strategische verkenning nieuwe biologie

strategische verkenning nieuwe biologie
voetregel
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 1
1
10/5/2011 2:29:29 PM
2011 Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW)
© Sommige rechten zijn voorbehouden / Some rights reserved
Voor deze uitgave zijn gebruiksrechten van toepassing zoals vastgelegd in de Creative
Commons licentie. [Naamsvermelding 3.0 Nederland]. Voor de volledige tekst van deze
licentie zie http://www.creativecommons.org/licenses/by/3.0/nl/
Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen
Postbus 19121, 1000 GC Amsterdam
Telefoon + 31 20 551 0700
Fax + 31 20 620 4941
[email protected]
www.knaw.nl
pdf beschikbaar op www.knaw.nl
Basisvormgeving: edenspiekermann, Amsterdam
Opmaak, beeldbewerking en bureauredactie: Ellen Bouma, Alkmaar
Met dank aan Annemarie Roos voor het aanleveren van de volgende
figuren: 1.1, 3.1, 3.2 en 6.3
Beeldredactie omslagfoto: Tamar Stelling, www.tamarstelling.nl
Illustratie omslag: Thomas C. Kline Jr. De kwal Aequorea victoria, ‘leverancier’ van het
Green Fluorescent Protein (GFP)
ISBN: 978-90-6984-636-1
Het papier van deze uitgave voldoet aan ∞ iso-norm 9706 (1994) voor permanent
houdbaar papier.
voetregel
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 2
10/5/2011 2:29:29 PM
strategische verkenning
nieuwe biologie
het kloppend hart van de
life sciences
Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen
Commissie Visie Biowetenschappen
September 2011
voetregel
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 3
10/5/2011 2:29:29 PM
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 4
10/5/2011 2:29:29 PM
voorwoord
Met genoegen presenteer ik u deze Strategische verkenning Nieuwe Biologie, de prilste
loot aan de stam van KNAW-verkenningen. Deze publicatie, waarin de mogelijkheden van de biowetenschappen in Nederland onder de loep worden genomen, zet ons
pleidooi voor het slechten van grenzen in de wetenschap andermaal kracht bij. Het is
onze stellige overtuiging dat voor succesvolle wetenschap in Nederland het vervloeien
van wetenschappelijke disciplines en het bevorderen van samenwerking cruciaal zijn.
Juist op de raakvlakken van disciplines worden vaak wetenschappelijke doorbraken
gerealiseerd.
Ook het kabinet, geïnspireerd door onder andere de commissie Veerman, zet in op
kiezen en samenwerken. De voorliggende strategische verkenning sluit daar naadloos
bij aan – niet alleen bij het hoger onderwijs en onderzoeksbeleid, maar ook bij het
innovatiebeleid, want wie het heeft over biowetenschappen heeft het ook over meerdere topsectoren van het innovatiebeleid.
Waar het gaat om het bepleiten van nationale samenwerking en profilering heeft
de KNAW een reputatie hoog te houden, niet in de laatste plaats waar het gaat om
biologie. In 2001 verscheen het rapport Biologie, een vitaal belang, een sectorplan
avant la lettre. Sectorplannen zijn bij uitstek geschikt om de binding binnen en tussen
wetenschappelijke disciplines te bevorderen en zo de positie van de 'Universiteit van
Nederland' te versterken. Belangrijke voorwaarden zijn dat de plannen worden gedragen door de onderzoekers en de instellingen en dat ze aansluiten bij de behoeftes van
maatschappij en bedrijfsleven. Verder moet sprake zijn van een duidelijke positiebepaling in het Europese speelveld en, onontkoombaar, de beschikbaarheid van middelen
om systeemaanpassingen te realiseren. De sectorplannen die in de afgelopen jaren het
licht zagen voldoen in toenemende mate aan dit ideaalbeeld. Ook de maatschappelijke
vragen, die mede door de wetenschap kunnen worden beantwoord, krijgen een steeds
centralere plaats.
voorwoord
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 5
5
10/5/2011 2:29:30 PM
De strategische verkenning Nieuwe Biologie is voor de biowetenschappen een
belangrijke stap in diezelfde goede richting. De aanbevelingen die zij bevat, verdienen het ter harte te worden genomen en te worden uitgewerkt. Het rapport maakt de
sterk toegenomen toenadering zichtbaar tussen gebieden die voorheen min of meer
gescheiden opereerden. Centrale biologische concepten, zoals evolutie en ecosysteem,
treffen we nu ook ver buiten de biologie aan. Om die reden moet de uitwerking van
deze verkenning ter hand worden genomen in samenwerking met de de biologie
omringende disciplines, zoals natuurkunde en scheikunde, technische wetenschappen
en medische wetenschappen.
Inspirerend vind ik, ten slotte, hoe de conclusies van dit rapport zich verhouden
tot De Nederlandse Wetenschapsagenda die eerder dit jaar het licht zag. Van de 49 in
dat document beschreven wetenschappelijke uitdagingen passen er opmerkelijk veel
bij de ‘nieuwe biologie’, zoals de wereldvoedselvoorziening, de energievoorziening,
ziektepreventie en -bestrijding en de zorg voor een gezonde leefomgeving – waarmee
het maatschappelijk belang van slim georganiseerd wetenschappelijk onderzoek op
topniveau maar weer is aangetoond.
Mijn dank geldt de Commissie Visie Biowetenschappen voor het ontwikkelen van deze
verkenning. We zullen de toekomst van ook deze toekomstverkenning nauwgezet
volgen.
Robbert Dijkgraaf
President KNAW
6
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 6
10/5/2011 2:29:30 PM
inhoud
voorwoord 5
samenvatting summary 12
1. inleiding 9
15
2. de maatschappelijke uitdagingen voor de nieuwe biologie 4. nieuwe biologie in nederland 18
2.1 Gezondheid 18
2.2 Voedselzekerheid 20
2.3 Verstandig gebruik van ecosystemen en biodiversiteit 22
2.4 Overgang naar biobased chemicaliën, materialen en energie 24
2.5 Ethische aspecten, risico’s en maatschappelijk draagvlak 26
3. van biologie naar nieuwe biologie 5. profilering, focus en massa – kwaliteit door keuzes 30
3.1 Van beschrijven naar verklaren en voorspellen 30
3.2 Disciplinaire grenzen vervagen 31
3.3 De onderzoekagenda van de Nieuwe Biologie 34
36
4.1 Onze internationale positie 36
4.2 Hoe houden we onze toppositie vast? 37
5.1 Noodzaak van focus en massa 39
5.2 Kwantificeren van vakgebieden binnen de life sciences 40
5.3 Gerealiseerde profilering in de kerndisciplines van de biologie 44
5.4 Specifieke wetenschappelijke en maatschappelijk belangen van de vijf
zwaartepunten 45
5.5 De interdisciplinaire wetenschapsvelden waarin de Nieuwe Biologie
participeert 48
5.6 De vakgebieden van de overige life sciences 49
5.7 De life sciences aan de Nederlandse onderzoeksinstituten 49
5.8 Aanbeveling voor profilering in het onderzoek 50
inhoud
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 7
39
7
10/5/2011 2:29:30 PM
6. 7. 8. opleidingen in de nieuwe biologie 52
6.1 Universitaire bachelor- en masteropleidingen 52
6.2 Hbo-opleidingen 55
6.3 Promotie-opleidingen 56
6.4 De arbeidsmarkt voor biologen 57
6.5 Aanbevelingen voor het onderwijs 58
kennisvalorisatie dankzij de nieuwe biologie 62
7.1 Van wetenschappelijke ontdekking naar kennisvalorisatie 62
7.2 Het stimuleren van kennisvalorisatie 64
7.3 De ‘gouden driehoek’ is nu aan zet 65
7.4 Aanbevelingen op het terrein van onderzoek en kennis-valorisatie 66
aanbevelingen 69
8.1 Inleiding 69
8.2 Aanbevelingen ter versterking van het onderwijs 69
8.3 Aanbevelingen ter versterking van het onderzoek 71
8.4 Aanbevelingen ter versterking van innovatie en kennisvalorisatie 72
8.5 Benodigde investeringen en hun opbrengsten 75
bijlagen
a. Taakomschrijving en samenstelling van de commissie 76
b. Onderzoekzwaartepunten: Tabellen 5.4 en 5.5 horend bij hoofdstuk 5 78
c. Universitaire bachelor- en master-opleidingen in de Nieuwe Biologie 82
d. Hbo-bachelor-opleidingen in de Nieuwe Biologie 84
e. Overzicht erkende Onderzoekscholen in de Nieuwe Biologie 85
f. Lijst van afkortingen 86
8
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 8
10/5/2011 2:29:30 PM
samenvatting
In deze strategische verkenning Nieuwe Biologie – het kloppend hart van de life sciences
wordt een strategisch plan voor de biologie in Nederland gepresenteerd. Het is gebaseerd op een aantal analyses:
• een analyse van de maatschappelijke uitdagingen en kansen op het terrein van de
life sciences en hun relatie met de economische topsectoren van Nederland,
• een analyse van de internationale positie van het Nederlandse biologische onderzoek en de perspectieven voor het behouden en versterken van die positie,
• en een analyse van de zwaartepunten in het Nederlandse onderzoek en onderwijs
in de biologie en aangrenzende disciplines.
De eerste analyse laat zien dat de life sciences momenteel stormachtige ontwikkelingen doormaken, met grote consequenties voor ons dagelijks leven en grote kansen
voor onze kenniseconomie. Die ontwikkelingen zijn mogelijk geworden doordat de
biologie is doorgedrongen tot de bouwstenen van het leven en is uitgegroeid tot een
verklarende en voorspellende wetenschap met een grote uitstraling naar andere
wetenschapsvelden en toepassingsgebieden. Om die reden spreekt men dan ook van
de Nieuwe Biologie.
Het gaat hierbij onder meer om gebieden zoals gezondheid, land- en tuinbouw, biodiversiteit, materiaal- en energievoorziening. En juist op de raakvlakken van diverse
disciplines kunnen we belangrijke innovaties verwachten. Denk hierbij bijvoorbeeld
aan nieuwe terreinen als synthetische biologie en nano(bio)technologie. Samenwerking tussen diverse partijen is en blijft dus geboden.
Nederland heeft een unieke en sterke positie in de Nieuwe Biologie door een combinatie van internationaal toonaangevend toptalent in de wetenschap en internationaal gerichte, innovatieve bedrijven. In zes van de negen topsectoren werkt de Nieuwe
Biologie als de motor van onze kenniseconomie: life sciences, agrofood, tuinbouw en
uitgangsmaterialen, chemie, energie en water.
samenvatting
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 9
9
10/5/2011 2:29:30 PM
De tweede analyse bevestigt het beeld dat het Nederlandse biologische onderzoek
hoog in de wereldtop staat, maar laat ook zien dat deze positie bedreigd wordt. De
‘gouden driehoek’ van kennisinstellingen, bedrijfsleven en overheid heeft de afgelopen
tien jaar goed samengewerkt in het stimuleren van onderzoek, innovatie en kennisvalorisatie. Toch komt op dit moment het opgebouwde momentum in de Nieuwe Biologie
in Nederland stil te vallen ten opzichte van de ons omringende landen, en wel om drie
redenen:
• Het niveau en de groei van investeringen in wetenschappelijk onderwijs en onderzoek van zowel overheid als bedrijfsleven zijn in Nederland al tien jaar lang lager
dan in de meeste andere westerse landen: dit begint aantoonbaar effect te hebben
op onze (nu nog) hoge wetenschappelijke output en impact
• De belangstelling van studenten voor universitaire opleidingen in de Nieuwe
Biologie is hoog en in de afgelopen tien jaar verdubbeld, hun arbeidsmarktpositie
is uitstekend, maar de voor onderwijs beschikbare vaste staf is gelijk gebleven of
achteruit gegaan: de opleiding van ons toekomstige toptalent wordt uitgehold
• De Nederlandse stimuleringsfondsen voor publiek-private samenwerking en kennisvalorisatie drogen op, juist op een moment dat de ons omringende landen en
de opkomende landen in Azië extra investeren in hun kenniseconomieën: andere
landen grijpen wel de kansen die de snelle ontwikkelingen in de Nieuwe Biologie
hen bieden
• De Nieuwe Biologie in Nederland behoort tot de wereldtop, maar heeft hoognodig
blijvende investeringen nodig om dat niveau te handhaven.
Als derde heeft de commissie geanalyseerd in welke wetenschapsvelden binnen de
Nieuwe Biologie ons land focus, massa en impact heeft. Een clusteranalyse van de
publicaties van alle Nederlandse fulltime hoogleraren op het gebied van de life sciences leverde acht kerndisciplines binnen de Nieuwe Biologie op waarin Nederland
actief is. In vijf daarvan heeft Nederland voldoende focus en massa om internationaal
competitief te blijven. Bovendien behoren relatief veel Nederlandse hoogleraren in
deze vijf kerndisciplines tot de internationale top van meest geciteerde biologen. Deze
gebieden vormen het kloppend hart van de life sciences in Nederland:
• fysiologie en neurobiologie
• celbiologie en ontwikkelingsbiologie
• ecologie en evolutiebiologie
• microbiologie
• plantenbiologie
Deze gebieden hebben focus, massa én internationale impact; het versterken ervan zal
voor Nederland, zowel wetenschappelijk als economisch, het meeste opleveren.
De analyse van zwaartepunten op instellingsniveau laat zien dat de Nieuwe Biologie in Nederland al een duidelijke profilering per instelling heeft, zowel in het onderzoek als in het onderwijs. Het is niet zo dat ‘alles overal’ gebeurt, er zijn al keuzes
10
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 10
10/5/2011 2:29:30 PM
gemaakt, mede als gevolg van het eerdere sectorplan Biologie: een vitaal belang en de
actieve onderzoekscholen. Dat vormt een goede basis voor een verdere profilering van
het onderzoek en de master-opleiding, met behoud van een brede wo-bachelor.
Op grond van deze analyses geeft de commissie acht concrete aanbevelingen aan kennisinstellingen, bedrijfsleven en overheid, waaronder een investeringsplan van ten
minste 70 miljoen euro. Als algemeen advies aan alle partijen geldt:
Erken het specifieke belang van de Nieuwe Biologie voor de Nederlandse topsectoren
en wees doordrongen van de urgentie van maatregelen ter versterking van onderwijs
en onderzoek, innovatie en kennisvalorisatie. Benoem hiertoe een implementatiegroep vanuit kennisinstellingen (bètafaculteiten, onderzoeksinstituten, KNAW en
NIBI), onderzoekfondsen (NWO-ALW en STW), bedrijfsleven en overheid, en laat deze
de investeringen en andere maatregelen implementeren in overleg met de kennisinstellingen.
de acht aanbevelingen luiden:
1. Verbeter het studierendement van de biologie-opleiding door profilering en
samenwerking tussen wo en hbo in voorlichting, selectie en doorverwijzing van
studenten.
2. Behoud een brede wo-bachelor biologie, ga verder met profileren van de wo-master biologie en verwante opleidingen, en maak beide aantrekkelijker voor talentvolle studenten door een brede invoering van honours-programma’s.
3. Maak actieve (doelgroep)benadering en communicatie een expliciet doel van de
organisatie zodat het kennisniveau en de betrokkenheid bij wetenschap in de
samenleving stijgt.
4. Investeer samen met de universiteiten via de eerste geldstroom in 100 extra
tenure-track-plaatsen in de biologie- en verwante opleidingen.
5. Versterk met name de vijf kerndisciplines waarop Nederland focus, massa en impact heeft.
6. Neem innovatie, kennisvalorisatie, maatschappelijke relevantie en ondernemerschap op in de opleiding en schakel daarbij het bedrijfsleven in.
7. Investeer in kennisvalorisatie door startende ondernemers via een voortzetting
van het succesvolle programma LifeSciences@work.
8. Investeer in jong talent en apparatuur in kweekvijvers van onderzoek, innovatie en
kennisvalorisatie in de vijf kerndisciplines van de Nieuwe Biologie waar Nederland
focus, massa en impact heeft.
samenvatting
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 11
11
10/5/2011 2:29:30 PM
summary
In Strategic Foresight on New Biology – The Core of the Life Sciences, the Biosciences
Committee of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences presents a strategic
plan for biology in the Netherlands. The plan is based on three different analyses:
• an analysis of the challenges and opportunities for society in the life sciences and
how these relate to the key economic sectors of the Netherlands;
• an analysis of the international position of Dutch research in biology and the potential for maintaining and enhancing that position;
• an analysis of the key priorities of Dutch research and education in biology and
related disciplines.
The first analysis shows that the life sciences are currently in a state of rapid and dramatic change, and that these developments have important implications for everyday
life and offer enormous opportunities for the Dutch knowledge economy. They have
become possible because biologists have now gained access to the building blocks of
life and because the science of biology can now offer explanations and make predictions that have a huge impact on other scientific disciplines and areas of application.
That is why scientists today refer to the 'New Biology', a cross-disciplinary science that
encompasses such fields as health, agriculture, horticulture, biodiversity, and materials and energy supply. It is precisely at the interface between separate disciplines that
we can expect to see crucial breakthroughs, for example in new areas such as synthetic
biology and nanobiotechnology. Collaboration between parties is and will remain vital.
The Netherlands has a unique, robust position in the New Biology, thanks to its
internationally prestigious researchers and its innovative, outward-looking enterprises. The New Biology drives the knowledge economy in six of the Netherlands’ nine
key economic sectors, i.e. life sciences & health, agro-food, horticulture and propagation materials, chemicals, energy, and water.
12
strategic forsight on new biology
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 12
10/5/2011 2:29:30 PM
The second analysis confirms the observation that Dutch biological research is
among the best in the world, but also shows that that position is under threat. Knowledge institutions, enterprises and government – the 'golden triangle' – have cooperated closely on promoting research, innovation and knowledge valorisation in the past
ten years. There is nevertheless a risk that the Netherlands will lose the momentum
that it has built up in the New Biology compared with its neighbours in Europe, for
three reasons:
In the past decade, government and enterprise have invested less in education and
research in the Netherlands than in most other countries in the West, and growth in
investment has slowed. The downward trend is starting to have a demonstrable effect
on Dutch scientific output and its impact, which has been outstanding until now.
Young people are very interested in New Biology university programmes; the
number of students enrolled in such programmes has doubled in the past ten years
and graduates have an excellent position in the labour market, but there has not been
a concomitant increase in the number of tenured teaching positions – indeed, there
has even been a decline. The training of tomorrow’s top Dutch biologists is being
eroded.
Dutch incentive funding for public-private partnerships and knowledge valorisation is drying up precisely at a time when other European countries and emerging
economies in Asia are investing more in their knowledge economies. Unlike the Netherlands, other countries are grasping the opportunities offered by rapid changes in the
New Biology.
The Netherlands is one of the world leaders in the New Biology, but it must, crucially, continue to invest in this area of science if it hopes to maintain its position in the
global rankings.
Finally, the Biosciences Committee analysed which disciplines within the broader field
of New Biology have focus, mass and impact in the Netherlands. A cluster analysis of
the publications of all Dutch full-time professors in the life sciences produced a list of
eight key disciplines within the field of New Biology in which the Netherlands is active.
The Netherlands has enough focus and mass in five of these disciplines to remain
competitive internationally. In addition, Dutch professors in these five key disciplines
comprise a relatively large proportion of the group of internationally prestigious,
most-cited biologists. These disciplines can therefore be considered the core of the life
sciences in the Netherlands:
• Physiology and Neurobiology
• Cell Biology and Developmental Biology
• Ecology and Evolutionary Biology
• Microbiology
• Plant Biology
These disciplines have focus, mass and international impact; reinforcing them will
generate the most benefits for the Netherlands in terms of both the sciences and the
economy.
summary
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 13
13
10/5/2011 2:29:30 PM
Analysis of priorities at institutional level reveals that each of the institutions has
already defined its approach to the New Biology, both in research and in teaching. Far
from being a 'free-for-all', choices have already been made, in part owing to an earlier sector plan, i.e. Biology: A Vital Interest, and the work carried out by the research
schools active in this area. All this has provided a sound basis for defining the relevant
research and Master’s programme while retaining a broader Bachelor of Science programme.
Based on these analyses, the Committee makes eight specific recommendations to
knowledge institutions, enterprises and government, including an investment plan of
at least EUR 70 million. Its general advice to all the relevant parties is as follows: recognise the specific importance of the New Biology for key Dutch economic sectors and
acknowledge the urgent need to take steps to boost education and research, innovation and knowledge valorisation; appoint an implementation group for that purpose,
comprised of representatives of knowledge institutions (science faculties, research
institutes, the Academy and the Netherlands Institute of Bioscience-NIBI), research
funds (NWO-ALW and STW), enterprise and government and authorise this group to
implement the investment and other measures in consultation with the knowledge
institutions.
the eight recommendations are:
1. Improve academic performance in biology study programmes by defining distinct
profiles and encouraging research universities and universities of applied sciences
to cooperate on providing information to students and on selecting and referring
students.
2. Maintain a broad academic Bachelor’s Degree programme in biology, continue
defining – per institution -the distinct profile of academic Master’s Degree programmes in biology and related programmes, and make both more appealing to
talented students by introducing honours programmes across the board.
3. Make outreach and communication one of the explicit aims of the organisation, so
that the public’s knowledge of science improves and its commitment to research
increases.
4. Join universities in investing in one hundred extra tenure track positions in biology
and related courses through the direct funding mechanism.
5. Concentrate on the five key disciplines in which the Netherlands has focus, mass
and impact.
6. Make innovation, knowledge valorisation, social relevance and entrepreneurship
part of the relevant programmes of study and get enterprises involved in doing so.
7. Invest in knowledge valorisation by start-up companies by continuing the successful LifeSciences@work programme.
8. Invest in talented graduates and equipment by supporting research, innovation and
knowledge valorisation incubators in the five key disciplines of the New Biology in
which the Netherlands has focus, mass and impact.
14
strategic forsight on new biology
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 14
10/5/2011 2:29:30 PM
1. inleiding
Geen wetenschap is in de laatste dertig jaar zo veranderd als de biologie. Nieuwe
onderzoekmethoden hebben onze kennis van de levende materie dramatisch vergroot
op alle niveaus, van biomolecuul tot biosfeer. Men spreekt dan ook van ‘Nieuwe Biologie’ omdat de biologie is doorgedrongen tot de bouwstenen van het leven en daarmee
is uitgegroeid tot een verklarende en voorspellende wetenschap, een wetenschap
met slagkracht. De Nieuwe Biologie is het kloppend hart van de life sciences, met een
enorme uitstraling naar andere wetenschapsvelden en toepassingsgebieden. Dat is
één reden waarom de 21e eeuw gedoopt is tot de eeuw van de biologie.1 De andere
reden is dat wij de Nieuwe Biologie hard nodig hebben om oplossingen te vinden
voor een aantal grote maatschappelijke uitdagingen. Het gaat daarbij om gezondheid,
voedselzekerheid, het verstandig gebruik van ecosystemen, inspelen op klimaatverandering en de overgang naar een biobased economie.
Nederland heeft een unieke uitgangspositie in de Nieuwe Biologie. Ons wetenschappelijk onderzoek behoort tot de wereldtop en ons land heeft in de topsectoren Life
sciences, Agrofood, Tuinbouw en uitgangsmaterialen, Chemie, Energie en Water
sterke, internationaal gerichte en innovatieve bedrijven. In maar liefst zes van de
negen topsectoren die de overheid wil versterken werkt de Nieuwe Biologie als de
motor van onze kenniseconomie.
1 De term new biology is in de jaren negentig in Amerika ontstaan. De Amerikaanse oudpresident Clinton sprak al in 1997 over de komende eeuw als ‘the age of biology’. Zie verder ook het
USA-NRC-rapport A New Biology for the 21st Century van september 2009.
inleiding
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 15
15
10/5/2011 2:29:30 PM
Life sciences
Agro-food
Tuinbouw en
uitgangsmaterialen
€ 98 miljard
~5-10%
~15-25%
€ 65 miljard
Nieuwe Biologie
€ 14 miljard
Water
Milieu
~5%
~10-15%
Totale jaarlijkse impact: ~ € 30 miljard
€ 84 miljard
Chemie
Energie
Figuur 1.1 Economische en maatschappelijke impact van de Nieuwe Biologie in de topsectoren van Nederland
De totale economische impact van de Nieuwe Biologie in Nederland komt hiermee op
minstens 30 miljard euro per jaar, met groeicijfers die, ondanks de economische crisis,
al meerdere jaren achtereen meer dan 10 procent per jaar bedragen. Hierin is de
bijdrage van biologische kennis aan behoud en optimalisatie van zogenoemde ecosysteemdiensten, de publieke en lastig in geld uit te drukken functies van ecosystemen en
biodiversiteit, nog niet eens meegenomen.
Grote bedrijven zoals Avebe, DSM, FrieslandCampina, Philips, Unilever en Shell,
veredelingsbedrijven zoals Bejo Zaden, ENZA Zaden en RijkZwaan, maar ook kleine
bedrijven uit de ‘nieuwe economie’ zoals Crucell, Galapagos, Genetwister, Keygene,
Noldus, ProSensa, en vele andere gebruiken kennis uit de Nieuwe Biologie, samen
met natuur- en scheikunde voor innovatieve producten. Kennisvalorisatie kan alleen
ontstaan op plekken waar topopleidingen zijn gecombineerd met toponderzoek. Voorbeelden zijn het Bio Science Park in Leiden, Food Valley in Wageningen en Energy Valley in Groningen. Hier ontstaat het klimaat om nieuwe vindingen te vertalen in nieuwe
economische bedrijvigheid.
Dit is geen originele gedachte. De Verenigde Staten heeft zwaar geïnvesteerd in
wat daar wordt genoemd new biology omdat het nieuwe bedrijvigheid oplevert. China,
India, Maleisië en Singapore investeren miljarden in biologisch onderzoek en onderwijs, om dezelfde reden. Ook Duitsland, Frankrijk, Engeland en Scandinavische landen
investeren in excellent onderzoek met het oog op innovatie.
De overgang naar een biobased economie biedt enorme kansen voor wie ze kan
grijpen. De Nederlandse investeringen in onderwijs, onderzoek en innovatie lopen
16
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 16
10/5/2011 2:29:30 PM
echter al tien jaar achter bij die van de ons omringende landen. Veel jonge mensen
herkennen biologie als een opwindend vakgebied en gaan dat studeren, maar merken
vervolgens dat er in het onderwijs wordt ondergeïnvesteerd. De wereld wordt steeds
competitiever, met de nieuwe spelers in onderzoek en innovatie in de gevestigde en
in de opkomende economieën. Nederland staat voor een tweesprong: zijn – nu nog –
toppositie als kennisland in de life sciences behouden door diepte-investeringen of de
competitie verliezen en een transportland worden voor de kenniseconomieën om ons
heen.
In dit licht heeft de KNAW een commissie Biowetenschappen ingesteld en deze
gevraagd om een visie te formuleren op de toekomst van de Nederlandse biologie,
zowel ten aanzien van onderzoek en onderwijs als ook voor innovatie en kennisvalorisatie.
Dit advies bouwt voort op het KNAW-rapport Biologie, een vitaal belang (2001), het
rapport van de Onderwijsvisitatiecommissie Biologie (QANU, 2010) en op het rapport
Partners in the polder dat in 2009 verscheen. Dit laatste rapport geeft een visie op de
rol van publiek-private samenwerking in het stimuleren van innovaties op het gebied
van de Nieuwe Biologie en aanverwante terreinen. Ook heeft de commissie rekening
gehouden met recente ontwikkelde visies op naastgelegen wetenschapsvelden, zoals
het Sectorplan Natuur- en Scheikunde (2007) en de implementatie daarvan, Agenda
2020: Visie op het aardwetenschappelijk wetenschapsveld (KNAW, 2011) en Research
Review Chemistry (QANU, 2011).
Het plan dat thans voor u ligt gaat verder dan eerdere verkenningsrapporten. Mede
geïnspireerd door het advies van de Commissie Veerman, richt dit plan zich op het
profileren van de Nederlandse agenda op het terrein van onderzoek en onderwijs,
innovatie en kennisvalorisatie in de Nieuwe Biologie, en de rol die de ‘gouden driehoek’ van kennisinstellingen, bedrijfsleven en overheid daarin spelen.
De commissie werd gevraagd te rapporteren in de eerste helft van 2011. Zij werd
daarbij ondersteund door het bureau van de KNAW en het Nederlands Instituut voor
Biologie (NIBI). De taakstelling en samenstelling van de commissie staan vermeld in
bijlage A.
De commissie kwam acht maal bijeen en rapporteerde in mei 2011. Het conceptrapport is in juli 2011 onderworpen aan een anonieme review. Het commentaar van
de drie referenten is verwerkt in het finale rapport.
De commissie kende een brede samenstelling uit wetenschap en bedrijfsleven, en
zij heeft gezorgd voor terugkoppeling van haar ideeën met de faculteiten, industrie
en andere stakeholders. De commissie heeft daarbij gemerkt dat de visie en voorstellen in dit rapport op een breed draagvlak kunnen rekenen. Zij verwacht dan ook dat
de urgentie van versterking van de Nieuwe Biologie in Nederland herkend en erkend
wordt en dat haar aanbevelingen zullen worden opgevolgd.
inleiding
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 17
17
10/5/2011 2:29:30 PM
2. de maatschappelijke
uitdagingen voor de
nieuwe biologie
Er is een grote belangstelling voor vraagstukken op het terrein van de biologie bij
een breed publiek, inclusief ondernemers, beleidsmakers en ethici. Begrippen als
duurzame ontwikkeling, klimaatverandering en biodiversiteit, maar ook proefdiergebruik, stamcellen en genomics zijn gemeengoed geworden in brede maatschappelijke
discussies. De resultaten van biologisch onderzoek hebben ons dagelijks leven op een
ingrijpende manier veranderd en zullen dat nog veel meer gaan doen. En dat moet ook
wel, want de mensheid staat deze eeuw voor enorme uitdagingen.
2.1 Gezondheid
Nederland heeft een uitstekende gezondheidszorg en behoort mede daardoor tot
de landen met de hoogste levensverwachting ter wereld. De mogelijkheden van de
gezondheidszorg, maar ook de kosten daarvan nemen steeds verder toe. Hoe kan de
Nieuwe Biologie, samen met aanpalende wetenschapsvelden als het medisch, farmaceutisch en voedingsonderzoek bijdragen aan een doelmatige en doeltreffende
gezondheidszorg en een hogere kwaliteit van leven?
Gezond oud worden
Evolutionair gezien is ons lichaam ‘ontworpen’ om zo’n veertig jaar mee te gaan. Op
die leeftijd hebben we ons voortgeplant, onze kinderen opgevoed en daarmee onze
genen doorgegeven. Dankzij goede hygiëne en medische zorg worden we nu veel
18
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 18
10/5/2011 2:29:30 PM
ouder, maar gezond oud worden is nog lastig. We krijgen last van aandoeningen die bij
onze voorouders zelden voorkwamen, simpelweg doordat zij eerder en aan iets anders
overleden. Preventie door een gezonde levenswijze, herkennen van genetische risico’s
op aandoeningen en vroegtijdige diagnose kunnen bijdragen aan de lichamelijk en
geestelijke gezondheid van ouderen.
het groningse programma lifelines
Mede door de vergrijzing van de bevolking zal het aantal chronisch zieken de komende
decennia sterk stijgen en zal de behoefte aan preventie en behandelingen toenemen.
Nederland heeft al veel databanken met biomedische gegevens over specifieke aandoeningen als astma, diabetes of nierziekten, maar er is nog steeds geen antwoord op de
meest cruciale vraag: Waarom wordt de één gezond oud en krijgt de ander al op jonge
leeftijd problemen met zijn gezondheid? In het LifeLines-onderzoek van de Rijksuniversiteit Groningen worden personen uit drie generaties gedurende minimaal dertig jaar
gevolgd op tal van levens- en gezondheidsaspecten, en elk eens in de vijf jaar uitgebreid
medisch onderzocht. In dit onderzoek krijgen zij uitgebreide vragenlijsten voorgelegd
over ziekten, leefstijl, gezondheid, medicijngebruik, voedingsgewoonten en dergelijke.
Ook worden zaken gemeten als bloeddruk, gewicht, lengte, longfunctie, hartfunctie en
bloed- en urinewaarden. LifeLines is de eerste studie die zoveel levensaspecten bij het
onderzoek betrekt, van erfelijkheid en stijl van leven tot en met psychische en sociale
factoren. Alleen zo’n brede aanpak kan diepgaand inzicht opleveren in het ontstaan en
beloop van chronische ziekten. Dat kan resulteren in ‘voorspellers’ voor het ontstaan van
ziekte en voor een gezonde levensloop. Aan de hand daarvan is straks meer te doen aan
preventie en doelmatiger behandelen.
Han Olff
Nieuwe ziektes
Globalisering, klimaatverandering en soms ‘stom toeval’ leiden met regelmaat tot het
opduiken van nieuwe besmettelijke ziekten bij mensen, dieren en planten. Dat ‘toeval’
kan bijvoorbeeld een mutatie van een ziekteverwekker zijn waardoor die resistent
wordt tegen antibiotica, of een dierziekte die ineens ook voor mensen gevaarlijk
wordt. Van zulke zoönosen liggen er vele op de loer, bijvoorbeeld vogelgriep. Naast
het persoonlijk leed zijn de economische gevolgen meestal enorm. Dankzij de biologie
kunnen we ontrafelen hoe een ziekteverwekker ons ziek maakt, hoe hij zich verspreidt
en hoe hij bestreden kan worden.
Een nieuwe aanpak van oude ziekten
‘Maar de dokters zijn zo knap tegenwoordig’ is een veelgehoorde opmerking als
iemand melding maakt van een ongeneeslijke aandoening. Echter, of het nu gaat om
de maatschappelijke uitdagingen voor de nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 19
19
10/5/2011 2:29:30 PM
diabetes, auto-immuunziekten, allergieën, migraine of schizofrenie, er zijn nog vele
fysieke en psychische stoornissen waar de medische wetenschap nog geen genezing
kan bieden. De Nieuwe Biologie ontwikkelt samen met haar partners in de medische
wetenschapen nieuwe inzichten om te komen tot een nieuwe aanpak van zulke ‘oude’
ziekten, met innovatieve behandelmethoden en effectievere medicijnen.
Gezonde voeding en de strijd tegen overgewicht
Gezond eten gaat niet alleen over het vermijden van dingen die ‘slecht voor je zijn’
zoals te veel zout, suiker en vet. Onderzoekers en voedingsindustrie ontdekken steeds
meer hoe voeding actief kan bijdragen aan onze gezondheid. Voorkomen is niet alleen
beter dan genezen, het zal ook helpen om de stijgende kosten van onze gezondheidszorg te drukken.
Onze voorouders in de oertijd hadden weinig te kiezen als het om voedsel ging.
Ze aten wat er zich aandiende – als er maar calorieën inzaten. Onze huidige voorkeur
voor zoet, vet voedsel stamt uit die oertijd. Toen was die voedselvoorkeur heel functioneel, nu niet meer, met ons leefpatroon van weinig beweging en een altijd gevulde
koelkast. Nu al lijdt bijna de helft van onze bevolking aan overgewicht en het RIVM
verwacht een verdere toename in de komende decennia. Vooral overgewicht onder
kinderen neemt alarmerend toe. Overigens komt overgewicht niet alleen in ‘rijke’
landen voor: door onevenwichtige voeding neemt het ook sterk toe in de nieuw opkomende economieën en ontwikkelingslanden, zelfs in sub-Sahara Afrika.
Overgewicht is niet alleen een ‘uiterlijk’ probleem. Het verhoogt fors het risico
op chronische aandoeningen zoals diabetes type 2, hart- en vaatziekten, motorische
stoornissen en artritis. Kortom, de maatschappelijke kosten van overgewicht zijn
enorm. Biologen, samen met medici, psychologen, sociologen en marketingdeskundigen, kunnen consumenten en voedingsindustrie helpen dit probleem letterlijk ‘te lijf’
te gaan.
2.2 Voedselzekerheid
Nederland staat internationaal in de top drie van exporteurs van landbouw- en voedingsproducten dankzij een hoogproductieve land- en tuinbouw en een grote, innovatieve voedingsindustrie. Nederland zet daarbij vooral in op kennisintensieve producten zoals hoogwaardig uitgangsmateriaal (zaaizaad, pootgoed en fokdieren). Niet voor
niets zijn deze sectoren verheven tot topsectoren, Agrofood en Tuinbouw en uitgangsmaterialen, en niet toevallig staat Nederland op deze terreinen ook wetenschappelijk
in de top drie van de wereld. Welke grote maatschappelijke uitdagingen op het terrein
van voeding en voedselzekerheid zijn er de komende decennia voor de biologie?
20
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 20
10/5/2011 2:29:30 PM
Voedselzekerheid voor een groeiende wereldbevolking
De wereldbevolking groeit naar negen miljard mensen in 2050 en zal dan langzaam
weer afnemen, zo luidt de verwachting. Hoe is te garanderen dat al die mensen voldoende en evenwichtig te eten hebben? Dat is meer dan alleen een ethisch vraagstuk,
maar heeft consequenties voor migratie, economische groei en geopolitieke stabiliteit.
Meer land opofferen aan landbouw is om diverse redenen geen verstandige optie.
We zullen dus efficiënter voedsel moeten produceren, met minder inputs, minder
schadelijke outputs en minder verlies in de keten ‘van grond tot mond’. Nederland
loopt daarin nu al voorop, met bijvoorbeeld een leidende positie in de plantenveredeling en zaaigoedsector, de veefokkerij en schone aquacultuur. Die zijn stuk voor stuk
diep geworteld in de Nederlandse landbouwwetenschappen. Dat geeft ons land een
sterke uitgangspositie om nu de kennis (‘ecologische geletterdheid’) te ontwikkelen
voor de hoognodige nieuwe generatie ‘slimme’ landbouw- en aquacultuursystemen
die berusten op sustainable intensification. De snelle ontwikkelingen in dit topgebied
bieden absoluut kansen voor Nederland.
revolutie in de plantenveredeling
De snelle evolutie in DNA-analysetechnologie leidt tot een revolutie in de plantenverdeling. De DNA-volgorde van aardappel en tomaat wordt dit jaar gepubliceerd. Het
DNA van het genoom van de modelplant Arabidopsis, en van rijst, maïs, soja, populier,
sorghum, luzerne, druif en komkommer is al eerder vastgesteld. Vele andere gewassen
waaronder tarwe met een genoom dat 5 maal groter is dan dat van de mens, komen er
aan. Bovendien wordt in hoog tempo de DNA-volgordes van plantpathogene bacteriën en
schimmels en belagers als insecten vastgesteld. Voor de Nederlandse zaadveredelingsindustrie is het een mijlpaal om over de DNA-volgorde van hun gewassen te beschikken
en die met elkaar te kunnen vergelijken. Als zij precies weten wat de genetische basis is
voor iedere eigenschap, kunnen zij veel gemakkelijker en sneller na een kruising die nakomelingen selecteren waarin zoveel mogelijk gewenste en zo min mogelijk ongewenste
eigenschappen zitten. Ook kwantitatieve eigenschappen als ‘opbrengst’ kunnen dan
van een genetische basis worden voorzien. Bovendien is het dan mogelijk de aanwezige biodiversiteit van aardappel en tomaat nauwkeurig in kaart te brengen, dus welke
eigenschappen aanwezig zijn in verwanten van aardappel en tomaat die interessant zijn
voor de veredelaar maar tot nu toe nog niet zijn gebruikt. Hierdoor gaan we steeds beter
begrijpen welke mogelijkheden de biodiversiteit biedt voor de verbetering van gewassen, wat betreft opbrengst of bijvoorbeeld ziekteresistentie. Een beter inzicht in deze
eigenschap zal leiden tot meer mogelijkheden om voedselzekerheid te garanderen voor
een groeiende wereldbevolking.
Willem Stiekema
de maatschappelijke uitdagingen voor de nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 21
21
10/5/2011 2:29:30 PM
overstromingstolerante rijst: voedsel voor miljoenen
Op wereldschaal wordt per jaar een gebied dat een oppervlak heeft van tweemaal de
Verenigde Staten van Amerika geconfronteerd met overstroming. Dit heeft dramatische gevolgen voor de opbrengsten van landbouwgewassen die in dergelijke gebieden
groeien. Zelfs rijst, stapelvoedsel voor een groot deel van de wereldbevolking, heeft maar
een beperkte tolerantie voor diepe overstromingen. Recent is een gen (SUB1A) in rijst
geïdentificeerd dat dit gewas aanzienlijk toleranter maakt voor overstroming. Dankzij het SUB1A-gen gaan rijstplanten buitengewoon zuinig om met reserves waardoor
ze kunnen overleven tijdens langdurige overstroming. Na de overstroming hervat de
rijstplant zijn groei, en gaat hij bloeien en zaad zetten, de bron van voedsel. SUB1A maakt
rijstoogsten mogelijk in gebieden die maar marginaal geschikt zijn voor rijstteelt, zelfs
onder veldcondities in zuidoost Azië. Momenteel worden rijstlijnen met het SUB1A-gen
verspreid onder boeren in India, Indonesië, Bangladesh en de Filipijnen, waardoor de
voedselzekerheid van vele miljoenen mensen wordt vergroot.
Rens Voesenek
Figuur 2.1 Een veldproef met overstromingstolerante rijstlijnen en intolerante lijnen. Op de
veldjes met intolerante lijnen hebben maar weinig planten overleefd (foto gepubliceerd met
toestemming van het International Rice Research Institute).
2.3 Verstandig gebruik van ecosystemen en biodiversiteit
Voor ons voedsel, veel van onze medicijnen en grondstoffen maar ook voor recreatie
en toerisme, kortom voor onze kwaliteit van leven, zijn we afhankelijk van gezonde
ecosystemen en biodiversiteit. Miljoenen jaren van evolutie hebben die rijkdom aan
soorten en ecosystemen tot resultaat gehad. Die vertegenwoordigen een enorme economische waarde, iets dat vaak pas duidelijk wordt als het te laat is. Ook zijn er breed
geaccepteerde morele en ethische redenen om ecosystemen, planten- en diersoorten
voor verdwijnen te behoeden. Het Nederlandse ecologisch onderzoek staat internationaal in hoog aanzien. Hoe kan de biologie helpen bij het verstandig, duurzaam gebruik
van ecosystemen?
22
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 22
10/5/2011 2:29:30 PM
Gebruik en herstel van ecosystemen en biodiversiteit
Biologen begrijpen steeds beter hoe ecosystemen functioneren en evolueren en welke
rol de vele soorten planten en dieren erin spelen. Op basis van deze inzichten kunnen
we met vereenvoudigde modellen het effect van ingrepen voorspellen. Bij ingrepen
die kunnen leiden tot aantasting kunnen we de gevolgen beperken, bijvoorbeeld door
verbindingszones voor de verspreiding van planten en dieren te creëren. Daardoor
behouden populaties hun genetische variatie, een belangrijke voorwaarde voor het
voortbestaan van de soort. Ook pogingen tot herstel van een ecosysteem of herintroductie van een verdwenen soort worden steeds vaker succesvol toegepast doordat we
beter begrijpen wat we teweeg brengen in een ecosysteem.
Economische waarde van ecosystemen en biodiversiteit
Nederland is een dichtbevolkt land en dat leidt vaak tot verhitte discussies over de
inrichting en de balans tussen maatschappelijke functies in het gebruik van land en
water. Die keuzes worden voornamelijk door marktmechanismen bepaald, maar de
publieke functies en diensten van ecosystemen en biodiversiteit zijn lastig in geld uit
te drukken, hoe wezenlijk ze ook zijn voor ons leven en de leefbaarheid van onze planeet. De bestuiving van fruitbomen door insecten bijvoorbeeld, of het zuiveren van de
lucht door bomen zijn processen die miljarden euro’s zouden kosten als ze door mensen overgenomen moesten worden. Nu we de werking van ecosystemen en de functie
van planten, dieren en micro-organismen daarbinnen steeds beter begrijpen, zijn
biologen samen met economen in staat om de functies en diensten van ecosystemen
en biodiversiteit in economische waarde uit te drukken, als basis voor beleidskeuzes
door overheid en bedrijfsleven.
ecosysteemdiensten
Zonder het leven op aarde was deze ook niet bewoonbaar voor mensen. Voor ons voedsel, schone lucht en drinkwater zijn we van ecosystemen afhankelijk. Ecosystemen
leveren de mensheid een aantal belangrijke diensten die een grote economische waarde
vertegenwoordigen. In een recente wereldwijde inventarisatie zijn vier hoofdgroepen
van deze ecosysteemdiensten onderscheiden:
• Voorzienende diensten van ecosystemen leveren ons voedsel, drinkwater, brandstof
en materialen.
• Regulerende diensten van ecosystemen zorgen ervoor dat ons klimaat stabiel blijft en
verkleinen het risico van overstromingen door rivieren en de zee.
• Culturele diensten van ecosystemen leveren ons inspiratie, recreatie en educatieve
mogelijkheden.
• Ondersteunende ecosysteemdiensten maken de voorgaande drie groepen van diensten
mogelijk door onder andere primaire productie, nutriëntenkringlopen en bodemvorming.
de maatschappelijke uitdagingen voor de nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 23
23
10/5/2011 2:29:30 PM
Samen leveren ecosysteemdiensten een belangrijke bijdrage aan ons leven en welzijn
die een grote economische waarde vertegenwoordigen. In toenemende mate komen
hierover kwantitatieve gegevens beschikbaar. De Nieuwe Biologie, samen met sociale,
economische, aard- en milieuwetenschappen, helpt om dergelijke ecosysteemdiensten te
herkennen en waar nodig veilig te stellen of te herstellen.
Han Olff
Bron: Millennium Ecosystem Assessment 2005. Ecosystems and Human Well-being:
Synthesis. Island Press, Washington, DC.
Inspelen op klimaatverandering
Dat het op aarde warmer wordt, staat nauwelijks meer ter discussie, evenals de eventuele gevolgen zoals een stijgende zeespiegel en extremer weer. De uitdaging is nu om
de consequenties in kaart te brengen voor ecosystemen, zowel natuurlijke als door de
mens gemaakte. Stijgt de landbouwproductie in Nederland door de toename van temperatuur en CO2-concentratie? Of wordt deze bedreigd door nieuwe ziektes en plagen?
Plaaginsecten bijvoorbeeld kunnen zich door hun korte generatietijd misschien sneller
aanpassen aan de klimaatverandering dan hun natuurlijke vijanden, waardoor ze de
overhand kunnen krijgen en alleen nog maar met chemische middelen kunnen worden
bestreden. Biologen zullen steeds beter in staat zijn om, samen met meteorologen, de
gevolgen van die klimaatveranderingen te begrijpen en te voorspellen, zodat wij er
maatschappelijk op in kunnen spelen via adaptatie of mitigatie.
2.4 Overgang naar biobased chemicaliën, materialen en energie
Nederland heeft een sterke en innovatieve chemische industrie. Chemie is dan ook
benoemd als topsector voor onze economie. Chemie is ook een sector die midden in
de overgang zit van een ‘bruine’ economie, gebaseerd op fossiele grondstoffen, naar
een ‘groene’ economie gebaseerd op hernieuwbare en milieuvriendelijke bronnen.
Sommige grote chemische bedrijven zoals DSM profileren zich nu al als ‘life science
industrie’ waar energieverslindende en vervuilende chemische processen worden
vervangen door biologische processen. Eenzelfde overgang vindt plaats in de energiesector. De voordelen zijn evident: minder CO2-uitstoot, minder belasting van ecosystemen, stabielere prijzen, minder geopolitieke afhankelijkheid en voldoende grondstoffen voor de generaties die na ons komen. Samen met de natuur- en scheikunde kan
de Nieuwe Biologie ons bedrijfsleven helpen een sterke positie te verwerven in de
opkomende markt van biobased chemicaliën, materialen en energie.
24
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 24
10/5/2011 2:29:30 PM
Biobased materialen voor een duurzame toekomst
Biobased materialen maken gebruik van hernieuwbare en milieuvriendelijke grondstoffen. Zulke grondstoffen bevatten bovendien vaak een rijker spectrum aan chemicaliën en materialen dan fossiele grondstoffen zoals aardolie. Zo worden vlasvezels al
gebruikt in composieten die daardoor lichter worden bij gelijke sterkte. Ook door afval
en reststromen te benutten kan concurrentie met voedselgewassen worden uitgesloten. Marginale gronden en offshorelocaties kunnen geschikt zijn voor de teelt van
specifieke planten, waaronder algen. Ook wordt de efficiëntie van bioreactoren steeds
hoger. Daarin maken bacteriën, schimmels, algen en zelfs sponzen heel specifieke stoffen voor de chemische en farmaceutische industrie. Biologen, samen met chemici en
technologen zien op dit terrein een schatkamer aan mogelijkheden voor onze kenniseconomie.
industriële microbiologie: levende cellen als fabriek
De mensheid gebruikt micro-organismen al duizenden jaren voor de productie van
gefermenteerde zuivelproducten, brood en alcoholische dranken, maar ook voor het
maken van linnen en de microbiële uitloging van metaalertsen. Onze voorouders waren
zich lange tijd niet bewust van het bestaan van deze micro-organismen en hun rol in
deze processen. Die situatie is anno 2011 volkomen veranderd. Niet alleen begrijpen we
steeds beter hoe micro-organismen functioneren, we kunnen ook steeds nauwkeuriger
ingrijpen in hun genetische eigenschappen. Nederlandse onderzoekers hebben hier
veel aan bijgedragen. Recent heeft samenwerking tussen Nederlandse universiteiten en
industrie geleid tot het in kaart brengen van het genoom van enkele microbiële ‘werkpaarden’ zoals de schimmel Aspergillus niger (producent van industriële enzymen en van
citroenzuur), Penicillium chrysogenum (producent van levensreddende antibiotica) en
diverse melkzuurbacteriën (belangrijke micro-organismen voor onze zuivelindustrie).
Deze genoomkennis wordt nu benut voor het verhogen van de productiviteit en duurzaamheid van bestaande processen en voor het inzetten van micro-organismen in geheel
nieuwe activiteiten. De Nederlandse kennis en infrastructuur in de industriële microbiologie is internationaal toonaangevend en kan, bij een verstandig investeringsbeleid van
overheid en industrie, in deze eeuw beslissende bijdragen leveren aan de productie van
gezondere levensmiddelen en het duurzaam maken van de chemische sector.
Jack Pronk
Biobased energie
Bij de overstap naar duurzame energie heeft Denemarken een leidende positie weten
te veroveren in windturbines en Duitsland in zonnecellen. De Nederlandse chemieen energiesector is bij uitstek in staat om samen met de logistieke sector (de havens
van Rotterdam en Amsterdam en Eemshaven) zo’n leidende positie te verwerven in
de maatschappelijke uitdagingen voor de nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 25
25
10/5/2011 2:29:31 PM
biobased energie. We moeten daarbij niet denken aan de huidige generatie biobrandstoffen zoals dieselolie uit koolzaad. Deze staan ter discussie vanwege de lage efficiëntie, concurrentie met voedsel voor menselijke consumptie en bedreiging voor natuurgebieden door veranderingen in landgebruik. In plaats daarvan moeten we komen
tot een slimme benutting van afval en reststromen. Door nieuwe technieken voor
vergisting en raffinage kunnen we brandstoffen maken die binnen tien jaar kunnen
concurreren met olie en gas. Biobrandstoffen met een hoge energiedichtheid bieden
perspectief voor de transportsector, met name het luchtverkeer. Een andere veelbelovende ontwikkeling waarin Nederland voorop loopt betreft biosolar cells, zonnecellen
op basis van bladgroen.
de ontwikkeling van biosolar cells
Het benutten van zonne-energie is geen uitvinding van ons, mensen, maar van bacteriën en planten. Meer dan drie miljard jaar geleden ontstonden de eerste bacteriën met
bladgroen. Dit lichtgevoelige pigment zet zonlicht om in energie die vastgelegd wordt in
de vorm van suikers. Dit proces wordt fotosynthese genoemd. In 2009 is een nationaal
onderzoekprogramma ‘Towards BioSolar Cells’ gestart met een omvang van 40 miljoen
euro, waarvan de helft uit FES-gelden. Zes Nederlandse universiteiten en meer dan
twintig bedrijven werken hierin samen. Het doel is te komen tot een duurzame wijze van
energieopwekking via een proces dat lijkt op fotosynthese. Nederland heeft wereldwijd
een leidende positie in het onderzoek aan fotosynthese bij planten en kan daar nu op
voortbouwen. Het plan is een uitstekend voorbeeld van een project waarbij via fundamenteel onderzoek gewerkt wordt aan verbetering van de productie van voedsel én
biomaterialen. Het onderzoek kan leiden tot zonnecellen die ofwel elektriciteit, ofwel
brandstof leveren.
Rudy Rabbinge
2.5 Ethische aspecten, risico’s en maatschappelijk draagvlak
Het maatschappelijk draagvlak voor ‘biotoepassingen’ geeft een wisselend beeld. Veel
mensen zijn lid van natuur- en milieuorganisaties, gaan graag de natuur in, scheiden
hun afval en kopen producten die minder vervuilend, meer ‘natuurlijk’ en diervriendelijk zijn. Ook geeft Nederland gul aan collectebusfondsen die onderzoek steunen
naar de genezing van ernstige ziekten. Maar als voor zulke innovaties biotechnologie,
nanotechnologie, genetische modificatie, synthetische biologie, stamcellen of proefdieren nodig zijn, wordt men kritisch. Zo is er onlangs een volledig synthetisch genoom
toegevoegd aan een bacterie waaruit eerst het eigen genoom was verwijderd – waarmee dus in zekere zin artificieel leven is gemaakt. Nieuwe, krachtige technologieën
brengen nieuwe risico’s met zich mee, en nieuwe ethische afwegingen. Mag alles wat
kan? Hoe voorkomen we dat kennis in verkeerde handen valt? De gedragscode biose26
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 26
10/5/2011 2:29:31 PM
curity van 2007 laat zien hoe dat geregeld kan worden.2 De biologie heeft, en neemt, de
verantwoordelijkheid om zorgvuldig de risico’s in kaart te brengen en te zoeken naar
veilige alternatieven.
Doordachte keuzes kunnen maken in de vele innovaties die voortkomen uit de
Nieuwe Biologie, inclusief de inschatting van ethische aspecten en risico’s, vergt een
voldoende kennisniveau in de samenleving. Hier ligt een taak voor de kennisinstellingen, samen met KNAW, NWO en NIBI, om de samenleving te ‘voeden’ met zinvolle en
toegankelijke communicatie over wetenschappelijke ontdekkingen en hun consequenties. Van belang is daarom ook dat leerlingen, met name in het voortgezet onderwijs,
een goed beeld krijgen van de Nieuwe Biologie en de innovaties die daaruit voortkomen. Ook dat is een taak voor biologen, in goede samenwerking met onderwijs- en
voorlichtingskundigen. Ook zouden wo-masterstudenten, via een voortzetting van het
programma Akademie-assistenten, hierin een rol kunnen spelen. Dit kan het draagvlak
voor onderwijs, onderzoek en innovaties in de Nieuwe Biologie vergroten en de beeldvorming over de biologie-opleiding verbeteren; het is bovendien een morele plicht van
de wetenschap.
aanbeveling voor de kennisinstellingen
Maak actieve (doelgroep)benadering en communicatie een expliciet doel van de organisatie zodat het kennisniveau en de betrokkenheid bij wetenschap in de samenleving
stijgt.
nieuwe examenprogramma’s biologie
In 2013 zullen waarschijnlijk nieuwe examenprogramma’s biologie voor havo en vwo
worden ingevoerd. De Commissie Vernieuwing Biologie Onderwijs heeft de afgelopen
jaren in opdracht van OCW nieuwe examenprogramma’s ontwikkeld, op basis van een
concept-contextbenadering. vwo-leerlingen krijgen daardoor een programma aangeboden dat zich vooral richt op wetenschappelijke contexten en die beroepscontexten
waarvoor een academische opleiding is vereist. Structurerende concepten en maatschappelijke thema’s als duurzaamheid, voeding, energie en gezondheid, waarin de gekozen concepten relevant zijn, zijn in de eindtermen van de nieuwe examenprogramma’s opgenomen. De bedoeling is dat de leerlingen daardoor een goed beeld krijgen
van de Nieuwe Biologie en het wetenschappelijke karakter van de biologie-opleiding.
Een conceptversie van de nieuwe examenprogramma’s is door docenten van een aantal
pilotscholen in de klassenpraktijk uitgewerkt en getest in experimentele examens.
Externe evaluatie van het experiment laat zien dat de relevantie van het nieuwe programma door leerlingen en docenten positief wordt gewaardeerd.
Kerst Boersma
2 Zie: Een gedragscode voor biosecurity, KNAW 2007
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 27
de maatschappelijke uitdagingen voor de nieuwe biologie
27
10/5/2011 2:29:31 PM
de nieuwe biologie in criminaliteitsbestrijding
Op vele terreinen wordt nieuwe biologische kennis gebruikt in de bestrijding van criminaliteit. Bewijs op grond van DNA-sporen is niet meer weg te denken in de rechtszaal en
wordt steeds verder verfijnd. Onderzoek aan insecten op de ‘plaats delict’ kan tijdstip
en toedracht van het misdrijf ophelderen. Irisscans, herkenning van spraak en andere
lichaamskenmerken helpen bij de identificatie van personen.
Maatschappelijk is er ook grote aandacht voor genetische en psychologische achtergronden van criminaliteit. Onze toenemende kennis van het brein en de gedragsbiologie (de
ingewikkelde relatie tussen nature en nurture bij het ontstaan van ons karakter en gedrag),
zal ook kunnen bijdragen aan de preventie en bestrijding van criminaliteit. Gezien de ethische aspecten die hieraan kleven, is het extra belangrijk dat dit fundamentele onderzoek
met grote gedegenheid en verantwoordelijkheidsbesef gedaan wordt.
Leen van den Oever
conclusie
De Nieuwe Biologie helpt ons oplossingen te vinden voor een aantal grote maatschappelijke uitdagingen. Nederland kan die uitdagingen aan met zijn combinatie van sterke
kennisinstellingen en innovatief bedrijfsleven.
28
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 28
10/5/2011 2:29:31 PM
gedragsbiologie
Het gedrag is van alle levensfuncties de allesomvattende en meest complexe uiting.
Met een verscheidenheid aan gedragsprogramma’s bewerkstelligt het dier dat het zich
ontplooit, in leven blijft en tot voortplanting komt. Daarbij moet het een actief antwoord
geven op de vele mogelijkheden en uitdagingen, die de omgeving biedt. De vergelijkende
gedragsbiologie onderzoekt de structuur, de veroorzaking en de functie van gedragsprogramma’s die het dier ontwikkelt. Die complexiteit zien we met name bij ‘ons soort
dieren’ (de zoogdieren), maar ook de vogels. Toch heeft het vergelijkend gedragsonderzoek (of ethologie) vele fundamentele inzichten ontleend aan de bestudering van – op
het eerste gezicht – eenvoudige dieren, zoals insecten en vissen. Zo heeft de Nederlandse
pionier Gerard Baerends met zijn onderzoek aan de organisatiestructuur van het complexe voortplantingsgedrag van de sluipwesp Ammophila campestris in de jaren vijftig
van de vorige eeuw de basis gelegd voor het inzicht dat het in de biologie niet alleen gaat
om het analyseren van afzonderlijke processen, maar dat de meest boeiende vraag is
hoe die processen in onderlinge afstemming en wisselwerking een adaptief geïntegreerd
systeem van functies vormen. Dit is een inzicht dat momenteel breed doordringt onder
de term ‘systeembiologie’. De bakermat van de vergelijkende gedragsbiologie heeft voor
een belangrijk deel in Nederland gelegen (Leiden met de latere Nobelprijswinnaar Niko
Tinbergen; Groningen met Gerard Baerends).
Dieren mogen ‘cognitiever’ zijn dan we dachten, wij mensen lijken ‘instinctiever’ te
zijn dan sommigen van ons wellicht lief is. Ook de mens blijkt gestuurd te worden door
oeroude motivationele systemen, evolutionair aangepaste geneigdheden, met name in
ons sociale gedrag en onze sociale relaties. Vergelijkingen met onze naaste verwanten,
de andere primaten, laten ons treffende overeenkomsten zien, maar onthullen ook
specifieke eigen-geaardheden van onze soort. Dit dringt in brede kring door via het werk
van, onder anderen, onze wereldberoemde landgenoot Frans de Waal (uit de toenmalige
Utrechtse school).
Een en ander weerspiegelt zich in een groeiende belangstelling voor evolutionaire
perspectieven vanuit de humane psychologie (bijvoorbeeld in het werk van de groep van
Bram Buunk in Groningen).
Jan van Hooff
de maatschappelijke uitdagingen voor de nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 29
29
10/5/2011 2:29:31 PM
3. van biologie naar
nieuwe biologie
3.1 Van beschrijven naar verklaren en voorspellen
Tot zo’n dertig jaar geleden bleven verklaringen voor waargenomen fenomenen in
de biologie vaak aan het oppervlak. Weliswaar had de biologie al heel lang als ‘rode
draad’ de evolutie, een krachtig en uniek concept, maar planten, dieren en mensen
bleven een zogenaamde black box waar we niet in konden kijken. Daardoor bleven veel
fenomenen onbegrepen en was toepassing vaak een kwestie van trial and error. Daar
is een enorme verandering in gekomen dankzij de opkomst van de moleculaire biologie en vele nieuwe onderzoekstechnieken, veelal ontleend uit de natuur- en scheikunde, wiskunde en informatica. Dank zij supersnelle DNA-sequencers, geavanceerde
elektronenmicroscopen, MRI-scanners, massaspectrometers voor eiwitidentificatie en
andere apparaten gekoppeld aan bio-informatica analysesoftware en data-opslagmogelijkheden kunnen we nu zichtbaar maken wat we vroeger niet konden waarnemen.
We zijn doorgedrongen tot de bouwstenen van het leven en zetten zelfs de eerste
stappen in de synthetische biologie, het ‘bouwen’ van biomoleculen, weefsels, organen
en organismen. Moleculaire biologie is sterk geïntegreerd geraakt met traditionele
biologische disciplines zoals plantenbiologie en ecologie. Toch is het nog lastig om het
functioneren van het geheel (organismen, ecosystemen) te begrijpen, want in levende
systemen is het geheel meer dan de som der delen. De Nieuwe Biologie is steeds meer
gaan werken met kwantitatieve, voorspellende modellen. Daardoor is onze kennis,
en vooral ons begrip, in de afgelopen decennia enorm toegenomen en begrijpen we
steeds beter hoe evolutie in zijn werk gaat. Er is nog heel veel onderzoek nodig, maar
de agenda voor de gouden eeuw van de biologie wordt steeds duidelijker.
30
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 30
10/5/2011 2:29:31 PM
Nieuwe Biologie
Klassieke biologie
levensgemeenschap,
ecosysteem
organisme
genoom, cel
Zoektocht naar
mechanismen en
bouwstenen op
lagere niveaus
van organisatie
mondiale
biosfeer
levensgemeenschap,
ecosysteem
organisme
genoom, cel
molecuul, gen
Zoektocht naar
synthese/integratie
van mechanismen
en bouwstenen naar
hogere niveaus van
organisatie
Figuur 3.1 Karakterisering van de verschillen tussen de Nieuwe Biologie en de klassieke
biologie. Belangrijke kenmerken van de Nieuwe Biologie zijn: uitbreiding van het aantal
organisatieniveaus dat bestudeerd wordt, en zowel reductionistisch/mechanistisch
onderzoek (van hoge naar lage organisatieniveaus) omvat als synthetisch/integrerend
onderzoek (van lage naar hoge organisatieniveaus). Die integratieve benadering over
meerdere organisatieniveaus wordt ook wel systeembiologie genoemd.
ons genoom ontsluierd
Een voorbeeld van de stormachtige ontwikkelingen in de Nieuwe Biologie is de ontrafeling van het menselijk genoom. De chemische structuur van DNA, de drager van onze
erfelijke aanleg, was al beschreven in 1953, maar het in kaart brengen van het menselijk
genoom kon pas worden voltooid in 2003 dankzij nieuwe, high-throughput-analysetechnieken en bio-informatica. Kostte het in kaart brengen van een individueel genoom tien
jaar geleden nog miljoenen dollars, we zijn nu op weg naar het thousand dollar genome.
Wereldwijd zijn wetenschappers momenteel bezig de functie van die duizenden genen
te onthullen: welke biomoleculen maken ze en wat ‘doen’ die in ons lichaam? Het vinden
van de functie van alle genen en hun wisselwerking is nog een enorme en tijdrovende
klus, maar met die kennis kunnen we op termijn voorspellen of iemand aanleg heeft voor
bepaalde aandoeningen zodat deze op tijd kan beginnen met preventieve maatregelen.
Ook zal de nieuwe kennis ons in staat stellen veel specifiekere medicijnen te maken met
minder bijwerkingen. Geen ‘schot hagel’ meer zoals de huidige chemotherapie bij kanker,
maar persoonsgerichte en gelokaliseerde medicatie.
Stanley Brul & Sjaak Neefjes
3.2 Disciplinaire grenzen vervagen
In de afgelopen decennia zijn biowetenschappen in een stroomversnelling geraakt,
waarbij de grenzen met andere wetenschapsvelden vervagen en nieuwe interdisciplinaire velden ontstaan. De uitstraling vanuit de biologie naar medische wetenschappen,
van biologie naar nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 31
31
10/5/2011 2:29:31 PM
landbouw- en voedingswetenschappen, milieu- en aardwetenschappen is enorm
toegenomen. Natuur- en scheikunde zijn zich steeds meer gaan interesseren voor
‘levende materie’ en kiezen steeds vaker objecten uit de levende natuur als onderwerp
van studie. Dat heeft geleid tot nieuwe interdisciplines zoals nanobiologie en chemische biologie naast de inmiddels klassieke biofysica en biochemie. Ook met de sociale
wetenschappen kent de Nieuwe Biologie verbindingen; een voorbeeld is de gedragsbiologie waarin gepoogd wordt gedrag (van mensen en dieren) te verklaren vanuit
psychologische én (neuro)biologische principes.
Door de vervlechting met deze nieuwe velden is de Nieuwe Biologie veel beter in
staat te verklaren en te voorspellen, wat weer leidt tot nieuwe toepassingen – wetenschap met slagkracht. Innovatie is niet meer denkbaar zonder samenwerking tussen
wetenschapsgebieden, waarbij tegelijk de klassieke grenzen tussen fundamenteel en
toegepast onderzoek verdwijnen. De Nieuw Biologie vormt zo het kloppend hart van
een veel breder veld van wetenschappen dat vaak wordt samengevat onder de term
‘life sciences’.
Informatie- & communicatietechnologie
Ecosystemen en
biodiversiteit
Electrotechniek
Informatica
Economie
Sociologie
Sociobiologie
Ecotoxicologie
Milieuwetenschappen
Gedragsbiologie Bioinformatica
Celbiologie
Biomedische wetenschappen
Dierfysiologie
Ontwikkelingsbiologie
Moleculaire biologie
Gezondheid
Medische wetenschappen
Genetica
Neurobiologie Taxonomie
Ecologie Plantenbiologie
Gewasfysiologie Evolutiebiologie Zoölogie
Mariene biologie Bodembiologie Microbiologie
Landbouwwetenschappen
Agrofood
Tuinbouw en
uitgangsmaterialen
Plantenziektekunde
Diergeneeskunde
Kerndisciplines Nieuwe Biologie
Interdiscliplinaire velden
van de biologie samen met
aanpalende wetenschapsvelden
Productie-ecologie
Waterbouwkunde
Water
Biochemie
Biotechnologie
Biogeologie
Nanobiologie
Biofysica
Ecohydrologie
Aardwetenschappen
Life sciences
Farmacie
Chemie
Techniek
Natuurkunde
Chemie
Klimaat
Energie
Aanpalende wetenschapsvelden
Economische topsectoren en andere
maatschappelijke prioriteiten
Figuur 3.2 De Nieuwe Biologie heeft een enorme uitstraling naar andere wetenschapsvelden en naar toepassingen. Dat komt enerzijds doordat van oudsher toepassingsgerichte
wetenschapsvelden zoals geneeskunde en landbouwwetenschappen steeds vaker voor
hun fundamentele vragen te rade gaan bij de Nieuwe Biologie, anderzijds doordat wetenschapsvelden zoals natuur- en scheikunde levende systemen zijn gaan bestuderen.
32
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 32
10/5/2011 2:29:31 PM
de boom van het leven
Door onze voortschrijdende kennis van de bouwstenen van het leven, met name de volledige DNA-sequenties van een toenemend aantal organismen, krijgen we steeds beter
inzicht in de samenhang van het leven en de manier waarop die rijkdom aan vormen is
geëvolueerd. Hierbij zijn radicaal nieuwe inzichten ontstaan in de stamboom van het
leven, het ontstaan van tweezijdig symmetrische dieren en de plaats van de primaten
(waaronder de mens) binnen de zoogdieren. Evolutiebiologie en genoombiologie zijn
tezamen een belangrijk organiserend principe geworden in de hele biologie. Kennis over
het genoom van dieren op gedefinieerde afstanden in verwantschap met de mens helpt
ons daardoor ook bij het begrijpen van het genoom van de mens.
Tegelijkertijd heeft de reconstructie van de boom van het leven ons doen beseffen hoe
nietig wij zijn in het geheel van de rijkdom aan soorten. Direct na het ontstaan van de eukaryoten (organismen met een celkern), 1 tot 2 miljard jaar geleden, is er een geweldige
uitwaaiering van nieuwe evolutionaire lijnen ontstaan waar we nu vijf hoofdlijnen in
kunnen herkennen (zie figuur 3.3). In een van die hoofdlijnen treffen we de dieren aan,
tussen de slijmzwammen en de schimmels. Evolutiebiologen nopen ons tot bescheidenheid als het gaat om onze positie in het evolutionaire systeem: dieren (en mensen) zijn
maar een klein takje aan de boom van het leven.
Nico van Straalen
Figuur 3.3 De boom van het leven volgens de nieuwste inzichten, verkregen dankzij DNAonderzoek.
van biologie naar nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 33
33
10/5/2011 2:29:31 PM
het systeem aarde
Niet alleen op moleculair niveau maar ook aan de andere kant van de schaal, in de
biosfeer, begrijpen we steeds meer van het complexe systeem dat aarde heet. Remote
sensing met behulp van satellieten heeft ons letterlijk ruimtelijk inzicht gegeven in aanvulling op het klassieke veldwerk. Nieuwe concepten en supercomputers stellen ons nu
in staat om onderzoeksgegevens die over tientallen jaren en over duizenden kilometers
zijn verzameld, te integreren tot verklarende modellen. Die modellen beschrijven steeds
beter de interacties tussen atmosfeer, oceanen, landoppervlak en ijs, en hun effect op het
klimaat. Vervolgens kunnen ecologen met hun modellen de consequenties van klimaatveranderingen in kaart brengen voor planten, dieren en mensen. We kunnen daarmee
bijvoorbeeld op regionale schaal de effecten van klimaatverandering gaan voorspellen.
Wordt het straks in Nederland droger of juist natter? Komen er mildere of juist strengere
winters? Geleidelijk aan komen we daarover steeds meer te weten zodat we er beter
op in kunnen spelen. Dan kunnen we ons op tijd beschermen tegen het water of tegen
oprukkende ziekten, maar ook kansen benutten zoals de teelt van nieuwe landbouwgewassen.
Huub de Groot
3.3 De onderzoekagenda van de Nieuwe Biologie
Meer dan in andere wetenschappen zijn de kernvragen die biologen drijven, herkenbaar voor een breed publiek omdat zij antwoord geven op de meest fundamentele
vragen van ons bestaan. Hoe is het leven in al zijn diversiteit ontstaan? Hoe ontwikkelt
een baby zich van één bevruchte eicel tot een complex individu? Waardoor denken
onze hersenen?
De Nieuwe Biologie is enorm breed en reikt letterlijk van biomolecuul tot biosfeer,
van het heel kleine tot het heel grote. Systeembiologie wordt terecht vaak genoemd als
de methode om de complexe processen binnen cellen, organismen en ecosystemen te
begrijpen, waarbij verschillende naastgelegen schaalniveaus worden geïntegreerd in
verklarend modellen. Het geheel is immers meer dan de som der delen en zo probeert
de Nieuwe Biologie antwoord te vinden op kernvragen zoals:
Binnen het organisme:
• Hoe stuurt het genoom het bouwplan, de ontwikkeling en het functioneren van een
organisme?
• Hoe werken communicatie en regulatie in en tussen cellen en organen?
• Hoe ontstaan er in het brein van mensen en dieren emergente eigenschappen zoals
emoties, geheugen en zelfbewustzijn?
Het leven in zijn omgeving:
• Hoe neemt een organisme veranderingen in zijn omgeving waar en hoe kan het
zich daaraan aanpassen, op de korte en op de lange (evolutionaire) termijn?
• Hoe functioneren en evolueren populaties en ecosystemen en welke interne en
externe processen bepalen hun ontwikkeling en dynamiek?
34
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 34
10/5/2011 2:29:31 PM
systeembiologie en de voedingspraktijk
De reductionistische aanpak van de klassieke biologie in het verleden heeft ons vele inzichten gegeven, maar het is ook duidelijk dat deze benadering tegen grenzen aanloopt.
Biologische functies worden meestal niet gereguleerd door één maar door meerdere
processen die elkaar ook nog eens onderling beïnvloeden. Tot voor kort konden biologen
daar nauwelijks mee uit de voeten.
Een belangrijke ontwikkeling in de Nieuwe Biologie is daarom de systeembiologie.
Hierin wordt een biologisch systeem beschreven als een complexe set van processen
waarbij de bijdragen van de afzonderlijke processen ten opzichte van elkaar goed zichtbaar gemaakt kunnen worden. Daarmee zijn we beter in staat om voorspellingen te doen
over de effectiviteit van een ingreep in een systeem.
Een goed voorbeeld van hoe deze ontwikkeling tot innovaties kan leiden is het gebied
van voeding in relatie met gezondheid. De afgelopen jaren heeft het voedingsonderzoek
zich geconcentreerd op het vinden van ingrediënten die specifiek op één bepaald proces
in het lichaam ingrijpen: functional foods. Deze farmaceutische benadering is echter
grotendeels mislukt! Het is vrijwel onmogelijk gebleken om individuele ingrediënten
te vinden die, zonder bijwerkingen, een gezondheidbevorderend effect vertoonden. Dit
is (achteraf gezien) niet zo vreemd aangezien het lichaam zich niet zo gemakkelijk laat
manipuleren en manieren heeft om de effecten van deze voedingsinterventies te compenseren. Systeembiologie geeft ons nu de mogelijkheid voor een multi-target-aanpak:
door alle of meerdere belangrijke mechanismen licht te beïnvloeden hebben we een veel
grotere kans om tot meetbare en functionele interventies te komen. Op deze manier kan
de systeembiologie een nieuwe impuls geven aan innovatie in de voedingssector.
Emmo Meijer
conclusie
De Nieuwe Biologie is uitgegroeid tot een verklarende en voorspellende wetenschap,
een wetenschap met slagkracht en uitstraling naar vele andere wetenschapsvelden en
toepassingsgebieden.
van biologie naar nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 35
35
10/5/2011 2:29:31 PM
4. nieuwe biologie in
nederland
4.1 Onze internationale positie
Het Nederlandse onderzoek, zeker ook in de Nieuwe Biologie, staat internationaal in
de top, gemeten naar impact en productiviteit.3 Een positie waar we trots op mogen
zijn en die de basis vormt voor onze kenniseconomie.
Toch investeren Nederlandse overheid en bedrijfsleven momenteel tezamen
slechts 1,7 procent van ons bruto nationaal product in onderzoek. Dat is lager dan in
de meeste westerse landen. In de eerste plaats kunnen we hieruit concluderen dat
de Nederlandse wetenschap, gezien zijn hoge prestaties, uiterst doelmatig met het
beschikbare geld omgaat. Maar in de tweede plaats moeten we ons ernstig afvragen of
we zo wel in staat zijn onze toppositie vast te houden. De groei in die investeringen is
niet alleen op dit moment het laagst van alle westerse landen, dit is al tien jaar lang zo.
Kennisinstellingen en het bedrijfsleven hebben afgelopen jaren en maanden herhaaldelijk gewaarschuwd dat de lage Nederlandse investeringen een negatief effect
gaan hebben op ons onderwijs en onderzoek. Nu beginnen de effecten inderdaad
zichtbaar te worden:
• Volgens het meest recente NOWT-rapport4 heeft Denemarken ons recent ingehaald
in wetenschappelijke impact. In een vergelijking met eerdere NOWT-rapporten
constateert het rapport van 2010: ‘Nieuw is wel dat de Nederlandse goede wetenschappelijke prestaties enigszins onder druk lijken te staan. Dit is een opmerkelijke
trendbreuk en wellicht een teken dat het Nederlandse onderzoeksbestel aan internationale concurrentiekracht inboet.’
3 Bron: NOWT-rapport Wetenschaps- en Technologie-Indicatoren 2010.
4 Idem, pag 16.
36
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 36
10/5/2011 2:29:31 PM
• Het aandeel van publicaties in de fundamentele levenswetenschappen en de biologische wetenschappen binnen de Nederlandse wetenschappelijk output is volgens een
recent rapport van het Rathenau Instituut in de afgelopen acht jaar gedaald.5
Achterblijvende investeringen in wetenschappelijk onderzoek en onderwijs hebben niet
acuut effect, maar wel op de langere termijn – dat is wat het NOWT-rapport constateert.
Dan komt het moment dat talent van eigen bodem wegtrekt naar het buitenland en dat
de beste buitenlandse studenten en bedrijven niet meer voor Nederland kiezen. Hebben we eenmaal terrein verloren, dan kost het veel tijd en geld om dat terug te winnen.
Onze kenniseconomie kan zich dat niet veroorloven. Als anti-crisismaatregel investeren
andere landen, in en buiten Europa, juist extra in onderzoek en innovatie.
4.2 Hoe houden we onze toppositie vast?
Onderwijs, onderzoek en kennisvalorisatie vormen, om een beeldspraak te gebruiken,
de wortels, takken en vruchten van één en dezelfde boom, de boom der kennis. Alleen
van een gezonde boom kunnen we de vruchten plukken. Die boom gezond houden en
laten groeien is een gezamenlijke verantwoordelijkheid van kennisinstellingen, bedrijfsleven en overheid. Wat is ieders rol daarin?
Continuïteit van beleid
Gezonde wetenschap vereist in de eerste plaats continuïteit van beleid. Innovaties
kunnen, van eerste fundamentele ontdekking tot verkoopbaar product of dienst, wel
vijftien jaar beslaan. Eenzelfde termijn staat voor de ontwikkeling van een eerstejaars
student tot leider van een succesvolle onderzoekgroep. De tijdshorizon van innovatie- en
onderzoekbeleid moet dan ook veel langer zijn dan die van een willekeurig kabinet en
ook langer dan die van de meeste bedrijven. Wil Nederland zijn toppositie in de Nieuwe
Biologie vasthouden, dan is langetermijnbeleid, met name ten aanzien van het basisleggende onderzoek en het onderwijs, een eerste voorwaarde. Een overheid die daar naar
streeft, vindt kennisinstellingen en bedrijfsleven aan haar zijde.
Kwaliteit en profilering
Een tweede voorwaarde voor gezonde wetenschap is kwaliteit, focus en massa in
onderzoek en in onderwijs. De commissie ondersteunt dan ook van harte de aanbeveling van de Commissie Veerman voor profilering in het onderzoek en in de masteropleidingen. Hoofdstuk 5 van dit rapport laat zien dat de Nieuwe Biologie in Nederland in het onderzoek al een duidelijke profilering kent en geeft aanbevelingen om de
internationaal sterkste gebieden verder uit te bouwen om de concurrentie met het
buitenland blijvend het hoofd te kunnen bieden.
5 Bron: Focus en massa in het Nederlandse onderzoek – de Nederlandse onderzoeksportfolio in
internationaal perspectief. Rathenau Instituut 2010.
nieuwe biologie in nederland
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 37
37
10/5/2011 2:29:31 PM
Voldoende investeren
De derde en laatste voorwaarde voor gezonde wetenschap is voldoende blijven investeren in het Nederlandse onderwijs en (funderend) onderzoek. Dat creëert kansen
voor jonge innovatieve onderzoekers. Zo blijft ons land aantrekkelijk als samenwerkingspartner voor sterke buitenlandse onderzoekgroepen en voor het kennisintensieve bedrijfsleven. De Nederlandse stimuleringsprogramma’s van de afgelopen tien
jaar hebben zeker bijgedragen aan de sterke internationale positie van ons onderzoek
en onderwijs, alsook aan succesvolle publiek-private samenwerking. Tegelijkertijd
echter liepen binnen de universiteiten de middelen uit de eerste geldstroom terug en
na 2012 drogen ook de verschillende stimuleringsfondsen op. Dit strookt niet met de
ambitie van kabinet en parlement om Nederland tot de mondiale top 5 van kenniseconomieën te laten behoren.6 Daarbij kan de overheid de benodigde investeringen, met
name in het onderwijs en basisleggende onderzoek, niet volledig op ‘de markt’ afwentelen. Overheid en bedrijfsleven in andere landen zien de noodzaak om samen juist
extra te investeren in onderzoek en onderwijs op het terrein van de Nieuwe Biologie.
Dat doen ze omdat de snelle ontwikkelingen in dit vakgebied zulke geweldige kansen
bieden. Nu Nederland nog!
conclusie
De Nieuwe Biologie in Nederland behoort tot de wereldtop, maar heeft hoognodig
blijvende investeringen nodig om dat niveau te handhaven.
6 38
Zie brief staatssecretaris Halbe Zijlstra 7 februari 2011, pagina 1.
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 38
10/5/2011 2:29:31 PM
5. profilering, focus en
massa – kwaliteit door
keuzes
5.1 Noodzaak van focus en massa
Al langere tijd speelt in Nederland de discussie om voor verschillende wetenschapsvelden een ‘focus-en-massa’-discussie te voeren. Ook de commissie Veerman bepleit
dit en het kabinet heeft dit overgenomen. Zo’n discussie dient twee doelen:
• Identificeren van die wetenschapsvelden en disciplines daarbinnen waarop Nederland een internationale concurrentiepositie heeft, en
• maatregelen treffen om ervoor te zorgen dat deze zwaartepunten behouden en
liefst versterkt worden.
Waar het goed gaat in een bepaald veld doen we er juist nog een schepje bovenop.
Keuzes maken betekent ook niet zwaar inzetten op velden waar we internationaal niet
concurrerend zijn en waar we kennis, indien nodig, uit het buitenland kunnen halen.
Zulke keuzes zijn juist belangrijk bij teruglopende middelen voor onderzoek. Het
Nederlands onderzoek zit al in een spiraal naar beneden en we moeten voorkomen
dat onze wetenschappelijke én economische concurrentiepositie met het buitenland
permanent wordt aangetast.
Een dergelijke focus-en-massa-discussie kan alleen worden gevoerd voor de
Nieuwe Biologie (en voor elk ander wetenschapsveld) als we op een zo objectief
mogelijke manier een beperkt aantal subdisciplines kunnen onderscheiden en vervolgens inventariseren wat de omvang en wat de kwaliteit is van het onderzoek
op elk van deze subdisciplines. Dit rapport richt zich vooral op de omvang van de
profilering, focus en massa – kwaliteit door keuzes
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 39
39
10/5/2011 2:29:31 PM
onderzoeksinzet van de Nederlandse universiteiten. De kwaliteit van het onderzoek
zal in 2012 weer worden geëvalueerd via een nationale onderzoekvisitatie voor de
biologie.
5.2 Kwantificeren van vakgebieden binnen de life sciences
Zoals geschetst in hoofdstuk 3 neemt de Nieuwe Biologie een centrale positie in
binnen de life sciences. De biologische basisdisciplines leveren kennis aan naar een
aantal interdisciplinaire velden en aanpalende wetenschapsvelden (zie figuur 3.2 in
hoofdstuk 3). Ten behoeve van het Sectorplan Nieuwe Biologie is een kwantitatieve
inventarisatie uitgevoerd van de totale life sciences binnen Nederland, voor alle
universiteiten. Dit is gedaan omdat de grens tussen biologie, interdisciplinaire velden
als medische biologie en biochemie, en aanpalende wetenschapsvelden als medische
wetenschappen en chemie niet eenvoudig te trekken is. Para-universitaire onderzoeksinstituten, zoals die van NWO en KNAW, zijn ook in de analyse meegenomen.
werkwijze van de clusteranalyse
De commissie heeft een kwantitatieve methode gebruikt om vakgebieden te onderscheiden en hoogleraren naar vakgebied te classificeren. Dit is gedaan met behulp van de persoonsgegevens in de Nederlandse Onderzoeksdatabank van de KNAW en hun publicatiegegevens in de Web of Science database voor de periode 2001-2010. Voor alle fulltime
hoogleraren in de life sciences van Nederland (reguliere en persoonlijk hoogleraren) is
een database gecompileerd met daarin het totaal aantal publicaties per hoogleraar per
tijdschrift in deze periode.
Vervolgens is een hiërarchische clusteranalyse van hoogleraren uitgevoerd, met de tijdschriften als variabelen, en het aantal publicaties per tijdschrift als score per variable. Op
grond van de Bray-Curtis-dissimilariteitsmaat is vervolgens een dissimilariteitsmatrix
berekend, en getekend als een dendrogram, met behulp van het average linkage sorting
algoritme. Dit leverde een groot aantal duidelijk herkenbare clusters van personen op,
die vervolgens aan de hand van de tijdschriften waarin deze personen publiceerden
benoemd zijn als een gemeenschappelijk vakgebied. Vervolgens zijn op grond hiervan
alle hoogleraren in de life sciences ingedeeld naar vakgebied. Zo is berekend hoeveel
hoogleraren per vakgebied ingezet zijn per instelling. Deze vakgebieden zijn vervolgens
weer in een aantal wetenschapsvelden ingedeeld (zoals biologie, biochemie, chemie
etc.). Hierbij is een uitsplitsing gemaakt tussen de verschillende typen faculteiten (zoals
een bètafaculteit versus een universitair medisch centrum/medische faculteit) waarin de
verschillende hoogleraren werkzaam zijn binnen een instelling.
De para-universitaire onderzoeksinstituten zijn op dezelfde wijze geanalyseerd aan
de hand van de publicaties van hun afdelingshoofden. De meeste daarvan zijn mede
verbonden aan universiteiten, vaak als bijzonder hoogleraar, maar er is voor gekozen
hun bijdrage niet ook bij de universiteiten op te nemen. Bij de universiteiten zijn alleen
reguliere en persoonlijk hoogleraren in de analyse opgenomen. Het aantal reguliere en
40
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 40
10/5/2011 2:29:31 PM
persoonlijk hoogleraren per afdeling verschilt weliswaar enigszins tussen universiteiten,
door verschillen in benoemingsbeleid, maar de publicaties van deze hoogleraren vertegenwoordigen wel grotendeels het wetenschappelijk oeuvre van de groepen. Bijzondere
hoogleraren en andere stafleden zijn om praktische redenen buiten de analyse gelaten.
Zij zouden het beeld zeker meer compleet en gedetailleerd maken, maar de commissie is
ervan overtuigd dat de hier gepresenteerde analyse de hoofdlijnen goed weergeeft.
Han Olff
Resultaten
880 hoogleraren in aanpalende velden
380 hoogleraren
in interdisciplinaire gebieden
200 hoogleraren
in kerndisciplines
biologie
biomedisch, biochemie, biotechnologie
medische wetenschappen, diergeneeskunde,
farmacologie, milieu- en landbouwwetenschappen
Figuur 5.1. Resultaat van de kwantitatieve analyse van 1460 hoogleraren in de totale
Nederlandse life sciences, stand van zaken februari 2011. Alleen fulltime hoogleraren
(reguliere en persoonlijk hoogleraren), zijn meegeteld. Aantallen zijn bij benadering.
Rondom de kerndisciplines van de biologie (200 hoogleraren), liggen interdisciplinaire
wetenschapsgebieden (380 hoogleraren), waarvan biomedische wetenschappen (270
hoogleraren) de grootste omvang hebben. In de aanpalende wetenschapsgebieden (880
hoogleraren) zijn de medische wetenschappen (660 hoogleraren) het grootst.
De classificatie van deze vakgebieden als geheel leverde acht duidelijk identificeerbare
kerndisciplines op voor de biologie binnen Nederland (zie tabel 5.1). Vijf van deze acht
zijn als landelijke zwaartepunten op te vatten qua formatie-inzet:
• Fysiologie en neurobiologie (circa 50 hoogleraren)
• Celbiologie en ontwikkelingsbiologie (circa 35 hoogleraren)
• Ecologie en evolutiebiologie (circa 40 hoogleraren)
• Microbiologie (circa 30 hoogleraren)
• Plantenbiologie (circa 25 hoogleraren)
profilering, focus en massa – kwaliteit door keuzes
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 41
41
10/5/2011 2:29:31 PM
Bij de eerste twee van deze vijf gebieden zijn de biologen verspreid over verschillende
faculteiten (bèta, medisch, maatschappij en gedrag). Hetzelfde geldt voor de microbiologie. Hier bestaat een intensieve samenwerking tussen de algemene microbiologie en
de medische microbiologie. Het onderzoek binnen de niet-bètafaculteiten betreft in de
genoemde gevallen werk dat op grond van het type publicaties niet te onderscheiden
is van werk dat binnen bètafaculteiten wordt gedaan. Het is daarmee te karakteriseren
als basisleggend biologisch onderzoek, veelal binnen een medische faculteit of academisch ziekenhuis. Het onderscheidt zich daarmee van klinisch medisch onderzoek, dat
in het algemeen in andere (niet-biologische) tijdschriften wordt gepubliceerd, en dan
ook anders geclassificeerd is. Het is ook onderzoek dat in het algemeen niet in biologievisitaties wordt meegenomen, en waarvan de hoogleraren in het algemeen niet
binnen de biologie-opleiding van de betreffende universiteit zullen worden ingezet,
maar voor de geneeskundestudie. Om deze reden is in de verdere behandeling van de
omvang van vakgebieden een uitsplitsing gemaakt naar de verschillende typen faculteiten binnen de instellingen.
Kanttekening bij de classificatie van vakgebieden
Wetenschap, en zeker ook Nieuwe Biologie, is eigenlijk te complex en dynamisch
voor een eendimensionale indeling zoals hier gepresenteerd. Mariene biologie is een
voorbeeld van een thematisch vakgebied dat zijn wortels vindt in diverse van de hier
onderscheiden vakgebieden. Gedragsbiologie is een ander voorbeeld, op het grensvlak
van neurobiologie, evolutiebiologie en psychologie, maar een eigenstandig vakgebied
waarin bovendien Nederland sterk was en is. Een derde voorbeeld is nanobiologie
waarin op het grensvlak van biologie, chemie en fysica momenteel geweldige ontwikkelingen plaatsvinden. Daarnaast zij gezegd dat bijvoorbeeld ecologie, microbiologie
en plantenbiologie weliswaar goed te onderscheiden vakgebieden zijn, maar onlosmakelijk met elkaar verbonden als we de diverse ecosystemen van onze planeet proberen
te begrijpen en beheren.
De indeling in vakgebieden en zwaartepunten zoals hier gepresenteerd is dan ook
vooral een hulpmiddel, geen blauwdruk. Desalniettemin is, naar het oordeel van de
commissie, de hier gebruikte indeling beter dan géén indeling als het erom gaat gefundeerde keuzes te maken voor het behouden en versterken van zwaartepunten. Bovendien geldt dat interdisciplines en nieuwe vakgebieden, waarvan bovenstaand enkele
zijn genoemd, zich alleen succesvol kunnen ontwikkelen als de basisvakgebieden waar
zij uit voortkomen sterk zijn en blijven.
42
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 42
10/5/2011 2:29:31 PM
Vakgebied
Bio-informatica
Facultaire
inbedding
bètafaculteit
Celbiologie en
bètafaculteit
ontwikkelingsbiologie
Celbiologie en
Universitair
ontwikkelingsbiologie Medisch Centrum
Ecologie en
bètafaculteit
evolutiebiologie
Bodembiologie
bètafaculteit
Microbiologie
Fysiologie, neuroen gedragsbiologie
Fysiologie, neuroen gedragsbiologie
Fysiologie, neuroen gedragsbiologie
Plantenbiologie
Systematiek en
taxonomie
Totaal geschat
per instelling
EUR RU RUG TUD TUE UL UM UT UU UvA VU WU
bètafaculteit
bètafaculteit
Universitair
Medisch Centrum
Gedrags- en sociale
wetenschappen
bètafaculteit
bètafaculteit
5 10 30
5
0 15
6-10
11-15
16-20
36-40
26-30
6-10
26-30
5
Omvang vakgebied
landelijk
Tabel 5.1 Overzicht van de Nederlandse hoogleraren naar vakgebied, per instelling en
faculteit binnen de kerndisciplines van de biologie.
16-20
6-10
21-25
0 15 30 25 35
1-5
200
De vier grootste universiteiten op het gebied van de biologie zijn Utrecht, Wageningen,
Amsterdam en Groningen, met elk 30 tot 40 biologiehoogleraren. De gebruikte censusdatum is 1 februari 2011. Alleen voltijds door de universiteiten betaalde hoogleraren met zelfstandig promotierecht zijn in de analyse betrokken, inclusief persoonlijk
hoogleraren. De vakgebieden zijn geïdentificeerd en geclassificeerd op grond van een
clusteranalyse van het gehele life-sciences-veld van Nederland (totaal 1460 hoogleraren). Zwaartepunten per instelling zijn in lichtblauw (twee of meer hoogleraren,
soms een grote, profilerende groep met één hoogleraar) en donkerblauw (zes of meer
hoogleraren) aangegeven.
profilering, focus en massa – kwaliteit door keuzes
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 43
43
10/5/2011 2:29:32 PM
Meest geciteerde onderzoekers
Vervolgens is onderzocht in welke kerndisciplines van de biologie zich de internationaal meest geciteerde onderzoekers bevinden. Hiervoor is gebruikt gemaakt van de
internationale citatie-ranking van wetenschappers van de Essential Science Indicators
database. Niet alle Nederlandse hoogleraren zijn opgenomen in deze database, alleen
de vaker geciteerde. Vervolgens is een nationale citatie-ranking (gecorrigeerd voor
de internationale en nationale omvang van hun discipline) gemaakt van alle hoogleraren in de biologie op grond van deze citatiescore. Van de top-50 van deze lijst is een
uitsplitsing gemaakt naar discipline en weergegeven in tabel 5.2.
Hieruit blijkt dat veel hoogleraren die actief zijn in de ‘grote’ velden van de Nederlandse biologie behoren tot de internationale top van vaak geciteerde biologen.
Tabel 5.2 Omvang van de verschillende biologische kerndisciplines in Nederland, met
daarbij hoeveel van de hoogleraren bij de Nederlandse top-50 van de meeste geciteerde
biologen hoort
Biologische kerndisciplines
Omvang veld in
Nederland
Hoogleraren bij top-50 meest geciteerde
Nederlandse biologen
aantal hoogleraren
Plantenbiologie
Ecologie en evolutiebiologie
Microbiologie
Celbiologie en ontwikkelingsbiologie
Fysiologie en neurobiologie
Bodembiologie
Bio-informatica
Systematiek en taxonomie
Bron: Essential Science Indicators.
circa 25
circa 40
circa 30
circa 35
circa 50
circa 10
circa 5
circa 3
aantal
percentage
11
15
11
5
8
0
0
0
42%
36%
35%
12%
11%
0%
0%
0%
5.3 Gerealiseerde profilering in de kerndisciplines van de
biologie
Uit de analyse blijkt tevens dat de biologie in Nederland al een duidelijke profilering
per instelling heeft. Het is niet zo dat ‘alles overal’ gebeurt, er zijn al duidelijk keuzes
gemaakt, mede als gevolg van het eerdere sectorplan ‘Biologie: een vitaal belang’ en de
actieve onderzoekscholen. Kenmerkende lokale zwaartepunten zijn:
• Celbiologie en ontwikkelingsbiologie in Utrecht
• Ecologie en evolutiebiologie in Groningen, Wageningen en Amsterdam (UvA)
• Microbiologie in Delft, Groningen, Utrecht en Wageningen, met daarnaast sterke
groepen in Nijmegen en Amsterdam (UvA en VU)
• Fysiologie en neurobiologie in Groningen, Utrecht en Amsterdam (zowel VU als
UvA)
• Plantenbiologie in Wageningen en Utrecht, met daarnaast sterke groepen in
Groningen, Leiden en Amsterdam (UvA)
44
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 44
10/5/2011 2:29:32 PM
• Bodembiologie is, ook internationaal, een klein vakgebied, waarin Nederland internationaal wel goed meetelt met zwaartepunten in Wageningen en Amsterdam (UvA
en VU)
• Bio-informatica is, ook internationaal, een klein maar sterk opkomend vakgebied
in de Nieuwe Biologie. Zwaartepunten bevinden zich in Groningen, Utrecht en
Amsterdam (UvA en VU).
• Systematiek en taxonomie is, ook internationaal, een klein maar voorwaarden
scheppend vakgebied. Recent is het ondergebracht bij NCB Naturalis, een samenwerking van Universiteit Leiden en museum Naturalis, Amsterdam (UvA) en
Wageningen.
5.4 Specifieke wetenschappelijke en maatschappelijk
belangen van de vijf zwaartepunten
Met name de vijf grote zwaartepunten zijn van essentieel belang voor de toekomstige
ontwikkelingen binnen de biologie in Nederland, zowel voor het uitstralend effect naar
andere (interdisciplinaire) wetenschapsvelden zoals de medische wetenschappen en
de biochemie, als in de betekenis voor maatschappelijke prioriteiten en economische
topsectoren. Gezamenlijk vormen deze vijf zwaartepunten het ‘kloppend hart van
de life sciences in Nederland’. Binnen deze zwaartepunten en op de grens ervan met
andere disciplines vinden wetenschappelijke vernieuwingen plaats met grote maatschappelijke impact, denk bijvoorbeeld aan biotechnologie, nanobiologie en synthetische biologie.
Indien de focus en massa gedachte wordt gevolgd ligt het voor de hand om deze vijf
zwaartepunten nu verder te versterken. Daarmee kunnen we de essentiële rol van de
Nieuwe Biologie binnen de life sciences in Nederland veilig stellen en de concurrentie
met het buitenland aan blijven gaan.
Naast de zwaartepunten met meerdere hoogleraren zijn er diverse grote, excellente
groepen binnen deze kerndisciplines met één hoogleraar die uitstekend presteren
en goed zijn ingebed in landelijke en internationale samenwerkingsverbanden. Zulke
excellente groepen zijn ook aangegeven in Tabel 5.1 en moeten meegenomen worden
bij de versterking van de vijf kerndisciplines.
Het maatschappelijk belang van de vijf grote zwaartepunten binnen de Nieuwe
Biologie in Nederland wordt onderstaand en in Tabel 5.3 samengevat.
profilering, focus en massa – kwaliteit door keuzes
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 45
45
10/5/2011 2:29:32 PM
Tabel 5.3 Belang van de vijf grote zwaartepunten in de Nieuwe Biologie voor de economische topsectoren in Nederland.
Zwaartepunten
Life
sciences
Agrofood
Tuinbouw
en uitg.mat.
Chemie
Energie
Water
Fysiologie en
neurobiologie
Celbiologie en
ontwikkelingsbiologie
Ecologie en
evolutiebiologie
Microbiologie
Plantenbiologie
Fysiologie en neurobiologie
• Ontwikkeling van basiskennis waarmee ontwikkeling van de biomedische en medische wetenschappen gefaciliteerd wordt, en daarmee versterking van de maatschappelijke prioriteit gezondheid en de economische topsector life sciences.
• Dit vakgebied is ook van groot belang voor de diergeneeskunde ten behoeve van
diergezondheid en dierwelzijn, en daarmee voor de topsector agrofood.
Celbiologie en ontwikkelingsbiologie
• Alle levende organismen bestaan uit cellen; fundamenteel begrip van het leven
vereist dus begrip van het ontwikkelen en functioneren van cellen als systeem.
• Een aantal ziekten, zoals kanker, vinden hun basis in de verstoring van processen
op cellulair niveau. Celbiologie en ontwikkelingsbiologie genereren basiskennis om
deze verstoringen tegen te gaan en zijn daarmee van belang voor de topsector life
sciences.
• Celbiologie en ontwikkelingsbiologie leveren, samen met de moleculaire biologie
de basale bouwstenen voor de systeembiologie, waardoor opschaling van moleculaire en cellulaire processen naar weefsels, organen, organismen, populaties
en ecosystemen mogelijk wordt. Dit levert essentiële kennis op voor de diergeneeskunde en de landbouwwetenschappen om de teelt van planten en dieren te
optimaliseren, van belang voor de topsectoren agrofood en tuinbouw en uitgangsmaterialen.
Ecologie en evolutiebiologie
• Evolutie door natuurlijke selectie vormt de basis van de enorme verscheidenheid
van het leven dat we nu kennen, inclusief mensen, hun ziekteverwekkers, hun
46
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 46
10/5/2011 2:29:32 PM
voedsel, en al het andere leven op deze planeet. Biologische evolutie kan daarom
als het centrale, kenmerkende proces van de biologie gezien worden. Verdere ontwikkeling van de topsector life sciences verreist daarom allereerst verdere ontwikkeling van inzichten in het basale proces van biologische evolutie.
• De ecologie levert de basiskennis waardoor het duurzaam beheer van natuurlijke
ecosystemen mogelijk wordt, en hun kenmerkende biodiversiteit behouden kan
blijven. Zo kunnen essentiële ecosysteemfuncties en -diensten blijvend worden
gegarandeerd. Voorbeelden zijn de bufferende werking die ecosystemen bieden
tegen klimaatverandering en overstroming, belangrijk voor de topsector water.
De ecologie levert daarnaast noodzakelijke basiskennis waardoor het duurzaam
produceren van voedsel mogelijk wordt, zowel op het land (landbouw en veeteelt)
als in de zee (visserij), en is daarmee cruciaal voor de topsectoren agrofood, water,
en tuinbouw en uitgangsmaterialen.
• De ecologie levert basiskennis aan, bijvoorbeeld op gebied van de werking van indicatorsoorten, die belangrijk is voor de ontwikkeling van de milieuwetenschappen
en toxicologie (relatie met gezondheid).
Microbiologie
• Het grootste deel van het leven op aarde bestaat uit eencellige micro-organismen,
waarvan het grootste deel prokaryoten (organismen zonder celkern). Tweederde
van de evolutie van het leven heeft zich in een prokaryote wereld afgespeeld. Het
ontstaan en functioneren van het leven vereist dus allereerst begrip van microorganismen.
• Micro-organismen vormen door hun snelle generatietijd, manipuleerbaarheid en
eenvoudige kweekmethoden een uitstekende en nuttige basis om basale processen in levende cellen te bestuderen. De microbiologie faciliteert daarom sterk de
celbiologie, fysiologie en medische biologie.
• De microbiologie levert de basiskennis die biotechnologie mogelijk maakt, en is
daarmee essentieel voor de ontwikkeling van de topsectoren chemie, energie en
life sciences.
• De microbiologie is essentieel voor het begrip van pathogene micro-organismen
de infectieziekten veroorzaken, zowel wat betreft de overdracht van dier op mens
(zoönosen, relatie met voedselproductie) als van mens op mens (relatie met
gezondheid), van belang voor de topsector agrofood.
• Kennis van de sleutelrol van micro-organismen in de globale cycli van elementen
als koolstof, stikstof, fosfor en zwavel is essentieel voor het ontwerpen van duurzame afvalwaterzuiveringsprocessen en het begrijpen van atmosfeer en klimaat,
van belang voor de topsector water.
profilering, focus en massa – kwaliteit door keuzes
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 47
47
10/5/2011 2:29:32 PM
Plantenbiologie
• Primaire productie door planten vormt de basis voor het functioneren van natuurlijke ecosystemen. De plantenbiologie bestudeert plant zelf en ook de interactie
tussen planten en hun biotische en abiotische omgeving. Het functioneren van
agro-ecosystemen en tri-trofe relaties is gebaseerd op inzichten uit de productieecologie. De plantenbiologie levert daarmee de basiskennis die nodig is voor het
kweken van planten in de land- en tuinbouw, dus voor de topsectoren agrofood en
tuinbouw en uitgangsmaterialen.
• Het klimaat op aarde wordt in belangrijk mate door planten (zowel op het land als
in de zee) gereguleerd. Begrip van klimaatverandering vereist dus een verbetering
van begrip van de koolstofbalans en relatie met temperatuur en plantengroei.
• Planten vormen een potentiële bron van herbruikbare materialen en van energie,
die we kunnen benutten het zij door biomassa, het zij door het principe van fotosynthese toe te passen in biosolar cells; dit is van groot belang voor de topsectoren
chemie en energie.
5.5 De interdisciplinaire wetenschapsvelden waarin de
Nieuwe Biologie participeert
De Nieuwe Biologie omvat naast de biologische kerndisciplines ook een aantal interdisciplinaire velden met aanpalende wetenschapsvelden. Deze interdisciplinaire velden zijn vaak van groot belang voor beide ‘moederdisciplines’. Zo zijn ontdekkingen in
het biomedisch onderzoek vaak sturend voor zowel het basisleggende onderzoek in de
biologie als voor het onderzoek in de medische wetenschappen. Evenzo zijn vindingen
in de biochemie van groot belang voor zowel de biologie als de chemie. Tabel 5.4 in
bijlage B geeft een overzicht van de interdisciplinaire vakgebieden die met de clustermethode geïdentificeerd zijn binnen de life sciences.
Van de interdisciplinaire velden heeft het biomedisch onderzoek de grootste
omvang met circa 270 hoogleraren. Dit onderzoek vindt voornamelijk plaats binnen
de universitaire medische centra. De grootste biomedische vakgebieden zijn:
• Neurowetenschappen en neuropsychologie (circa 75 hoogleraren),
• Pathogenen/virologie (circa 60 hoogleraren)
• Humane genetica (circa 40 hoogleraren)
Kenmerkende lokale zwaartepunten zijn:
• Biomechanica en endocrinologie in Groningen
• Humane genetica in Leiden, Nijmegen en Groningen
• Infectieziekten, pathogenen en virologie in Amsterdam (UvA), Rotterdam, Leiden
en Nijmegen
• Neuroscience/neuropsychologie in Nijmegen.
48
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 48
10/5/2011 2:29:32 PM
Het tweede belangrijk interdisciplinaire veld van de biologie met een aanpalend veld
is de biochemie met circa 75 hoogleraren. Kenmerkende lokale zwaartepunten op dit
gebied bevinden zich in Utrecht en Leiden.
Een derde interdisciplinair veld wordt gevormd door industriële biotechnologie en
milieubiotechnologie met circa 15 hoogleraren. Zwaartepunten bevinden zich in Delft
en Wageningen.
Naast deze ‘klassieke’ indeling in interdisciplinaire velden, is de samenwerking in
multidisciplinaire, thematische velden typerend voor de Nieuwe Biologie. Zo werken
ecologen en evolutiebiologen samen met aardwetenschappers in het Darwin Centrum
voor biogeologie, opgericht in 2004 met als doel beter te begrijpen hoe de levende
en niet-levende delen van ‘het systeem aarde’ in elkaar grijpen. Het is een samenwerkingsverband van vijf Nederlandse universiteiten en twee KNAW-instituten, medegefinancierd door NWO. Andere voorbeelden van multidisciplinaire, thematische velden
zijn: mariene biologie (Groningen), zoetwater en wetlands (Nijmegen) en synthetische
biologie (Delft en Groningen).
5.6 De vakgebieden van de overige life sciences
In de overige wetenschapsvelden binnen de life sciences zijn vier hoofdgroepen te
onderscheiden:
• Medisch onderzoek (circa 660 hoogleraren) met zwaartepunten in Rotterdam,
Nijmegen, Groningen, Leiden, Maastricht, Utrecht en Amsterdam (UvA en VU)
• Milieu- en landbouwwetenschappen (circa 45 hoogleraren) met zwaartepunt in
Wageningen
• Veterinaire wetenschappen (circa 35 hoogleraren) met zwaartepunt in Utrecht
• Farmacologie (circa 30 hoogleraren) met zwaartepunten in Leiden, Groningen en
Utrecht.
5.7 De life sciences aan de Nederlandse onderzoeksinstituten
Naast universiteiten, kent Nederland achttien para-universitaire onderzoeksinstituten
waar onderzoek op het gebied van de life sciences plaatsvindt. Zes van die instituten
vallen onder de KNAW, één onder NWO, acht onder Wageningen UR en de overige
drie zijn zelfstandig. De analyse is hier uitgevoerd aan de hand van de publicaties van
afdelingshoofden. De omvang en het aantal afdelingshoofden verschilt nogal tussen
instituten, bovendien realiseert de commissie zich dat niet op alle instituutspublicaties
een afdelingshoofd als co-auteur zal staan. Dat maakt deze analyse wat minder compleet dan die voor universiteiten.
Tabel 5.5 in bijlage B laat zien dat de instituten duidelijke zwaartepunten hebben
over het hele spectrum van de life sciences. De grootste zwaartepunten zijn:
• Celbiologie en ontwikkelingsbiologie (Hubrecht Instituut en NKI) en oncologie
(NKI)
profilering, focus en massa – kwaliteit door keuzes
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 49
49
10/5/2011 2:29:32 PM
• Ecologie en evolutiebiologie (NIOO, NIOZ, NCB Naturalis)
• Microbiologie en mycologie (CBS)
• Fysiologie en neurobiologie (NIN)
• Plantenbiologie (PRI)
Deze komen overeen met de zwaartepunten die bij de universiteiten zijn geïdentificeerd en daarmee zijn deze instituten uitstekend gesitueerd om samen te werken met
hun universitaire counterparts. Binnen de zwaartepunten hebben de instituten hun
eigen unieke missie en expertise. De afdelingshoofden zijn vaak mede verbonden aan
universiteiten, bijvoorbeeld als buitengewoon of deeltijdshoogleraar, wat de samenwerking tussen instituut en universiteit ook ten goede komt. Toch meent de commissie, in lijn met het rapport van de commissie Veerman, dat er ruimte is voor verdere
intensivering van de samenwerking tussen onderzoeksinstituten en universiteiten,
in het onderzoek maar met name in het onderwijs. De vorming van NCB Naturalis
als academische werkplaats voor de systematiek en taxonomie van de universiteiten
Leiden, Amsterdam en Wageningen kan in dat verband een voorbeeld zijn.
conclusie
De Nieuwe Biologie in Nederland kent vijf zwaartepunten met focus, massa en internationale impact, en heeft al een duidelijke profilering op instellingsniveau.
5.8 Aanbeveling voor profilering in het onderzoek
Op grond van haar analyse van de zwaartepunten in de Nieuwe Biologie in Nederland
en als concrete invulling van de adviezen van de Commissie Veerman beveelt de commissie het volgende aan.
Versterk velden met focus en massa
De commissie heeft vijf kerndisciplines binnen de Nieuwe Biologie geïdentificeerd
met voldoende focus, massa en impact om internationaal tot de top te blijven behoren:
plantenbiologie, ecologie en evolutiebiologie, microbiologie, celbiologie en ontwikkelingsbiologie, en fysiologie en neurobiologie. Alle vijf gebieden zijn voor Nederland
van groot belang omdat ze werken als de motor voor onze kenniseconomie in zes van
de negen topgebieden. Wetenschappelijk gezien heeft Nederland in deze vijf gebieden een voorsprong ten opzichte van veel andere landen. Het versterken van deze vijf
gebieden met focus, massa en impact zal daarom voor Nederland, zowel wetenschappelijk als economisch en maatschappelijk, het meeste opleveren.
50
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 50
10/5/2011 2:29:32 PM
aanbeveling voor de kennisinstellingen
Versterk met name de vijf kerndisciplines waarop Nederland focus, massa en impact
heeft: plantenbiologie, ecologie en evolutiebiologie, microbiologie, celbiologie en ontwikkelingsbiologie, en fysiologie en neurobiologie.
profilering, focus en massa – kwaliteit door keuzes
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 51
51
10/5/2011 2:29:32 PM
6. opleidingen in de
nieuwe biologie
6.1 Universitaire bachelor- en masteropleidingen
De fascinerende wetenschappelijke ontwikkelingen in de Nieuwe Biologie en hun
enorme maatschappelijke belang hebben er voor gezorgd dat de interesse van studenten voor opleidingen in de biologie en verwante wetenschappen momenteel ongekend
groot is. Zeven van de veertien Nederlandse universiteiten bieden bachelor- en masteropleidingen in de biologie aan. Daaromheen zit een ‘schil’ van diverse sterk aan biologie verwante opleidingen zoals medische biologie, biomoleculaire wetenschappen,
neurowetenschappen, life science & technology, en landbouwwetenschappen. Deze
opleidingen kunnen onderscheiden worden in ‘rode’ (biomedisch), ‘groene’ (milieu en
agrofood) en ‘witte’ (biotechnologie) richtingen.
Na de driejarige wo-bachelor gaan studenten zich specialiseren in een tweejarige
masterstudie. Ook een aanzienlijk aantal hbo-bachelors zet zijn studie voort met een
universitaire master. Meer en meer zien we dat studenten bewust kiezen voor een
masteropleiding die qua onderzoek het profiel heeft waar de student zijn of haar
talent het beste verder ontwikkelt. Meer nog dan in de wo-bachelor, is in de wo-masterstudie profilering en koppeling van onderwijs en onderzoek van belang om wetenschappelijke diepte te bereiken. Zo investeren we het best in mensen die de uitdagingen van de toekomst aan kunnen.
Waar in andere exacte opleidingen zoals natuurkunde, scheikunde en wiskunde het
aantal studenten een sterke daling heeft gekend, is de instroom in de biologie en verwante opleidingen altijd hoog geweest en al tien jaar flink aan het groeien. Het aandeel
van deze opleidingen in de landelijke wo-instroom steeg de afgelopen tien jaar van
circa 5 procent naar bijna 8 procent. In het vervullen van de grote maatschappelijke
52
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 52
10/5/2011 2:29:32 PM
behoefte aan academici in de bètawetenschappen zullen biologen dus een steeds
belangrijkere rol gaan spelen. In deze opleidingen samen starten nu jaarlijks ruim
3000 studenten, zie figuur 6.1.
3500
3000
2500
2000
Biotechnologisch
1500
Biomedisch
1000
Milieu en agrofood
500
0
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Biologie
Figuur 6.1 Instroom studenten in de universitairebachelor in biologie en verwante
opleidingen. Bron: VSNU/CBS instroomgegevens universiteiten, februari 2011.
Zie Bijlage C voor een opsomming van de betreffende opleidingen.
In hoofdstuk 5 werden circa 200 hoogleraren geïdentificeerd in de kerndisciplines
van de Nieuwe Biologie, maar deze zijn lang niet allemaal verbonden aan biologiefaculteiten. Een deel ervan verzorgt (mede) andere opleidingen dan biologie, met name
geneeskunde en biomedische opleidingen. Toch is, aan de hand van de rapporten van
onderwijsvisitaties, een inschatting te maken van de beschikbare onderwijscapaciteit
voor de biologie-opleidingen. Bij de onderwijsvisitatie van 2001 werd berekend dat
circa 500 fte vaste staf (hoogleraren en universitaire (hoofd)docenten) het onderwijs
verzorgt voor biologie en nauw verwante opleidingen. In de biologie is sindsdien de
instroom met 40 procent gestegen, in verwante opleidingen zelfs verdubbeld. In 20092010 zijn alle onderwijsprogramma’s in de biologie en enkele verwante opleidingen
weer beoordeeld via een onderwijsvisitatie. Analyse van de visitatierapporten laat
echter zien dat de voor onderwijs beschikbare vaste staf gelijk is gebleven op 500 fte.
De Visitatiecommissie Biologie bevestigde in 2010 opnieuw de hoge kwaliteit van
de opleidingen in Nederland en constateerde dat ‘het biologie-onderwijs in de door
haar bezochte instellingen met een groot gevoel voor verantwoordelijkheid wordt
gegeven en dat op een alleszins passend niveau de uitdagende opleidingsdoelstellingen worden gerealiseerd’.7 Een nieuwe accreditatie door de NVAO voor alle biologieopleidingen wordt dan ook binnenkort verwacht.
7 QANU: Het levende systeem. Academisch biologieonderwijs in Nederland in de 21e eeuw,
November 2010
opleidingen in de nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 53
53
10/5/2011 2:29:32 PM
De visitatiecommissie constateerde echter ook: ‘De toenemende studentenaantallen […] hebben ervoor gezorgd dat bij een aantal opleidingen het water aan de lippen
van de docenten staat.’ Dit heeft geleid tot een verlaging van het aantal contacturen in
het biologie-onderwijs, een ongewenste ontwikkeling omdat in relatief kleine groepen
praktische vaardigheden moeten worden aangeleerd. Verder constateert de visitatiecommissie: ‘De toenemende werkdruk belemmert bovendien de voortdurend noodzakelijke innovatie van het biologie-onderwijs.’ Een eventuele numerus fixus zou evenwel
de slechtst denkbare ‘oplossing’ van dit probleem zijn, gezien de vraag naar biologen
op de arbeidsmarkt en hun grote belang voor de economie waarin life sciences alleen
maar belangrijker worden.
Een apart probleem in met name het eerste jaar van de biologie-opleiding is de
relatief hoge uitval. Deze kent twee oorzaken:
• De meeste uitval komt door ‘tweede-keuzers’, studenten die opteerden voor een
opleiding met een numerus fixus zoals geneeskunde en die, nadat ze een jaar als
tweede keus biologie hebben gevolgd, alsnog worden ingeloot
• Daarnaast zijn er studenten die zich verkijken op het academisch-wetenschappelijke karakter van de biologie-opleiding en beter zouden passen op een meer
beroepsgerichte universitaire of hbo-opleiding
• De commissie denkt dat de tweede oorzaak van uitval ten minste voor een deel is
te voorkomen en komt hierop terug bij haar aanbevelingen.
onderwijs met kwaliteit heeft zijn grenzen
8 54
De groeiende interesse van middelbare scholieren voor de life sciences wordt geïllustreerd door de hoge instroomcijfers bij deze opleidingen. De instroom van studenten is
in tien jaar verdubbeld, maar afgestudeerden van alle opleidingen biomedische wetenschappen vonden altijd binnen korte tijd een passende baan.8 De Nederlandse kenniseconomie heeft behoefte aan goede afgestudeerde wo-masters en gepromoveerden in de
Nieuwe Biologie. De grote studenteninstroom zou wat dat betreft een zegening moeten
zijn. Voor biomedische wetenschappen in Amsterdam hebben de UvA en de VU dan ook
jarenlang geprobeerd om geen numerus fixus toe te passen. Bij de visitatie van de opleiding aan de Universiteit van Amsterdam in 2009 werd echter vastgesteld dat de druk
op het personeel om de balans onderwijs-onderzoek goed te houden bij sterk stijgende
studentaantallen te hoog dreigde op te lopen. Geadviseerd werd om maatregelen te
nemen. UvA en VU realiseerden zich zelf ook dat met name de kwaliteit van het essentiële experimentele deel van het onderwijs bij ongewijzigd beleid steeds moeizamer te
handhaven zou zijn.
Afgelopen jaar hebben zowel de UvA als de VU besloten om tot een numerus fixus op
biomedische wetenschappen over te gaan en daarmee de Universiteit Utrecht, Nijmegen
en Leiden te volgen. De enige biomedische opleiding zonder numerus fixus is daarmee
die aan de Universiteit van Maastricht. Hoe lang dat zo zal zijn is natuurlijk de vraag. Een
numerus fixus is weliswaar een laatste redmiddel om de kwaliteit van de opleiding te
Bron: NIBI
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 54
10/5/2011 2:29:32 PM
garanderen bij de geboden middelen, maar is het gewenst vanuit de idee om de kansen
te benutten die de Nieuwe Biologie biedt? Nee, zeker niet, want bijvoorbeeld de nieuwe
kennis van het menselijk genoom geeft ons zoveel nieuw inzicht maar ook zoveel nieuwe
uitdagingen dat juist NU de tijd is om de biomedisch onderzoekers van de toekomst op te
leiden. Zij hebben als geen ander de kennis om als moleculaire specialisten de gewenste
persoonsgerichte diagnose en behandelingsrichting in de geneeskunde mogelijk te maken. Daar is met de ouder wordende bevolking en de noodzaak om preventie bovenaan
te zetten juist alle behoefte aan.
Stanley Brul & Nico van Straalen
6.2 Hbo-opleidingen
Ook in het hbo is de belangstelling voor opleidingen in de Nieuwe Biologie groeiende,
zie figuur 6.2. De groei zit met name in de laboratoriumopleidingen (waaronder biologie en medisch laboratoriumonderzoek, applied science en biotechnologie) en in de
opleidingen van het hoger agrarisch onderwijs (waaronder toegepaste biologie en de
milieu- en agrofood-opleidingen).
Hbo-bachelors zijn gewild op de arbeidsmarkt; zij krijgen gemakkelijk een baan.
Een deel studeert door in een wo-master. Bij de opleiding biologie en medisch laboratoriumonderzoek, bijvoorbeeld, is dat zo’n 25%, meer dan 125 ‘doorstromers’ per jaar.
Ook in het hoger agrarisch onderwijs is de doorstroming naar universitaire masters
aanzienlijk.
3000
2500
2000
1500
Biotechnologisch
1000
Milieu en agrofood
500
0
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Biologie en biomedisch
Figuur 6.2 Instroom studenten in hbo-bachelor in biologische en verwante opleidingen.
Bron: hbo-raad, februari 2011. Zie bijlage D voor een opsomming van de betreffende
opleidingen.
opleidingen in de nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 55
55
10/5/2011 2:29:32 PM
6.3 Promotie-opleidingen
Ruim een derde van de afgestudeerde biologen gaat verder met een promotieonderzoek,
meestal in Nederland, soms in het buitenland. Andersom komt een veel groter aantal
buitenlandse biologen met een mastergraad naar Nederland voor een promotieonderzoek. Onderzoekgroepen in universiteiten, onderzoeksinstituten en bedrijfsleven zijn
dan ook internationaal samengesteld. De promotieopleiding is georganiseerd in landelijke en lokale onderzoekscholen en graduate schools, die zorg dragen voor de opleiding
van de promovendi, opbouw van een internationaal netwerk, goede begeleiding en kwaliteitsbewaking. Vooral landelijke onderzoekscholen zijn naar het oordeel van de commissie de ideale manier om samenwerking in onderzoek en opleiding van promovendi
doeltreffend en doelmatig vorm te geven, temeer omdat deze scholen geaccrediteerd
zijn door de Erkenningscommissie Onderzoekscholen (ECOS-KNAW). Zo kan ook een
kleine discipline aan een universiteit die van belang is om de breedte van de bachelor te
waarborgen, blijven floreren dankzij inbedding in een landelijke onderzoekschool. De
belangrijkste landelijke onderzoekscholen zijn vermeld in bijlage E.
De opleiding van promovendi omvat niet alleen verdiepende, vakgerichte cursussen maar geeft ook aandacht aan verbreding en professional skills gericht op de carrière na de promotie, binnen of buiten de wetenschap. Van de 3500 gepromoveerden die
Nederlandse universiteiten jaarlijks afleveren, valt circa 20 procent binnen de Nieuwe
Biologie.9 Via hun onderzoek dragen promovendi sterk bij aan de output en impact van
de Nederlandse wetenschap.
biologen zonder grenzen
9 Een bioloog is maar zelden iemand die een biologie-opleiding heeft gevolgd en vervolgens biologie-onderzoek doet en biologie-onderwijs geeft aan een biologiefaculteit van
een van de Nederlandse universiteiten. Biologen zijn onmisbaar geworden in een breed,
multidisciplinair veld.
Maarten Frens bijvoorbeeld is begin jaren 90 afgestudeerd in de medische biologie, met
als specialisatie biomedische fysica. Hij is nu verbonden aan de afdeling neuroscience
van het Erasmus MC, het universitair medisch centrum in Rotterdam als hoogleraar systeemfysiologie. Hij doet fundamenteel en translationeel onderzoek aan de hersenen. Zijn
directe collega’s en medewerkers zijn biologen, maar ook medici, psychologen, fysici, bewegingswetenschappers, chemici en biotechnisch ingenieurs. Ongeveer 40 procent van
zijn directe omgeving bestaat uit kennisemigranten die – tijdelijk of permanent – naar
Nederland gemigreerd zijn, vanwege het uitdagende onderzoekklimaat en de kwaliteit
van het onderzoek.
Dagelijks communiceert hij met collega’s over de hele wereld, via Skype, Dropbox of
email, waardoor het mogelijk is samenwerkingsverbanden aan te gaan in een internationaal veld, die bijna niet meer afwijken van het werk dat hij met zijn collega’s op dezelfde
gang doet. Data die door zijn promovendus gemeten zijn, kunnen dezelfde dag nog
56
Bron: jaarverslagen universiteiten en VSNU
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 56
10/5/2011 2:29:32 PM
verwerkt zijn in een model van een postdoc in London, Tel Aviv of Nashville.
Maarten Frens is geen uitzondering. Voor vrijwel iedere biologische onderzoeker is een
vergelijkbaar verhaal op te schrijven of hij nou werkt bij een universiteit, een medisch
centrum of een biotech bedrijf. In een multidisciplinaire life-science-omgeving is en blijft
biologie de core-discipline, omdat het de middelen biedt om via de regels van de exacte
wetenschap data te genereren en te modelleren in levende systemen, die complexer zijn
dan welk ander onderzoeksobject dan ook.
6.4 De arbeidsmarkt voor biologen
De beroepsvereniging van biologen, het NIBI, brengt jaarlijks in kaart waar biologen
terecht komen. De arbeidsmarktsituatie voor biologen met een mastergraad heeft
zich de laatste jaren positief ontwikkeld. Eén jaar na afstuderen heeft 90 procent een
betaalde baan en van de resterende 10 procent is slechts een paar procent werkzoekend. De helft van de biologen werkt na afstuderen in de wetenschap, veelal als
promovendus, de andere helft vervult andere functies. Gaandeweg de carrière vindt er
een verdere diversificatie van de werkomgeving plaats, zowel in publieke functies als
in het bedrijfsleven. Hieruit blijkt de brede inzetbaarheid van biologen.
Een vergelijkbaar patroon vertoont de carrière van gepromoveerde biologen. Velen
blijven aanvankelijk nog in de wetenschap als postdoc, maar geleidelijk stromen zij uit
naar andere typen banen. Op zich hoort zulke doorstroom naar andere werkvelden bij
de selectiemechanismen in de wetenschap, immers niet elke gepromoveerde kan professor worden. Momenteel verlaten echter ook toptalenten de wetenschap voortijdig
doordat het perspectief op een loopbaan in de wetenschap kleiner is dan nodig. Een
ruimer aanbod van tenure-track-posities zou dit kunnen tegengaan.
Van de uit het buitenland afkomstige gepromoveerden keert een deel terug naar
eigen land, maar een ander deel blijft in Nederland, vaak in een onderzoekbaan.
Recent onderzoek naar de arbeidsmarkt van pasgepromoveerden laat zien dat er
grosso modo sprake is van een lichte brain gain voor Nederland.10 Bovendien, buitenlandse gepromoveerden die ons land verlaten ontwikkelen zich vaak tot ambassadeurs
voor Nederlandse universiteiten en bedrijfsleven, waardevolle contactpersonen voor
toekomstige samenwerking.
10 Bron: H. Sonneveld, M. Yerkes and R. van de Sloot: Ph.D. trajectories and labour market
mobility, IVLOS, Utrecht 2010
opleidingen in de nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 57
57
10/5/2011 2:29:32 PM
Werksituatie precies een jaar na afstuderen
100% 15 13 10
80%
8
60% 62
7
69
10
73
7
8
8
6
82
83
4
3
89
2
6
89
3
11
83
4
12
80
1
14
80
4
9
85
3
6
5
8
83
90
3
6
88
0
6
92
40%
Werkloos
Buiten arbeidsmarkt
Onbetaald werk
Studie
07/08
06/07
05/06
04/05
03/04
02/03
01/02
00/01
99/00
98/99
97/98
96/97
95/96
94/95
0%
93/94
20%
Betaald werk
Figuur 6.3 Arbeidsmarktpositie van biologen één jaar na afstuderen. Bron: NIBI.
conclusie
De opleidingen in de Nieuwe Biologie zijn van hoge kwaliteit en trekken veel studenten, de arbeidsmarktperspectieven zijn uitstekend, maar het behoud van kwaliteit en
vernieuwing van het onderwijs vergen urgent maatregelen en investeringen.
6.5 Aanbevelingen voor het onderwijs
De commissie, mede gevoed door het rapport van de Onderwijsvisitatiecommissie
2010 en het advies van de Commissie Veerman, ziet drie belangrijke aandachtspunten.
Voorlichting en selectie van studenten
Profilering en samenwerking tussen wo en hbo plus selectie aan de poort zoals bepleit
door de Commissie Veerman zijn het antwoord op diverse uitdagingen in de biologieopleidingen van zowel universiteiten als hogescholen. Het terugdringen van de studieduur, zoals beoogd door het kabinet, is erbij gebaat dat studenten meteen starten in de
opleiding die het best bij ze past, qua inhoud en niveau, zodat zij later niet hoeven te
switchen. Goede, eerlijke studievoorlichting is dan belangrijk. Een wo-student biologie die binnen het eerste jaar merkt dat het toch beter is over te stappen naar een
verwante hbo-opleiding hoeft dankzij het systeem van vrijstellingen in het hbo maar
weinig studievertraging op te lopen. In zo’n geval is tijdige doorverwijzing erg belangrijk. Het terugdringen van de studieduur en met name van uitval in het eerste jaar in
universitaire opleidingen biologie vraagt om profilering en samenwerking tussen wo
58
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 58
10/5/2011 2:29:33 PM
en hbo voor een betere voorlichting, selectie en doorverwijzing van studenten zodat
zij daar gaan studeren waar hun talent en arbeidsmarktpositie het beste tot hun recht
komen. Het streven moet zijn om studenten die gezien hun prestaties of motivatie niet
op de juiste opleiding zitten, binnen het eerste half jaar van hun studie door te verwijzen naar een meer geschikte andere opleiding.
aanbeveling voor de kennisinstellingen
Verbeter het studierendement van de biologie-opleiding door profilering en samenwerking tussen wo en hbo in voorlichting, selectie en doorverwijzing van studenten.
Profilering en honoursprogramma’s
Het vorige sectorplan ‘Biologie: een vitaal belang’ deed de aanbeveling de wo-bachelor
breed te houden en te profileren in de wo-master. Ook de Commissie Veerman deed
recent weer deze aanbeveling. Alleen zo kunnen masteropleidingen het vereiste hoge,
internationale niveau blijven vasthouden. De commissie constateert dat de universiteiten goed op weg zijn zich te profileren in de masteropleidingen, zowel in de biologie
als in verwante opleidingen, aansluitend bij het onderzoekprofiel van de betreffende
instellingen zoals geschetst in hoofdstuk 5. De breedte van de wo-bachelor biologie
kan gegarandeerd blijven door samenwerking met naburige instellingen, dan wel door
de disciplines zelf op niveau in huis te houden.
De commissie pleit tevens voor een brede invoering van honours-programma’s in
wo-bachelor en -master om talentvolle en gemotiveerde biologiestudenten de uitdaging te bieden die ze verdienen. Ervaringen in het buitenland en aan enkele Nederlandse universiteiten laten zien dat honoursprogramma’s zulke studenten daadwerkelijk naar een hoger niveau tillen. Dit is extra noodzakelijk als selectie aan de poort het
mogelijk maakt dat de meer talentvolle en gemotiveerde studenten instromen. Tevens
maken honoursprogramma’s onze opleidingen in de Nieuwe Biologie aantrekkelijker
voor de meest talentvolle studenten uit het buitenland.
aanbeveling voor de kennisinstellingen
Behoud een brede wo-bachelor biologie, ga verder met profileren van de wo-masteropleidingen biologie en verwante opleidingen, en maak beide aantrekkelijker voor
talentvolle studenten door een brede invoering van honoursprogramma’s.
Kwaliteit en vernieuwing van het onderwijs
Niet alleen visitatiecommissies maar ook werkgevers zijn lovend over de kwaliteit van
de biologie-opleidingen en over de afgestudeerden die deze opleveren. Toch heeft het
al jaren achtereen onder-investeren zijn weerslag op het onderwijs. Zo constateerde
de Onderwijsvisitatiecommissie in 2010 dat vernieuwing in het biologie-onderwijs
nodig is ten aanzien van systeemdenken, kwantitatieve biologie, multidisciplinair
opleidingen in de nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 59
59
10/5/2011 2:29:33 PM
samenwerken en biologie en samenleving. Samengevat zijn er twee belangrijke knelpunten:
• Verschraling en achterblijvende vernieuwing van het onderwijs door te hoge student-staf-ratio’s: terwijl de instroom van studenten in de wo-biologieopleidingen
in de afgelopen tien jaar met 40 procent toenam en in verwante opleidingen zelfs
verdubbelde, is de hoeveelheid vaste staf op zijn best gelijk gebleven. Dit wordt
voor een deel opgevangen door een grotere inzet van postdocs en promovendi in
het onderwijs, maar vooral door een verlaging van het aantal contacturen en door
minder begeleiding bij practica en stages. Die ‘oplossing’ is een ernstige bedreiging
voor de kwaliteit, continuïteit en vernieuwing van de opleidingen. Met name bij
stagebegeleiding in de eindfase van de studie is een-op-een-contact student-docent
erg belangrijk. De commissie constateert dat ook het huidige kabinet weer streeft
naar het verhogen van de onderwijsintensiteit en daar ook de middelen voor
beschikbaar wil stellen.11
• Verlies van talent door gebrek aan loopbaanperspectief binnen universiteiten: het
aantal vacatures voor docenten en hoogleraren is zo beperkt, dat ook te veel zeer
talentvolle gepromoveerden en postdocs na enkele jaren de wetenschap noodgedwongen verlaten. Dit heeft als neveneffect dat de gewenste toename van vrouwelijke en internationale stafleden achterblijft. Diversificatie van de universitaire staf
is gewenst zodat deze meer een afspiegeling wordt van de gevarieerde studentenpopulatie. Een breder palet aan rolmodellen en manieren van coaching is bevorderlijk voor de prestaties van alle groepen studenten. Zo blijft Nederland aantrekkelijk
voor nieuw talent en samenwerkingspartners uit binnen- en buitenland.
• Voor beide knelpunten is één doeltreffende oplossing: structureel 100 extra tenuretrack-plaatsen (met een onderwijs- en onderzoektaak) in de biologie- en verwante
opleidingen, waarvan een deel uiteindelijk hoogleraar kan worden. De voor onderwijs beschikbare capaciteit, nu 500 fte, neemt hiermee met 20 procent toe. Dat is
weliswaar minder dan de toename van het aantal studenten, maar de commissie
verwacht van de universiteiten aanvullende oplossingen zoals intensievere samenwerking met para-universitaire onderzoeksinstituten. Zo zijn de student-stafratio’s
en daarmee de kwaliteit van de opleidingen weer op niveau te krijgen. Bij het
toekennen van deze plaatsen moet de noodzaak voor het onderwijs (contacturen en
werkdruk) leidend zijn. Omdat de aan te stellen docenten tevens een onderzoektaak hebben, zal deze maatregel ook zorgen voor de noodzakelijke versterking van
het onderzoek.
Voor de komende zes jaar vergen 100 extra tenure-track-plaatsen een investering
van circa 10 miljoen euro per jaar door de overheid via de eerste geldstroom (loonkosten k€ 100 per plaats), waarbij de commissie aanbeveelt dat de universiteiten aantoonbaar matchen in natura door het aanbieden van infrastructuur en overhead (circa
k€ 50 per plaats). Na zes jaar nemen de universiteiten de succesvol gebleken tenuretrack-docenten geheel voor hun rekening.
11 Zie brief staatssecretaris Halbe Zijlstra 7 februari 2011, pagina 6.
60
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 60
10/5/2011 2:29:33 PM
aanbeveling voor de overheid
Investeer samen met de universiteiten via de eerste geldstroom in 100 extra tenuretrack-plaatsen in de biologie- en verwante opleidingen.
opleidingen in de nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 61
61
10/5/2011 2:29:33 PM
7. kennisvalorisatie
dankzij de nieuwe
biologie
7.1 Van wetenschappelijke ontdekking naar kennisvalorisatie
Nederland is met zijn kennisinstellingen en kennisintensieve industrie op het terrein
van de Nieuwe Biologie in feite één sterke bioregio. Waar top-onderwijs en -onderzoek
en kennisintensief bedrijfsleven elkaar ontmoeten, ontstaat een vruchtbare bodem
voor innovatie en kennisvalorisatie. Kennisvalorisatie, het tot waarde brengen van
kennis in economische en maatschappelijke zin, moet breed worden opgevat. Het gaat
niet alleen om patenten en nieuwe producten, maar ook om nieuwe bedrijven, banen,
diensten en processen, nieuwe geneeswijzen en zelfs nieuwe wetgeving of beleid. Kennisvalorisatie gaat bovendien niet alleen om economische winst maar ook om maatschappelijke winst, door het vermijden van kosten en het verhogen van onze kwaliteit
van leven. De Nieuwe Biologie is een toenemende bron van innovatie en kennisvalorisatie in de hele life sciences-sector. Dat belang neemt alleen maar toe bij de overgang
naar een duurzame, biobased economie. Recent hebben zowel de Sociaal Economische
Raad (SER) als de Wetenschappelijke Technologische Commissie voor de biobased
economy (WTC) dit belang elk in een rapport benadrukt.12
De weg van wetenschappelijke ontdekking naar marktintroductie of andere maatschappelijke toepassingen is, zeker in de life sciences, lang (soms zelfs 10 tot 15 jaar),
risicovol en kostbaar. Maar het begint bij een creatief onderzoeker die een vondst doet
of een idee heeft en daar een toepassing voor ziet, naast de wetenschappelijke waarde
12 Meer chemie tussen groen en groei, SER, december 2010. Naar groene chemie en groene
materialen, WTC, maart 2011.
62
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 62
10/5/2011 2:29:33 PM
van de nieuwe ontdekking. Kennisvalorisatie kent een aantal stadia, met elk hun eigen
dynamiek en stimuleringsmaatregelen.13 In grote lijnen en met de nadruk op de eerste
stadia die zich in het wetenschappelijk onderzoek afspelen verloopt kennisvalorisatie
als volgt:
1. Herkennen van toepassingspotentieel: de cruciale eerste stap in het proces die
een specifieke attitude en organisatiecultuur vereist. Onderzoekers, zeker aan
universiteiten en instituten, werden traditioneel ‘afgerekend’ op hun wetenschappelijke publicaties. Geleidelijk beginnen universiteiten kennisvaloratie te zien
als hun derde kerntaak, naast onderwijs en onderzoek. Onderzoekers worden in
toenemende mate ook gewaardeerd als zij bijvoorbeeld patenten, spin-outs en
andere vormen van kennisvalorisatie realiseren. Ook in het onderwijs, inclusief
de promotie-opleiding, groeit de aandacht voor kennisvalorisatie en ondernemerschap. Beide ontwikkelingen verdienen echter nog wel extra aandacht.
2. Wetenschappelijke uitwerking: het kritisch testen, aanpassen en concretiseren
van het idee door onderzoek in een richting die mede geïnspireerd is door de latere
gebruikers. Dit kan, afhankelijk van het vakgebied, leiden tot onderzoekresultaten
die patenteerbaar zijn. De belangrijkste voorwaarde voor succes in dit stadium is
topkwaliteit onderzoekers en faciliteiten – dus ook voldoende financiële middelen.
Een tweede voorwaarde is een gecommitteerde, strategisch denkende onderzoekomgeving, inclusief professioneel opererende Technology Transfer Offices bij alle
universiteiten. Dit is ook het stadium waarin publiek-private samenwerking het
verschil kunnen maken doordat kennisinstellingen en bedrijfsleven hun talenten
en visies bundelen.
3. Haalbaarheids- en valorisatiestudies: toegepast vervolgonderzoek waarin wordt
getoetst op de haalbaarheid en het (commerciële) valorisatiepotentieel. Dit stadium leidt tot een businessplan en een proof of concept. Financiering via risicokapitaal of licenties aan een groot bedrijf alsook ondersteuning door coaching zijn in
dit stadium nodig om uit te groeien tot een commercieel levensvatbaar start-upbedrijf dat na levering van het proof of concept grotere externe investeerders kan
aantrekken. Proof-of-concept-studies zijn niet alleen nodig voor valorisatie via het
oprichten van nieuwe bedrijven. Ook bij de valorisatie richting bestaande bedrijven of andere organisaties zijn proof-of-concept-studies erg belangrijk om de brug
te kunnen slaan tussen een wetenschappelijk resultaat en het kunnen absorberen
hiervan door een private partij.
4. Commercialisering, marktintroductie en gebruik in de praktijk: verdere ontwikkeling van het start-up-bedrijf of praktijk via steeds grootschaliger, dus meestal
kostbare activiteiten die nodig zijn voor de marktintroductie zoals klinische trials,
veldproeven in de praktijk, goedkeuring van officiële instanties, opzetten van een
productielijn en verkoopnetwerk.
13 Bron: Partners in the polder, Task Force Life Sciences, 2009.
kennisvalorisatie dankzij de nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 63
63
10/5/2011 2:29:33 PM
7.2 Het stimuleren van kennisvalorisatie
Hoewel Nederland altijd al een gezonde wetenschappelijke basis heeft gehad voor
kennisvalorisatie, zeker ook in de life sciences, liep ons land achter bij het daadwerkelijk tot waarde brengen van die kennis. Dit probleem werd ruim tien jaar geleden door
de regering erkend, waarop diverse stimuleringsprogramma’s in het leven werden
geroepen. Voorbeelden zijn het BioPartner-programma (in 2005 deels ondergebracht
bij het TechnoPartner-programma) en het Valorisation Grant-programma van STW.
Naast deze programma’s, die waren gericht op het versterken van de kennistransfer vanuit kennisinstellingen, werd directe samenwerking gestimuleerd tussen kennisinstellingen en bedrijfsleven in een open, innovatieve cultuur. Dat leidde onder andere
tot diverse publiek-private samenwerking zoals het Top Institute Food & Nutrition
(TIFN, voorheen WCFS), het Netherlands Genomics Initiative (NGI), het Top Institute
Green Genetics (TTI GG) en het Center for Translational Molecular Medicine (CTMM).
Ook de innovatieprogramma’s van het toenmalige ministerie van Economische Zaken
passen in deze lijn: Food & Nutrition Delta, Life Sciences & Health, en Innovatietraject
Chemie.
Evaluatie van deze programma’s laat steevast zien dat ze succesvol zijn. Zo heeft
BioPartner 75 nieuwe bedrijven opgeleverd waarvan het merendeel nog bestaat. De
investering van destijds 12 miljoen euro voor de BioPartner First Stage Grant (STIGON) is nu, bijna tien jaar later, meer dan 100 miljoen waard. Het Netherlands Genomics Initiative (NGI) heeft al 45 nieuwe bedrijven gegenereerd. Het NGI is in 2008
miljoen euro
500
400
300
200
100
0
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Figuur 7.1 De fondsen voor publiek-private samenwerking in de Nieuwe Biologie en aanpalende gebieden in de life sciences (publieke en private fondsen tezamen, waarvan 40-50
procent uit FES-gelden) drogen op. Terwijl het buitenland extra investeert, dreigt Nederland het opgebouwde momentum te verliezen, juist nu de Nieuwe Biologie zoveel kansen
biedt. Geactualiseerd uit: Partners in the Polder.
64
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 64
10/5/2011 2:29:33 PM
gestart met een nieuw programma LifeSciences@work dat breder is dan genomics en
de hele life-sciences-sector omvat. Met een budget van 5 miljoen euro per jaar realiseert dit programma pre-seed grants voor starters, training en coachingsprogramma’s
(Venture Challenge, Biobusiness Master Class) alsmede een revolving fund voor apparatuur (Mibiton). Ook vervult LifeSciences@work een belangrijke netwerkfunctie in
het bij elkaar brengen van (aspirant)ondernemers. Eind 2013 wordt verwacht dat er
zeker 70 bedrijven zijn ontstaan. Het LifeSciences@work programma dreigt echter aan
zijn eigen succes ten onder te gaan. De belangstelling is dermate groot dat al in de loop
van 2012 de middelen zullen zijn uitgeput. De commissie pleit ervoor dit succesvolle
programma voort te zetten.
Zoals eerder vermeld, de tijdshorizon voor innovatie en kennisvalorisatie in de
Nieuwe Biologie is lang, soms wel 10 tot 15 jaar. succesvolle stimulering is dan ook
gebaat bij een voortzetting van dit beleid en de bijpassende investeringen om Nederland tot de top-5 van kenniseconomieën te laten behoren.
7.3 De ‘gouden driehoek’ is nu aan zet
De successen in publiek-private samenwerking van de afgelopen tien jaar zijn te
danken aan de goede samenwerking in de ‘gouden driehoek’ van kennisinstellingen,
bedrijfsleven en overheid. Zij zijn nu opnieuw aan zet omdat de Nieuwe Biologie als
motor voor innovatie werkt in maar liefst zes van de negen topsectoren die de overheid wil versterken.
• Kennisinstellingen kunnen en moeten zelf extra stappen zetten om innovatie en
kennisvalorisatie te stimuleren, allereerst door deze te beschouwen als hun derde
kerntaak naast onderwijs en onderzoek. Recent onderzoek aan kennisvalorisatie
bij 105 Europese universiteiten heeft aangetoond dat fundamenteel onderzoek en
kennisvalorisatie elkaar niet in de weg staan maar juist versterken.14 Nu wordt 1,5
tot 2 procent van de publieke onderzoeksmiddelen besteed aan kennisvalorisatie.15
Het kabinet stelt – en de commissie ondersteunt dit voorstel – dat dit omhoog moet
naar 2,5 procent of meer. Het is belangrijk dat Technology Transfer Offices aan de
kennisinstellingen zijn toegerust voor hun taak en op professionele wijze werken.
• Naast de toenemende aandacht voor kennisvalorisatie in het onderzoek is er winst
te behalen in het onderwijs zodat studenten ook interesse krijgen en toegerust
worden voor een carrière in het bedrijfsleven. Sommige opleidingen bieden die
mogelijkheid al. Ook enkele nieuwe leerstoelen op het terrein van innovatie en
ondernemerschap laten zien dat kennisinstellingen en bedrijfsleven het wederzijds
belang van kennisvalorisatie inzien en elkaar steeds beter weten te vinden.
14 Van Looy et al, 'Entrepreneurial effectiveness of European universities: An empirical assessment of antecedents and trade-offs'. Research Policy 40 (2011) 553-564
15 Naar de top: de hoofdlijnen van het nieuwe bedrijfslevenbeleid, brief minister Verhagen aan
de Tweede Kamer van 4 februari 2011, pagina 13
kennisvalorisatie dankzij de nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 65
65
10/5/2011 2:29:33 PM
• Zoals in de vorige paragraaf geschetst dreigt de komende jaren bijna 400 miljoen
euro per jaar aan publieke en private fondsen voor innovatief onderzoek in de life
sciences weg te vallen. De commissie pleit ervoor om vooral bij de vijf sterke kerndisciplines van de Nieuwe Biologie (plantenbiologie, ecologie en evolutiebiologie,
microbiologie, celbiologie en ontwikkelingsbiologie, en fysiologie en neurobiologie) het opgebouwde momentum niet verloren te laten gaan. Deze vijf gebieden
vertegenwoordigen ruim 12 procent (circa 180 van de 1460 hoogleraren) van de
totale life sciences in Nederland. Voortzetting van het huidige investeringsniveau
vraagt dan ook minimaal 12 procent van de genoemde 400 miljoen euro. Dat is
minimaal 50 miljoen euro per jaar.
conclusie
In maar liefst zes van de negen topsectoren die de overheid wil versterken werkt de
Nieuwe Biologie als de motor van onze kenniseconomie. De ‘gouden driehoek’ is nu
aan zet om die motor op gang te houden.
7.4 Aanbevelingen op het terrein van onderzoek en kennisvalorisatie
De commissie, mede gevoed door het rapport Partners in the Polder en de adviezen
van de Commissie Veerman, ziet drie belangrijke aandachtspunten.
Kennisvalorisatie in de opleiding
Niet alleen het verwerven van kennis, maar ook het tot waarde brengen van die kennis
behoort tot de bagage van elke bioloog. Biologen vinden in toenemende mate hun weg
in het bedrijfsleven en maatschappelijke organisaties, hetzij direct via een baan hetzij
via publiek-private samenwerking. Daarom moet het onderwijsprogramma expliciete aandacht geven aan innovatie, kennisvalorisatie, maatschappelijke relevantie en
ondernemerschap. Sommige universiteiten doen dat al via stages in een zogenoemde
M-variant (bedrijf en bBeleid) in de master, maar evengoed hoort het onderwerp kennisvalorisatie thuis in een research master en in de promotie-opleiding. Bedrijfsleven
en maatschappelijke organisaties kunnen hier aan bijdragen via gastcolleges, workshops, excursies, stageplaatsen, coaching en andere vormen van uitwisseling. Tweerichtingsverkeer is hier gewenst zodat tevens life-long learning voor mensen uit het
bedrijfsleven en maatschappelijke organisaties bevorderd wordt. Juist in de Nieuwe
Biologie, waar de ontwikkelingen zo snel gaan, is life-long learning harde noodzaak.
aanbeveling voor de kennisinstellingen
Neem innovatie, kennisvalorisatie, maatschappelijke relevantie en ondernemerschap
op in de opleiding en schakel daarbij het bedrijfsleven in.
66
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 66
10/5/2011 2:29:33 PM
Kennisvalorisatie door starters blijven ondersteunen
Het stimuleren van kennisvalorisatie door pre-seed grants, training en coaching via
programma’s zoals BioPartner (tot 2005) en het huidige LifeSciences@work is zeer
succesvol gebleken. Dit laatste programma opereert voor de hele life sciences sector,
maar de middelen ervoor zijn eind 2012 uitgeput. Daarna kunnen dus geen aanvragen
meer worden gehonoreerd. De ervaring leert dat 15 start-up grants per jaar nodig en
zinvol zijn. Inclusief training, coaching en apparatuur gaat het om circa 5 miljoen euro
per jaar.
aanbeveling voor de overheid
Investeer in kennisvalorisatie door startende ondernemers via een voortzetting van
het succesvolle programma LifeSciences@work.
Investeer in talent via onderzoek, innovatie en kennisvalorisatie
Terwijl in andere exacte opleidingen zoals natuurkunde, scheikunde en wiskunde het
aantal studenten een sterke daling heeft gekend, is de instroom in de biologie en verwante opleidingen altijd hoog geweest en nog steeds groeiende. In het vervullen van
de grote maatschappelijke behoefte aan exact opgeleide academici zullen biologen een
steeds belangrijkere rol gaan spelen. Door jong talent een kans geven zich verder te
vormen, via onderzoek, innovatie en kennisvalorisatie, houden wij ons land in zijn uitstekende uitgangspositie in de Nieuwe Biologie. Met name promotie- en postdocplaatsen zijn hiervoor geschikt, mits ingebed in een op innovatie en valorisatie gerichte
‘kweekvijver’ inclusief de benodigde apparatuur. In zo’n stimulerende omgeving heeft
een high-risk-/high-gain-benadering de grootste kans op innovatief succes.
De commissie pleit er daarom voor zulke investeringen in jong talent en apparatuur met name ten goede te laten komen van huidige en nieuwe publiek-private
samenwerking, technologische topinstituten en andere vormen van innovatie en kennisvalorisatie. Geen versnippering dus, maar continuering en versterking van fondsen
en programma’s die hun succes bewezen hebben. Met name persoonsgerichte programma’s blijken succesvol. Een voorbeeld daarvan zijn de Veni-, Vidi- en Vici-beurzen van
NWO Vernieuwingsimpuls. Ook het kweekvijvermodel zoals nu gepropageerd door
het Netherlands Genomics Initiative past daarbij. In dit model worden nieuwe, voor
Nederland relevante, wetenschappelijke en technologische ontwikkelingen voor een
periode van twee keer vijf jaar ‘gekweekt’ in publiek-private consortia. Na afloop van
deze periode dienen de PPS-en verankerd te zijn in de bestaande kennisinfrastructuur,
zoals (top)instituten, bestaande of nieuwe bedrijven of in (inter)nationale netwerken,
of anders worden ontmanteld. Zo’n gezamenlijke actie van kennisinstellingen, bedrijfsleven, maatschappelijke organisaties en overheid is een krachtige stimulans voor het
op peil houden en verbeteren van de positie en output van het Nederlandse onderzoek
in de Nieuwe Biologie, in het bijzonder in de vijf kerndisciplines waar Nederland focus,
massa en impact heeft.
kennisvalorisatie dankzij de nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 67
67
10/5/2011 2:29:33 PM
Zoals in de vorige paragraaf berekend, vergt continuïteit in deze vijf gebieden ten
minste 50 miljoen euro per jaar. De commissie beveelt aan dat daarvan de helft, 25
miljoen euro per jaar, uit nieuwe overheidsinvesteringen gaat komen. De commissie
is ervan overtuigd dat zulke investeringen en de andere genoemde maatregelen het
klimaat scheppen waarin kennisinstellingen, publieke en private onderzoekfondsen en
het bedrijfsleven samen de andere helft, 25 miljoen euro per jaar, willen bijdragen. De
commissie beveelt aan NWO te vragen zorg te dragen voor de toewijzing (in competitie) van deze investeringen.
aanbeveling voor de overheid, kennisinstellingen, onderzoekfondsen en bedrijfsleven
Investeer in jong talent en apparatuur in kweekvijvers van onderzoek, innovatie en
kennisvalorisatie in de vijf kerndisciplines van de Nieuwe Biologie waar Nederland
focus, massa en impact heeft.
68
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 68
10/5/2011 2:29:33 PM
8. aanbevelingen
8.1 Inleiding
De commissie doet acht aanbevelingen ten aanzien van onderwijs, onderzoek en kennisvalorisatie, specifiek voor de partners in de ‘gouden driehoek’ van kennisinstellingen, bedrijfsleven en overheid. De belangrijkste aanbeveling geldt voor alle partners:
Erken het specifieke belang van de Nieuwe Biologie voor de Nederlandse topsectoren
en wees doordrongen van de urgentie van maatregelen ter versterking van onderwijs
en onderzoek, innovatie en kennisvalorisatie. Benoem hiertoe een implementatiegroep vanuit kennisinstellingen (bètafaculteiten, onderzoeksinstituten, KNAW en
NIBI), onderzoekfondsen (NWO-ALW en STW), bedrijfsleven en overheid, en laat deze
de investeringen en andere maatregelen implementeren in overleg met de kennisinstellingen.
8.2 Aanbevelingen ter versterking van het onderwijs
Kennisinstellingen
1. Verbeter het studierendement van de biologie-opleiding door profilering en
samenwerking tussen wo en hbo in voorlichting, selectie en doorverwijzing
van studenten.
Profilering en samenwerking tussen wo en hbo plus selectie aan de poort zoals
bepleit door de Commissie Veerman zijn het antwoord op diverse uitdagingen in
de biologie-opleidingen van zowel universiteiten als hbo. Het terugdringen van de
studieduur, zoals beoogd door het kabinet, is erbij gebaat dat studenten meteen
starten in de opleiding die het best bij ze past, qua inhoud en niveau, zodat zij later
niet hoeven te switchen. Goede, eerlijke studievoorlichting is dan belangrijk. Een
aanbevelingen
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 69
69
10/5/2011 2:29:33 PM
wo-student die binnen het eerste jaar merkt dat het toch beter is over te stappen
naar een verwante hbo-opleiding hoeft dankzij het systeem van vrijstellingen in
het hbo maar weinig studievertraging op te lopen. In zo’n geval is tijdige doorverwijzing erg belangrijk. Het terugdringen van de studieduur en met name de uitval
in het eerste jaar in universitaire opleidingen biologie vragen om profilering en
samenwerking tussen wo en hbo voor een betere voorlichting, selectie en doorverwijzing van studenten zodat studenten daar terecht komen waar hun talent en
arbeidsmarktpositie het beste tot hun recht komen.
2. Behoud een brede wo-bachelor biologie, ga verder met profileren van de
wo-master biologie en verwante opleidingen, en maak beide aantrekkelijker
voor talentvolle studenten door een brede invoering van honours-programma’s.
Het vorige sectorplan ‘Biologie: een vitaal belang’ deed de aanbeveling de Bachelor
breed te houden en te profileren in de master. Ook de Commissie Veerman deed
recent deze aanbeveling. Alleen zo kunnen master-opleidingen het vereiste hoge,
internationale niveau blijven vasthouden. De commissie constateert dat de instellingen goed op weg zijn zich te profileren in de wo-master-opleidingen, aansluitend bij het onderzoekprofiel van de betreffende instellingen zoals geschetst in
hoofdstuk 5. De breedte van de wo-bachelor biologie kan gegarandeerd blijven
door samenwerking met naburige instellingen, dan wel door de disciplines zelf op
niveau in huis te houden.
De commissie pleit tevens voor een brede invoering van honours-programma’s
in wo-bachelor en master om talentvolle en gemotiveerde biologiestudenten de
uitdaging te bieden die ze verdienen. Ervaringen in het buitenland en aan enkele
Nederlandse universiteiten laten zien dat honours-programma’s zulke studenten
daadwerkelijk naar een hoger niveau tillen. Dit is extra noodzakelijk als selectie
aan de poort het mogelijk maakt dat de meer talentvolle en gemotiveerde studenten instromen. Tevens maken honours-programma’s onze opleidingen in de Nieuwe
Biologie aantrekkelijker voor de meest talentvolle studenten uit het buitenland.
3. Maak actieve (doelgroep)benadering en communicatie een expliciet doel van
de organisatie zodat het kennisniveau en de betrokkenheid bij wetenschap in
de samenleving stijgt.
Doordachte keuzes kunnen maken in de vele innovaties die voortkomen uit de
Nieuwe Biologie, inclusief de inschatting van ethische aspecten en risico’s, vergt
een voldoende kennisniveau in de samenleving. Hier ligt een taak voor de kennisinstellingen, samen met KNAW, NWO en NIBI, om de samenleving te ‘voeden’ met zinvolle en toegankelijke communicatie over wetenschappelijke ontdekkingen en hun
consequenties. Van belang is daarom ook dat leerlingen, met name in het voortgezet onderwijs, een goed beeld krijgen van de Nieuwe Biologie en de innovaties die
daaruit voortkomen. Ook dat is een taak voor biologen, in goede samenwerking
70
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 70
10/5/2011 2:29:33 PM
met onderwijs- en voorlichtingskundigen. Ook zouden wo-masterstudenten, via
een voortzetting van het programma Akademie-assistenten, hierin een rol kunnen spelen. Dit kan het draagvlak voor onderwijs, onderzoek en innovaties in de
Nieuwe Biologie vergroten en de beeldvorming over de biologie-opleiding verbeteren; het is bovendien een morele plicht van de wetenschap.
Overheid
4. Investeer samen met de universiteiten via de eerste geldstroom in 100 extra
tenure-track-plaatsen in de biologie- en verwante opleidingen.
Terwijl in de afgelopen tien jaar aan universiteiten de instroom van biologiestudenten met 40 procent steeg en in verwante opleidingen verdubbelde, bleef de
hoeveelheid vaste staf die het onderwijs moet verzorgen op 500 fte staan. Zoals
de Onderwijsvisitatiecommissie Biologie in 2010 constateerde staat daardoor
de kwaliteit en vernieuwing van deze opleidingen onder druk. Om de studentstafratio’s op niveau te krijgen zijn structureel 100 extra tenure-track-plaatsen
(met een onderwijs- en onderzoektaak) nodig voor docenten in de biologie- en
verwante opleidingen, waarvan een deel uiteindelijk hoogleraar zal worden. Bij het
toekennen van deze plaatsen moet de noodzaak voor het onderwijs (contacturen en
werkdruk) leidend zijn. Omdat de aan te stellen docenten tevens een onderzoektaak hebben, zal deze maatregel ook zorgen voor de noodzakelijke versterking van
het onderzoek.
Daarbij is voor universiteiten de uitdaging een zodanig beleid te voeren dat
de vaste staf een internationaal karakter krijgt en de man-vrouw-ratio meer een
afspiegeling wordt van de studentenpopulatie. Onderzoek heeft aangetoond dat
dit bevorderlijk is voor de prestaties van alle studenten. Daarnaast verwacht de
commissie van universiteiten aanvullende oplossingen, bijvoorbeeld intensievere samenwerking met para-universitaire instituten in het onderwijs. Voor de
komende zes jaar vergt dit een investering van circa 10 miljoen euro per jaar door
de overheid via de eerste geldstroom (loonkosten k€ 100 per plaats), waarbij de
universiteiten aantoonbaar moeten matchen in natura door het aanbieden van
infrastructuur en overhead (circa k€ 50 per plaats). Na zes jaar nemen de universiteiten de succesvol gebleken tenure-track-docenten geheel voor hun rekening.
8.3 Aanbevelingen ter versterking van het onderzoek
Kennisinstellingen
5. Versterk met name de vijf kerndisciplines waarop Nederland focus, massa en
impact heeft.
In navolging van de Commissie Veerman beveelt de commissie aan om te komen tot
een versterking van die velden waar Nederland focus en massa heeft. De commissie
aanbevelingen
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 71
71
10/5/2011 2:29:33 PM
heeft vijf kerndisciplines geïdentificeerd met voldoende focus, massa en impact om
internationaal tot de top te blijven behoren: plantenbiologie, ecologie en evolutiebiologie, microbiologie, celbiologie en ontwikkelingsbiologie, en fysiologie en
neurobiologie. Alle vijf gebieden zijn voor Nederland van groot belang omdat ze
werken als de motor voor onze kenniseconomie in zes van de negen topgebieden.
Wetenschappelijk gezien heeft Nederland in deze vijf gebieden een voorsprong
ten opzichte van veel andere landen. Het versterken van deze gebieden zal daarom
voor Nederland, zowel wetenschappelijk als economisch en maatschappelijk, het
meeste opleveren.
8.4 Aanbevelingen ter versterking van innovatie en
kennisvalorisatie
Kennisinstellingen
6. Neem innovatie, kennisvalorisatie, maatschappelijke relevantie en ondernemerschap op in de opleiding en schakel daarbij het bedrijfsleven in.
Niet alleen het verwerven van kennis, maar ook het tot waarde brengen van die
kennis behoort tot de bagage van elke bioloog. Biologen vinden in toenemende
mate hun weg in het bedrijfsleven, hetzij direct via een baan hetzij via publiekprivate samenwerking. Daarom moet het onderwijsprogramma expliciete aandacht
geven aan innovatie, kennisvalorisatie, maatschappelijke relevantie en ondernemerschap. Sommige universiteiten doen dat al via een zogenoemde m-variant
(bedrijf en beleid) in de master, maar evengoed hoort kennisvalorisatie thuis in
een research master en de promotie-opleiding. Bedrijfsleven en maatschappelijke
organisaties kunnen hier aan bijdragen via gastcolleges, workshops, excursies,
stageplaatsen, coaching en andere vormen van uitwisseling. Tweerichtingsverkeer
is hier gewenst zodat tevens life-long learning voor mensen uit bedrijfsleven en
maatschappelijke organisaties bevorderd wordt. Juist in de Nieuwe Biologie, waar
de ontwikkelingen zo snel gaan, is life-long learning harde noodzaak.
Overheid
7. Investeer in kennisvalorisatie door startende ondernemers via een voortzetting van het succesvolle programma LifeSciences@work.
Het stimuleren van kennisvalorisatie door pre-seed grants, training en coaching
via programma’s zoals BioPartner (tot 2005) en het huidige LifeSciences@work is
zeer succesvol gebleken. Dit laatste programma opereert voor de hele life sciencessector, maar de middelen ervoor zijn eind 2012 uitgeput. Daarna kunnen dus geen
aanvragen meer worden gehonoreerd. De ervaring leert dat 15 start-up grants per
jaar nodig en zinvol zijn. Inclusief training, coaching en apparatuur gaat het om 5
miljoen euro per jaar.
72
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 72
10/5/2011 2:29:33 PM
Overheid, kennisinstellingen, onderzoekfondsen en bedrijfsleven
8. Investeer in jong talent en apparatuur in kweekvijvers van onderzoek, innovatie en kennisvalorisatie in de vijf kerndisciplines van de Nieuwe Biologie
waar Nederland focus, massa en impact heeft.
De commissie pleit ervoor zulke investeringen met name ten goede te laten komen
van huidige en nieuwe publiek-private samenwerking, technologische topinstituten en andere vormen van innovatie en kennisvalorisatie. Geen versnippering
dus, maar continuering en versterking van fondsen en programma’s die hun succes bewezen hebben, zoals NWO Vernieuwingsimpuls (Veni, Vidi, Vici). Ook het
kweekvijvermodel zoals nu gepropageerd door het Netherlands Genomics Initiative past daarbij. Zo’n gezamenlijke actie van kennisinstellingen, bedrijfsleven,
maatschappelijke organisaties en overheid is een krachtige stimulans voor het op
peil houden en verbeteren van de positie en output van het Nederlandse onderzoek
in de Nieuwe Biologie, in het bijzonder in de vijf kerndisciplines waar Nederland
focus, massa en impact heeft. Continuïteit in deze vijf gebieden vergt ten minste 50
miljoen euro per jaar. Als de overheid hiervan de ene helft bijdraagt, zullen kennisinstellingen, publieke en private onderzoekfondsen en het bedrijfsleven bereid zijn
samen de andere helft, 25 miljoen euro per jaar, bij te passen waarbij de private
sector ten minste 10 miljoen zou moeten bijdragen. De commissie beveelt aan
NWO te vragen zorg te dragen voor de toewijzing (in competitie) van deze investeringen.
aanbevelingen
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 73
73
10/5/2011 2:29:33 PM
De aanbevelingen kort samengevat:
Onderwijs
Onderzoek
Kennisinstellingen
5. Versterk met name de
1. Verbeter het studierendement van de biologie-opleiding vijf kerndisciplines waarop
Nederland focus, massa en
door profilering en samenimpact heeft: plantenbiologie,
werking tussen wo en hbo in
voorlichting, selectie en door- ecologie en evolutiebiologie,
microbiologie, celbiologie
verwijzing van studenten.
en ontwikkelingsbiologie, en
fysiologie en neurobiologie.
2. Behoud een brede wo-bachelor biologie, ga verder met
profileren van de wo-master
biologie en verwante opleidingen, en maak beide aantrekkelijker voor talentvolle studenten door een brede invoering
van honours-programma’s.
Kennisvalorisatie
6. Neem innovatie, kennisvalorisatie, maatschappelijke relevantie en ondernemerschap
op in de opleiding en schakel
daarbij het bedrijfsleven in.
Zie aanbeveling 8.
3. Maak actieve (doelgroep)benadering en communicatie een expliciet doel van de organisatie
zodat het kennisniveau en de betrokkenheid bij wetenschap in de samenleving stijgt.
Bedrijfsleven en maatschappelijke organisaties
Zie aanbeveling 6.
4. Investeer samen met de
universiteiten via de eerste
geldstroom in 100 extra
tenure-track-plaatsen in de
biologie- en verwante opleidingen.
74
Zie aanbeveling 8.
Overheid
7. Investeer in kennisvalorisatie door startende ondernemers
via een voortzetting van het succesvolle programma
LifeSciences@work.
8. Investeer samen met kennisinstellingen, onderzoekfondsen
en bedrijfsleven in jong talent en apparatuur in kweekvijvers van onderzoek, innovatie en kennisvalorisatie in de vijf
kerndisciplines van de Nieuwe Biologie waar Nederland focus,
massa en impact heeft.
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 74
10/5/2011 2:29:33 PM
8.5 Benodigde investeringen en hun opbrengsten
De maatregelen die de commissie voorstelt zijn gericht op het blijvend versterken
van de Nederlandse kenniseconomie, namelijk via het tot bloei brengen en behouden
van het menselijk ‘kapitaal’, de kennis en het talent in de studenten, docenten, onderzoekers en ondernemers zelf. Alle aanbevelingen gecombineerd geven het volgende
beeld van de benodigde jaarlijkse investeringen (over een periode van zes jaar) en hun
opbrengsten, waarbij de bedragen een indicatief minimum zijn:
Investeringen
Kennisinstellingen
Bedrijfsleven
Overheid
Opbrengsten
Onderwijs
M€ 5 matching in natura voor infrastructuur en overhead van 100 tenure-trackplaatsen
M€ 10 loonkosten van 100 tenure-trackplaatsen
• Onderwijskwaliteit en -vernieuwing
weer op niveau
• Beter studierendement door de juiste
student op de juiste plek
• Instroom, bloei en behoud van talent
Onderzoek en kennisvalorisatie
M€ 15 matching in natura of uit onderzoekfondsen voor begeleiding, opleiding,
infrastructuur en overhead van 100
jonge onderzoekers
M€ 10 in publiek-private samenwerking
en andere vormen van innovatie en kennisvalorisatie
M€ 5 voor voortzetting van kennisvalorisatie via het LifeSciences@work
programma
M€ 25 voor 100 jonge onderzoekers per
jaar en apparatuur in publiek-private
kweekvijvers
• Versterking Nederlandse positie en
output in onderzoek en innovatie
• Nieuwe bedrijven, exportkansen en
hooggekwalificeerde banen
• Instroom, bloei en behoud van talent
aanbevelingen
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 75
75
10/5/2011 2:29:33 PM
bijlage a.
Taakomschrijving en samenstelling van de commissie
Het dagelijks bestuur van de KNAW heeft in november 2010 de Commissie Visie
Biowetenschappen ingesteld. De opdracht aan de commissie luidt om een verkenning
naar een strategische visie voor de toekomst van de Nederlandse biowetenschappen uit te voeren in de vorm van een rapport, waarin in ieder geval aandacht wordt
besteed aan de volgende, veelal samenhangende, vragen:
• Wat zijn de belangrijke maatschappelijke vraagstukken waarvoor de biowetenschappen (een deel van de) oplossingen zouden kunnen bieden? Welke bijdragen
kunnen de biowetenschappen leveren aan de kenniseconomie?
• Wat zijn de belangrijke wetenschappelijke thema’s op het terrein van de biowetenschappen?
• Wat zijn de ontwikkelingen die de mogelijkheden tot het bewerken van die vragen
in het onderzoek (sterk) bevorderen (denk hierbij aan technologieën, inclusief ict,
en ontwikkelingen op de deels overlappende terreinen chemie, fysica, aardwetenschappen en wiskunde)?
• Welke keuzes zou Nederland moeten maken om waar het de biowetenschappen
betreft zowel tot de wetenschappelijke top te behoren als de diverse maatschappelijke uitdagingen adequaat te bewerken?
• Welke veranderingen in de kennisinfrastructuur zijn organisatorisch en financieel
nodig om de uitdagingen aan te gaan? En wat is de urgentie daarvan?
Toelichting op aanleiding en doel van het project
Het biologisch onderzoek staat voor belangrijke uitdagingen waar het bijdragen
betreft aan de oplossing van maatschappelijke vraagstukken; ‘biobased economy’,
‘gezondheid’ en ‘duurzame ontwikkeling’ zijn hierbij belangrijke sleutelbegrippen. Het
is tevens de verwachting dat de ontwikkelingen in de biologie en omringende disciplines zo snel gaan dat er in de komende periode inderdaad belangrijke bijdragen vanuit
het onderzoek kunnen worden verwacht. Om de maatschappij te kunnen bedienen
dienen er ook voldoende, kwalitatief hoogwaardige studenten te worden opgeleid.
Zeker in een tijd waarin de krapte van middelen toeneemt, is het gewenst om een
nationale visie op het terrein te ontwikkelen op basis waarvan meer gedetailleerde
76
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 76
10/5/2011 2:29:33 PM
plannen kunnen worden ontwikkeld en besluiten kunnen worden genomen door de
diverse partijen in het veld (denk hierbij met name aan het ministerie van OCW, universiteiten en NWO) – zoals dit bijvoorbeeld ook is gedaan rond de sectorplannen voor
natuur- en scheikunde.
Het hoofddoel van dit project en het vervolgtraject is een structurele versterking
(‘focus en massa’) van het onderzoek en onderwijs in de biowetenschappen.
Samenstelling van de commissie
Tot lid van de commissie zijn op persoonlijke titel benoemd:
Voorzitter:
• Prof. dr. ir. R. (Rudy) Rabbinge (landbouwwetenschappen, duurzaamheid; WUR)
Leden:
• Prof. dr. P.A.M. (Paul) Andriessen (aardwetenschappen; VU)
• Prof. dr. D.D. (Douwe) Breimer (farmacologie; UL)
• Prof. dr. S. (Stanley) Brul (moleculaire biologie, UvA; vz. NIBI)
• Prof. dr. M. (Maarten) Frens (systeemfysiologie, Erasmus MC; secr. Neurofederatie)
• Prof. dr. C.H.R. (Carlo) Heip (biodiversiteit, zee en kust; NIOZ , RUG en Gent)
• Prof. dr. P.J.J. (Paul) Hooykaas (genetica, plantenwetenschappen; UL)
• Dr. N.C.M. (Colja) Laane (genomics; NGI)
• Prof. dr. E.M. (Emmo) Meijer (biochemie; Unilever; TuE, vz. AcTI; TWINS RaadKNAW)
• Prof. dr. J.J. (Sjaak) Neefjes (celbiologie; NKI en UL; op voorstel van RMW-KNAW)
• Prof. dr. H. (Han) Olff (ecologie en biocomplexiteit; RUG)
• Prof. dr. J.T. (Jack) Pronk (microbiologie; TUD)
• Prof. dr. W.J. (Willem) Stiekema (bio-informatica, UvA)
• Prof. dr. N.M. (Nico) van Straalen (ecologie; VU)
• Prof. dr. L.A.C.J. (Rens) Voesenek (ecofsyiologie; UU)
• Drs. J.A. (John) van der Willik (directeur Techniek, Hogeschool Leiden)
• Prof. dr. E.J.J. (Joop) van Zoelen (celbiologie; RU)
Secretaris:
• Drs. J. (Jaap) Kuiper (Stafbureau KNAW)
Ondersteuning kreeg de commissie verder van:
• Drs. L. (Leen) van den Oever (directeur NIBI)
• Mw. drs. W. (Wimke) Fokkema en M.P. (Michiel) Veldhuis (RUG; ondersteuning bij
clusteranalyses Nederlandse life sciences)
• Mw. A.P. (Annemarie) Roos (vormgeving)
• Ir. G.L. (Gab) van Winkel (WUR; teksten en redactie)
bijlagen
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 77
77
10/5/2011 2:29:33 PM
bijlage b
Onderzoekzwaartepunten: Tabellen 5.4 en 5.5 horend bij
hoofdstuk 5.
Tabel 5.4 Interdisciplinaire velden van de Nieuwe Biologie
Interdisciplinaire velden waarin de
Nieuwe Biologie participeert
Biochemie
Biochemie
Biochemische technologie
Biotechnologie en industriële microbiologie
Membraantechnologie
Paleobiologie
Biogeowetenschappen
Biofysica en medische technologie
Biomechanica
Endocrinologie
Hematologie
Humane genetica
Immunologie
Immunologie
Virologie en Infecties
Virologie en Infecties
Infectieziekten
Neurologie
Neurologie
Neurologie
Neurowetenschappen en neuropsychologie
Neurowetenschappen en neuropsychologie
Neurowetenschappen en neuropsychologie
Totaal geschat per instelling
UMC: Universitair Medisch Centrum
GSW: Gedrags- en sociale wetenschappen
Facultaire
inbedding
Bètafaculteit
UMC
Bètafaculteit
Bètafaculteit
Bètafaculteit
Bètafaculteit
Bètafaculteit
Bètafaculteit
UMC
UMC
UMC
UMC
Bètafaculteit
UMC
Bètafaculteit
UMC
UMC
Bètafaculteit
UMC
GSW
Bètafaculteit
UMC
GSW
EUR RU
RUG TUD TUE UL
30
55
50
15
10
50
Tabel 5.4 Overzicht van de Nederlandse hoogleraren naar vakgebied en per instelling
binnen de interdisciplinaire velden van de Nieuwe Biologie. Zwaartepunten per instelling zijn in lichtblauw (twee of meer hoogleraren, soms een grote, profilerende groep
met één hoogleraar) en donkerblauw (zes of meer hoogleraren) aangegeven. Voor
verdere uitleg zie tabel 5.1 in hoofdstuk 5.
78
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 78
10/5/2011 2:29:34 PM
UM
UT
UU
UvA VU
5
15
WU
45
45
40
20
Omvang
vakgebied
landelijk
55-60
1-5
11-15
6-10
6-10
6-10
6-10
11-15
26-30
21-25
16-20
36-40
1-5
15-20
6-10
26-31
21-25
1-5
16-20
1-5
6-10
41-45
1-5
380
bijlagen
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 79
79
10/5/2011 2:29:34 PM
Tabel 5.5 Para-universitaire onderzoeksinstituten
Kerndisciplines van de Nieuwe Biologie
HUB NKI
Celbiologie en ontwikkelingsbiologie
Ecologie en evolutiebiologie
Microbiologie
NIN
ICI
SPI
Mycologie
Fysiologie en neurobiologie
Plantenbiologie
Interdisciplinaire velden van de Nieuwe Biologie
Biotechnologie
Biogeowetenschappen
Endocrinologie
Immunologie
Virologie en infecties
Biochemie
Aan Nieuwe Biologie verwante velden
Cardiologie
Cardiovasculaire wetenschap
Diabetes, voeding en metabolisme
Onderwijs, beleid en ethiek van de geneeskunde
Gastroenterologie
Oncologie
Oogheelkunde
Milieu- en landbouwwetenschappen
Toxicologie
Overig
Totaal geschat per instituut
20
15
15
FBR RIV
Systematiek en taxonomie
CBS
1-5
1-5
5-10 1-5
5-10
Tabel 5.5 Aantal afdelingshoofden van para-universitaire onderzoeksinstituten in de
life sciences per vakgebied. Zwaartepunten per instituut zijn aangegeven in lichtgroen
(1 of meer afdelingshoofden) en donkergroen (4 of meer afdelingshoofden). Voor verdere uitleg zie tabel 5.1 in hoofdstuk 5.
80
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 80
10/5/2011 2:29:34 PM
RIK
ALT
NIO
NIZ
NCB PRI
IMA Totale omvang
21-25
11-15
1-5
PPO LR
1-5
1-5
1-5
1-5
1-5
1-5
1-5
1-5
1-5
1-5
1-5
1-5
1-5
1-5
1-5
1-5
ALT
CBS
FBR
HUB
ICI
IMA
LR
NCB
NIN
NIO
NIZ
NKI
PPO
PRI
RIK
RIV
SPI
5-10 1-5
5-10 1-5
1-5
1-5
1-5
5-10
1-5
1-5
1-5
1-5
26-30
105
ALTERRA, Onderzoeksinstituut voor de groene ruimte – WUR
Centraal Bureau voor Schimmelcultures CBS-KNAW
Food and Biobased Research – WUR
Hubrecht Instituut voor Ontwikkelingsbiologie en Stamcelonderzoek – KNAW
Interuniversitair Cardiologisch Instituut Nederland ICIN-KNAW
Onderzoeksinstituut voor strategisch en toegepast marien ecologisch onderzoek IMARES-WUR
Wageningen UR Livestock Research – WUR
Nederlands Centrum voor Biodiversiteit NCB-Naturalis
Nederlands Instituut voor Neurowetenschappen NIN-KNAW
Nederlands Instituut voor Ecologie NIOO-KNAW
Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee NIOZ-NWO (incl. huidig NIOO Yerseke)
Nederlands Kankerinstituut NKI-AVL
Praktijkonderzoek Plant en Omgeving – WUR
Plant Research International – WUR
RIKILT-WUR
RIVM
Spinozacentrum voor Neuro-imaging – KNAW
bijlagen
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 81
81
10/5/2011 2:29:34 PM
bijlage c
Universitaire bachelor- en master-opleidingen in de Nieuwe
Biologie
wo-bachelor-opleidingen
Biologie
Biologie
Milieu en agrofood
Plantenwetenschappen
RU
RUG TUD UL
UM
Dierwetenschappen
Bos- en natuurbeheer
Milieu(natuur)wetenschappen
Bodem, water en atmosfeer
Voeding en gezondheid
Biomedisch
UU
UvA VU
Instroom
landelijk
WU in 2010
932
30
131
48
43
70
121
Biomedische wetenschappen
1046
Psychobiologie
261
Biofarmaceutische wetenschappen
Biotechnologisch
90
Biotechnologie
51
Moleculaire levenswetenschappen
109
Life science & technology
Molecular science & technology
Bron: VSNU/CBS instroomgegevens universiteiten, februari 2011.
82
209
95
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 82
10/5/2011 2:29:34 PM
wo-master-opleidingen
Biologie
Biology, Biological sciences
Bio-informatics
Biomolecular sciences
RU
RUG TUD UL
UM
UU
UvA VU
WU
Ecology, Ecology & evolution
Life sciences
Marine biology
Milieu en agrofood
Animal sciences
Aquaculture & marine resource management
Environmental sciences
Environment & resource management
Forest & nature conservation
Nutrition & health
Plant sciences
Organic agriculture
Biomedisch
Biomedical sciences
Biopharmaceutical sciences
(Cognitive) Neurosciences
Biotechnologisch
Biotechnology
Life science & technology
Molecular biology & biotechnology
Molecular life sciences
Plant biotechnology
Bron: VSNU/CBS instroomgegevens universiteiten, februari 2011.
bijlagen
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 83
83
10/5/2011 2:29:34 PM
bijlage d
Hbo-bachelor-opleidingen in de Nieuwe Biologie
hbo-bachelor-opleidingen
Instroom landelijk in 2010
Biologie en biomedisch
HTNO Applied Science
HTNO Biologie en medisch laboratoriumonderzoek
HTNO Biometrie
HAO Toegepaste biologie
Milieu en agrofood
HAO Bos- en natuurbeheer
HAO Dier- en veehouderij
HAO Diermanagement
HAO Milieukunde
HAO Tropische landbouw
HAO Tuinbouw en akkerbouw
HAO Voedingsmiddelentechnologie
Biotechnologisch
HTNO Biotechnologie
HTNO Bio-informatica
HAO Biotechnologie
Bron: hbo-raad, februari 2011.
84
122
974
27
104
162
407
217
104
8
107
103
8
64
97
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 84
10/5/2011 2:29:34 PM
bijlage e
Overzicht erkende Onderzoekscholen in de Nieuwe Biologie
BCN – Behavioral and Cognitive Neurosciences
(1994, 2004)
Bijvoet Onderzoekschool Biomoleculaire Chemie
(1992, 2007)
Biodiversiteit (1995, 2005)
WU
VU
UvA
UT
UU
UM
UL
TUD
EUR
RUG
Erkende onderzoekscholen
RU
Door ECOS-KNAW erkend, met tussen haakjes jaar van eerste en laatste (her)erkenning. Penvoerende universiteit is donkerblauw, andere deelnemende universiteiten
lichtblauw gekleurd.
Biomembranen (1994, 2004)
BSDL – Biotechnological Sciences Delft Leiden
(1994, 2004)
DCC – Donders Centre for Cognition (2008)
EPS – Experimentele Plantenwetenschappen (1993,
2010)
GBB – Groningen Biomolecular Sciences and
Biotechnology Institute (1993, 2009)
Helmholtz Instituut (2000, 2005)
ONWAR – Onderzoekschool Neurowetenschappen
Amsterdam Rotterdam (1992, 2009)
PE&RC – Production Ecology and Resource
Conservation (1995, 2005)
RMI – Rudolf Magnus Instituut voor
Neurowetenschappen (1994, 2004)
SENSE – Research School for Socio-Economic and
Natural Sciences of the Environment (1997, 2008)
VLAG – Voeding, Levensmiddelentechnologie,
Agrobiotechnologie en Gezondheid (1994, 2010)
WIAS – Wageningen Institute of Animal Sciences
(1995, 2005)
Bron: Erkenningscommissie Onderzoekscholen (ECOS-KNAW), februari 2011.
bijlagen
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 85
85
10/5/2011 2:29:34 PM
bijlage f
Lijst van afkortingen
AcTI
ALW
CBS
DNA
EUR
FES
fte
HAO
hbo
HTNO
KNAW
NCB
NGI
NIBI
NIN
NIOO
NIOZ
NKI
NOWT
NVAO
NWO
PPS
PRI
RIVM
RMW
RU
RUG
STW
TUD
Tu/e
TWINS
86
Netherlands Academy of Technology and Innovation
Aard- en Levenswetenschappen (NWO)
Centraal Bureau voor Schimmelcultures (of Centraal Bureau voor de Statistiek)
Desoxyribonucleic acid
Erasmus Universiteit Rotterdam
Fonds Economische Structuurversterking
Fulltime equivalent
Hoger Agrarisch Onderwijs
Hoger beroepsonderwijs
Hoger Technisch & Natuurwetenschappelijk Onderwijs
Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen
Nederlands Centrum voor Biodiversiteit NCB-Naturalis
Netherlands Genomics Initiative
Nederlands Instituut voor Biologie
Nederlands Instituut voor Neurowetenschappen
Nederlands Instituut voor Ecologie
Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee
Nederlands Kankerinstituut
Nederlands Observatorium van Wetenschap en Technologie
Nederlands-Vlaamse accreditatieorganisatie
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek
Publiek-Private Samenwerking
Plant Research International
Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu
Raad voor Medische Wetenschappen (KNAW)
Radboud Universiteit Nijmegen
Rijksuniversiteit Groningen
Technologiestichting (NWO)
Technische Universiteit Delft
Technische Universiteit Eindhoven
(Raad voor) Technische Wetenschappen, Wiskunde en Informatica,
Natuur- enSterrenkunde en Scheikunde (KNAW)
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 86
10/5/2011 2:29:34 PM
UL
Universiteit Leiden
UM
Universiteit Maastricht
UT
Universiteit Twente
UU
Universiteit Utrecht
UvA
Universiteit van Amsterdam
VSNU Vereniging van universiteiten
VU
Vrije Universiteit
wo
Wetenschappelijk onderwijs
WU
Wageningen Universiteit
WUR Wageningen University & Research centre
inleiding
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 87
87
10/5/2011 2:29:34 PM
88
strategische verkenning nieuwe biologie
KNAW_advies_Nieuwe_biologie.indd 88
10/5/2011 2:29:34 PM