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8.1 密封的瓶装生命

,珊瑚礁在组合的初始阶段,而不是在维护阶段,需要某些伴护性物种的帮助。

礁石中的某些部分只不过是‘拇指’。”

劳埃德·高梅兹的这种建造礁石的技巧在夜校里大受欢迎。对于那些痴心不改的业余爱好者来说,珊瑚礁可以算得上是一个最新出现的挑战。这些人登记入学,就是为了学会怎样把浩瀚的大洋微缩到一百加仑。高梅兹的这个微缩盐水系统,把方圆数英里的生物收入一个带附件的大型水族箱里。附件也就是定量给料泵机、卤素灯、臭氧发生器、分子吸附过滤装置,诸如此类的东西。每个水族箱一万五千美金,价格不菲。这套昂贵的设备运转起来,就像真正的海洋一样,清洁、过滤着礁石周围的水体。珊瑚的生存环境需要水溶气体、微量化学元素、酸碱度、微生物种群、光照、波浪模式和温度等种种因素上达到非常精细的平衡。

而所有这一切,都是由机械装置和生物制剂的互联网络在水族箱中提供的。按照高梅兹的说法,常见的失误,往往在于试图往生物栖息地塞入超过系统承载能力的生物,或者,正如皮姆和德雷克所发现的,没有按照正确的顺序来引入这些生物。那么,顺序到底有多么要紧?

高梅兹的说法:“生死攸关。”

要获得稳定的珊瑚礁,重要的是要做好最初的微生物母体。夏威夷大学的微生物学家克莱尔·福尔索姆曾经根据他对广口瓶中的微生物培养液所作的研究得出过这样的结论:“任何一种稳定的封闭生态系统的基础,基本上都是某种微生物。”他认为,在任何一个生态系统里,微生物都肩负着“闭合生物元素之环”的作用,使大气与养分能够循环流动。对此,他通过微生物的随机混合找到了证据。福尔索姆所做的实验跟皮姆和德雷克所作的实验非常相似,唯一的区别就是,他把广口瓶的盖子给封上了。他仿制的不是地球生命的一小部分,而是自给自足的整个地球的自我循环系统。地球上的所有物质都处于某种循环之中(除了些许无足轻重的轻气体的逃逸,以及陨石的少量坠落)。用系统科学的术语来说,地球在物质上是一个封闭系统。而另一方面,从能量/信息的角度来看,地球又是开放的:阳光照射着地球,信息则来来去去。像地球一样,福尔索姆的广口瓶在物质上是封闭的,在能量上是敞开的。他从夏威夷群岛的海湾挖出含盐的微生物样本,把他们用漏斗倒进实验室用的那种一升或者二升的玻璃烧瓶中,然后密封起来,再通过一个采样口抽取少许来测量它们的种群比率和能量流,直到它们稳定下来。

如同皮姆发现随机混合物是多么轻易地形成自组织的生态系统时一样,福尔索姆也是大吃一惊。他惊讶地发现,即使对封口的烧瓶中生成的封闭营养物质循环回路施以额外挑战,也阻止不了简单微生物群落获得均衡状态。福尔索姆说,在1983年的秋天,他和另外一个叫曹恒信的研究者意识到,封闭式生态系统,“哪怕它的物种类别再少,也几乎都能成活。”而那时,福尔索姆最初的那些烧瓶,有些已经存活了十五年。最早的那一瓶是在1968年搭配封装的,到现在已经有二十五年的时间了。在此期间,没有向里面添加过一点空气、食物或者营养物质。尽管如此,他这一瓶以及所有其他的瓶装生物群落,仅凭着室内的充足光照,在此后多年里仍然生长旺盛。

不过,无论能够生存多长时间,这些瓶装系统都需要一个启动阶段,一个大概会持续六十到一百天的波动危险期,在此期间任何意外都可能发生。高梅兹在他的珊瑚微生物中也看到了这种情况:复杂性的开端植根于混沌之中。不过,如果复杂系统能够在一段时间的互相迁就之后获得共同的平衡,那么之后就再没有什么能够让它脱离轨道了。

这种封闭的复杂系统到底能够运行多长时间?福尔索姆说,据说巴黎国家博物馆展出过一株1895年封入一个玻璃罐中的仙人掌,正是这个传说激发了他制造封闭的物质世界的最初兴趣。他不能证实传说的存在,但据说在过去的一个世纪里,这株仙人掌上覆盖的藻类和苔藓的颜色会依序从绿到黄循环变换。如果这个封闭的玻璃罐能获得光照和稳定的温度,那么,从理论上说,这些苔藓没有理由不能生存到太阳毁灭的那一天。

福尔索姆的封闭微生物迷你世界有它们自己的生活节奏,也真实地反映了我们星球的生活节奏。在大约两年的时间内,它们重复利用自己的碳,从二氧化碳到有机物质,再从有机物到二氧化碳,循环往复。它们保持着一种与外界的生态系统相类似的生物生产率。它们生产出定量的氧气,比地球的氧水平稍高。它们的能源效率与外部大生态系统相当。而且,它们赡养的生物数量显然是不限定的。

福尔索姆从自己的烧瓶世界中得出这样的结论:是微生物——这种细小细胞构成的微型生命,而不是红杉、蟋蟀或者猩猩——进行了最大量的呼吸,产生了空气,最终供养了地球上无穷的可见生物。隐形的微生物基质引导着生命整体的发展进程,并将各种各样的养分环融合在一起。福尔索姆觉得,那些引起我们注意的生物,那些需要我们照料的生物,就环境而言,可能仅仅是一些点缀性的、装饰性的东西。正是哺乳动物肠道中的微生物,还有黏附在树根上的微生物,使树木和哺乳动物在包括地球在内的封

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