再造一个和地球一样的生物圈是否可能？“生物圈2号”失败十多年后，科学家启动“生物圈3号”探索的时间表一再推迟，人们发现，“克隆地球”至今是个妄想。

 

1991年9月，8名科学家进入耗资数亿美元打造的“生物圈2号”。在这座位于美国西部亚利桑那州的塔克森沙漠的人造“地球”内，设有生活区、集约农业区、荒漠区、热带雨林区、草原区、海洋区，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。然而仅一年多以后，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，人们无法在里面生存。

 

2008年04月24日, 记者在北京中国科学院图书馆采访了曾在生物圈二号从事科学研究的中国科学院植物研究所蒋高明研究员，他是中国从大陆到生物圈二号工作的第一人(1995-1996)。

 

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、近20万立方米空气和近76万升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·巴斯付出了1.5 亿美元。

 

各种植物疯长, 25 种动物只有6 种幸存。生态学家马克· 纳尔逊是8 位“原著民”之一，他与同伴们所在的“生物圈2 号”可以看成是地球生态圈的微缩。

 

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”没能像地球生态圈那样将生态循环持续下去，沦为一座纯粹的生态研究基地。

 

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、海洋区和沙漠区。

 

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。

 

科学精英不会种地实验用鸡鸭成了盘中餐

 

“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，更不会实践。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。后来，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。

 

无法消除孤独感心理危机在生物圈中漫延

 

但是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。与国际空间站对照比较发现——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。

 

微生物泛滥抢走氧气科学家体力不支

 

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，由于头晕目眩终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。1991 年9 月到1992年6 月间，“生物圈2号”中氧浓度下降了20%。终于，在1993 年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。所以当被人类所疏忽的微生物在土壤里活跃起来，氧气被大量消耗。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”。

 

 

踏入“生物圈2号”，浓烈的青草气味让蒋高明始料不及，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年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。

 

生存下来最多的是蟑螂

 

记者：您在“生物圈2 号”的工作情况是怎样的？

 

蒋高明：我主要研究高二氧化碳浓度下植物的生理生态反应。在国内，我们见过的二氧化碳浓度只有700ppm，但在“生物圈2号”里，这个数值翻了三倍还多。为了了解这种特殊情况下植物的生长情况，就要采集很多数据。特别是雨林中的树木有近20米高，要靠缆车把人吊上去，到了晚上，因为要测植物的呼吸作用，灯是不能开的。前后工作了半年，有不少收获。

 

记者：里面留下数量最多的动物是什么？

 

蒋高明：蟑螂，这是无意中带进去的生物，最后竟顽强地活下来了。当时到处都是。

 

实验证明地球生态系统不能复制

 

记者：中国是否也有类似的项目？

 

蒋高明：去美国之前并不了解这方面情况。后来我听说，航天部曾经有这样的想法，他们当时和植物所合作进行搭载研究，都是很小规模的封闭实验。所以当我回来之后，航天部对有关的情况很感兴趣。不过后来因为美国的这个项目不太成功，就没再计划搞大型的封闭实验了。

 

记者：今后“生物圈2 号”是否还进行封闭实验？

 

蒋高明：没有这个必要了。我们到那里的时候已经都住在外面，当年那个尼泊尔大学生就住我隔壁。我们只有工作的时候才进去。封闭实验确实需要科学家有献身的精神，一天两天容易，要长期在里面工作是一个很大的考验。实验已经证明了地球生态系统是不能复制的，这个目的已经达到了，就不必要把人封闭进去了。

 

记者：“生物圈2 号”是否可以看作一次科学的冒险？

 

蒋高明：不能这么看，它的设计还是很严谨的，但是操作的时候忽略了一些问题。比如让科学家自己种粮食，搞得差点没东西吃。

 

专家结论：人类尚无能力“制造地球”

 

人口爆炸、能源短缺、环境污染、灾难频发……面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。

 

“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？在人类尚无能力复制出又一个地球的时候，人们至少开始反思一个问题——对于地球，我们究竟了解多少。