裴雅明

克隆地球的偉大實(shí)驗(yàn)

生物圈2號(hào)是一個(gè)封閉的人造生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，由美國(guó)石油大王愛(ài)德華·巴斯斥巨資，匯集了全球頂級(jí)的科學(xué)家和工程師，建立在美國(guó)亞利桑那州的荒漠中。它像一個(gè)巨大的玻璃溫室建筑群，白色的墻面和簡(jiǎn)潔的幾何形墻體充滿(mǎn)了未來(lái)感。

你可能會(huì)問(wèn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室名為“生物圈2號(hào)”，那生物圈1號(hào)是什么？生物圈1號(hào)就是地球，人類(lèi)用“生物圈2號(hào)”命名，意為仿照地球生態(tài)，克隆出一個(gè)小型地球。

豐富而密閉的生態(tài)系統(tǒng)

這是一項(xiàng)前所未有的大型實(shí)驗(yàn)。生物圈2號(hào)包含了雨林、海洋、荒漠、草原和沼澤等多種模擬的自然環(huán)境。為了獲得客觀(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，生物圈2號(hào)與世隔絕，實(shí)驗(yàn)期間，不僅居民不能出來(lái)，而且門(mén)窗都進(jìn)行了密封，地面也澆筑了厚達(dá)2米的混凝土。

高端的居民

1991年9月26日，實(shí)驗(yàn)參與者正式入住，他們將在此度過(guò)兩年。住進(jìn)這個(gè)生態(tài)圈的居民都不是一般人，他們分別是植物學(xué)家、海洋生物學(xué)家、工程師、醫(yī)生、心理學(xué)家等，共8人。與他們同時(shí)入住的還有一大批生物，動(dòng)植物約3000種，包括哺乳動(dòng)物、昆蟲(chóng)、爬行動(dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)，以及家禽、牲畜和各種農(nóng)作物等;微生物約1000種，如細(xì)菌、真菌等。

生物圈中的內(nèi)循環(huán)

在實(shí)驗(yàn)期間，他們按理不能獲得任何外來(lái)物資，除了能源來(lái)自太陽(yáng)之外，氧氣由生物圈中的植物提供，飲用水靠海水淡化，糧食來(lái)自農(nóng)場(chǎng)的農(nóng)作物，蛋白質(zhì)來(lái)自于飼養(yǎng)的牲畜。廢水則流進(jìn)土壤，由土壤中的微生物處理和凈化。

一開(kāi)始，大家雄心勃勃，斗志昂揚(yáng)地投入生物圈2號(hào)的新生活中，一起維護(hù)各種設(shè)施，開(kāi)展各種實(shí)驗(yàn)與研究，如果想念家人了就打打電話(huà)。然而，打擊很快就來(lái)了。

過(guò)著挨餓的日子

生物圈2號(hào)面臨的第一個(gè)問(wèn)題就是糧食減產(chǎn)，雖然居民全是科學(xué)家，但偏偏沒(méi)有農(nóng)業(yè)學(xué)家，沒(méi)人懂耕種技巧，加上剛開(kāi)始的幾個(gè)月光照不足，嚴(yán)重阻礙了糧食的生長(zhǎng);蟲(chóng)害更讓人頭大，當(dāng)初考慮到系統(tǒng)封閉，禁止帶殺蟲(chóng)劑，這使得他們的除蟲(chóng)方式非常有限，導(dǎo)致大片農(nóng)作物遭受蟲(chóng)害。

居民們不得不減少食量，饑餓成了常態(tài)，個(gè)個(gè)都瘦成了皮包骨。

人人出現(xiàn)高原反應(yīng)

比挨餓更嚴(yán)重的是氧氣減少。在16個(gè)月里，氧氣含量從20.9%下降到了14.2%，居民們就像住在青藏高原上，每個(gè)人都出現(xiàn)了高原反應(yīng)：昏昏沉沉、精神不振，居民們的動(dòng)作就像電影里的慢動(dòng)作;缺氧還使他們思維遲鈍，有人連數(shù)字都數(shù)不對(duì)了。

拖著疲憊的身體，科學(xué)家們還要努力調(diào)查氧氣流失的原因。原來(lái)，土壤中一種細(xì)菌瘋狂繁衍，吸走了氧氣，并釋放出大量二氧化碳。

居民們拉幫結(jié)派

居民們的心理也開(kāi)始發(fā)生變化，患上了非理性對(duì)抗綜合癥，其實(shí)就是成員們拉幫結(jié)派，派與派之間互相敵對(duì)。圈內(nèi)居民們分成兩派，每派4人，分別主張用不同的方法管理生物圈2號(hào)。不同派別之間的成員甚至不正眼瞧對(duì)方成員一眼。但后來(lái)大家努力共同克服這種心理，并未妨礙實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展。

二氧化碳帶來(lái)的惡果

二氧化碳濃度節(jié)節(jié)攀升，在一年半之內(nèi)，其濃度甚至超過(guò)了地球上的十倍。這致使海水酸化，魚(yú)類(lèi)和珊瑚大量死亡，同時(shí)鳥(niǎo)類(lèi)和昆蟲(chóng)的種類(lèi)和數(shù)量減少，蜜蜂和蜂鳥(niǎo)的滅絕又導(dǎo)致花朵授粉無(wú)法實(shí)現(xiàn)，以致植物也無(wú)法繁殖。

當(dāng)然，也有活得滋潤(rùn)的，牽?；ň褪瞧渲兄唬?yàn)楦邼舛榷趸级偪裆L(zhǎng)，威脅到其他植物，圈內(nèi)居民們每天都要花大量時(shí)間清除牽?；?。蟑螂和螞蟻更是到處肆虐，侵害莊稼。蟑螂是科學(xué)家們帶進(jìn)來(lái)用于維持生態(tài)循環(huán)的，而螞蟻是“偷渡” 進(jìn)來(lái)的。

封閉系統(tǒng)不封閉

設(shè)計(jì)者曾自信地認(rèn)為，這樣一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)可以獨(dú)立運(yùn)行50年，并期望將之復(fù)制到月球或火星上。然而，很快，實(shí)驗(yàn)室的封閉狀態(tài)就被打破了。

實(shí)驗(yàn)剛開(kāi)始2周，一位圈內(nèi)居民被稻谷脫粒機(jī)削掉了手指，雖然醫(yī)生為她接上，但還是決定讓她走出實(shí)驗(yàn)室，接受更進(jìn)一步的手術(shù)。生物圈2號(hào)還經(jīng)常有物品被秘密運(yùn)輸進(jìn)來(lái)，其中有電腦零件、維生素、種子、捕鼠器等。

大門(mén)開(kāi)啟發(fā)生了20多次，有兩次是為了補(bǔ)充純氧，不然圈內(nèi)居民會(huì)有生命危險(xiǎn)。

兩年后，第一輪實(shí)驗(yàn)結(jié)束，但項(xiàng)目方覺(jué)得實(shí)驗(yàn)有改進(jìn)空間，于1994年啟動(dòng)新一輪的實(shí)驗(yàn)，但只進(jìn)行了6個(gè)月就結(jié)束了。

在大自然面前，人類(lèi)永遠(yuǎn)是學(xué)生

當(dāng)時(shí)有些媒體報(bào)導(dǎo)稱(chēng)這次實(shí)驗(yàn)是巨大的失敗，因?yàn)榉忾]被打破，生態(tài)沒(méi)有像預(yù)想的那樣維持。但正如許多科學(xué)家說(shuō)的那樣，實(shí)驗(yàn)沒(méi)有失敗一說(shuō)，只是為了獲得更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。生物圈2號(hào)提供了豐富的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，例如，生物圈2號(hào)中的沙漠后來(lái)變成了灌木林，這個(gè)變化的發(fā)生過(guò)程就是珍貴的數(shù)據(jù)，這是以往小型實(shí)驗(yàn)無(wú)法獲得的。

生物圈2號(hào)也讓人類(lèi)認(rèn)清了，地球的奧秘深不可測(cè)，在大自然面前，人類(lèi)永遠(yuǎn)是學(xué)生，人類(lèi)也不可能復(fù)制出地球這么復(fù)雜而精妙的生命支持系統(tǒng)。

生物圈2號(hào)繼續(xù)幫助我們了解地球

生物圈2號(hào)也并未浪費(fèi)，而是作為生態(tài)實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)運(yùn)行，并持續(xù)至今。如此大規(guī)模的封閉式模擬生態(tài)是世界上絕無(wú)僅有的，科學(xué)家希望通過(guò)生物圈2號(hào)，理解地球上的許多現(xiàn)象。

在生物圈2號(hào)實(shí)驗(yàn)后的20多年里，生物圈1號(hào)——地球正發(fā)生著明顯的變化，二氧化碳的濃度快速攀升，如果這一趨勢(shì)繼續(xù)下去，就會(huì)使海洋酸化，正如生物圈2號(hào)當(dāng)年的情景那樣。也許生物圈2號(hào)可以繼續(xù)幫地球預(yù)演未來(lái)的環(huán)境變化。