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放線菌“登堂入室” 打虎亭漢墓微生物爆發(fā)

2022-03-31 08:14 來源:環(huán)球網(wǎng) 閱讀數(shù):934

“中華東漢第一墓”上的白色菌斑,讓人心憂。

位于鄭州新密市的打虎亭漢墓,距今1800多年,被譽(yù)為“中華東漢第一墓”,1988年1月被列為全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位。

打虎亭漢墓地宮中保存的《宴飲百戲圖》和《豆腐制作圖》等畫像石刻,詳細(xì)記錄了東漢時(shí)期人們的衣食住行,在中國考古和美術(shù)史上具有極高的地位。

然而,近年來打虎亭漢墓墓室墻壁上爆發(fā)白色菌斑。這些白斑是什么,它們來自哪里,是如何進(jìn)入墓室的,又是如何在這里“定居”“繁衍”的,一直困擾著科研工作者。

2020年起,在科技部“十三五”重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目“墓葬壁畫原位保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目資助下,敦煌研究院、東南大學(xué)、中國科學(xué)院南京土壤研究所(以下簡稱土壤所)聯(lián)合國內(nèi)外多家研究單位,結(jié)合野外調(diào)查、擴(kuò)增子和宏基因組測(cè)序、菌株生理生化鑒定和生物交互實(shí)驗(yàn)開展研究。

近日,刊發(fā)于《美國科學(xué)院院刊》上的一篇“亮點(diǎn)文章”,公布了該團(tuán)隊(duì)的最新研究發(fā)現(xiàn):打虎亭漢墓內(nèi)的溫濕度穩(wěn)定的黑暗環(huán)境,吸引彈尾跳蟲攜帶放線菌進(jìn)入到地下墓室,而放線菌在墓室內(nèi)又大量繁殖,讓墓室墻壁“菌跡斑斑”。

“這是國內(nèi)外首次在文保微生物領(lǐng)域應(yīng)用的生態(tài)學(xué)理論研究?!?月30日,馮有智接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說。

作為論文的共同通訊作者,馮有智至今仍記得2020年7月初次為打虎亭漢墓“問診”的畫面,“當(dāng)時(shí)墓室壁畫和墻壁上已經(jīng)長滿了白色菌斑?!彼貞?,團(tuán)隊(duì)先后采集壁畫上的白斑、墓室周邊的土壤樣品,并測(cè)量細(xì)菌和真核微生物群落差異和共性,隨后發(fā)現(xiàn)墓室內(nèi)的微生物主要由放線菌和彈尾跳蟲主導(dǎo),并來自周邊土壤。

“通過監(jiān)測(cè)了半年內(nèi)的墓室內(nèi)水分和溫度變化,發(fā)現(xiàn)溫濕度穩(wěn)定的黑暗環(huán)境,吸引了周邊土壤中的彈尾跳蟲入住。”馮有智介紹,彈尾跳蟲是一種原始昆蟲,廣泛分布于全世界各種土壤和落葉層中,進(jìn)入墓室后,它們會(huì)在磚石下棲身,更重要的是,彈尾跳蟲還帶來了一位“閨蜜”——放線菌。

“放線菌是一類主要呈菌絲狀生長和以孢子繁殖的原核生物。彈尾跳蟲與放線菌是互利共生的?!瘪T有智說,放線菌會(huì)釋放信號(hào)分子土臭素,吸引彈尾跳蟲來捕食,以增加自身的擴(kuò)散能力;作為回報(bào),放線菌產(chǎn)生的抗生素還可以提高彈尾跳蟲對(duì)病原微生物的抵抗力。

放線菌“登堂入室”后,開始在墓室里營造自己的地下王國。論文的第一作者、土壤所博士生劉文靜介紹,放線菌有較強(qiáng)的大分子底物代謝能力,這讓它們相較于其他細(xì)菌,更容易在墓室墻壁或者壁畫上定殖、生長。同時(shí),它們能產(chǎn)生多種抗菌類物質(zhì),從而抑制其他細(xì)菌生長。而放線菌一旦在地下墓室繁殖,會(huì)持續(xù)釋放土臭素,吸引更多的彈尾跳蟲攜帶更多的放線菌進(jìn)入,最終導(dǎo)致了打虎亭漢墓微生物的爆發(fā)。

“在人類已發(fā)現(xiàn)的墓室和地下空穴中,此類白色菌斑普遍存在,例如法國的拉斯科洞窟壁畫、西班牙的阿爾塔米拉洞窟壁畫?!瘪T有智說,此次的研究表明,微生物物種互利和競(jìng)爭(zhēng)等生態(tài)過程的協(xié)同是墓葬、洞窟等地下文化遺址的微生物組來源、遷入、定殖和爆發(fā)的重要途徑之一。

他認(rèn)為,結(jié)合前人在微生物學(xué)和環(huán)境微生物學(xué)上的認(rèn)知,將有利于科學(xué)家們了解、制定和實(shí)施有效的文保措施。

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