放線菌“登堂入室”打虎亭漢墓微生物爆發

　　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，詳細記錄了東漢時期人們的衣食住行，在中國考古和美術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白色菌斑。這些白斑是什么，它們來自哪里，是如何進入墓室的，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”重點研發項目“墓葬壁畫原位保護關鍵技術研究”項目資助下，敦煌研究院、東南大學、中國科學院南京土壤研究所（以下簡稱土壤所）聯合國內外多家研究單位，結合野外調查、擴增子和宏基因組測序、菌株生理生化鑒定和生物交互實驗開展研究。

　　近日，刊發于《美國科學院院刊》上的一篇“亮點文章”，公布了該團隊的最新研究發現：打虎亭漢墓內的溫濕度穩定的黑暗環境，吸引彈尾跳蟲攜帶放線菌進入到地下墓室，而放線菌在墓室內又大量繁殖，讓墓室墻壁“菌跡斑斑”。

　　“這是國內外首次在文保微生物領域應用的生態學理論研究。”3月30日，馮有智接受科技日報記者采訪時說。

　　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，“當時墓室壁畫和墻壁上已經長滿了白色菌斑。”他回憶，團隊先后采集壁畫上的白斑、墓室周邊的土壤樣品，并測量細菌和真核微生物群落差異和共性，隨后發現墓室內的微生物主要由放線菌和彈尾跳蟲主導，并來自周邊土壤。

　　“通過監測了半年內的墓室內水分和溫度變化，發現溫濕度穩定的黑暗環境，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，進入墓室后，它們會在磚石下棲身，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。”馮有智說，放線菌會釋放信號分子土臭素，吸引彈尾跳蟲來捕食，以增加自身的擴散能力；作為回報，放線菌產生的抗生素還可以提高彈尾跳蟲對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，放線菌有較強的大分子底物代謝能力，這讓它們相較于其他細菌，更容易在墓室墻壁或者壁畫上定殖、生長。同時，它們能產生多種抗菌類物質，從而抑制其他細菌生長。而放線菌一旦在地下墓室繁殖，會持續釋放土臭素，吸引更多的彈尾跳蟲攜帶更多的放線菌進入，最終導致了打虎亭漢墓微生物的爆發。

　　“在人類已發現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。”馮有智說，此次的研究表明，微生物物種互利和競爭等生態過程的協同是墓葬、洞窟等地下文化遺址的微生物組來源、遷入、定殖和爆發的重要途徑之一。

　　他認為，結合前人在微生物學和環境微生物學上的認知，將有利于科學家們了解、制定和實施有效的文保措施。