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瓶中草能活40年吗?
作者:佚名    文章来源:果壳网    点击数:437    更新时间:2013-8-23          ★★★

流言:英国《每日邮报》发布了一则报道称,一位80多岁的老先生,于1960年在玻璃瓶建设瓶中花园,只在瓶中加了水分,然后就将这个玻璃瓶密闭起来。主人称,玻璃瓶中已经形成了自己的生态系统,只要提供阳光,植物就通过光合作用自给自足。


瓶中草与其主人的合影。图片来自:http://www.dailymail.co.uk。

疑问:植物在瓶子中生长并非新鲜事,但是这株植物在密闭的瓶子里生活了40年,有可能吗?

瓶中植物不稀奇

这则消息一出就引来热议,还被一些人视为建设微缩生态系统的成就,特别是那些怀揣移民外星梦想的人们,对于这样的系统更是赞赏有加。不过,植物在瓶子中生长并非新鲜事,类似的事情在植物组培的实验室里每天都会发生。那些植物前期也都是密封培养的,等长到一定程度就开盖练苗。所谓练苗就是让之前密闭环境中的幼苗适应外界环境的过程。至于那些没有练苗的,一段时间之后也会逐渐枯黄。

所以植物能在密闭的瓶子中生长并不稀奇,能生活了40年的才神奇,因为这意味着,在这个密闭的瓶中已经达成了一个微小的生态平衡。按照新闻中提供的线索,在这个密闭的玻璃瓶中,能达成这样的生态平衡吗?

土壤不是必需物

大家总觉得植物的生长离不开土壤,可实际上土壤并不是植物生长的必须元素。还记得生物课本讲的范·海尔蒙特那个著名的柳树实验吗?他将柳树种在一个大木桶中,桶内土壤称过干重,每天给柳树浇适量雨水,并用桶盖防止灰尘。5年后,柳树从2.5千克增加到了82.5千克,然而总量100千克的土壤只是减少了100克。

植物只需要从土壤中获得两样东西,一是矿物质,二是附着扎根生长的基质。因此,对于植物,特别是对于实验室瓶子里培养的草本植物而言,在没有风吹水流的瓶子里,只要接触培养基(一般有琼脂糖、糖还有各种矿物质),能从培养基里吸取水和营养就成。至于扎根稳不稳,横着长还是竖着长都不是问题了。无土栽培就是这么干的。从照片上看,瓶子里面也没有多少土壤,这倒是符合常理。

缺少二氧化碳,植物也会饿死

植物生存的必备要素,少不了光和水,但二氧化碳也是必不可少的。多数人潜意识里认为,只要有阳光,水分充足,植物自己会制造能量物质,不会碰到营养问题。但是,植物同样是会被饿死的,二氧化碳不足是致命的。

光合作用的基本原理,就是将叶绿体吸收的光能,“压缩”在二氧化碳和五碳糖结合生成的葡萄糖中。一旦没有足量的二氧化碳,植物就无法利用那些吸收的光能,而这些光能会促生氧自由基等破坏性物质,威胁植物的生命。为了应对二氧化碳缺少的情况,植物甚至需要浪费能量物质,主动产生二氧化碳。

为了测试人类能否以及如何在一个封闭的生物圈中生活和工作,同时也为了探索在未来的太空殖民中封闭生态系统的可能,美国于1987-1989年间打造了著名的生物圈2号(以失败告终)。试验中氧气含量不断下降,最终发现,根本原因出在二氧化碳上。生物圈2号试验中那些细菌呼吸会消耗氧气,产生二氧化碳,这些二氧化碳本应通过光合作用,增加氧气。但是它们却被该死的水泥墙吸收了(即:石灰和二氧化碳结合形成碳酸钙和水),导致二氧化碳越来越少,光合作用水平也随之降低,最终致使氧气量下降。在庞大的生物圈2号(1.3万平方米的大房子)中尚且如此,在一个不到1立方米的玻璃瓶里的情况自然可想而知了。

水不是用来解渴的

我们人喝水,是为了机体的正常运转。但是,植物吸收水分,却不完全是留在体内循环。一般来说,植物吸收水分的90%以上都通过蒸腾作用释放到大气中去了。简单来说,这是为运输养料提供动力。但是要进行蒸腾作用,就需要消耗大量的水,在这个密闭的瓶子里面,有没有足够的水,让这么大一棵植物进行蒸腾作用呢?

植物的主人说,只在开始时加了1/4品脱(约142毫升)水,又在1972年加了一次水(这次没有提及水量)后就将玻璃瓶密封起来了。如果说在这两次把水加足的话,也会出问题。植物的根系也是需要呼吸的,别说密封的玻璃瓶,就是放在敞口玻璃瓶里,泡的时间长了,那植物根系坏死的可能性很大。

说到植物的蒸腾作用,如果瓶子是密闭的,一旦水蒸气在瓶子壁上冷凝成了小水滴,就很难再流回去瓶底了。况且,瓶中的植物看起来不是耐旱植物,蒸腾量想来也不会小,那产生的水蒸气会很充足。一段时间之后,整个瓶子都会变得雾气朦朦,特别是晒过太阳或者气温迅速变化之后,效果更加明显。配图照片中那个瓶子上半部分却十分干净,就跟刚擦过一样。

灭菌?不灭菌?是个问题

另外一个重要的问题是,这个瓶子是灭过菌的,还是没有灭过菌的?如果像通常的组培瓶那样灭过菌,那些生长出来的叶片如何被分解?要知道,即使是最简单的生态系统,也需要各种微生物分解者。只有这些生物存在,那些被植物固定在机体中的碳才能重新回到大气中去。如果不分解,那碳循环从何而来?若无法形成碳循环,植物必然会陷入碳饥饿。

不过,如果说没灭过菌,那真菌细菌之类的,更喜欢这种封闭潮湿的环境,瓶中草恐怕早就死掉了(作者吐槽:是变泡菜了……)

最后一个疑问

报道说,瓶中植物是鸭趾草科的紫露草,每年都会开花,但从照片看密闭40年的紫露草上却看不到花的残迹。不知道瓶中草的主人是如何做到让紫露草不开花呢?

植物主人自证清白的简单办法

实际上,如果老先生有40年前对整个瓶子的称重记录,再对比现在的称重记录,如果两者没啥显著差异,那就说明植物是在密封条件下成长的。玻璃瓶里的东西没出来,外界的物质也没进去,植物就是靠瓶子里面的物质生存至今。当然了,这一切还有一个前提,就是那个密封塞是完全可靠、可信的。

结论:总的来说,短期之内植物可以在玻璃瓶里面长大,但是在密封的玻璃瓶中长40年,甚至形成生态系统,疑点颇多。


文章录入:sw-zs    责任编辑:sw-zs 




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