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克隆地球的败局 ——人工复制地球生态圈的失败

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发表于 2008-7-2 20:55:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
再造一个生物圈是否可能? 1991 9 月,8 名科学家进入耗资数亿美元打造的“生物圈2 号”。这是人类为首次在整体水平上研究生态学而建的巨型实验室,曾被认为是20 世纪最伟大的科学项目之一。然而仅一年,生物圈里的生态发展就背离了科学家预先的设计,环境失衡,人们被迫撤出。“克隆地球”仍然是个妄想。

踏入“生物圈2 号”,浓烈的青草气味让蒋高明始料不及。在美国西部亚利桑那州的塔克森沙漠,足有3 个足球场大的玻璃罩内,一片“雨林”拔地而起。叠错的枝叶在头顶上方被一块玻璃“苍穹”挡住去路,只好改为向四周舒展,原本通透的蓝天也被映成绿色。1995 10 月,当中国科学院植物所的生态学家蒋高明来到这里时,玻璃罩里最活跃的生物就是这些绿色植物。
“生物圈2 号”实验开始于1991 年,8 名科学家志愿进入封闭温室,期望人工复制一个地球生态圈,长期自给自足、与世隔绝地生活下去。按照科学家设定的计划,空气、水及各种化学物质原本该精确地实现循环,以满足科学家长期生活的需要。然而不到两年,仪器显示玻璃罩里的二氧化碳浓度已超出正常值4 倍,氧气则极为稀少。人已经无法在里面居住,环境最终完全失衡,植物开始疯长。志愿者不得不黯然离开。“生物圈2 号”沦为一座纯粹的生态研究基地。

变糟的“小地球”
生态学家马克· 纳尔逊是8 位“原著民”之一,他站在实验室里托起一个足有他两个脑袋大小的玻璃球,而在他身后的橱窗内,类似的球还有很多。这种玻璃球叫做“生态球”,里面装有淡水、空气、绿藻植物、一种类似于虾的节肢动物、蜗牛、浮游生物,还有微生物。科学家们依靠它来模拟简单的生态系统,用以演示物质和能量的流动。马克· 纳尔逊与同伴们所在的“生物圈2 号”既可理解成手中“生态球”的放大版本,又可看成地球生态圈的微缩。不过很遗憾,“生物圈2 号”没能像后两者那样将生态循环持续下去。
远处望去,“生物圈2 号”的整体建筑群仿佛巨人的躯体卧在旷野上:它占地12000 多平方米——相当于三四个足球场,高度达到8 层楼房。钢结构和玻璃材料构成它庞大的骨架,3 万吨土壤、700 万立方英尺空气和20 万加仑淡水填充满它的身躯。为这巨人的诞生,得克萨斯石油巨子埃迪· 巴斯(EdBass)付出了1.5 亿美元。
仿照现实世界真实的自然景观,“生物圈2 号”被划分成五个生物群落区:热带雨林区、沼泽区、草原区、沙漠区。然而这些区划的界限在两年里被彻底模糊掉了:原本被定名为“沙漠”的地域绿草连片,鲜花遍布。各种植物生长得蓬蓬勃勃,枝干一圈一圈粗壮起来,特别是能够吸收大量二氧化碳的圆牵牛花,已经蔓延到其他植物的生长空间。最初放进去的25 种动物只有6 种幸存,一种名为“疯蚁”的小昆虫却具有旺盛的生命力,它们在各个群落间集体乱窜。还有蟑螂,也爬出了黑暗的角落,混入到“疯蚁”的游行队伍中。“海洋”里面由淡水与真正的海水按照一定比例配制成的所谓“海水”酸臭扑鼻,更加不幸的是,“生物圈2 号”中大气的味道渐渐趋同于这里的“海水”了。

不合格的“生物圈人”
“生物圈2 号”失败的征兆首先从食物匮乏现象开始,而这个异常讯号是由罗伊· 沃尔夫德博士在厨房中接收到的。对博士来说,为大家弄午餐原本是件轻松惬意的事,他可以从菜园中采摘新鲜蔬果,配少量的肉,再煮熟亲手种植的玉米当主食。由于条件有限,供给大家一餐盛宴并不现实,但各类营养却完全可以搭配均衡。然而不久后,博士却发现准备食物成了份苦差事,可供下厨的原料无论种类还是数量都直线下降,这种自给自足的饮食理想很难再达到。
对于这些来自各个领域的精英——海洋学家、植物学家、气象学家、机械工程专家和医学专家——农耕方面的知识极其溃乏,实践更无从谈起。面对各种突发状况,他们束手无策,耕种变得困难重重,收成也在变差。少得可怜的食物排除了科学家们挑拣的可能,甚至一些预留下来用于耕种的种子也被他们提前吃掉了。当饥饿的科学家们发现香蕉可以替代主食便开始不计后果的大量种植,连亩的耕地被香蕉所侵吞,挤压了其他作物的生存空间。按照预先设想,所需要的蛋白质由饲养的禽类补充,但被饥饿感支配的科学家却再也无法忍受禽畜加入争夺粮食的队伍中。于是鸡鸭纷纷成为“生物圈人”的盘中餐,连小猪也难逃厄运。颇具讽刺意味是,
自从指挥部门帮“精英们”从尼泊尔物色了一名农学院的大学生,在这个年轻小伙子的指导下生产出的粮食成堆,变得吃也吃不完。
显然,一名会种地的大学生并不能将“生物圈人”领出困境。高强度工作、集体生活、长时间与社会隔离,凡此种种造成的心理压力挑战着他们承受力的极限。在“生物圈人”的队伍中,没有人能够胜任心理医生的位置,而孤独和烦躁单凭电视、电话和电脑是消除不了的。加之食物短缺的现实困境,“生物圈人”内部开始分裂。走出“生物圈2 号”那天,一位神色恍惚的研究人员产生了妄想症,怀疑别人偷走了本属于他的食物。
生物圈2 号”在筹划管理上也存在疏漏。不妨与国际空间站对照比较——升空前,航天员要经过筛选把关,技术经验、身体素质、家庭背景都严加审核,通过后又是新一轮的专业培训。并且任何工作的实际操作,都有监控中心里的各方专家遥控指挥。而攸关“生物圈2 号”存亡的每个决定,却必须依靠这8 个人有限的能力。仅凭这群空有一腔热忱的“生物圈人”,最终的败局也便不足为怪了

氧气不见了
两年时间过去,生活在“生物圈2 号”中的科学家们开始出现体力不支,由于头晕目眩中止科研工作的情况明显增加。“生物圈人”周围的海拔高度仿佛在无意中攀升,一阵阵窒息感在警告他们:氧气不见了。从一进入“生物圈2 号”,仪器很快显示氧气含量下降,16 个月后,空气中的含氧量骤降。终于,在1993 2 月,管理人员违背原定计划开始对内输氧。这群执著的“生物圈人”再也坚守不住“生物圈2 号”这块阵地了。
其实,导致氧气匮乏的的只是生态循环中一个被人类遗忘的小角色——隐藏在土壤里的微生物。
在生态系统中生物体各有分工:绿色植物利用空气中的二氧化碳和水分,在阳光下进行光合作用合成有机物并提供氧气;动物采食植物传递物质能量;而微生物则是将死亡的动植物或排泄物分解,生成二氧化碳和矿物质开始新一轮循环。“分解者”,这恰是微生物承担的任务,“生物圈2 号”也遵循着相似的法则。所以当为人类所疏忽的微生物在土壤里活跃起来,氧气被大量消耗:1991 9 月到19926 月间,“生物圈2 号”中氧浓度从20.51% 下降到16.95%。自然界碳循环的平衡被打破,科学家们终于无法忍受窒息的环境而迁出“生物圈2 号”。

生物圈3 号?
人们实施“生物圈2 号”计划的初衷是为太空移民“练兵”,构建起一个脱离地球生物圈的独立生态系统,存在于地球之外亦在地球之上。人口爆炸、能源短缺、环境污染、灾难频发⋯⋯临日益加剧的不确定性,向地外迁移、生活在别处的想法渐趋具象在地球居民的头脑中。人类运用科技大胆勾画,终于使梦想经由“生物圈2 号”照进了现实。
“生物圈2 号”曾被寄予厚望,然而人类自信能延续百年的宏大计划却于731 天后草草收场。1995年,“生物圈2 号”的管理权被移交给美国纽约哥伦比亚大学,它如今的身份是世界最大的实验室,职责主要在科研方面。人们于是改变了长期住人的实验方案,开始关注地球本身的一些问题,进行切实可行的生态学研究。比如:在这个封闭的系统里分析气候变化规律和
二氧化碳排放与全球变暖的关系。
生物圈2 号” 终究不会成为伊甸园,但这丝毫不妨碍它为科学家提供一片科学研究的乐土。来自世界各地的观光客掏出相机对准奇特的温室大棚,同忙碌于其间的研究人员擦身而过,游客或研究者,他们都有权利在想象中还原“生物圈2 号”失败前的景象。可我们仍免不了怀疑:在“生物圈2 号”幻灭之后,人们对自然抱有的敬畏感会存留多久?“生物圈3 号”的崭新尝试又将于何时开始?无论怎样,由“生物圈2 号”观照“生物圈1 号”,人类至少开始反思一个问题——对于地球,我们究竟了解多少。
发表于 2008-7-2 21:42:05 | 显示全部楼层
未来的某天总会成功的。..
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发表于 2008-7-2 21:54:51 | 显示全部楼层
会成功的
前夕是必须有充足的资金来支持
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发表于 2008-7-3 00:05:47 | 显示全部楼层
很早的事了吧。。。。。。。。
不过自然界永远是人工无法复制的。。。。。。
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发表于 2008-7-13 15:03:38 | 显示全部楼层
应该可以的
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发表于 2008-7-16 10:45:19 | 显示全部楼层
自然是可以复制的吗?
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