孩子看到细菌画问「细菌是怎么画画的」，该如何解释？

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孩子看到细菌画问「细菌是怎么画画的」，该如何解释？

孩子看到细菌画问「细菌是怎么画画的」如何解释？有哪些好看的微生物画令人大开眼界？

作者 / 笑霜

啥是「细菌画」？

「细菌画」，更恰当的叫法或许应该是「琼脂画」。

琼脂，指的是我们培养微生物的时候最经常用到的培养基。

琼脂艺术（Agar Art），是将各种形状、大小的琼脂培养基当成「画布」，用色彩丰富的微生物（细菌、霉菌、放线菌等等）来当「画笔」和「颜料」，通过在琼脂画布上有计划的涂布、接种，在适当的条件下培养，让微生物在培养基上生长出特定的色彩和形态，形成独特的「艺术作品」。

为啥培养基当画布，就能用「细菌」来画画呢？

琼脂培养基，可以理解成土地，提供营养和固着。不同的菌种，就好像我们撒下不同的种子——种子种在哪里，哪里才会长出对应的植物，种子自己一般不会乱跑。如果我们按照预先设计好的位置栽种、养护，就可以用草、树木等种出植物迷宫。

夏威夷菠萝园迷宫，网图侵删

琼脂画就是类似的道理。

用来做琼脂画的，通常是细菌、霉菌、放线菌等。

首先，有个基础前提，就是这些微生物都很小，并且可以在固体培养基上迅速生长、繁殖。这就决定了这些小小的微生物们能够从肉眼完全看不到的、很少的数量，快速发展成肉眼可见的菌落，乃至菌落连成一片的菌苔。

而且，这些微生物在长成菌落时，会呈现不同的颜色及质感。比如表面的粗细、边缘的形状、色调、透明度，乃至是光滑还是褶皱，湿润抑或干燥，边缘平整还是毛糙等等，就好像我们的画笔，有着不同的颜色、笔触和质感。

同时，如果在培养基配置及接种时，在营养配置、杀菌物质等方面做一些预先的设计，就能够让细菌们按照我们设想的位置去生长（比如不想让它长得位置，可以提前涂布抑菌物质等）。

如果再增加一些生物染色、荧光标记等技术，就可以在不同的光学条件下得到更加丰富的效果。

这些，就决定了琼脂培养基 + 合适的微生物有成为一幅「画」的可能。

霉菌在培养基表面的状态，这是我十几年前的微生物学实验课课件！！

不过琼脂画也不是那么容易成功。

首先你得有多种比较纯的菌株，如果不是专业人士，想自己玩 Agar Art，恐怕你得先学会分离菌株和保种。

在真正往琼脂培养基上「画画」的过程，也有很多因素会影响最终的呈现，比如原始菌液的浓度、操作的精细程度、不同菌种对生长环境（温度、湿度等）不同的要求，培养时间的长短等，以及是否污染了杂菌，都有可能导致「画」的失败。那些色彩丰富、质感变化多的琼脂画，有些是一次接种培养，也可能是多次接种、测试。

琼脂画的前世今生：琼脂艺术比赛（Agar Art）

我们现在看到的大多数琼脂画，多是源于 2015 年开始的琼脂艺术比赛（Agar Art），迄今已经举办了 7 届。

下面这幅图，就是 Agar Art 2021 年的一等奖作品，用培养皿 + 微生物创造的「Microlilies」 ，简直微缩版莫奈的睡莲啊。作者是来自德国 University of Applied Sciences Weihenstephan-Triesdorf in Freising 的 Sonja Borndörfer, Norbert W. Hopf 和 Michael Lanzinger。

Microlilies

而这个比赛的主办方，是ASM（AMERICAN SOIETY FOR MICROBIOLOGY）美国微生物学会。

没想到吧？这还是官方下场的、「正经」的活动。

这个比赛是怎么开始的呢？

2014 年，法国南特大学的 Rositsa Tashkova 在琼脂板上创作了上面这棵「圣诞树」，被 ASM 的社交媒体分享了。没想到，居然引起了很多人的关注，ASM 的工作人员就决定赞助一场琼脂艺术比赛。

科学机构对于向公众科普、介绍自己的工作其实都挺头大的。说深了吧，普通公众听不明白；说浅了吧，又让人感觉不到其重要性，还容易产生「就这？」的误会。

但 Agar Art 这样公众也可以参与的、有趣又有创造性的活动，科普效果就事半功倍了。猎奇，首先就吸引了大批的眼光——你看，貌似微生物圈自嗨的事儿，远在中国的孩子们都知道了。其次，公众在尝试参与这个活动时，对于环境中的细菌无处不在、细菌的培养、怎么避免杂菌污染、事后如何进行无害化处理...那都是亲自走了遍流程。自己亲自做一遍，和听别人讲一遍，是完全不一样的知识获得。

在 2015 年比赛的第一年，ASM 就收到了 84 份投稿，并得到了来自世界各地的 200 多家媒体报道，还涌现出了如 Melanie Sullivan 重现的梵高《星夜》这样的「细菌艺术流派」代表作品。

工作人员们不仅对参赛者的创造力和艺术技能感到惊讶，还发现公众对用细菌作画抱有浓厚的兴趣。

这次「比赛」的成功举办让 ASM 尝到了甜头。

于是，ASM 在之后的每年都举办一场琼脂艺术比赛，征集来自全世界各地的细菌艺术作品。还设置了不同组别：有专业从事细菌与微生物研究的高校和科研院所参加的专业组，也有面向公众的非专业组，甚至有 KIDs 组别。不但有评委会评出一二三等奖，还会有「大众选择奖」。ASM 官网也专门为 Agar Art 开通了专属页面。

看来 ASM 办比赛也是专业的～

ASM 官网，专门给 Agar Art 开了专属页面

2022 年的 Agar Art 也已经发布公告，在 9 月份正式开始接收作品。

但最早的琼脂画，远早于 Agar Art 开始的年份

最早在培养基上「画画」的，并不是 2014 年那幅知名的《圣诞树》，而是青霉素的发现者：亚历山大·弗莱明（Alexander Fleming）本人。

没想到吧？

弗莱明发现的青霉素迄今也是重要的抗生素之一，曾经拯救了无数人的生命。但他除了醉心于科学研究外，还是切尔西艺术俱乐部（Chelsea Arts Club）的成员，是真正意义上的斜杠青年。

这个艺术俱乐部 1891 年成立于伦敦，其中三分之二的成员是执业艺术家，包括画家、雕塑家、设计师、摄影师等等，剩下的三分之一成员也必须从事艺术相关的工作，例如作家、舞蹈家或音乐家等，俱乐部中的成员都坚信在生活中创造性是十分重要的。

据说，弗莱明发现青霉素的抗生素特性，和他在琼脂培养基上随意作画也有联系。

作为一个科研工作者，弗莱明的实验「习惯」并不好：做实验一向马虎，经常忘记给细菌培养皿盖上盖子，他的实验室也非常凌乱。有一次，他接种的细菌培养皿就随便放在桌上，他就出去度！假！了！

等他 1 个月后度假回来，其实也没注意这个培养皿有啥不对的，随手就准备扔去洗。恰好他以前的助手来拜访，弗莱明为了介绍自己的工作，给前助手看了几个培养皿，顺手从准备消毒的那一堆里拿出来这个被他忘在实验室的培养皿来看，才发现培养基上有青霉菌，细菌菌落成了绕着青霉菌的「行星」，最靠近青霉菌的部分，葡萄球菌都没有生长。这幅「琼脂画」成了发现青霉素的关键。

在弗莱明之前，其他科学家也曾在培养皿上看见过生长的青霉菌，并发现了它的抑菌效果。但只有弗莱明做了更深入的研究，确定了这个特殊的现象是由于青霉分泌的某种物质所致，并命名为青霉素。也因此，他获得了 1945 年的诺贝尔生理学或医学奖。

最后，一起看看这几年 Agar Art 中涌现的、令人大开眼界的琼脂画吧 2021 年 Agar Art 部分获奖作品

「Microlilies」 by Sonja Borndörfer, Norbert W. Hopf and Michael Lanzinger from University of Applied Sciences Weihenstephan-Triesdorf in Freising, Germany

「Guayacan Feathers」 by Marlene Luengas Bautista and Yanet Tovar from Instituto Nacional de Pediatria in Mexico City, Mexico

「Fiesta Flamenca」 by Mireya Duran from Texas Health Presbyterian Hospital in Dallas, Texas.

「Tree, lungs of the planet」 by Litzy Amairany Arroyo Aranda, Juan Carlos Elizalde and David Rangel Castro from Benemérita Universidad Autónoma De Puebla in Puebla, Mexico

「The Lowly Snail - A Mighty Tale of Resilience」 by Joanne Touchberry from the North Carolina State Laboratory of Public Health in Raleigh, North Carolina（非专业组一等奖）

2020 年 Agar Art 部分获奖作品

「The Gardener」 by Joanne Dungo from Northridge Hospital Medical Center in Northridge, Calif

「Microbial Peacock」 by Balaram Khamari from the Sri Sathya Sai Institute of Higher Learning in Puttaparthi, India

「Micro-Nature in a spotted eagle ray」 by Isabel Araque and Jenny Onate from Quito, Ecuador.

「Strands of Antisense」 by Riley Cutler from Mississippi State University in Starkville, Miss.

「Lactophenol-cotton blue clay stain」 by Adriana Celis Ramirez and Valeri Sáenz Moncaleano from Universidad de Los Andes in Bogota, Colombia.

2019 年 Agar Art 部分获奖作品

「Seemingly Simple Elegance,」 Arwa Hadid, Undergraduate MLS Student, Oakland University, Rochester Hills, MI, United States.

The Notorious R.B.G. on V.R.B.G., Michael E. Taveirne, Ph.D., Teaching Assistant Professor, North Carolina State University, Raleigh, NC, United States

「Ablution,」 Michael V. Magaogao, Senior Lab Technician, RAK Medical & Health Sciences University, Ras Al Khaimah, United Arab Emirates.

「Fu(n)ji-san,」 Isabel Franco Castillo, Ph.D. Student, Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA-CSIC/UNIZAR & CIBER-BBN), Zaragoza, Spain（这一个作品是立体画！！！）

「Hungarian Folk Art,」 Zita Pöstényi, Microbiologist, SYNLAB Hungary Ltd., Budapest, Hungary.

「Mondays like these...,」 Andrea Héjja, Budapest, Hungary（这幅画叫星期一...因为这就是大家周一上班的心情哈哈哈哈哈哈）

2018 年 Agar Art 部分获奖作品

「The battle of winter and spring,」 Ana Tsitsishvili, Undergraduate Student, Agricultural University of Georgia, Tbilisi, Georgia

「My yellow vision!,」 Bornali Bhattacharjee, Ph.D., Ramanujan Fellow, National Institute of Biomedical Genomics, Kalyani, India.

「Sustenance,」 Mehmet Berkmen, Ph.D., Senior Scientist, New England Biolabs, Ipswich, MA, United States, Maria Peñil Cobo, Mixed Media Artist, Beverly, MA, United States.

「A Salmonellosis Odyssey,」 María Laura Echarren, Ph.D. Student, Universidad Nacional de Rosario, Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario, Rosario, Argentina

2017 年 Agar Art 部分获奖作品

「Sunset at the End,」Jasmine Temple, Laboratory Technician, Jef Boeke, Michael Shen, Leslie Mitchell, New York University Lagone Medical Center, Institute for Systems Genetics, New York, NY, United States

「Finding Pneumo: starring Klebsiella pneumoniae,」 Andrew Simor, Linh Ngo, Sunnybrook Health Sciences Centre, Toronto, Canada

「Dancing Microbes,」 Ana Tsitsishvili, Undergraduate Student, Agricultural University of Georgia, Tbilisi, Georgia.

「Potrait of Hon. Dr. G. M. Warke, CEO & Founder of HiMedia Labs. Pvt. Ltd., INDIA.,」 Girish Mahajan, Vice President, Yogita Pankaj Phalke, HiMedia Laboratories Pvt. Ltd., Mumbai, India

2016 年 Agar Art 部分获奖作品

「The first race,」 Md Zohorul Islam, Graduate Student, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark.

「Twelve Years of Yuck,」 Laura Bryan, Sara Lawhon, Sara V. Little, Texas A&M University, College Station, TX, United States.

「Bacterial Shadow of Wolf,」Barış Halaç, Graduate Student, Sevgin Can, M. Cemal Adiguzel, Nilufer Erzaim, Istanbul University Veterinary Faculty Department of Microbiology, Istabul, Turkey.

2015 年 Agar Art 部分获奖作品

「Neurons,」Mehmet Berkmen, Ph.D., Senior Scientist, New England Biolabs, Ipswich, MA, United States, Maria Peñil Cobo, Mixed Media Artist, Beverly, MA, United States

「NYC Biome Map,」 Nurit Bar-Shai, Christine Marizzi, Ph.D., Ali Schachtschneider, Marta Molena Gomez, The New Museum IDEAS CITY 2015, Genspace NYC, The DNA Learning Center (DNALC), Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), New York, NY, United States.

「Harvest Season,」 Maria Eugenia Inda, Ph.D., Postdoctoral Researcher, Cold Spring Harbor Laboratory, New York, NY, United States.

「Cell to Cell,」 Mehmet Berkmen, Ph.D., Senior Scientist, New England Biolabs, Ipswich, MA, United States, Maria Peñil Cobo, Mixed Media Artist, Beverly, MA, United States

国内一些高校学子创作的「细菌画」

下面这几幅「画」，是我从网络上搜早华中农业大学的学生创作的「梅兰竹菊」系列^[3]。果然是刻在中国人骨子里的浪漫了：

PS1:

微生物学及相关实验是我很多年前学的课程，一些细节描述可能有疏漏，欢迎专业人士帮助指正～

PS2:

琼脂画虽然看起来很好玩，但非专业人士不要自己在家轻易尝试！一定要试的话，可以试试培养自己手上的细菌....

而且一定要注意生物安全！培养完毕的培养皿 + 培养基务必经过无害化处理（高压锅煮 30 分钟以上），再用消毒剂清洗。绝对绝对不可随便丢弃在环境中！