改變人類歷史進程的細菌藝術_風聞
返朴-返朴官方账号-关注返朴（ID：fanpu2019）,阅读更多！2022-03-09 09:25
綻放在細菌中的花朵
乍一看，你會看到幾朵盛開的花，其實它是由德國魏恩斯特潘-特利斯多夫應用科學大學Sonja Borndörfer, Norbert W. Hopf 和Michael Lanzinge用細菌製作的藝術作品。這幅藝術作品榮獲2021年ASM（AMERICAN SOIETY FOR MICROBIOLOGY, 美國微生物學會）瓊脂藝術比賽的一等獎。ASM從2015年開始，贊助舉辦全世界範圍內的瓊脂藝術大賽。
瓊脂藝術（Agar Art）是新興的一種藝術流派，是通過特定模式培養微生物，用瓊脂板當成畫布，有色的細菌當作顏料，在充分發酵培育後創作而成的微生物藝術作品。
創作者們可以根據需要自由地選擇自帶顏色的細菌，就像畫家隨意選擇他們的顏料。用來作畫的細菌並不是人工染色上去的，而是細菌的細胞壁或外質空間合成的色素分子。顏料的產生取決於光、pH值、温度和介質等因素，細菌中的色素沉着也與形態特徵、細胞活動、發病和保護機制有關。例如，細菌在進行光合作用時會產生一種作用在植物中且類似於葉綠素的物質，這種物質是綠色的。
適合用作“顏料”的菌種包括枯草芽孢桿菌（奶油色和棕色）、紫色色桿菌（紫色）、大腸桿菌（無色）、黃微球菌（黃色）、玫瑰微球菌（粉紅色）、奇異變形桿菌、銅綠假單胞菌（棕色）、熒光假單胞菌（天然藍綠色）、粘質沙雷氏菌（粉紅色或橙色）、金黃色葡萄球菌（黃色）等。
什麼是瓊脂
幾個世紀前，微生物學家在土豆上培養細菌；之後，培養皿的容器變成凝固的蛋白和肉類等食物。羅伯特·科赫（Robert Koch，1843-1910），著名的德國醫生，微生物家，被稱為微生物學之父，以一系列將微生物與疾病聯繫起來的成就而聞名。他希望通過製作一種固體、透明、可以消毒的物質作為細菌的培養環境。明膠似乎是一個不錯的選擇，但它的問題是，當達37°C（98.6°F）——這個適合許多微生物生長的温度時，明膠就會液化，這對科學家的研究來説是非常不合理的。
科赫在德國實驗室的助理兼插畫家安吉麗娜·黑森（Angelina Hesse，1850-1934）發現在果凍和布丁中使用的一種成分可用於創造更好的微生物生長介質。這種成分就是一種從海藻中分離出來的膠狀物質，瓊脂。
安吉麗娜向也在實驗室工作的丈夫提到了這一點，他向科赫報告了這個想法。為了製作瓊脂板，他們將瓊脂粉與營養素和水混合，在高壓滅菌器中加熱，以消毒混合物，然後倒入淺盤中。冷卻後，它會凝固成光滑的半固體，其表面十分適合細菌生長。科赫最終用它來培養結核病分枝桿菌，結核分枝桿菌是結核病背後的細菌。
略有遺憾的是，安吉麗娜的發現並未給她帶來任何實際的榮譽，但她的貢獻卻徹底改變了科學家種植和培養微生物的方式。當然，瓊脂板的發明也為瓊脂藝術的發展提供了必不可少的作畫底布。
科學家？還是藝術家？
第一個用細菌作畫的人是亞歷山大·弗萊明。
一提到亞歷山大·弗萊明（Alexander Fleming），人們首先想到的是青黴素，他發現的青黴素拯救了無數人的生命。但他除了醉心於科學研究外，還是切爾西藝術俱樂部（Chelsea Arts Club）的成員。該俱樂部1891年成立於倫敦，根據該俱樂部的章程，三分之二的成員必須是執業藝術家，包括畫家、雕塑家、設計師、攝影師，三分之一的成員也必須從事藝術工作，例如作家、舞蹈家或音樂家等，俱樂部中的成員都堅信在生活中創造性是十分重要的。
弗萊明在倫敦的St. Mary’s 醫院工作時，他的許多病人都是畫家，這些畫家有時會給弗萊明畫畫，有時甚至是通過教他繪畫來付治療的費用。起初弗萊明的繪畫工具是水彩，到後來，身為科學家的他開始使用了另一種新的媒介——微生物。他會用瓊脂填充培養皿，然後使用一種環形的金屬工具，提取不同色素的細菌在盤子上塗抹，讓這些不同的細菌同時發酵成熟。
目前還不知道弗萊明為什麼開始用細菌作畫，也許是某一天他拿起一支畫筆，發現它和科學家們做實驗時用來提取細菌的環十分相似，從而給了他創造藝術的靈感。
這樣一位沒有受過真正的藝術訓練，自學成才的藝術家，他“作畫”的靈感和取材都來自於發生在身邊的人和物：芭蕾舞演員、房子、士兵、喂孩子的母親等（上圖）。
瓊脂藝術中誕生的青黴素
弗萊明發現青黴素的抗生素特性，和他在瓊脂板上隨意作畫也有聯繫。弗萊明有一個凌亂的實驗室，他把裝着微生物的培養皿和其他東西都放在實驗室的長凳上。在一個偶然的時刻，弗萊明發現了他在一幅“畫”上接種的葡萄菌都長成了類似夜空中的恆星或行星的形狀，但在盤子頂部還有一個更大的東西——青黴菌，它周圍的細菌正在死亡。這正是他的傑作，是星星周圍的“旭日”，這幅畫拯救的生命比他任何其他發現都多。
在弗萊明之前，其他科學家也曾在培養皿上看見過生長的青黴菌，但只有弗萊明發現了青黴素的效果，這都歸功於他同時作為藝術家所擁有的一雙發現美的眼睛。這場誕生在藝術作品中的幸運“事故”改變了世界。
ASM的瓊脂藝術作品
法國南特大學的Rositsa Tashkova於2014年在瓊脂板上創作了這棵聖誕樹（上圖），被ASM的社交媒體分享。在圖像傳播開來後，ASM的工作人員決定贊助一場瓊脂藝術比賽。在2015年比賽的第一年，他們收到了84份投稿。
當ASM在2015年發起瓊脂藝術比賽時，工作人員不僅對參賽者的創造力和藝術技能感到驚訝，還發現公眾對用細菌作畫抱有濃厚的興趣。來自世界各地的200多家媒體報道了最初的比賽和一些參賽者的圖像，如Melanie Sullivan重現的梵高《星夜》（上圖），已成為細菌藝術流派的代表作品。
第一屆瓊脂藝術大賽受到公眾的廣泛關注後，ASM在之後的每年都舉辦一場瓊脂藝術比賽，徵集來自全世界各地的細菌藝術作品。下圖是2019年製作類別的第三名。是匈牙利布達佩斯的 Andrea Héjja,Budapes的《Mondays like these》（《像這樣的禮拜一》）（上圖），作者表示“每個週一的早上實驗室工作人員焦慮的臉就像這樣，我們試圖用這些五顏六色的細菌羣複製愛德華·蒙可著名的作品《吶喊》。”
這是一張使用從阿庫裏安河（亞美尼亞）附近的地熱泉中分離出來的熱乳菌株製作的西伯利亞白虎像（上圖）。所使用的菌株是嗜極菌株，在高温（>55°C）的環境中生長最佳，並可以形成白色的空中菌絲體。西伯利亞白虎罕見的等位基因導致動物的皮膚和毛皮缺乏酚丙氨酸，酚丙氨酸是一種色素，對這種色素的缺乏使它們的毛髮變得雪白。
現在世界上只剩下大約200只白虎，大部分都被圈養，幾乎很難在大自然中看見野生的西伯利亞白虎。作者將白虎的形象空出來，在其他的位置培養細菌，這種“負空間”藝術風格表達瞭如果對這些瀕臨滅絕的野獸保護不足，那在人類的心中可能會留下一個巨大的負空間。
在題為“微宇宙”的主題競賽中，七件瓊脂藝術品描繪了圍繞地球的天體（上圖）。駐香港的藝術家Hoi Lam Tiffany Tai和Tsz Yuen Fong寫道：“微生物世界充滿了未知和不確定性，我們在微生物宇宙中探索就像我們探索地球宏觀宇宙中知識和真相一樣。”
瓊脂藝術也逐漸向多元化、多維度向發展。這張是由阿拉貢材料科學研究所的博士生Isabel Franco Castillo（伊莎貝爾·弗朗哥·卡斯蒂略）創作的“Fu(n)ji-san”（《福吉桑》)（上圖），在2019年的專業類別中獲得了第三名。3D火山是一堆用克拉多孢子蟲菌接種的瓊脂堆，上面是滴着染色的瓊脂熔岩，沙子是黴菌孢子，珊瑚是生長在染瓊脂海上的微生物。
如何製作一個瓊脂藝術作品
Agar Art 2015獲獎者、混合媒體藝術家Maria Peñil Cobo和來自新英格蘭生物實驗室的高級科學家、微生物學家Mehmet Berkmen在多年的合作中，使用活微生物創作了許多令人驚歎的藝術品。這個視頻會幫助你瞭解他們如何將科學和藝術相結合。和他們一起踏入創作過程吧！
step 1. 如何製作瓊脂板（以上視頻）丨來源；asm.org【請前往“返樸”公眾號觀看視頻】
step 2. 如何用細菌作畫（以上視頻）丨來源：asm.org【請前往“返樸”公眾號觀看視頻】
瓊脂藝術的持續生命力和吸引力至今仍在顯現，尼泊爾和保加利亞等地也出現了類似的瓊脂藝術比賽，ASM也將定期收到的瓊脂藝術作品刊登在雜誌上，並在博物館中展出的請求，甚至有媒體向教育界呼籲將瓊脂藝術教學加到學校的藝術課程中。創作力非凡的瓊脂藝術每一次在公眾面前亮相，人們就會對美麗多樣的微生物世界進一步瞭解。
參考文獻
[1] https://asm.org/Events/ASM-Agar-Art-Contest/Home
[2] https://www.smithsonianmag.com/science-nature/painting-with-penicillin-alexander-flemings-germ-art-1761496/
[3] https://www.youtube.com/watch?v=LXwxU-nIcDY
[4] https://www.nationalgeographic.com/science/article/agar-art-contest-winners-create-gorgeous-art-from-live-bacteria
本文經授權轉載自微信公眾號“科學藝術研究中心”。
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