Чашка Петри. Каждый, кто когда-либо имел дело с медицинскими или биологическими исследованиями знает, что это такое. Круглая и плоская стеклянная тарелочка с крышкой, диаметром 5 или 10 см, предназначенная для выращивания лабораторных микроорганизмов была изобретена в 1877 году немецким бактериологом Юлиусом Рихардом Петри, ассистентом Роберта Коха. Теперь в ней буквально выращивают произведения искусства. Научная Россия рассказывает о совместном творчестве ученых и бактерий.
На протяжении более 100 лет это самая привычная лабораторная посуда. В нее заливают разогретую жидкую питательную среду — агар-агар — и он застывает в плоскую полупрозрачную сероватую пластинку. На эту питательную среду ученые «сеют» микроорганизмы. Микробам нравится жить в чашках Петри, у них есть там все, что нужно для жизни — корм и тепло термостата. Колонии бактерий растут, принимая самую разную форму и цвет. «Посеять» микробы можно просто открыв чашку Петри с агаром, например, в помещении студенческой столовой. И все, что попадет в нее с воздухом, через считанные дни расцветет пышным цветом. Этот опыт частенько практикуют студенты-младшекурсники.
Однако новые времена сделали чашку Петри настоящим арт-объектом. Кому и когда первому пришло в голову сделать причудливость форм бактериальных колоний предметом искусства — история умалчивает. Возможно, первым был знаменитый Александр Флеминг, британский микробиолог, открывший антибактериальный фермент лизоцим, вырабатываемый человеческим организмом и впервые выделивший пенициллин из плесневых грибов Penicillium notatum — исторически первый антибиотик.
Флеминг славился среди коллег творческим беспорядком в лаборатории и удачливостью. Однажды, когда доктор был простужен, он посеял слизь из собственного носа на чашку Петри, в которой уже находились бактерии, и через несколько дней обнаружил, что в местах, куда была нанесена слизь, бактерии были уничтожены. Так был открыт лизоцим, и первая статья о нем вышла в 1922 году. А в 1928 году он обнаружил, что в одной из чашек Петри с бактериями Staphylococcus aureus выросла колония плесневых грибов. Колонии бактерий вокруг плесневых грибов стали прозрачными из-за разрушения клеток. Так был открыт пенициллин, спасший миллионы жизней. Как истинный британский ученый, Флеминг был не чужд оригинальности, и на одной из своих чашек Петри оставил вот такой шедевр.
В наши дни уже есть несколько признанных мастеров агар-арта — нового вида творческого самовыражения ученых, притом не только биологов. В 2015 году американское сообщество микробиологов организовало первый международный конкурс «The Agar art» (Агаровое искусство). Победу одержала работа «Нейроны» британского микробиолога Марии Пенил (Maria Penil) из Биолабораторий Новой Англии (New England Biolabs). После выращивания бактерий в течении двух дней при температуре 30°С, автор, обычно, оставляет их еще на несколько дней в покое. После этого результат фиксируется эпоксидной смолой.
На втором месте — бактериальная карта Нью Йорка, созданная в New York City's Community Biolab. Здесь уже не классические круглые чашки Петри, а квадратные стеклянные пластины с культурами бактерий, взятыми у 50 с лишним жителей Нью-Йорка.
Завершает тройку победителей картина «Сезон урожая» аргентинского микробиолога Марии Евгении Инда (Maria Eugenia Inda), из Cold Spring Harbor Labs. В работе использованы дрожжевые бактерии, которые являются основой таких продуктов как хлеб, вино, пиво и так далее. На картине представлен скромный фермерский домик с окружающим его дрожжевым полем. «Это дрожжевое поле созрело к сбору урожая!» — комментирует автор работы.
Истинным мастером агар-арта, нашедшим собственный способ выращивания уникальных шедевров является израильский ученый Эшель Бен-Якоб, профессор физики из Университета Тель-Авива в Израиле.
Он нашел способ направленного выращивания отростков колоний микроорганизмов, регулируя области нахождения питательных веществ. В его работах колонии сами «тянутся» своеобразными «усиками» или «щупальцами» к источнику питательных веществ. Получившиеся удивительные формы ученый-художник окрашивает в разные цвета.
Эшель Бен-Якоб —один из авторов работы о биокоммуникации у микроорганизмов. Ученый считает, что у бактерий есть особый вид коллективного поведения и примитивная форма социального сознания. В эксперименте показано, что при попадании колонии в экстремальные условия недостатка питательных веществ, воздействия антибиотиков или выхода из температурного оптимума, микрорганизмы сами сокращают собственную популяцию, выделяя специальное вещество, которое убивает часть колонии. Общаются бактерии, по словам Бен-Якоба, при помощи «химического языка», который позволяет им превращать колонии в большой «мозг». Он-то и помогает бактериям так эффективно реагировать на изменения окружающей среды.
Хантер Коул из чикагского Университета Лойолы (США) создает композиции из нескольких чашек Петри, куда посеяны бактерии, обладающие свойством биолюминесценции. Она фотографирует их на разных стадиях жизненного цикла колоний, при этом получаются удивительные светящиеся композиции.
Ученые идут еще дальше в создании удивительного нового искусства, являющегося частью исследовательского процесса. Они используют методы генной инженерии, чтобы добиться появления новых бактериальных пигментов и флуоресцентных белков, направленного изменения структуры бактериальных колоний. В какой-то момент начинаешь понимать, что наука и искусство — две абсолютно неразделимые части одного удивительного творческого процесса, дополняющих друг друга и создающих неповторимый результат.
