JPS60217837A - 小宇宙およびその構成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）産業上の利用分野 本発明は生命維持装置、特に、物理的には密閉し、エネ
ルギー的には開放している生棲システムに関する。

（２）従来技術 数世紀に亘り・１人々は様々な柚を裁培し、飼育しまた
は収穫するため、あるいは経済的成果を得。

もしくは娯楽の目的で、動物と植物種の共存環境を創出
しようと努力してきた。前者の例としては。

純系動物の飼育および雑種の開発がある。後者の例とし
ては水族館、アンド・ファームおよび動物園がある。か
かる努力全てに共通するのは、有機補給物を介して、物
質およびエネルギχ供給し。

また排泄物の除去、処理が必要であることである。

これまで、肉眼で知見し得る活性有機体の入った物理的
に密閉状態にあり、継続的、即ち長期（数年）に亘る生
存中のある時点で有機物の補充および排泄物の除去、あ
るいはその（”Ｊれか１刃欠行なう必要のない環境が創
出されたことはない。

人間の宇宙旅行に必要な技術が益々進歩していること乞
考えると、惑星旅行および宇宙植民地の建設はそう遠く
ない将来、現実のものとなるであろう。この旅行中１人
間またその他の生物形は長期間に亘り、宇宙船内に止ま
る必要かある。このため、物理的に田閉状態にある宇宙
船内では、必須の生物形と無機物間に平衡状態をつくり
出し。

通常の予想寿命あるいはそれ以上の長期に亘り、生物形
の生命を維持することが絶対に必要である。

上記環境におけるエネルギの供給または抽出の唯一の方
法は宇宙船の１または複数の壁を介して伝達されるか、
あるいはその宇宙船内自体で発生させた放射エネルギに
よることである。従って、上記放射エネルギは密閉され
た生物形および無機物と相俟って、生命維持に必要であ
る還元および酸［ヒ反応という自給活動を許容し得るほ
ど十分なものであることを要する。

地球は放射エネルギ、王として太陽元祿（我々の知る限
り）の供給がある限り生物７育むことのできることは明
らかである。地球ヲ現囲する空間はその性質上地球に向
かい、または地球から放出される相当量の有機、無機物
の通過を妨害１−る障壁または抑止手段として作用″ｆ
ろが、地球に衝突するいん石があったり、地球から太陽
系の星（またはそれ以上遠方に）に探査宇宙船の打上げ
が可能であることから明らかなように、かかる通過を完
全に妨害するものではない。

従って、地球は物理的な意味において、実質上。

完全に密閉されている訳ではない。

本発明はその文字通り、小宇宙に関する。所定の温夏領
域に維持され、少なくとも先勝透過壁面を有する密封コ
ンテナ内に液体および気体媒体を密閉している。植物、
動物および微生物生物形の集合体が液体媒体乞摂取する
一万、気体媒体は王として還元および酸比反応中に生じ
た梗々の気体の備蓄手段として作用する。生活環の′口
に相当する堀元作用中、光線は光合成（王として植物）
生物形に刺激を与え、液体媒体中の有機滋養分を有機、
および無機物に転換させる。生活環の残り呂に相当する
酸比作用中、動物および微生物生物形は遊離酸素および
有ｍｗｖ二販比炭素および無機物に転換させる。生物形
の個体群を適正にバランスさせれば、可視光線という形
態のエネルギだけで１種々の生物形の通常の寿命あるい
はそれ以上長期に亘り、生茄乞背むことができる。

（３）発明の目的 従って１本発明の王たる目的は物理的には密閉状態にあ
り、エネルギ的には開放している生態装置乞提供１−る
ことである。

本発明の別の目的は半恒久的に相互に依存して。

互いに育み合う植物、動物および微生物生物形？組合せ
て入れた警閉容器乞提供することである。

本発明のも５１つ別の目的は放射エネルギ源の作用を受
ける密閉容器内に梗々の生物形より成る自然調節、およ
び自給による生態システムを提供することである。

本発明のもう１つ別の目的は密閉容器に放射エネルギを
十分照射させると、相互に依存し合って。

生物を育むことのできる糊々の生物形乞密閉答器内に提
供することである。

本発明のもう１つ別の目的は複数の生物形に作用し、１
または複数の生物形が生ずる物質を別の生物形が必要と
するまで、備蓄する少な（とも１つの媒体を密閉容器内
に提供することである。

本発明のもう１つ別の目的は地球の小宇宙を提供するこ
とである。

本発明のもうｊつ別の目的は電磁スペクトルの光合成波
長による放射エネルギで密閉容器を照射することにより
、生物形および密閉容器内の構成要素の生命を半恒久的
に育む密閉容器乞提供することである。

本発明のもう１つ別の目的は苫閉答器内にて生物を半恒
久的に胃むことのできる小宇宙を創出する方法を提供す
ることである。

本発明のもう１つ別の目的は元エネルギを十分照射した
密閉容器内で生ｖｔＪを背む方法を提供することである
。

（４）実施例 以下、添付図ｉｉ［ｉ乞診照しながら１本発明について
詳細に説明する。

第１図を参照すると、小宇宙内で相互に依存し合って育
み合う主要ろグループの生物形の営む基本的機能か略図
で示しである。植物または藻類は光照射に応答して光合
成によって、遊離酸素および有機物乞生成（生首）シ、
−万、二酸［ヒ炭素によび無機化学Ｖ質乞吸収する。動
物は酸素および食物を摂取し、二酸化炭素乞排出し、ま
た有機排泄物７生ずる。微生物生物形は遊離ば素乞吸収
し、有機排泄物を酸比させ、二酸化炭素および無機比学
物質乞生ずる。

上記説明から、上述した６つの生物形は相互依存関係に
あることが分かる。植物生物形は元の符在する場合に限
り、遊離酸素を発生１−る。光源は太陽光線、または必
要程度の光合成を行なうのに十分な照射が可能で且つ小
宇宙の過熱ン十分防止し得るならば、螢光灯による人工
的照明であってもよい。生物形は全て絶えず酸素を費消
する。従って、遊離酸素乞発生させる光が十分利用でき
ない期間のため、余剰の遊離酸素を備蓄する何等かの手
段が必要となる。かかる備蓄媒体は王として、植物およ
び動物生物形の種類２個体群密度および性質如何によっ
て、液体または気体の（ｉＪれかにすることができる。

ここで、光合成有機物は酸比および還元代謝作用を継続
して行なう点に留意する必要がある。還元（光合成）代
謝作用は元の存在１−る場合に限り行なわれろが、ば比
代謝作用は不納に行なわれる。元が十分な場合、還元代
謝作用の万がＭ［ヒ代謝作用より活発となり°、余剰ば
素が生成される。

第２図乞謬照すると、第１図に略示した生物形および１
連の作用を具備する小宇宙１０か示しである。この小宇
宙１０は苦閉部分１６で密閉密封された狭小部分１４乞
有し、スタンド１７上に支持した容器１２を備えている
。この容器は液体または気体を出入りさせず、無害で用
学的に不伝導性であるが、電磁スペクトル（５５０乃至
１．ｏｏｏオングストローム）の全てまたはほとんどの
光合成波長を通過させる任意の材料で製造することがで
きる。また１分子または原子に対する容器壁の透明性は
おおむね一般的な実験室用ガラス器具の透明性と同程度
とする。この容器は登録商標ＰＹＩ（ＥＸ乞付して販売
されている型式のように、透明ホウケイ酸カラスで製造
することが望ましい。容器の密閉部分１６は容器の壁と
同程度またはより以上の性状を保つことヲ要する。

容器１２内のＵ＋ｆ、体媒体は容器内に収容した生物相
に適したものであることを要する。第２図に示した実施
例では、２棟類の流体媒体か入れである。

媒°体１８は毒素を含まず、容器内に入れた生物相に対
して適宜な塩分濃度の液体である。本発明の１実施別に
おいては、媒体１８は塩分濃度ｆＪｌｌｐｐｔ（ｐａｒ
ｔｓ　ｐｅｒ　ｔｈｏｕｓａｎｄ）の液体とする。この
塩分濃度は蒸留水と脱氷海塩を混合するか、または通常
の海水を約呂に稀釈することによって得られる。

媒体２０は気体で大気であってもよい。媒体２０は王と
して、酸素および二酸比炭素双万乞備蓄する備蓄手段と
して作用する。媒体２００所要量は容器１２内に入れた
生物相の代謝作用速度と小宇宙が交互に迎える明期間、
暗期間の長さおよび周期との積分関数である。媒体２０
は密閉した状態において、窒素含有率８０％以上、酸素
含有率２０％以下とし、地球上で通常、非汚染大気中に
含有されている量および種類の無害な微量気体（任意で
ある）を含む。微量気体の必要性およびその有効作用は
完全には分かつていない。

媒体２０の王たる目的は、媒体２０が媒体１Ｂと比べて
率位体槓当たりの酸素および二ば比炭素の備蓄能力が大
幅に優゛れるため、かかる気体乞備蓄することである。

作用について説明すると、媒体２０は容器１２に元を照
射する間に光合成によって生ずる余剰窒気乞蓄え、次い
で、媒体１８も幾分かの酸素２蓄える。同様に、暗期間
中に生成された余剰二酸ｆヒ炭素は王として媒体２０内
に蓄えられ、媒体１８もより少量の二ば比炭素ヲ蓄える
。暗期間中、媒体１８および２０に蓄えられた酸素は消
費され、ある程度、二酸化炭素に転換される。この二酸
（ヒ炭素は動物、細菌および光合成作用の伴わない酸比
代謝作用の結果物である。

小宇宙２００１つの好適な実施例の場合、容器１２は１
４答量の球状フラスコとする。媒体１８が容積の２／３
乞占め、残りの３積台１分は海面大気圧すなわち約１ａ
ｔｍ（約１４．７ｐｓｉ　）で媒体２０が充填しである
。

媒体２００所袋量をさらに、数量比すると、この量は照
射期間中、光合成によって生成されたほとんどの酸素を
蓄え、非照射期間中、ば比代謝作用によって生成された
ほとんどの二ぼ比炭素を蓄えるのに十分な量でなければ
ならない。従って、媒体２００所要量は複合光合成代謝
作用、複合非光合成代謝作用および小宇宙の従う暗期間
の長さの関数である。さらに、変温動物すなわち鳥と哺
乳動物を除く他の全ての種の代謝作用量は一般に。

温度、１日の時間帯および季節によって変化することも
留意する必要がある。

小宇宙の温度領域乞常時、１５６〜５２．２℃（６０〜
９０°Ｆ）内に維持するならば、不均衡な状態にはなら
ないことが分かつている。この温度領域の上下で多少逸
脱しても、短時間であれば、恒久的な悪影響は全くない
。許容し得る温度と時間との関詠を示す完全な曲線は現
在利用し得るに至っていない。この曲線は任意の所定寸
法の容器内に入れろ植物、微生物および動物生物形の組
み合わせ万によって幾分、影響２受けろため、経験的に
作成する必要があろう。

小宇宙１０内で行なわれる還元・酸化反応の証′しとし
て、光Ｍ’＆あてる間に、植物生物形上に小さい泡の生
ずることは珍らしいことではない。この泡は植物生物形
が還元反応中に発生する遊離改累の泡である。光を照射
しない期間の後、この泡は消滅する。この泡か消滅した
のは王として、酸化反応により余剰酸素が消費されたこ
とによるものである。

次に、光合成代謝作用または還元反応を引起こす構成要
素について説明する。植物生物形は容器１２内に重要な
２つの生物学的作用を発生させる。

即ち、（１）二酸化炭素および水を光合成還元して酸素
に変えろこと、および（２）炭水ｆヒ物およびアミノ酸
の生成である。これら成分は水、二酸ｆヒ炭素。

水素、窒業、リン酸、硫黄および各棟の倣量元累を消費
する光合成作用によって生成される。このようにして、
植物生物形は容器１２内で動物および微生物生物形の食
物の一郡、また、酸比性植物代謝作用、動物および微生
物生物形のば比代謝作用に心安な全ての酸素乞生成する
。

植物生物形が許容し得る実際的な小宇宙の構成要素とな
るための基準として次のことが挙げられる。（１１容器
内での動物および微生物生物形の要求に適合する塩分濃
度、光および温度領域内で生育し、）ｆ、長すること。

（２）動物および微生物生物形にとって無害であること
。および（３）動ｖＩ２よび微生物生物形に十分な養分
を提供することができること。これら基準から、植物生
物形は被子植物（尚等植物）、大形深類、藻類または光
合成細菌棟から選択できることが明らかとなる。

これまでの研究から５物理的に密閉し、エネルギ的には
開放している生態装置にとって、あらゆる塩水藻類、多
数の塩水大形渫およびある棟の塩水高等植物は十分、光
合成の構成要素となり得ることが示唆されている。１１
容器１２内への導入時点で、藻類は細胞数２Ｘ１０’　
程夏、大形藻類の細胞数は少なくとも上記数値より１桁
多い数であることが望ましい。照射期間中、大形様類の
個々の細胞の全面乞利用して光子（フォトン）捕獲スる
ことはできず、また、一般的に、大形様類の細胞分裂ま
たは再生率は小形藻類よりもはるかに低いため、大形様
類については大きな細胞数とするのが得策である。別の
方法として、大形植物生物形の数は含水植物生物形１ｃ
Ｉｎ３　以上について満足し得る結果が得られたならば
１体積で測定することができる。植物生物形の選択をよ
り正しく行なうためには、動物生物形を採取したのと同
−又は類似の生息環境から採取すること７要する。

小宇宙のある実施例では、最初に小宇宙内に投入した知
見し得た植物生物形は消滅しているが。

尚、知見し得る動物生物形は生育し続けている。

この特殊なシステム内では、自然の選択作用が行なわれ
、その結果、知見し得る藻類に代わって。

極小のため、肉眼で見ることのできない生物形が生じた
ものである。この結論は非常に極小のため肉眼で見るこ
とのできない単一細胞の藻類を用いて構成した物理的に
密閉状態の小宇宙による良好な結果から確認することが
できる。しかし上記自然の選択作用の原因およびその正
確なメカニズムは現時点では不明瞭である。

容器１２内に投入した動９勿生物形は密閉法帖の一コン
テナ内で何年も生存することか可能な一般的性質および
さらに１次のような性質を有する率−独、または組合わ
せ種とすることができる。ｉａｌ檀内での攻撃および摂
食（共食い）、あるいはその何れか一万が行なわれない
こと、ｔｂ１２ｍ類以上の種以上れる場合には１種内の
攻撃および摂食、あるいはその何れか一万が行なわれな
いこと、（Ｃ）容器内で平衡状態の酸化還元代謝サイク
ルが継続して行なわれるのを許容する再生可能な性質、
（、ｄｌ収容した何れの生物形に対しても有害となる代
制作用の副産物を生じないこと、（ｅ）収容した生物形
に有害な死滅後の分解物が生じないこと、げ）その微生
物の生存に都合よい環境に実際に生じまたは生ずるおそ
れのある微生物による有害な感染に対し免疫性があるこ
と、および（ｇｌシステムの重要な生存手段が年−の種
のみが摂取する結果となり、物理的に活閉状態の小宇宙
内でその生存手段を他の有機体または有機体グループが
利用不能となる性質がないこと。

小学゛臣１０の１矢線例においては、使用した動物生物
形はアイティドシュリング（Ａｙｔｅｉｄ　ｓｎｒｉｍ
ｐ）。

ハロカリデイナ・ルブラ（Ｈａｌｏｃａｒｉｄｉｎａ　
ｒｕｂｒａ）。

（Ｈｏｌｔｈｕｓｉｓ）である。この甲殻祠の動物は最
大体長が約１４ｉｐになる。小宇宙１０内での酸化・還
元作用か平衡状態で行なわれることを確爽にするために
は、容器２０の内容積１１当り６匹以内の割合でエビを
入れることを要する。しかし、上記数取上のエビを入れ
ても、場合によっては平衡状態でば［ヒ・還元作用の行
なわれることがある。

第２図に関して説明した環境の場合、媒体１８は液体に
しであるが、ある実施例では動物生物形は水生生物に限
らず、陸生生物とすることもできる。

小宇宙内での微生物生物形の重要な機能は次の通りであ
る。（１）有機排泄物を酸比して、二酸化炭素および炭
素、水素、菫素、酸素、リン、信黄。

および植物の微量養分を含む他の無機成分に変えること
。（２）小宇百のある種または全ての生物に対し、養分
を供給すること。現時点で知る限り、微生物生物形は王
として、嫌気性微生物ではな（。

好気性微生物とする必要があると考えられる。

微生物生物形は急速に繁殖し、容器を密閉すると直ちに
、小宇宙内で良好に機能し得るように数および棟の組成
乞調整する。実験と分析の結果。

微生物の個体数を規制するための調整は必要ないことが
分かつている。このことは、これら生物形に対しては、
この環境内で自然の選択作用が行なわれることを意味す
る。

完成した小宇宙１０がら採取した微生物生物形の見本を
分析した結果、はとんどの微生物は媒体１８自体内に懸
濁するのではなく、媒体１８内の基層１に存在すること
が分かった。従って、大形生物形による微生物生物形の
生成は直接生育することおよび植物生活形ケ生成する何
れの方法にても行なうことができる。

一定量の特定種の動物生物形に供給すべき植物生物形お
よび微生物生物形の構成および量乞正嫌に決定するため
のｆ４類学および細菌学の知識または解明は十分性なわ
れていない。しかし、上述したように、ある指針は開発
されている。これら指針が光足され、また上述した外部
環境条件か存在するならば、生命は小宇宙で数年間も維
持し得るであろう。

これら生命維持小宇宙内では、容器密閉後の様々な時点
における植物、微生物および動物生物形は最初の状態か
ら変化がみられる。かかる変１ヒが生じたということは
、与えられた特定の外部環境下で還元反応と酸化反応間
で少なくとも代謔作用平衡が得られるまで、生態的調整
が継続して行なわれたことを明白に示すものである。こ
の代謝作用の調整および自然の選択は小宇宙内で個々の
生命生物形がその固有の寿命期間、生命乞維持すること
ができるための終局的且つ最筒の条件であると考えられ
る。

他物生物形の一部が朽ちることもある。朽ちた他物生物
形は微生物生物形によって分解される。

同様に、小宇宙内で主軸的平衡が確立する間に。

１または複数の動物生物形が死亡することもある。

動物生物形は勿論、他の自然的原因で死亡することもあ
る。死亡した動物生物形の死骸は生存するＴ！ｄＪ物生
物形の死骸に対する性癖如何によって餌とされる場合も
ある。餌とされなかった動物生物形の死骸は微生物生物
形の種類、性質および組成によって、早さに違いはあっ
ても、必らず微生物生物形によって分解される。何れの
場合でも、死亡した動物生物形は分解され、その結呆生
ずる無機物は再循環され、生存する生物形に再分配され
る。

第５ａ図および第５ｂ図を参照し）“工がも、小宇宙１
００作用について、さらに篩細に説明する。

可能な限り単純な構成とした生態再生システムである小
宇宙は光によって作用する動的平衡状態にある酸化・還
元環境である。第６ａ図は上記環境の基本的作用を示し
たものである。光合成有機体。

即ち、高等植物と線類生物形あるいはこの何れが一万、
および（あるいは）光合成細菌生物形は次の反応を行な
い、二酸化炭素および水乞炭水比物と酸素とに還元する
。

光エネルギ＋６　ＣＯ２＋６　）１．　Ｏ−＋　Ｃ６Ｈ
，□Ｕ６＋６（−１２このようにして、容器１２内では
有機物が生じ、遊離酸素は媒体に放出される。

呼扱は光合成の逆反応である。この逆反応式は。

Ｃａ　ＨＩ　２　（Ｊ２＋６　（Ｊ、→熱＋６Ｃ（Ｊ２
＋６Ｈ２υ　である。動物生物形が食物を還元し、微生
物生物形が有愼物乞無機物に酸比するとき、前述した基
本的は比反応が行なわれる。

物理的に密閉した小宇宙内で行なわれる化学的反応の実
際のサイクルまたは代謝作用の径路は上述し、第５ａ図
に示したよりもはるかに複雑で。

より多くの１ヒ学元素を伴なう。しかし、最終的に分析
した時に、炭水出物およびば累の生成量は生輯再生シス
テム内で必要とされる水および二酸比炭素の量と等しく
、動的平衡を確立し得るようになっていることを要する
。

第５図および第６図には内部にエネルギ源２８を備えた
容器１２が示しである。容器１２が外部エネルギ源を提
供できない環境またはその外部エネルギ源が実際的でな
（、または好ましい状態でない環境にある時に、容器１
２内でこのエネルギ源２Ｂ？使用する。エネルギ源２８
の動力源は容器から伸長する導電体によって示唆したよ
うに、外部供給源から得ることができる。別の方法とし
て、第６図に示すように、容器１２内に配設したエネル
ギ源２８は、それ自体の動力源５２乞備えることかでき
る。この動力源は原子炉または長寿命であると共に、エ
ネルギ源２８を駆動状態に保持する十分な動力を供給し
得る他の型式による動力装置とすることができる。エネ
ルギ源２Ｂおよびその動力源５２を容器１２の壁に固着
するための取付具５４のような手段を採用することがで
きろ。これ以外の取付具または取付手段も考えられる。

第４ａ図乃至第４ｅ図ｙｔｗ照しなから、小宇宙１０の
構成方法について説明する。１乃至２１の範囲の容量と
することが望ましい容器１２の％乃至２まで液体媒体２
８乞光填する。この流体媒体は蒸留水とし、海塩を溶解
させ、塩分＃度約１１　ｐｐｔとすることが望ましい。

′この塩分は非汚采状態の自由回流海水を蒸発させて得
ることかできる。塩水に固有の礫類、大形Ｓ類または筒
等植物２２のような植物生物形を容器内に役人すること
ができる。藻類乞投入する場合、最初の量は２Ｘ１０’
細胞程度としまた。大形深類を投入する場合には、ａ胞
数は１桁上の数字すなわち湿重量約６乃至６ｇとするこ
とを要する。後者の数量は高等植物生物形を投入する除
にも適応される。別の方法として、植物生物形の量は体
積で測定することができる。軽く圧縮した含水植物生物
形１ｃｒｒＬ３によって、良好な結果が得られた。

容器内に投入した動物生物形は上述した７つの基準に適
合することを要する。アイテイドシュリンプ２４を入れ
る場合、容器１２の容積１１当り。

シュリンプは６匹以下とする。微生物生吻形２６の投入
は植物生物形および動物生物形の投入と同時に行なうこ
とができる。

容器１２に媒体１８．無機物（塩）、植物生物形および
動物生物形を充填する間、媒体２０乞非汚架状態の空気
に鉦持し、または上述した特定の非ん染混合気体の導入
を確実ｆヒし得るよう幾分注意する必要がある。

容器１２の狭小都１４における密閉部分１６は一般的な
ガラス吹き方法による局部火炎加熱にて質閉する。密閉
を急速に行ない、これによって、小宇衝の過熱または密
閉した流体の大きな冷熱童に起因するガラスの割裂を確
実に防止する上で、この方法は重要である。上述したよ
うに、密封部分１６の一体性は容器の壁の一体性に匹敵
することを要する。

第４ｄ＝ａ図は容器の蕾閉前に、容器１２内にエネルギ
源２８を投入する様子を示したものである。エネルギ源
は自己内蔵型または外部動力源　−（配＃！５０で図示
）による駆動型式であるかどうかを問わず、外部エネル
ギ源が利用不可能な環境または外部エネルギ源が実際的
でない環境の場合に、容器内に投入することができる。

図示した実施例により、本発明の趣旨が明らかになった
が、当業者ならここに記載した趣旨から逸脱することな
く特定の環境および作用要件に特別に適合するようにし
た本発明の実際の適用対象に対し、構造、配設、比率２
元累、物質および構成要素上叙多くの変形例か可能であ
ることは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は酸比還元サイクルの説明図、第２図は本発明の
実施例を示−ｒ説明図、第５ａ図は本発明の作用を示す
説明図、第５ｂ図は第５ａ図の互層を示す説明図、第４
ａ図、第４ｂ図、第４Ｃ図。 またはフォトン源を投入した本廃明の１変形例乞示す説
明図、第５図は本発明の第１変形例を示す説明図、第６
図は本発明の第２変形例を示す説明図である。 １０・・・・・・・・・小　宇　宙　１２・・・・・・
・・・容　器１４・・・・・・・・狭小部分　１６・・
・・・・・・・″密閉部分１８．２０・・・・・・媒　
体　２４・・・・・・・・・シュリング２６・・・・・
・・・・バクテリア　２８・・・・・・・・・エネルギ
源◇・４ｂ　、７’；＞・４・ Ｖ鳥：

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）代謔作用量およびその相互依存経路を調堅し。 利用性能な光合成波長エネルギを最大限利用することに
   よって、動的平衡Ｙｌｉｉ立し且つこれを維持すること
   のできる。動的に平衡した酸化還元作用を行なう生態再
   生型小宇宙であって、 （ａｌ　前記小宇宙の境界ン形成する容器と；（ｂｌ　
   前記容器を閉止する閉止手段と；ｌｃｌ　前記容器内に
   配設され、還元半サイクル中酸素および有機物質を供給
   する光合成生活型と； （ｄｌ　前記容器内に配設され、酸Ｃ上半サイクル中。 酸素を消費し、二は比炭素を生成し、更に前記光合成生
   活型に対して養分およびその他の無機物質馨提供する非
   光合成生活型と；（ｅ）　前記光合成生活型および非光
   合成生活型間の有機物質および無機物質の交換を可能と
   する調整手段と； （ｆ）　前記容器内に放射エネルギを供給するかあるい
   は前記容器内で数軒エネルギを発生させ前記容器が酸ｆ
   ヒ・還元サイクルを永続的に行なうようにするためのエ
   ネルギ装置とを備えて成り、これによって、物理的には
   閉止状態にあるが、エネルギ的には開放した状態の生態
   システム、であることを特徴とする小宇宙。 （２）前記調整手段が王として、前記光合成生命型およ
   び前記非光合成生活型の素殖する第１媒体と。 王として、酸素および二酸化炭素の備蓄手段として作用
   する第２媒体とを備えること′４！ｔ％徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載した小宇宙。 （５）前記第１媒体が塩分含有溶液であり、前記第２媒
   体が主として酸素および箪素の気体状混合体であること
   ’に％徴とする特許請求の範囲第２項に記載した小宇宙
   。 （４）前記第２媒体が少なくとも８０％の菫素、２０％
   以下の酸素および微量の無害気体の混合体であることを
   特徴とする特許請求の範囲第５項に記載した小宇宙。 （５）前記塩分含有溶液が脱氷海塩および蒸留水を含有
   し、塩分＃贋が約１１ｐｐｔとなるようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第５項に記載した小宇宙。 （６）前記光合成生活型が二酸化炭素、無機養分および
   水を光合成還元して酸素を生成し、また炭水化物および
   アミノ酸を生成することのできる任意の光合成細菌、凍
   類、大形藻類および被子植物の１つもしくはこれ等の任
   意の混合体乞ａ含することを特徴と′１−る特許請求の
   範囲第１項に記載した小宇宙。 （７）前記非光合成生活型が微生物生活型を包含し。 さらに、動物生活型？損金し、Ｂσ記動物生活型が前記
   容器内に配設され、前記光合成生活型の生成した有機物
   質および酸素乞消費し、有機排泄物および二酸ｒヒ戻素
   を生成する動物生活型とし、ば化生サイクルの残りサイ
   クル中、二酸化炭素は前記光合成生活型、有機排泄物は
   微生物によって、消費されるようにしたこと乞特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載した小宇宙。 （８）前記調整手段が王として前記光合成生活型および
   非光合成生活型の繁殖する第１媒体と、王として、酸素
   および二酸化炭素の備蓄手段として作用する第２媒体と
   を備えることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載
   した小宇宙。 （９）前記第１媒体が塩分含有溶液であり、前記第２媒
   体が主として酸素および望素の気体状混合体であること
   を特徴とする特許請求の範囲第８項に記載した小宇宙。 （１０）前記第２媒体が約８０％の窒業、２０％のＩＮ
   累および微量の無害気体の混合体であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第９項に記載した小宇宙。 （１１）前記塩分含有溶液が海塩および蒸留水乞含有し
   、塩分濃度が１１　ｐｐｔとなるようにしたことＹ％徴
   とする特許請求の範囲第９項に記載した小学゛臣。 （１２）前記光合成生活型が二ｆｆｆヒ炭素および水を
   光合成還元して、酸素を生成し、炭水化物およびアミノ
   酸を生成することのできる任意の元合成細囚。 藻類、大形藻類および被子植物を包含すること乞特徴と
   する特許請求の範囲第７項に記載した小宇宙。 （１５）前記動物生活′型が水生生物ヲ泣含することを
   特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載した小宇宙。 （１４）前記動物生物形がアステイドシュリンプ？旭含
   することを特徴とする特許請求の範囲第１５項に記載し
   た小宇宙。 （１５）前記アステイドシュリンプが７・ロカリデイナ
   ・ルブラを包含することを特徴とする特許請求の範囲第
   １４項に記載した小宇宙。 （１６）前記動物生活型が棟内の攻撃および摂食性癖の
   ないことと、前記容器内で平衡した酸化還元代謝サイク
   ルを継続し得る繁殖機能を備えることと。 あらゆる生活型に対して有害な代謝副産物を生ずること
   のないことと、あらゆる生活型に対し又、有害な死骸分
   解の副産物を生ずることのないことと、微生物の生存に
   適した前記容器内の環境に実際に生じ、または生じるお
   それある微生物による有害な感染に対して、免疫性があ
   ることと、３１Ｅ要なシステムの成分馨単−の種のみが
   摂取し、よって、前記小宇宙内の他の有機物または有機
   物群がその成分を利用し得ない結果を招来する性質がな
   いこと、という特性を備えた単一種ヲ曳含することｔ特
   徴とする特許請求の範囲第７項に記載した小宇宙。 （１７）前記動物生物形がアステイドシュリンプである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１６項に記載した小
   宇宙。 （１８）前記アステイドシュリンプがハロカリデイナ・
   ルブラを包含することを特徴とする特許請求の範囲第１
   ７項に記載した小宇宙。 （１９）前記動物生物形が棟内および前記容器内に収容
   した他の動物生物形への攻撃および摂食の性癖がないこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７槍に記載した小宇宙
   。 （２０）前記動物生物形が前記あらゆるｖｊｈ物生物形
   に対して有害な代謝作用による副産物を生ずることのな
   い性質を備えることを特徴とする特許請求の範囲第７項
   に記載した小宇宙。 （２１）前記動物生活型が前記あらゆる動物生物形に対
   して有害な死骸分解による副産物音生ずることのない性
   質を備えることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記
   載した小宇宙。 （２２）前記エネルギ手段が電磁スペクトルの光合成波
   長を通過させる壁を備えることを特徴とする特許請求の
   範囲第７項に記載した小宇宙。 （２５）前記エネルギ手段が電磁スペクトルの光合成波
   長を通過させる壁を備えることケ特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載した小宇宙。 （２４）代謝作用量およびその相互依存径路を調整する
   ことのできる酸化・還元サイクルを永続比するのに十分
   な電磁エネルギの照射に応答して、数年間、内部で生命
   を維持し、利用可能な光合成波長エネルギを最大限利用
   することにより、動的平衡を確立し、且つこれを維持し
   得るようにした動的に平衡な酸化・還元小宇宙であって
   。 （ａｌ　前記小宇宙の境界Ｚ形成し、流体に対し。 化学的に不伝導性の手段と； １ｂＨ１に酸化炭素および有機物を利用し、電磁エネル
   ギの照射に応答して、酸素および有機物を生成する生物
   的光合成手段および （２１酸素および有機物を消費し、二ば比炭素および無
   機物乞生成する生物手段を有する生物相と； （ｃｌ　前記生物相聞で有機物および無機物乞やりとり
   する手段と；乞備えることを特徴とする小宇宙。 （２５）前記生物的光合成手段が二［ｒヒ炭素および水
   を光合成作用で還元し、＃１！累を生成し、更に炭水化
   物およびアミノ酸を生成することのできる任意の光合成
   細菌、様類、大形礫類および被子植物を包含する−こと
   を特徴とする特許請求の範囲第２４項に記載した小宇宙
   。 （２６）前記生物的手段が微生物生物形および動物生物
   形乞包含することを特徴とする特許請求の範囲第２４項
   に記載した小宇宙。 （２７）前記動物生物形が棟内、および前記容器内に収
   容した他の種の前記動物生活形への攻撃、快食性癖がな
   いこと乞特徴とする特許請求の範囲第２６項に記載した
   小宇宙。 （２Ｂ）前記動物生物形が前記あらゆる生物相に有害な
   代謝作用の副産物を生成することのない性質を備えるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２６項に記載した小宇
   宙。 （２９）前記動物生物形が前記あらゆる生物相に有害な
   死骸分解による副産物を生ずることのない性質を備える
   ことヶ特徴とする特許請求の範囲第２６項に記載した小
   宇宙。 （５０）前記境界形成手段が電磁波スペクトルの光合成
   波長を通過させる壁を備えることを特徴とする特許請求
   の範囲第２６項に記載した小宇宙。 （５１）前記境界形成手段が電磁エネルギ源を泣囲する
   壁を備えること′ｌｚｒ：ｗ徴とする特許請求の範囲第
   ２４項に記載した小宇宙。　・ （５２）前記電磁エネルギ源が前記壁内に収納した動力
   源を備えること乞特徴とする特許請求の範囲第５１項に
   記載した小宇宙。 （５３）前記有機物と無機物を交換する手段が王として
   」゛前記生物相の繁殖した第１媒体と、主として。 余剰酸素および望素の備蓄手段として作用する第２媒体
   とを備えることを特徴とする特許請求の範囲第２４項に
   記載した小宇宙。 （５４）前記第１媒体が塩分含有溶液であり、前記第２
   媒体が王として、酸素および望素の気体状混合体である
   こと乞特徴とする特許、請求の範囲第６５項に記載した
   小宇宙。 （５５）前記第２媒体が少なくとも８０％の望素。 ２０係以下の酸素および微量の無害気体の混合体である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５４項に記載した小
   宇宙。 （５６）前記生物的光合成手段が二酸化炭素および水を
   光合成還元作用により酸素に変え、炭水化物およびアミ
   ノ酸を生成することのできる任意の光合成細菌、藻類、
   大形藻類および被子植ＯＶａ含し。 また前記生物的手段が微生物生物形および動物生物形を
   包含することを特徴とする特許請求の範囲第６５項に記
   載した小宇宙。 （５７）前記動物生物形がアスティドシュリンプヶ現含
   することを特徴とする特許請求の範囲第５６項に記載し
   た小宇宙。 （！ｉ８）前記アステイドシュリンプがノ・ロカリデイ
   ナ・ルブラン＆含することｙｔ￥８徴とする特許請求の
   範囲１第５７項に記載した小宇宙。 （５９）電磁放射エネルギの十分な照射により、生命を
   半恒久的に維持することができ、その代謝作用量および
   径路の相互依存程度を調整することができ、利用可能な
   光合成波長を最大限利用することによって動的平衡ン確
   立し且つそれ乞維持し、Ｖ１ヒ・還元サイクルを永続ｆ
   ヒする、物理的には密閉状態で、エネルギ的には開放し
   ている生態システムの構成方法において。 ｌａｌ　十分に一体ｆヒされ、液体および気体が化学的
   に不伝導性の容器を選択する段階と；（ｂｌ　容器内に
   一定量の活きたかつ健康な光合成生物形を投入する段階
   と； （Ｃ１容器内に活性、Ｗ康な非光合成生物形を投入する
   段階と； ｆｄｌ　８器内に媒体を導入し光合成生物形と非光合成
   生物展間の有機物と無機物間の交換を調整し、酸化・還
   元サイクルの動的平衡を可能にする段階と； （ｅｌ　少なくとも容器の壁の性状に等しい性状の密閉
   体で容器を密封する段階とを備えることを特徴とする生
   体システムの構成方法。 （４０）前記媒体導入段階が海塩の水浴液？混合する段
   階を備えることを特徴とする特許請求の範囲第５９項に
   記載した方法。 （４１）前記混合段階が蒸留水と海塩を混合し、塩分濃
   度が１１　ｐｐｔとなるようにしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第４０項に記載した方法。 （４２）＠記媒体導入段階が容器内に、王として光合成
   および非光合成生物形の繁殖する第１媒体と。 王として酸素と二酸化炭素の備蓄手段として作用する第
   ２媒体と、を確立する段階を備えることを特徴とする特
   許請求の範囲第４１項に記載した方法。 （４５）前記投入段階が水生生物を選択する段階を備え
   ること乞特徴とする特許請求の範囲第５９項に記載した
   方法。 （４４）前記投入段階がアイティドシュ１）ンブを選択
   する段階２備えることを特徴とする特許Ｈ請求のｊｌα
   囲第４５項に記載した方法。 （４５）前記選択する段階がノ・ロカリデイナ・ルブラ
   種を選択する段階を備えること乞特徴とする特許請求の
   範囲第４４項に記載した方法。 （４６）前記投入段階が二酸化炭素および水を光合成作
   用により還元して、酸素ン生成し、炭水１ヒ物およびア
   ミノ酸を生成することのできる任意の光合成細菌、藻類
   、大形藻類および被子植物を選択する段ｌＰｒ１’＆＆
   含することケ特徴とする特許請求の範囲第５９項に記載
   した方法。 （４７）前記投入段階が塩水に固有の植物生物形ケ選択
   する段階を備えることを特徴とする特許請求σ）範囲第
   ５９項に記載した方法。 （４８）代謝作用量およびその径路の相互依存程度を調
   整することができ５利用可能な光合成波長エネルギを最
   大限利用することによって、動的平衡を確立し且つ維持
   することのできる物理的にしま閉止状態だが、エネルギ
   的には開放して（・る生態システム内で数年間、生命を
   維持し得る生物展剤の小宇宙Ｙ創出する方法において、 ｌａｌ　流体に対し、ｒヒ学的に不伝導性であるのに十
   分な性質を有する壁を備えた容器を選択する段階と； （ｂｌ　容器内に、生物形量の有機物および無機物の交
   換を調整する媒体を投入する段階と；（ｃｌ　ｇ器内に
   、二酸化炭素、無機物および水を光合成作用により酸素
   、炭水１ヒ物およびアミノ酸に還元する生物形を投入す
   る段階と；（ｄｌ　容器内に有核細胞７備え、少なくと
   も、独白の攻撃および摂食の性癖のないことと、あらゆ
   る役人生物形に対し有害な代謝作用の副産物および死骸
   の分解物が生じないことと。 重要なシステムの成分を率一種のみが摂取する結果を招
   来する性質がないこととを特性とする光合成および非光
   合成生物形を投入１−る段階と； （ｅｌ　容器内に、非光合成微生物生物形のみならず光
   合成微生物生物形も尋人し、非光合成倣生物生物形が有
   機排泄物を二酸化炭素および無機成分に酸比する機能２
   備え、容器の少なくとも動物的構成要素に対し養分を提
   供するようにした段階と； ｔｆｌ　容器を少なくとも容器の壁の性状と同等の性状
   の密閉体で曽閉する段階と； （ｇｌ　容器内で必要な光合成作用を維持するのに十分
   な光合成波長によって、生物相を照射する段階とを包含
   すること乞特徴とする小宇宙の創出方法。 （４９）前記媒体乞投入する段階か王として、光合成お
   よび非光合成生物形の素殖する第１媒体と、王とし又、
   酸素および二Ｖ［ヒ炭素の備蓄手段として作用する第２
   媒体とを投入する段階乞呂含すること乞特徴とする特許
   請求の範囲第４８項に記載した方法。 （５０）前記光合成および非光合成生物形乞投入する段
   階が水生生物生物形を選択する段階ｙ！−包含すること
   を特徴とする特許請求の範囲第４９項に記載した方法。 （５１）前記選択段階がアイティドシュリンプを選択す
   る段階を包含すること乞特徴とする特許請求の範囲第５
   ０項に記載した方法。 （５２）前記選択段階がハロヵリディナ・ルプロ糧ヲ選
   択する段階を包含することを特徴とする特許請求の範囲
   第５１項に記載した方法。 （５５）前記光合成および非元合奴生動形を投入する段
   階がさらに、同−棟内の攻撃および容器内に入れた他の
   動物種の摂食の性癖がない動物生物形を選択する段階Ｙ
   ：泣含すること乞特徴とする特許請求の範囲第４８項に
   記載した方法。