為何說千年古畫的保存和修復還得靠細菌？

編者按：

文化遺產是一個平易近族當作長成長過程中最為主要的內容之一，對國度甚至宿世界都具有主要的意義與價值。而藝術品又是文化遺產中的主要構成部門之一，是以，若何妥帖保留藝術品一向是人們存眷的重點問題。

現實上，良多畫作尤其是巖畫、洞窟壁畫一向在飽受著微生物的摧殘，不外，有時辰微生物也會給我們帶來一些驚喜。

細菌到底是若何庇護和修復珍貴的畫作的呢？今天我們就一路來聊聊。但愿本文能給諸位讀者帶來些許靈感。

① 藝術：當作也細菌，敗也細菌

在藝術品的創作、變質以及保留的過程中，細菌一向介入此中，對藝術品而言，可謂是當作也細菌，敗也細菌。因為，細菌不僅飾演著色彩家的腳色，還飾演著粉碎者的腳色。

作為色彩家，細菌發展過程中會發生普遍的彩色顏料，人們可以經由過程分手和提取將其用于藝術創作；而作為粉碎者，細菌的存在會對藝術品的保留組成重大威脅，尤其是對古代巖畫和洞窟壁畫。

這是因為洞窟里面的微天氣無法像博物館那般可控，那些在密封的洞窟里保留了幾千年的藝術品一旦被挖掘開辟，可能在幾年之內就會被入侵的細菌粉碎。

科學家們經由過程基因檢測，發現洞窟藝術畫作上含有多種未知的細菌。一些微生物只是簡單地籠蓋著畫作；而另一些可能會對這些古代畫作發生潛在的風險，它們會把這些藝術畫作看成發展的培育基，在畫作上發展并發生粉碎性的代謝物。

之前的檢測表白，洞窟墻壁是某些常見的泥土細菌的殖平易近地。

但研究人員對一塊具有 16000 年汗青的西班牙阿爾塔米拉（Altamira）洞窟壁畫上的紅色顏料進行了檢測，成果卻并非如斯：來歷泥土的細菌僅占整個微生物群落的 5%擺布；而殘剩的細菌本家兒如果以氧化鐵為食的酸桿菌。

研究人員猜測，這可能是因為洞窟中壁畫中紅色顏料的本家兒要當作分是氧化鐵。

現實上，因為旅客的到來，這些洞窟的情況發生了龐大的改變，旅客引來了外來微生物；此外，人工照明給藻類的發展供給了前提，進而幫忙某些細菌定植。

是以，在該洞窟中發現酸桿菌后，相關辦理部分考慮封閉這些洞窟，以盡力使它們恢復到天然狀況，并防止對古代藝術的進一步粉碎，盡管我們尚不清晰酸桿菌對壁畫的現實影響。

其實除了酸桿菌，我們對壁畫上很多微生物發生的影響都不清晰，并且大大都洞窟中 99%的細菌甚至都尚未被發現，但即便如斯，對洞窟中微生物群落的按期監測仍是需要的。

比擬洞窟里的壁畫，很多博物館里的作品受細菌的影響相對較小，因為它們在博物館里的位置、溫度和濕度是高度可控的，這都有助于它們的保留。此外，油漆當作分中的金屬對于很多細菌來說是毒藥。

不外，也不克不及說博物館的繪畫一點兒不被細菌損壞，因為有一些細菌具有較高的重金屬抗性，它們仍可以在這些畫上保存，并會跟著時候的推移對畫作造當作損害。

固然細菌往往對藝術品有粉碎感化，但有時辰也會存在不成思議的驚喜，所謂解鈴還需系鈴人。比來的研究發現，有很多細菌可以用于藝術品的庇護與修復，甚至可能對紡織類的藝術品也能起到必然的感化。

古布拉德肖洞窟藝術繪畫

② 布拉德肖藝術的活顏料

細菌和真菌占領了澳大利亞西部的布拉德肖巖畫，這使得這些巖畫的色彩與其它面對細菌發展引起的退化問題的古代巖石藝術比擬，顯得非分特別鮮艷亮麗，也讓畫作變得加倍繪聲繪色，惟妙惟肖。

測試表白，布拉德肖巖畫中的大大都畫作不再含有顏料當作分，而是表示出生命的跡象，這有助于詮釋為什么曩昔人們測驗考試確定布拉德肖藝術作品的年月是很堅苦的。

布拉德肖巖石藝術的顏料是活的，它們由分歧種類的細菌構成，這些微生物在巖石概況糊口了數百萬年，使這幅畫的外不雅連結得出奇的好。這可能是因為在原始繪畫中營養物質的存在使得在繪畫中經常共存的黑色真菌（供給水分）和紅色細菌（供給碳水化合物）之間可以或許互利共生。

固然這兩種微生物已被證實有利于連結布拉德肖藝術的外不雅，但這只是特例罷了。不外，特例不止于此，有研究發現，除了為畫作添加色彩，一些細菌可能還可以庇護這些藝術作品。

一些細菌的細胞勾當以及它們自己的存在可以用來阻止對藝術作品有較強粉碎感化的細菌的發展。

好比，那些對藝術品影響較低的細菌本家兒要經由過程物理地占用所有可用的空間以及釋放阻止其它細菌發展的化學物質來幫忙抵御有害細菌的定植。

再好比，在壁畫中添加可以或許還原硫酸鹽和硝酸鹽的細菌可以削減某些更具粉碎性的細菌，從而庇護藝術作品，原因是前者耗損了后者所需的硫酸鹽和硝酸鹽。

此外，細菌或許還可以用來修復某些帆布藝術品。

圖片來歷：維基網站，尼古拉·奎利科

③ 受損的《圣母加冕禮》

意大利費拉拉市的圣瑪利亞大教堂的天花板是一塊直徑近 3 米的圓形帆布，帆布上描畫的是“圣母瑪利亞被天主、基督和圣靈加冕為天后”的情景。

這幅名為《圣母加冕禮》的畫作一向被認定是巴洛克藝術家 Carlo Bononi 的早期佳構，自 17 宿世紀以來就一向被吊掛在教堂的天花板上。

直到 2012 年才被摘下，那一年，一場地動襲擊了費拉拉市，迫使辦理員把這幅畫從天花板上取了下來，把它靠在教堂的內墻上，在修復之后才放回到它本來的位置。

盡管這幅畫當做天花板已經存在了幾個宿世紀，在地板上也存放過一段時候，但它的油漆層并沒有受到嚴重損害，只是呈現了一些裂痕、輕細的割痕和變形。

然而，因為表露在鳥類、蟲豸和嚙齒類動物的情況中，這幅畫的后背已經嚴重受損，這些動物經由過程天花板和屋頂的裂痕進入了教堂。

但與這幅畫親密接觸的動物并不僅僅是這些，微生物也定植在這幅畫上，它們以膠水、帆布和油漆為食。

費拉拉大學（University of Ferrara）研究化學和微生物污染的研究人員Sante Mazzacane 說，因為像這樣的藝術品所利用的材料凡是可降解，所以這些繪畫當作了微生物定植的本家兒要場合。

曩昔，藝術保藏員和研究人員研究了微生物對石碑、壁畫和壁畫的影響，以便更好地領會若何庇護它們。可是，人們對帆布畫的微生物降解現象領會甚少。

博洛尼亞和費拉拉市的文物保藏員 Fabio Bevilacqua 很好奇，他想知道在《圣母加冕禮》這幅畫上糊口著什么，好讓他能準確地修復它。他與Mazzacane 以及費拉拉大學的微生物學家和醫學遺傳學家 Elisabetta Caselli 合作，判定了這幅畫上的“細小居平易近”。

研究小組用人造絲棉簽擦拭了油畫的前后部門，并從畫的后背取了一小塊的紙和棉纖維，然后他們把樣本放在瓊脂平板上以培育發展在那邊的微生物。

操縱光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡，研究小組判定出了幾種細菌：葡萄球菌、芽孢桿菌、曲霉菌、青霉菌、枝孢菌和鏈格孢屬。

研究人員還發現，葡萄球菌本家兒要附著在畫作的正面；桿菌棲息在畫作的后背；至于真菌類，曲霉菌凡是堆積在較深的顏色，如紅色和棕色；枝孢菌堆積在較淺的顏色，黃色和粉紅色；而鏈格孢屬則糊口在接近教堂地板四周的畫中部門[1]。

海說神聊卡羅來納州立藝術博物館（North Carolina Museum of Art）的首席保藏人 Bill Brown 說：“您對一幅畫領會得越多，您就能更好地領會哪些變量正在影響它的畫面，這樣就可以知道若何修復它了。正所謂良知知彼，百戰不殆。”

盡管他沒有介入這項研究，但他卻對修復人員提出“紅色油漆層褪色可能與某些種類的芽孢桿菌和曲霉有關”這個不雅點出格感樂趣。因為他在其它作品中看到過對這種褪色的論述，那些作品都一致認為這種損害凡是與微生物無關，而這個不雅點卻相對新奇，不同凡響。

博諾尼的細菌:按照比來的一項研究，這位意大利藝術家的作品《圣母加冕禮》是由微生物構成的。研究人員在這幅畫的正面識別出有葡萄球菌屬 (上圖，a-c)，后背識別出芽孢桿菌屬（上圖，d-f）。摘自：CASELLIET AL., PLOSONE, 13:E0207630, 2018

④ 細菌治療需謹嚴

領會《圣母加冕禮》的菌群構成可以幫忙 Bevilacqua 確定所利用的手藝，因為他正在盡力修復這件作品。

為像《圣母加冕禮》一樣“受傷的”藝術品療傷的一種方式是利用化學殺菌劑以覆滅藝術品上存在的微生物，但這種方式可能會使畫作遭到新的微生物物種的入侵，而此中一些微生物入侵者可能更具粉碎性。

是以，Caselli 和 Mazzacane 決議操縱他們本身的研究當作果尋找一種替代方式，就是將某些細菌用作有益細菌。

在 2014 年頒發的一項研究中，研究人員發現，有益細菌可以經由過程競爭性拮抗的體例阻止有害細菌在病院里滋生，在這種拮抗中，有益細菌會耗損有害細菌保存所需的營養物質。Mazzacane 說：“在病院里利用一種試驗性的益生菌療法，可以使病院病人的傳染削減 52%，抗生素治療費用削減 75%。”

他和他的同事們認為，也許這項手藝可以應用到這幅畫上，除去有害的微生物，同時防止其它細菌入侵。

研究人員在嘗試室里驗證了這一設法。他們從本地的一家公司訂購了病院嘗試中利用的生物活性產物，用無菌水稀釋了夾雜物，然后將其涂抹在培育微生物的油畫瓊脂板上。

成果發現由枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、短小桿菌（B. pumilus）和龐大芽孢桿菌（B. megateriis）的孢子構成的生物活性溶液似乎按捺了畫作中微生物的發展。

不外，最后研究團隊沒有效藝術品來真正測驗考試這種微生物處置的方式，而選擇了更傳統的覆滅微生物的方式，因為這些畫作并世無雙，無法承受任何風險。

盡管如斯，蓋蒂庇護研究所（Getty Conservation Institute）科學部分的負責人 Tom Learner 說：“尋找新的特異體例來庇護藝術長短常有價值的，我完全撐持摸索任何像這樣的新方式。”

Mazzacane 指出，這些成果只是初步的，但確實表白一些芽孢桿菌可以作為一種有益細菌來防止那些粉碎藝術品的微生物的滋生。

當然，研究小組還需要確保這些桿菌自己不會造當作損害。Learner 說，在藝術宿世界里，用未經驗證的任何庇護方式來看待巨匠的作品都是很難的，所以周全查抄新方式的平安性是很主要的。

Learner 彌補道：“一般環境下，辦理員都不肯意進行任何入侵性的操作，好比像適才那樣的新操作。是以，研究人員需要有嚴密的試驗平安性以說服辦理員，讓辦理員感覺這是值得考慮的方式。”

固然，今朝還無法將這種微生物處置方式應用到藝術品的修復中，可是相信在不久的將來，我們很快就可以進一步拓展微生物的應用，經由過程以菌治菌的方式庇護我們的藝術品。

參考資料：

1.https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Bacteria_and_Art:_Creation,_Deterioration,_and_Preservation

2.https://www.the-scientist.com/notebook/could-manipulating-the-microbiome-of-artworks-prevent-their-decay--65888

作者|崔心偉

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發表于 2020-05-04 02:00
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