Het telen van gewassen voor het eiwit door 300 tot 400 kg stikstof per hectare te bemesten, is erover. Het is niet goed voor het milieu, want heel wat stikstof loogt uit de bodem, of raakt verloren door denitrificatie.'

'Daarnaast zijn er ook uitwassen van industriële dierlijke productie. Er worden zo veel antibiotica gebruikt in de veeteelt dat antibioticaresistentie bij landbouwers alarmerend wordt. De consument heeft een grote rol in die transitie. We moeten weg van het waarderen van dikbilkoeien, net zoals we moeten stoppen met het waarderen van gewassen die heel zwaar afhankelijk zijn van bestrijdingsmiddelen en overbemesting.'

Wat zijn de grote uitdagingen waar we vandaag voor staan?

'De belangrijkste uitdaging die ik vandaag zie is dat de menselijke geest attent moet blijven voor alles dat aanwezig is op onze planeet. Ik zie – voor het eerst in mijn leven – een wijdverspreide opkomst van populisme. Populisten tonen een schrijnend gebrek aan empathie. Ze spreken in slogans en zijn noch bezorgd over het hele spectrum van de samenleving, noch over de fragiliteit van de planeet die onze samenleving draagt. Het lijkt alsof we lessen uit het verleden vergeten zijn. Een voorbeeld: in 2018 vinden sommige mensen het aanvaardbaar om kinderen van hun ouders te scheiden, gewoon omwille van hun politieke prioriteiten. Dat is schokkend, niet?'

U vertelde ons dat u het geluk had uw leven te starten in een wereld waarin elke dag beter was dan de dag ervoor. Leven we nog steeds in zo’n wereld?

'We moeten onze zegeningen tellen, als je de inzichten ziet die we nog elke dag verwerven. Ik ben niet pessimistisch. We boeken vooruitgang in het onderwijzen van mensen, in het geven van betere perspectieven, betere mogelijkheden om te communiceren en het verkrijgen van een genuanceerd standpunt. We zijn nu beter af dan op eender welk moment in de geschiedenis. Onze gezondheidszorg, voedselvoorziening en hygiëne zijn er allemaal op vooruit gegaan.'

'Natuurlijk zijn er nog steeds zaken die met grote inzet moeten worden aangepakt, zoals de klimaatverandering. Het Parijsakkoord was een belangrijke verwezenlijking, maar er zijn wat complicaties, beloften die nog geen werkelijkheid zijn geworden. Wat ik wil benadrukken is dat ik, als ik denk over de mentaliteit van mensen, de zaken in gunstige zin zie evolueren. Natuurlijk is er nu en dan een terugslag, zoals het euroscepticisme dat ik niet begrijp omdat de Europese Unie ons vrede bracht en nog steeds vrede geeft. We moeten echter niet te bezorgd zijn over die terugslagen. We gaan momenteel door zwaar weer, maar we hebben voldoende wijsheid en vooruitziendheid. Ik ben vol vertrouwen: de volgende generatie gaat een mooie toekomst tegemoet.'