吞噬时光瘢痕的细菌

　　在 as 往期文章中，我们介绍了神奇的细菌如何充当" 文物修复师 "，让历经数百年风吹雨打的艺术作品枯木逢春，也让大众 " 穿越时空 "，饱览作品刚诞生时的神采。本期文章，我们继续前行，看看细菌如何以环保而高效的方式守护人类文化。

　　罗马与佛罗伦萨同为意大利的文艺复兴中心，现今仍保存相当丰富的文艺复兴艺术作品与巴洛克风貌。历史的浓缩和文化的熏陶 , 构筑了这座伟大而浪漫的" 永恒之城 "。

　　而如今，罗马的艺术遗迹受到时间、污染、酸雨以及数百万游客汗水和呼吸的摧残，罗马广场上的塞普蒂米乌斯 · 塞维鲁斯拱门（SeptimiusSeverus）就是其中之一。

　　罗马的赛普蒂米乌斯 · 西弗勒斯拱门，来源：wiki

　　公元 203 年，为了纪念塞普蒂米乌斯 · 塞维鲁皇帝在 194 或 195 年和 197-199 年两次战胜帕提亚，罗马人民建造了塞普蒂米乌斯 · 塞维鲁拱门。是一座白色大理石建筑，其三重凯旋门是同类中装饰最华丽的拱门之一，影响力巨大，罗马最知名的建筑康斯坦丁凯旋门（Arch of Constantine）的设计就受了塞维鲁凯旋门的影响。

　　像许多其他古代建筑一样，这座纪念碑在时间的洗礼中遭受了巨大的磨损。中世纪时期，几场洪水冲刷掉了拱门下半部分的浮雕。它还一度被改建为堡垒，在原有的建筑结构中增加了塔楼，并设计与旁边的教堂相连。甚至有雕塑家在其中一个通道内开设了商店，他雕刻在内墙上的痕迹直到今天仍然可见。直到公元 19 世纪，仍有商贩在较小的拱门摆摊。尽管受损严重，它以顽强的生命力依旧矗立在罗马广场上。

　　赛普蒂米乌斯 · 西弗勒斯拱门上的浮雕受损，来源：parcocolosseo.it

　　然而，大理石的天然层理在日积月累中逐渐被盐化、瓦解。石柱上的几道垂直裂缝、雕刻花纹的碎裂 …… 都归因于建造起初使用了劣质的大理石材料——它难以支撑 " 永恒的胜利 "。

　　文物修复专家亚历山德罗 · 卢加里（Alessandro Lugari）和他的同事们提出一个建议：利用细菌挽救这件艺术品。as 前面的推文提到过在艺术品上使用" 以菌抗菌 "的修复方法，皆是以将细菌涂抹在其表面的" 外敷 "方式。像美第奇小圣堂博物馆的修复团队在对米开朗琪罗的雕塑作品《昼夜晨昏》进行修复时，就将选定好的施氏假单胞菌 CONC11 涂抹在雕塑的表面，任其 " 自由 " 地蚕食污渍。

　　数十亿个细菌在数吨大理石块的裂痕中不断蚕食拱门本身，" 外敷 " 的方式便不再可行。于是，修复者创新地使用细菌进行了生物固结实验。

　　科学家首先" 布下天罗地网 "，在拱门上覆盖一层生物混合物，这种混合物包含酶和一种可刺激微生物生成钙的化学产品 Mixostone。随后，静候 " 猎物落网 " ——存在于大理石裂缝中的细菌被酶吸引到表面，迅速与 Mixostone 产生化学反应，刺激生成的碳酸钙填补了缝隙，将大理石固化。

　　罗马的赛普蒂米乌斯 · 西弗勒斯拱门正被数十亿个细菌强化，这些细菌被喂食酶以钙化，来源：wiki

　　修复人员在拱门表面的一部分进行了测试。这种生物固结方法比其他同样应用细菌的方法更容易、直接，完美利用拱门内部细菌的代谢潜力来进行修复。"

　　"从内到外 "的方法大获成功，修复人员准备在修复纪念碑的整体上使用。" 小小的战士 " 吹响号角，助力罗马之城的胜利传说不朽。

　　比萨，坎波桑托纪念堂，来源：wiki

　　坎波桑托（Camposanto）纪念堂位于意大利比萨市，于 13 世纪开始建造，15 世纪竣工。" 坎波桑托 " 意大利文原意为" 圣地 "，相传，第三次东征的十字军从耶稣受难地" 各各他山 "带回了建造这座纪念堂的第一捧" 圣土 "。直至 1779 年，它一直作为比萨市杰出公民的墓地。

　　纪念堂的内部墙壁绵延着近两千平方米的壁画，最早的一批画作在大堂的西南角，是意大利画家弗朗切斯科 · 特雷尼（Francesco Traini）于 1336 年到 1341 年创作的作品：《受难》、《最后的审判》、《地狱、死亡的胜利》等等。

　　《地狱、死亡的胜利》，来源：wiki

　　早在 15 世纪，人们就开始尝试用化学方法对壁画进行清洁和修复，到了 18 世纪，过度频繁的修复工作导致壁画上大部分油漆溶解，原作的轮廓变得模糊不清，这些以修复和清洁为目的的化学试剂，好心却办了坏事，对壁画造成了悲剧一般的" 毁容 "；二战期间的大火让这些壁画再临不幸，造成了灾难性的损毁。

　　由于化学修复方式的" 得不偿失"，意大利莫利塞大学（University of Molise）微生物学家 Giancarlo Ranalli 决定剑走偏锋，尝试以一种生命激发另一种生命，用微生物让古老的壁画艺术" 重获新生 "。

　　他利用了施氏假单胞菌，一种棒状生物，经常在土壤以及沉积物中发现，主要以氮为食，具备降解有害污染物四氯乙烯的能力。

　　施氏假单胞菌菌株在原子力显微镜下显示其形貌，来源：businessinsider.com

　　将细菌涂抹在壁画表面，静置约三个小时，不仅画作的原色没有任何褪色，其表面附着的污渍、霉点和其他有机化合物也被全部降解。

　　薛定谔的猫 by ADA&Neagoe，来源：wiki

　　有趣的是：最初，是那一捧" 圣土 "为纪念堂赋予了生命；而几百年后，来自于土壤中的细菌，又让纪念堂涅槃重生。这是命运的巧合还是自然的缘分呢？

　　桑托斯胡安斯教堂是一座位于西班牙的瓦伦西亚市的罗马天主教堂。17 世纪，巴洛克时期的西班牙画家安东尼奥 · 帕洛米诺 ( Antonio Palomino ) 为教堂的天花板创作了壁画。

　　西班牙巴伦西亚桑托斯胡安斯教堂，来源：wiki

　　1936 年，一场大火烧毁桑托斯胡安斯教堂，教堂拱顶的壁画遭到严重破坏。在修复过程中，命运多舛的穹顶壁画可谓是被" 雪上加霜 "。1960 年，当时的修复者使用胶水补画了脱落的部分，随着时间推移，胶水风干后变硬，留下了一层不溶于水的胶质。如今，壁画如同月球的表面一样" 坑坑洼洼 "，它真实的颜色已经被堆积在表面的胶质和污垢所掩盖。

　　巴伦西亚桑托斯胡安斯教堂中央拱顶的壁画图像，来源：wiki

　　一开始，文物修复所的研究人员试图使用数字印刷技术来填补油漆的裂缝，却发现，裂缝中存在着胶水残留物，以及因风化、火灾后结晶盐的积聚而形成的白色结壳。

　　解决这个问题的传统方法有两种：一是使用化学物质与污渍发生反应，然而，这些化学物质可能会腐蚀污渍以外的画布和颜料；二是使用物理刮擦，这种方式不但耗时，且可能会对油漆层造成进一步的损坏。

　　微生物学教授 Rosa Maria Montes Estellés 和生物学家 Pilar Bosch 希望找到合适的解决方案。刚才我们提到了，微生物学家团队使用细菌清洁了比萨坎波桑托纪念堂中的壁画，正是这种创新技术给他们提供了灵感。他们前往意大利，向刚刚完成坎波桑托壁画修复的同事学习新的细菌修复技术，了解到一种可以吞噬盐化和胶水残留物的假单胞菌菌株。

　　传统的方式是直接用棉球沾取细菌涂抹在画作上，而这次，科学家们对传统方法进行了创新：将假单胞菌放入凝胶中，再将凝胶均匀地覆盖在其表面。它比棉球涂抹的方式更快、更均匀，并且可以用肉眼确认涂抹的位置。

　　随后，给细菌九十分钟的时间，耐心等待它们" 享受美味 "——细菌吞噬掉表面风化的盐层。最后，小心地用水将壁画表面冲洗干净，凝胶有效地避免水分渗入壁画。

　　处理完成后，凝胶和细菌被清除，画作表面迅速干燥，毁坏的壁画重新焕发生机。对于使用一次就被清除的细菌来说，每一场艺术品的修复，都是它们" 最后的晚餐 "。

　　目前，修复专家们和微生物学家正在努力改进这项技术，以便它可以适用于各种画作清洁。

　　运用细菌的生物清洗技术开展文物保护修复必将成为未来新趋势。细菌还原了更古老、更纯粹的人类文化，那些在漫长历史中艺术品的未知过往，那些艺术作品在遥远年代曾闪耀的光芒，那些人类文明被缔造时的欣喜，都因为小小的细菌而得以重现。