筛选粘毛菊 (Dittrichia viscosa (L.) Greuter) 代谢物，作为文化遗产应用的潜在天然杀生物剂

植物助力守护我们的过去

历史石建筑、雕塑和壁画长期面临表面微小生物的持续侵蚀。这些绿膜和黏滑层随着时间会导致变色、结构弱化并掩盖珍贵的文化遗产。本研究探讨一种常见的地中海杂草——粘毛菊（Dittrichia viscosa）是否会产生天然物质，未来可能帮助修复师在减少强烈合成化学品使用的同时，让纪念碑和艺术品保持更清洁。

为何微生物会威胁纪念物

户外石材、建筑装饰和壁画是微观生命的理想栖息地。细菌、真菌、藻类和蓝藻会在其表面定殖并形成致密且黏性的薄层。这些生长层会慢慢啃蚀表面、造成细小裂缝、改变颜色并留下破坏作品外观的黑斑或绿色污渍。传统的抑制方法包括使用强效化学杀生物剂和强辐照处理，但这些方法对人体、环境甚至有时对艺术品本身都可能有危害。这促使人们寻找更温和、以植物为基础但对不想要的生长仍然有效的替代方案。

一种蕴藏能量的杂草

粘毛菊是一种在地中海沿岸路边和被忽视花坛中茁壮生长的耐受性强的植物。它并非无用——已知能产生一系列天然化合物，可驱避昆虫、真菌和其他植物。研究人员采集了其地上部分并用水、酒精及一系列纯化步骤谨慎提取出油性化合物。从该复杂混合物中分离出四种特定分子，均属于称为倍半萜类的天然产物家族。这四种物质被命名为汤姆藤宁（tomentosin）、11α,13-二氢汤姆藤宁（11α,13-dihydrotomentosin）、inuviscolide 和 α-科斯蒂酸（α-costic acid），并借助能读取分子指纹的先进仪器确证了它们的结构。

将植物化学物质用于藻类测试

为了解这些分子是否能抑制不受欢迎的生长，研究团队使用了标准测试微藻 Raphidocelis subcapitata。虽然该物种通常不在石材上定殖，但它被广泛用作敏感且研究良好的模型生物。科学家在富营养的培养液中培养藻类，并分别用粗提取物或各纯化化合物在不同浓度下处理。三天内，他们测量了细胞数量及其绿黄色素含量，这反映了细胞的生长状况和光合作用性能。

哪些分子真正发挥作用？

粘毛菊的粗提物明显给藻类带来压力，使细胞数量和色素含量较未处理培养物降低。然而，其效应并未随剂量平滑增加，这暗示混合物中有多个物质可能以复杂方式相互作用。将四种分子单独测试时，图景更清晰。两种物质——α-科斯蒂酸和11α,13-二氢汤姆藤宁在测试浓度下几乎未影响藻类生长。相反，汤姆藤宁以清晰的剂量依赖性强烈抑制了生长：超过某一浓度后，藻类几乎完全被压制。Inuviscolide 也能减缓生长并降低色素，但其作用更温和，在测试范围内未达到完全抑制。

这对遗产保护可能意味着什么

通过将汤姆藤宁以及程度较轻的 inuviscolide 确定为有效抑藻剂，这项工作表明粘毛菊是未来“绿色”表面处理的有希望天然来源。但这些测试是在简单的实验室培养体系中进行，而非在真实石材或壁画上，并且所用藻种只是对纪念物真实定殖者的替代物。作者强调仍有许多步骤需要完成：验证对真正损害遗产的微生物的效应、确保这些化合物不会损害珍贵材料、设计安全配方并与现有产品进行公平比较。尽管如此，该研究奠定了重要基础，提示一种寻常的路边植物或许能帮助修复师开发更安全、更可持续的工具，以代代相传地保护不可替代的艺术作品。

引用: Morelli, M., De Rosa, A., Silvestre, G.M. et al. Screening of Dittrichia viscosa (L.) Greuter metabolites as potential natural biocides for cultural heritage applications. npj Herit. Sci. 14, 188 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02436-4

关键词: 文化遗产保护, 生物膜, 天然杀生物剂, 粘毛菊, 藻类生长抑制