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    发布时间:2018-08-29 12:41:41来源:世界之最点击:次[手机版]

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    2016年八月,华府杰佛逊纪念馆上的生物膜黑斑。 PHOTOGRAPH BY JIM LO SCALZO, EPA/REDUX

    2016年八月,华府杰佛逊纪念馆上的生物膜黑斑。 PHOTOGRAPH BY JIM LO SCALZO, EPA/REDUX

    位于柬埔寨吴哥窟的巴戎寺同样受为生物膜覆盖。 PHOTOGRAPH BY JIM RICHARDSON, NATIONAL GEOGRAPHIC

    位于柬埔寨吴哥窟的巴戎寺同样受为生物膜覆盖。 PHOTOGRAPH BY JIM RICHARDSON, NATIONAL GEOGRAPHIC

    意大利哈德良别墅(Hadrian’s Villa)卡诺普斯柱廊(Canopus colonnade)上,整排被生物膜覆盖的雕像。哈德良别墅为联合国教科文组织列入

    意大利哈德良别墅(Hadrian’s Villa)卡诺普斯柱廊(Canopus colonnade)上,整排被生物膜覆盖的雕像。哈德良别墅为联合国教科文组织列入世界文化遗产名录的遗迹之一。 PHOTOGRAPH BY DEAGOSTINI, GETTY IMAGES

    美国国家地理(撰文:Michelle Z. Donahue 编译:林品竹):生物膜逐渐影响到吴哥窟和杰佛逊纪念馆等名胜古迹,其利弊引发热议。

    华府有许多希腊罗马式白色大理石建筑,代表美国追求自由独立的精神。如今,这些民主圣殿的外观却开始出现瑕疵:每块石材上多了黑斑,最明显的是杰佛逊纪念馆。也不过十年光景,便从雪亮渐变为严重斑驳。而类似的黑色黏膜也出现在义大利的罗马遗迹、古埃及神庙和柬埔寨吴哥窟的石像脸上。

    这些斑点不堪入目,但会损害到建筑物本体吗?

    目前仍未知。不过相较之下,那些历史没那么悠久、尚称白净的美国纪念碑,正好可以让科学家们来研究这种生物膜从哪冒出、生长甚至蔓延,以厘清这些黑膜对于世界建筑遗产究竟是?;せ蛏撕?。

    美国国家公园服务处(the U.S. National Park Service)的资深?;ぷ抑斓希鸥鳎↗udy Jacob)说。 「「当我们研究愈深入,就发现情况愈不单纯。不能说这种情况发生地比想像中还快,应该说现在还没有人真的去在意过整个过程的时序;它们总是突然间就出现在我们眼底?!?/P>

    打不死的那层膜

    生物膜看起来并非一团烂泥,反而更像是乌黑尘埃,它是集结了细菌、藻类和真菌所组成的生态系统,并形成一层怪异且结构顽强的薄膜。这些微生物繁殖时会产生一层类似聚合物的胶质,紧黏在它们所附着的表面上。细菌会制造?;ば陨?,而胶质本身则会因接触空气分子而变黑。

    细菌生物膜充斥在我们的日常生活之中,无所不在,随时随地附着在任何表面;从人类五脏六腑到海面,都被这些微生物占据。

    生物膜是由荷兰科学家安东尼.范.雷文霍克(Antoni van Leeuwenhoek)在利用显微镜研究他牙齿上「微小动物」(animalcules)时,于1683年提出的概念。在他的笔记中提到,就算用醋漱口之后,这些生物仍不动如山。

    雷文霍克的研究让世人对生物膜的顽强程度有了初步认识。尽管强力洗涤、刮除和浸泡杀菌药品可以在一段时间内削弱这些生物,然而要将这些生态群尽数歼灭是不可能的任务。最终这些存活下来的微生物将会继续发展出更顽强的殖民地,因此斑驳的毛病迟早会复发。

    那为何这些在石造遗迹上恣意横行的生物膜,直到最近才成为热门话题呢?

    至少在美国,最主流的理论认为原因出在空气品质变好。讽刺的是,自1970年代开始逐步制定的空气清净法(Clean Air Act)减少了雨水的酸度,而少了酸雨影响的细菌团便更加横生。

    除此之外,像杰佛逊纪念馆这样的建筑,历经风吹雨打后也逐渐老旧。它在1943年刚竣工时,表面光可鉴人;渐渐地,光彩随着时间流逝,更成为对生物膜极具吸引力的寄居所。

    有一类铵盐化合物的杀菌剂,可暂时性消除生物膜以及它们所产生的污斑,但雅各对这种得周期性施加化学药剂的行为合理性提出了质疑,并关注了长期使用铵盐化合物对周遭环境可能产生的影响。

    米兰大学微生物学家费德莉卡.维拉(Federica Villa)说:「我们现在的策略不再是杀死这些微生物,而是该如何让它们弃械投降?!顾兔纱竽弥萘⒋笱锬すこ讨行模–enter for Biofilm Engineering)共同研究华府建筑群的黑斑现象。 「如果能了解这层生物膜机制的话,就可以用更高明的方式来解决这个问题,而不是蛮力使用杀菌剂或抗生素?!?/P>

    是敌是友?

    与此同时,这些建筑保存专家和研究员之间的争论如火如荼进行中:生物膜真的对建筑表面造成伤害了吗?如果是,该怎么进行修复?反之,如果事实上微生物能对这些建筑产生?;ぷ饔?,为了外观而将它们扫除是否值得?

    生物膜相关的研究直到1970年代才逐渐发展起来,许多研究员向来认为青苔和生物膜层产生的化学反应以及穿透、附着的现象,有损其盘据的建筑底基。

    化学或是物理上最直接的证据便是底基的崩解,也的确有这种现象:今年稍早有篇埃及研究指出,阿比多斯(Abydos)的俄赛里昂石棺室(Osirion sarcophagus chamber )内,由于空气湿度增加,导致更多种类的真菌繁衍,对石壁造成化学侵蚀。

    然而维拉却发现,生物膜似乎提供?;ぷ饔?。她在实验室中培殖这些微生物群落、监控生长情况。截至目前为止,其研究结果显示,这层膜可以阻止过量的水分渗透石板,而渗水问题恰恰是石造建筑?;崦媪俚降耐?。

    「我们仍在尝试在美观和顺其自然之间找到一个平衡点?!够夜愠『图湍罟暗淖试垂芾砀涸鹑丝眨磐–atherine Dewey)说。杜威长期参与测试各种移除或是减缓生物膜的方法,包括一种高强度的雷射疗法。

    维拉则坚持,必须逐一调查、辨识,以判定这些作怪黑斑的真实身分。当大部分的真菌正让阿比多斯的砂岩恶化时,杰佛逊纪念馆或是世上其他遗迹的黑斑,或许正发挥着防风、防雨又防晒等功效。简单来说,每个地方的情况都不尽相同,因此我们不能简单地认定,生物膜对建筑必然有益或恶性冲击。

    「除了那些生物的身分以外,我们更想知道它们有什么能耐。我们对了解生物膜的实用程度很有兴趣。它们的活动情形、新陈代谢的过程我们正试着从不同的观点来看生物膜?!刮?。

    维拉和研究伙伴同时也在研究世界各地生物膜层的共同习性,尝试控制微生物行为。假使一切顺利,她们或许很快就能研究出利用生物膜来?;の幕挪?,并且不产生丑陋黑斑的方法。

    「生物膜很常见,如果我们能更了解生物膜,未来我们可以制造生物膜,甚至将它们应用在农业、工业和生物修复科技等领域?!刮?。

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