从华德箱到生物圈2号

秦彧/文



奥妙生态

从华德箱到生物圈2号

秦彧/文

19世纪初堪称植物学的黄金时代，各路植物猎人辛勤奔走于世界各地的荒野林莽之中，不断发现新奇植物以满足科学研究的需要，或是迎合种植及园艺的商业需求。

然而，对于普通的植物爱好者来说，大多数种类的异域植物依然昂贵而难得。种植园主们同样很难得到其他地区的优秀种苗，无法种植那些很有赚头的新种作物。

不同造型的华德箱

之所以产生这些问题，是因为长途运输活体植物实在太困难了。海船的越洋航行常常需要花费好几个月，在缺乏光照、空气中充满盐分以及温湿度剧烈变化的环境中，绝大多数植物根本无法坚持到目的地。

携带生命力顽强的种子、块茎或块根似乎是个好办法，然而这种做法对大部分植物并不适合。以很受欢迎的猪笼草为例，它的种子只有短短一个月的寿命。香蕉等采用分芽种植的杂交作物，更是压根儿就没有种子可携带（香蕉果肉里的褐色小点就是已经退化的种子）。

居住在英国伦敦的华德医生是一位资深植物发烧友，热衷于在花园里培养蕨类植物。敏感的蕨类植物无法忍受伦敦充满工业污染物的空气，总是存活不了多久。

华德医生同时还是一位昆虫迷。1829年的一天，他突发奇想，把蛾类昆虫的蛹装进密封的玻璃容器里进行观察。随后他发现，容器底部的泥土中长出了美丽的羊齿状蕨类植物，看来是他无意中把蕨类孢子带进了容器。这些蕨类植物在容器中整整存活了4年时间，但遗憾的是密封容器的金属封条被锈蚀后，外界的污浊空气进入到了容器中很快就把这些蕨类植物杀死了。

蕨类主要生长在阴暗潮湿的环境里

华德医生找到了这个小小奇迹的原因。密封的玻璃容器与外面的世界是隔绝的，只有阳光能够透射进这个独立的小世界。土壤里的水分形成蒸气，在容器内壁凝结成水珠后又回流到土壤里。蕨类的光合作用、呼吸作用以及土壤中微生物的活动，使得容器内二氧化碳与氧气的浓度达到了某种平衡。

在这个密封的小世界里，蕨类拥有了一个不受打扰的生存环境。受制于有限的资源，蕨类的新陈代谢渐渐停滞。它们的能量消耗也随之减少，每天只要十几分钟的光照就能维持生存。容器中的蕨类像是被时间遗忘了，比在开放环境中存活得还要长久。

华德医生敏锐地意识到这个发现的重大意义，立刻找来木匠打造了两个史称“华德箱”的精妙装置。华德箱的下部用坚实防腐的木材打造，用于承载植物生长所需的土壤。箱子上部类似微缩版的玻璃温室，能够为植物提供必需的阳光。箱子的密封玻璃盖还能方便地取下，以便为箱内的植物补充水分和肥料。

1833年7月，两个华德箱被搬上了驶往澳大利亚悉尼港的远洋货船，里面满载着英国的蕨类植物。几个月后，所有的植物都安然抵达了目的地。然后，华德箱中装上了原产于澳大利亚的多种植物，踏上了归途。小小的华德箱历经三大洋的惊涛骇浪，1835年最终重返英国。虽然旅途艰苦漫长，但这些来自澳大利亚的珍奇植物却活着到达了伦敦。

以后的岁月里，世界各地的奇花异草纷纷被请进了华德箱，漂洋过海后来到遥远的异国他乡。在华德箱的帮助下，科学家们对地球植物乃至大自然的认识有了质的飞跃。时至今日，各种升级版的华德箱仍然在植物学研究中发挥着不可或缺的作用。

1848年，罗伯特·福琼将两万株中国茶树苗偷偷装入华德箱运送到印度阿萨姆，闻名世界的阿萨姆红茶就此诞生。人们还利用华德箱将中国的香蕉幼芽带到了南美和南太平洋，将南美的橡胶树送到东南亚的种植园。华德箱帮助人们打破了大宗农产品生产的地域垄断，让世界农业版图发生了深刻而长远的变化。

现代版华德箱　

有趣的华德箱以及箱中的美丽植物，很快成为诸多欧美家庭中的一道亮丽风景。现代动植物发烧友们所痴迷的水族箱、雨林缸、水陆缸等，都可以看成是披上了现代马甲的华德箱。

在林林总总的玻璃小乐园中，生态球最能够体现封闭生态系统的含义。水晶球般的生态球里通常只有少数几种生物，却涵盖了进行光合作用并提供氧气的水藻、以水藻为食并产生二氧化碳的小鱼小虾，还有看不见的微生物负责分解动植物遗体或代谢的废物，使得各种营养元素重新投入生命的循环。

生态球像是一个迷你简化版的地球生物圈，只需一缕阳光就能生生不息。这其实代表了科学家们的一种理想，那就是建设一个独立于大自然之外的人造生物圈，并且在其中获得生存所需的一切资源。想要进行长时间的宇宙航行，或是在太空中其他星球上居住，离开自给自足的人造生物圈是无法想象的。

1991年，科学家们在美国亚利桑那州的荒野中建起了一组巨大的玻璃顶建筑，开始试验人造生物圈的可行性。人们把这组建筑命名为生物圈2号，它的外形与设计思想都受到了华德箱的深刻影响。人们在生物圈2号里引入了多达4000种生物，设计了丰富多彩的生态环境类型以及农业耕作和居住区域。

生物圈2号

8名科研人员在生物圈2号中工作生活了21个月，这个人造的封闭生态系统却以惊人的速度崩溃了。建筑内的大量生物种群灭绝，农作物无法正常生长收获，氧气含量也降低到了对人体有害的程度。

沮丧的科学家们从生物圈2号中紧急撤退，再一次认识到人类对于大自然的认识是何等的肤浅。生物圈2号的失败也告诫我们，人类依然没有能力离开生物圈1号，那就是我们赖以生存的地球生态系统。保护大自然中的一切，维持其中微妙的循环与平衡，其实就是在保护人类自己。

大自然可以没有人类，但人类不能没有大自然。