微觀世界：創(chuàng)作細(xì)菌畫(huà)，一門(mén)優(yōu)雅而危險(xiǎn)的藝術(shù)

2024年2月初的一個(gè)清晨，在密蘇里科技大學(xué)，戴維·韋斯滕伯格戴上護(hù)目鏡和乳膠手套。這位戴著眼鏡的微生物學(xué)家、27年來(lái)一直擔(dān)任生物科學(xué)教授的男人，小心翼翼地從一臺(tái)溫度設(shè)定在零下112華氏度（約零下80攝氏度）的冷柜中取出一系列裝有大腸桿菌菌株的試管。

這些大腸桿菌樣本已被植入了能夠產(chǎn)生色素的基因。然而，韋斯滕伯格即將培養(yǎng)的這種擁有2500萬(wàn)至4000萬(wàn)年演化史的微生物，并非出于常規(guī)的科研目的。

他手持木棒，小心翼翼地將這些菌株涂抹在已滅菌的培養(yǎng)皿上。皿中盛有富含營(yíng)養(yǎng)的抗生素粉末和一層凝固的膠狀物質(zhì)——瓊脂。這種肥沃的培養(yǎng)基將使細(xì)菌在未來(lái)幾天內(nèi)生長(zhǎng)并產(chǎn)生色素。待菌落形成后，他會(huì)將各菌株懸浮于生理鹽水中進(jìn)行滅菌處理。唯有完成這些步驟，這些微生物才能供學(xué)生們用于情人節(jié)主題的瓊脂藝術(shù)創(chuàng)作——這項(xiàng)以細(xì)菌為顏料、培養(yǎng)皿為畫(huà)布的活體繪畫(huà)藝術(shù)，也被稱(chēng)為微生物藝術(shù)（microbial art）。

要理解瓊脂藝術(shù)，必先認(rèn)識(shí)瓊脂本身。這種從紅藻中提取的白色凝膠狀物質(zhì)可用于烹飪（尤其制作甜點(diǎn)），更因其增稠穩(wěn)定特性備受微生物學(xué)家青睞——當(dāng)與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)結(jié)合時(shí)，它能形成固態(tài)培養(yǎng)基底，成為細(xì)菌生長(zhǎng)與研究的舞臺(tái)。瓊脂藝術(shù)正是利用這種膠質(zhì)培養(yǎng)基培養(yǎng)有色微生物，并通過(guò)畫(huà)筆的勾勒將其塑造成精妙圖案，讓科學(xué)與藝術(shù)在培養(yǎng)皿中翩然共舞。

然而，若操作不當(dāng)，這門(mén)藝術(shù)背后暗藏危機(jī)——從微生物污染到病原體公眾傳播，皆可能釀成嚴(yán)重后果。

對(duì)畫(huà)筆進(jìn)行嚴(yán)格滅菌并銷(xiāo)毀活體菌畫(huà)作品，能有效防范微生物向公眾傳播的風(fēng)險(xiǎn)。

微生物藝術(shù)的歷史可追溯至近百年前。這項(xiàng)藝術(shù)的創(chuàng)始人正是蘇格蘭醫(yī)師兼微生物學(xué)家亞歷山大·弗萊明——他因1928年發(fā)現(xiàn)世界上第一種抗生素（即眾所周知的青霉素）而聞名于世。據(jù)倫敦亞歷山大·弗萊明實(shí)驗(yàn)室博物館館長(zhǎng)凱文·布朗透露，這位"業(yè)余畫(huà)家"在做出改變世界的發(fā)現(xiàn)前，就一直在創(chuàng)作"細(xì)菌畫(huà)"。雖然已無(wú)從考證弗萊明具體何時(shí)及如何開(kāi)始用細(xì)菌作畫(huà)，但他的活體畫(huà)作題材豐富：既有建筑素描、哺乳的母親，也有拳擊比賽中的噬菌體。

亞歷山大·弗萊明（Alexander Fleming）不僅發(fā)明了青霉素，還開(kāi)創(chuàng)了細(xì)菌藝術(shù)這一獨(dú)特領(lǐng)域。

頗具諷刺的是，盡管弗萊明被公認(rèn)為微生物藝術(shù)的開(kāi)山鼻祖，但這位微生物學(xué)家與其同時(shí)代人卻從未將這些創(chuàng)作視作正經(jīng)藝術(shù)。"這些作品只是他的消遣，用來(lái)逗樂(lè)家人朋友，從未公開(kāi)展示，"布朗解釋道，"當(dāng)時(shí)根本無(wú)人知曉這些存在——它們更像是實(shí)驗(yàn)室里的奇趣玩意，而非真正的藝術(shù)品。"

這些"實(shí)驗(yàn)室奇趣"在公眾視野邊緣徘徊了近一個(gè)世紀(jì)，直到2015年美國(guó)微生物學(xué)會(huì)ASM創(chuàng)辦年度瓊脂藝術(shù)大賽，才將這種科學(xué)藝術(shù)形式推向國(guó)際舞臺(tái)。對(duì)許多微生物學(xué)家而言，正是這項(xiàng)賽事讓他們首次接觸瓊脂藝術(shù)。

印度班加羅爾研究院生物科學(xué)系助理教授巴拉拉姆·卡馬里2019年經(jīng)同事推薦得知ASM大賽后開(kāi)始了創(chuàng)作。"用枯燥日常培養(yǎng)的細(xì)菌創(chuàng)造有趣作品，這種體驗(yàn)簡(jiǎn)直超現(xiàn)實(shí)，"這位自幼習(xí)藝的科學(xué)家說(shuō)，2020年他以象征祖國(guó)的《微生物孔雀》獲ASM傳統(tǒng)組亞軍，此后持續(xù)精進(jìn)這項(xiàng)技藝。

如今的瓊脂藝術(shù)已發(fā)展得極為精妙絕倫，以巴拉拉姆·卡馬里（Balaram Khamari）的獲獎(jiǎng)作品為例。

韋斯滕伯格的瓊脂藝術(shù)創(chuàng)作始于十五年前。當(dāng)時(shí)，他利用一種名為發(fā)光桿菌的生物熒光細(xì)菌，為參加夏令營(yíng)的女兒制作了會(huì)發(fā)光的培養(yǎng)皿生日賀卡和小夜燈。"這就是微生物學(xué)家子女的'特殊待遇'，"他開(kāi)玩笑說(shuō)道。如今，他主要使用大腸桿菌進(jìn)行創(chuàng)作，全年為學(xué)生舉辦各類(lèi)瓊脂藝術(shù)活動(dòng)，并面向公眾開(kāi)展科普推廣，旨在激發(fā)各年齡段、各學(xué)科背景人群的科學(xué)興趣。

不過(guò)，韋斯滕伯格必須采取嚴(yán)格的安全防護(hù)措施，以防止有害細(xì)菌的潛在傳播。在活動(dòng)當(dāng)天，他會(huì)對(duì)細(xì)尖畫(huà)筆和彩色菌株進(jìn)行消毒處理。隨后，他將11種不同顏色的菌株分裝至無(wú)菌塑料試管中，供學(xué)生們作畫(huà)使用。

學(xué)生們首先在白紙上勾勒?qǐng)D案輪廓，隨后將無(wú)菌培養(yǎng)皿覆蓋其上，用特制畫(huà)筆蘸取菌液進(jìn)行臨摹。此時(shí)的創(chuàng)作宛若隱形墨水——唯有當(dāng)完成的作品被倒置于恒溫37℃（98.6華氏度）的培養(yǎng)箱中24至48小時(shí)后，繽紛的菌落色彩才會(huì)逐漸顯影綻放。

在韋斯滕伯格的課堂上，所有藝術(shù)成品都會(huì)經(jīng)過(guò)高溫蒸汽滅菌處理，以確保細(xì)菌被徹底滅活。

成熟的菌畫(huà)作品能保持鮮艷色澤長(zhǎng)達(dá)數(shù)月，待其自然褪色后，將統(tǒng)一經(jīng)高壓蒸汽滅菌器進(jìn)行無(wú)害化處理。

盡管韋斯滕伯格是科班出身的專(zhuān)業(yè)人士，但近年來(lái)業(yè)余微生物愛(ài)好者也紛紛涉足這門(mén)藝術(shù)。對(duì)此，學(xué)界態(tài)度呈現(xiàn)明顯分歧：一方面，這種趨勢(shì)總體獲得認(rèn)可與鼓勵(lì)；另一方面，以布朗為代表的專(zhuān)家則持審慎態(tài)度。

細(xì)菌操作始終存在固有風(fēng)險(xiǎn)，因此安全防護(hù)是韋斯滕伯格教學(xué)活動(dòng)的重中之重。在他的課堂上，佩戴乳膠手套、護(hù)目鏡以及勤洗手都是強(qiáng)制要求。工作臺(tái)旁常備裝有漂白劑的噴霧瓶和紙巾，以應(yīng)對(duì)可能的濺灑事故。而且他只使用被列為一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)的非致病性大腸桿菌等安全菌株。韋斯滕伯格特別指出，即便是公認(rèn)最無(wú)害的菌株，在特定條件下仍可能造成危害。

然而，這些潛在風(fēng)險(xiǎn)并未減弱他對(duì)瓊脂藝術(shù)的推崇。在他看來(lái)，這項(xiàng)藝術(shù)最珍貴的價(jià)值在于喚醒人們對(duì)微生物世界之美與多樣性的認(rèn)知。

從某種意義上說(shuō)，瓊脂藝術(shù)的流行延續(xù)了微生物學(xué)家們長(zhǎng)久以來(lái)的努力——扭轉(zhuǎn)自人類(lèi)發(fā)現(xiàn)細(xì)菌以來(lái)就存在的污名化認(rèn)知。對(duì)韋斯滕伯格而言，這更是一個(gè)絕佳的科普契機(jī)：讓不同背景、年齡的人們通過(guò)藝術(shù)創(chuàng)作，學(xué)會(huì)以謹(jǐn)慎而敬畏的態(tài)度對(duì)待這些自生命起源之初就塑造著、并將繼續(xù)塑造我們世界的微觀生命。

"細(xì)菌是亙古存在的生命始祖，"韋斯滕伯格的指尖輕撫過(guò)培養(yǎng)皿的邊緣，菌落在實(shí)驗(yàn)室的燈光下泛著虹彩，"三十五億年的進(jìn)化史詩(shī)，讓它們征服了這顆星球的每個(gè)維度——從分解污染物到固氮成壤，如今我們更發(fā)現(xiàn)其與人體免疫、消化系統(tǒng)存在著精妙的共生關(guān)系。"

他關(guān)閉培養(yǎng)箱時(shí)，不銹鋼門(mén)映出他若有所思的面容："恐懼源于無(wú)知，而科學(xué)賦予我們理性尊重的力量。這些看似微末的生命體，實(shí)則是維系地球生命網(wǎng)絡(luò)的隱形工程師。"