從華德箱到生物圈2號

秦彧/文

?

奧妙生態

從華德箱到生物圈2號

秦彧/文

19世紀初堪稱植物學的黃金時代，各路植物獵人辛勤奔走于世界各地的荒野林莽之中，不斷發現新奇植物以滿足科學研究的需要，或是迎合種植及園藝的商業需求。

然而，對于普通的植物愛好者來說，大多數種類的異域植物依然昂貴而難得。種植園主們同樣很難得到其他地區的優秀種苗，無法種植那些很有賺頭的新種作物。

不同造型的華德箱

之所以產生這些問題，是因為長途運輸活體植物實在太困難了。海船的越洋航行常常需要花費好幾個月，在缺乏光照、空氣中充滿鹽分以及溫濕度劇烈變化的環境中，絕大多數植物根本無法堅持到目的地。

攜帶生命力頑強的種子、塊莖或塊根似乎是個好辦法，然而這種做法對大部分植物并不適合。以很受歡迎的豬籠草為例，它的種子只有短短一個月的壽命。香蕉等采用分芽種植的雜交作物，更是壓根兒就沒有種子可攜帶（香蕉果肉里的褐色小點就是已經退化的種子）。

居住在英國倫敦的華德醫生是一位資深植物發燒友，熱衷于在花園里培養蕨類植物。敏感的蕨類植物無法忍受倫敦充滿工業污染物的空氣，總是存活不了多久。

華德醫生同時還是一位昆蟲迷。1829年的一天，他突發奇想，把蛾類昆蟲的蛹裝進密封的玻璃容器里進行觀察。隨后他發現，容器底部的泥土中長出了美麗的羊齒狀蕨類植物，看來是他無意中把蕨類孢子帶進了容器。這些蕨類植物在容器中整整存活了4年時間，但遺憾的是密封容器的金屬封條被銹蝕后，外界的污濁空氣進入到了容器中很快就把這些蕨類植物殺死了。

蕨類主要生長在陰暗潮濕的環境里

華德醫生找到了這個小小奇跡的原因。密封的玻璃容器與外面的世界是隔絕的，只有陽光能夠透射進這個獨立的小世界。土壤里的水分形成蒸氣，在容器內壁凝結成水珠后又回流到土壤里。蕨類的光合作用、呼吸作用以及土壤中微生物的活動，使得容器內二氧化碳與氧氣的濃度達到了某種平衡。

在這個密封的小世界里，蕨類擁有了一個不受打擾的生存環境。受制于有限的資源，蕨類的新陳代謝漸漸停滯。它們的能量消耗也隨之減少，每天只要十幾分鐘的光照就能維持生存。容器中的蕨類像是被時間遺忘了，比在開放環境中存活得還要長久。

華德醫生敏銳地意識到這個發現的重大意義，立刻找來木匠打造了兩個史稱“華德箱”的精妙裝置。華德箱的下部用堅實防腐的木材打造，用于承載植物生長所需的土壤。箱子上部類似微縮版的玻璃溫室，能夠為植物提供必需的陽光。箱子的密封玻璃蓋還能方便地取下，以便為箱內的植物補充水分和肥料。

1833年7月，兩個華德箱被搬上了駛往澳大利亞悉尼港的遠洋貨船，里面滿載著英國的蕨類植物。幾個月后，所有的植物都安然抵達了目的地。然后，華德箱中裝上了原產于澳大利亞的多種植物，踏上了歸途。小小的華德箱歷經三大洋的驚濤駭浪，1835年最終重返英國。雖然旅途艱苦漫長，但這些來自澳大利亞的珍奇植物卻活著到達了倫敦。

以后的歲月里，世界各地的奇花異草紛紛被請進了華德箱，漂洋過海后來到遙遠的異國他鄉。在華德箱的幫助下，科學家們對地球植物乃至大自然的認識有了質的飛躍。時至今日，各種升級版的華德箱仍然在植物學研究中發揮著不可或缺的作用。

1848年，羅伯特·福瓊將兩萬株中國茶樹苗偷偷裝入華德箱運送到印度阿薩姆，聞名世界的阿薩姆紅茶就此誕生。人們還利用華德箱將中國的香蕉幼芽帶到了南美和南太平洋，將南美的橡膠樹送到東南亞的種植園。華德箱幫助人們打破了大宗農產品生產的地域壟斷，讓世界農業版圖發生了深刻而長遠的變化。

現代版華德箱　

有趣的華德箱以及箱中的美麗植物，很快成為諸多歐美家庭中的一道亮麗風景?，F代動植物發燒友們所癡迷的水族箱、雨林缸、水陸缸等，都可以看成是披上了現代馬甲的華德箱。

在林林總總的玻璃小樂園中，生態球最能夠體現封閉生態系統的含義。水晶球般的生態球里通常只有少數幾種生物，卻涵蓋了進行光合作用并提供氧氣的水藻、以水藻為食并產生二氧化碳的小魚小蝦，還有看不見的微生物負責分解動植物遺體或代謝的廢物，使得各種營養元素重新投入生命的循環。

生態球像是一個迷你簡化版的地球生物圈，只需一縷陽光就能生生不息。這其實代表了科學家們的一種理想，那就是建設一個獨立于大自然之外的人造生物圈，并且在其中獲得生存所需的一切資源。想要進行長時間的宇宙航行，或是在太空中其他星球上居住，離開自給自足的人造生物圈是無法想象的。

1991年，科學家們在美國亞利桑那州的荒野中建起了一組巨大的玻璃頂建筑，開始試驗人造生物圈的可行性。人們把這組建筑命名為生物圈2號，它的外形與設計思想都受到了華德箱的深刻影響。人們在生物圈2號里引入了多達4000種生物，設計了豐富多彩的生態環境類型以及農業耕作和居住區域。

生物圈2號

8名科研人員在生物圈2號中工作生活了21個月，這個人造的封閉生態系統卻以驚人的速度崩潰了。建筑內的大量生物種群滅絕，農作物無法正常生長收獲，氧氣含量也降低到了對人體有害的程度。

沮喪的科學家們從生物圈2號中緊急撤退，再一次認識到人類對于大自然的認識是何等的膚淺。生物圈2號的失敗也告誡我們，人類依然沒有能力離開生物圈1號，那就是我們賴以生存的地球生態系統。保護大自然中的一切，維持其中微妙的循環與平衡，其實就是在保護人類自己。

大自然可以沒有人類，但人類不能沒有大自然。