Введение
Экосфера и "Оригинальная экосфера" – торговые марки герметичных миниатюрных аквариумов из выдутого стекла, ранее производимых компанией Ecosphere Associates, Inc., из Тусона, штат Аризона, США. Аквариумы сферической или овальной формы варьируются в размерах примерно от размера бильярдного шара до баскетбольного мяча. Они продаются по всему миру как научные диковинки и декоративные предметы. Основная визуальная привлекательность EcoSphere обеспечивается крошечными красно-розовыми креветками *Halocaridina rubra* длиной от 1/4 до 3/8 дюйма (или примерно сантиметр). Креветки энергично плавают в аквариуме, поедают коричневый бактериальный и водорослевый налет на стекле, потребляют нитевидные зеленые водоросли, которые иногда образуют шарообразную подушку в воде, и сидят на фрагменте мягкого коралла. Главный концептуальный интерес этих объектов заключается в том, что они представляют собой материально замкнутые экологические системы, способные к самообеспечению в течение нескольких лет. При комнатной температуре и при небольшом количестве света водоросли производят кислород, необходимый для поддержания жизни креветок и бактерий. Бактерии разлагают отходы жизнедеятельности креветок. Продукты распада служат питательными веществами для водорослей и бактерий, которыми питаются креветки. Производитель утверждает, что креветки живут в EcoSphere в среднем от 2 до 3 лет, но известны случаи, когда они жили более 12 лет. В каждой EcoSphere находится магнитный очиститель. Перемещая другой магнит по внешней стороне стекла, владелец может управлять очистителем для очистки внутренней поверхности EcoSphere.
The EcoSphere and "Original Ecosphere" are trademark names for sealed blown glass miniature aquaria formerly produced by Ecosphere Associates, Inc., of Tucson, Arizona, United States. Spherical or ovoid, the aquaria range from roughly pool ball size to basket ball size. They are sold worldwide as scientific novelties and decorative objects. The EcoSphere's main visual appeal is provided by tiny red pink shrimp, Halocaridina rubra, between 1/4 and 3/8 inch (or approximately a centimeter) in length. The shrimp swim energetically around the aquarium, eat the brown bacterial and algal scum on the glass, consume the filamentous green algae which sometimes forms a globular pillow in the water, and perch on a fragment of soft coral. The main conceptual interest of these objects lies in the fact that they are materially closed ecological systems which are self sustaining over a period of years. At room temperature, and with only low inputs of light, the algae produce oxygen which supports the shrimp and bacteria. Bacteria break down the shrimps' wastes. The breakdown products provide nutrients to the algae and bacteria upon which the shrimp feed. The manufacturer states that shrimp live in the EcoSphere for an average of 2 to 3 years, and are known to live over 12 years. A magnetic scrubber is enclosed in each EcoSphere. By passing another magnet over the outside of the glass, the owner can manipulate the scrubber to clean the inside of the EcoSphere.
История
Исследования закрытых экосистем были инициированы книгой Владимира Вернадского «Биосфера», опубликованной в 1926 году, и работами Константина Циолковского в 1950-х и 1960-х годах в России, что привело к созданию пилотируемого объекта BIOS-3 – герметичной среды обитания объёмом 315 кубических метров, расположенной в Институте биофизики в Красноярске, Сибирь. Фрида Тауб анализировала работы, выполненные в период с 1953 по 1974 год. Ещё одним пионером в этой области была Клэр Фолсом из Вашингтонского университета в 1960-х годах. 15 июля 1982 года Джо Хэнсон из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) в Пасадене, Калифорния, организовал семинар, посвящённый «Закрытым экосистемам». В 1983 году Лорен Акер, президент компании Engineering and Research Associates, Inc., получил лицензию NASA на технологию Spin Off для EcoSphere, а в 1984 году, совместно с Дэниелом Гармони, начал полномасштабное производство EcoSphere. Компания Ecosphere Associates прекратила свою деятельность в начале 2022 года.
Биота
Производитель не раскрывает виды каких-либо компонентов Экосферы. Однако гавайские аквариумисты легко узнают креветок как Halocaridina rubra или очень похожий вид. До 2003 года EcoSpheres содержали как минимум одну улитку на момент покупки. Однако система самодостаточна и без улиток. (Основная функция улиток была эстетической, так как они очищали налет со стенок.) Коралл Горгония в EcoSpheres мертв и не играет активной биологической роли в системе, однако он увеличивает площадь поверхности для полезных бактерий и водорослей, а карбонат кальция в коралле действует как агент, буферизирующий pH.
Опасения
Главная проблема заключается в том, что единственная среда обитания этих креветок сокращается: более 90% анхиалиновых бассейнов Гавайских островов исчезли в результате застройки, и вместе с ними исчезает и этот вид креветок.
Сравнительные объекты и системы
На Гавайях можно приобрести коммерчески упакованные комплекты для аквариумов, включая водоросли и анхиалиновых креветок, которые можно содержать как открытыми, так и закрытыми. Покупатель может комбинировать эти компоненты для создания аквариума, сопоставимого с Экосферой. Креветок *Halocaridina* можно приобрести у гавайских аквариумных дилеров и создать домашние герметичные аквариумы, не требующие других специальных материалов. Для этого следует использовать песок, гравий, измельченную ракушку и очень хорошо запущенную, отфильтрованную воду из успешно функционирующего морского аквариума с минимально возможным содержанием аммиака. Можно добавить небольшое количество живых водорослей спирулины. Определенные повсеместные водоросли и бактерии, вероятно, будут переноситься самими креветками и вскоре колонизируют стенки контейнера. Существует риск занесения патогенов. Экосфера может деградировать со временем, но она "самоподдерживающаяся" по сравнению с системами, которые деградируют гораздо быстрее. Преимущество аквариума, закрытого крышкой (в отличие от постоянно запечатанной пробки, находящейся в основании Экосферы), заключается в том, что если система выходит из равновесия, владелец может скорректировать условия и предотвратить гибель всех обитателей. Вмешательство для поддержания хорошего качества воды позволяет содержать в открытой системе большее количество креветок, чем может выжить в относительно неблагоприятной закрытой среде. Замкнутые системы пресной воды часто создаются любителями природы, а также используются в качестве экспериментальных проектов или демонстраций на уроках биологии. Для этого требуется лишь большая стеклянная банка с герметичной крышкой, несколько стаканов воды из озера или реки и ил или другой субстрат из того же водоема. При хранении в помещении при комнатной температуре и доступе к солнечному свету через окно, такие системы могут содержать живые организмы даже спустя несколько десятилетий. Исходный уровень биоразнообразия всегда резко снижается, иногда демонстрируя интересные закономерности изменения численности популяций и вымирания. Многоклеточные организмы чувствуют себя плохо. В конечном итоге устанавливается равновесие микроорганизмов. В журнале Make, выпуск 10, содержались инструкции по созданию самодостаточной пресноводной "биосферы", включающей в себя пресноводных креветок *Amano*, улиток, амфипод, остракод, копепод, жесткий роголистник, ряску, "водоросли из пруда" (для микроорганизмов) и небольшие камни или раковины (в качестве буфера pH). В своей статье "Возникновение экологии материально замкнутых систем" Джо Хансон и Клэр Фолсом обсудили создание экосфер-подобных замкнутых экосистем. В статье Хансон указал, что состав созданных им замкнутых экосистем включал 50% дистиллированной воды, доведенной до солености 11 промилле добавлением "Instant Ocean", 50% воздуха, водоросли, собранные из прудов с креветками *Halocaridina rubra* (и сопутствующими им микробными популяциями), и от 3 до 16 креветок *Halocaridina rubra* (и сопутствующими им микробными популяциями). Размер контейнера не указывался. Однако в аналогичных установках объемом 2000 мл авторы отметили, что, хотя выживаемость креветок варьируется, в среднем приходится 4 креветки на 2000 мл контейнера при отсутствии ограничений по углероду, сере или фосфору, или от 1 до 8 креветок на 1000 мл при наличии ограничений. Они также отметили, что популяция креветок во всех экосистемах сокращалась с исходного числа до устойчивого состояния в течение 60 дней.
В СМИ
Экосфера была рассмотрена Карлом Саганом в статье журнала Parade за 1986 год под названием «Мир, пришедший по почте». Статья перепечатана в качестве главы в последней книге Сагана «Миллиарды и миллиарды».