Как микроорганизмы спасают искусство

Становление микробиологии

Фактически, вся микробиология как наука началась с грибка, повредившего культурный объект. В своей книге «Микрография» 1665 года британский энциклопедист Роберт Гук нарисовал эскиз того, что выглядело как цветы на тонких стеблях. Это было первое известное изображение микроба, показывающее репродуктивные структуры грибка, маленького пятна плесени, найденного на кожаной обложке книги.

Недооцененная роль микробиологии в сохранении объектов искусства

До недавнего времени современная микробиология практически не оказала никакого влияния на попытки сохранения некоторых самых ценных культурных объектов человечества: станковых картин, как правило, представляющих собой масло, нанесенное на холст. Эти произведения искусства украшают стены великих музеев во всем мире.

Новое исследование, опубликованное 5 декабря 2018 года в PLOS ONE, направлено на изменение этого. Ученые предлагают использовать определенные микроорганизмы для предотвращения микробного повреждения полотен.

Анализ картины "Коронация Девы Марии"

Команда из Университета Феррары в Италии изучила 500-летнюю картину под названием "Коронация Девы Марии" художника раннего барокко Карло Бонони. Эта работа, выполненная на круглом холсте диаметром 2,7 метра, была прикреплена непосредственно к потолку базилики Санта-Мария в районе Вадо Феррары. Это был шедевр Бонони, о котором говорили: "Это не просто картина, это - смешение цветов с жидким сердцем". Но землетрясение 2012 года привело к разрыву картины посередине и потребовало ее снятия. При более детальном изучении холста было выявлено, что произведение искусства очень сильно повреждено насекомыми, мышами и птицами, которые обитали под куполом собора.

Рестоврация картины

Реставрация проходила по классической схеме. В процессе проведения работ клинический микробиолог Элизабетта Каселли и ее коллеги взяли образцы микроорганизмов, обитавших на картине, с помощью стерильных тампонов. Полученные образцы ученые поместили в стерильные пробирки и чашки Петри для культивирования. Было обнаружено, что бактериальные сообщества родов Staphylococcus и Bacillus преобладали на картине, встречались и такие микроорганизмы, как аспергиллы, пенициллы и другие нитчатые грибы.

В результате полученных знаний о микроорганизмах, населяющих картину, был предложен новый метод реставрации: микробиолог Фабио Бевилаква подобрал специальные химические биоциды - вещества, действие которых направлено на удаление микроорганизмов.

Сложности в работе с биоцидами

Работа с биоцидами является довольно сложной задачей, поскольку они могут быть токсичными для людей. Микробные сообщества также, как правило, очень разнообразны, и химическое вещество, которое убивает один вид микроба, может непреднамеренно открыть среду обитания для соседних видов, которые более устойчивы и потенциально более разрушительны. Например, в 2001 году реставраторы начали интенсивную обработку с использованием химических биоцидов для контроля роста белых грибов на выдающихся картинах в пещерах Ласко на юго-западе Франции, возраст которых оценивается в 20 000 лет. Неожиданным результатом стало то, что неизвестный ранее вид грибов, под названием Ochroconis lascauxensis внезапно расцвел, запачкав окрашенные поверхности черной плесенью.

Преимущества использования живых микроорганизмов вместо биоцидов

Для нового исследования Каселли и ее коллеги задавались вопросом о том, можно ли вместо того, чтобы непреднамеренно открывать новые места обитания, использовать полезные микробы для заселения пространства, тем самым вытесняя вредные микробы. Они поместили микробные образцы с картины в чашку Петри с питательной средой, а затем добавили естественное соединение, которое ранее использовалось главным образом для предотвращения роста бактерий и грибков в больницах. Его активными ингредиентами являются три вида бацилл, которые способны противодействовать росту бактерий и грибов путем конкурентного антагонизма и одновременного производства антимикробных соединений.

Преимущество использования живых бацилл вместо биоцидных соединений заключается в том, что они колонизируют обработанную поверхность, вытесняют и постепенно устраняют загрязняющие вещества, создают новый микробиом картины и предотвращают повторное заселение вредоносных микроорганизмов. Результаты теста дали обнадеживающие предварительные результаты. Однако, необходимо дальнейшее тестирование на различных художественных материалах и фрагментах живописи, чтобы убедиться, что новая техника не наносит никакого ущерба окрашенной поверхности.

Использование микроорганизмов в других областям искусства

Использование микробных методов реставрации более широко распространено в других областях искусства, которые менее сложны, чем станковые картины. Реставрационные компании в настоящее время используют определенные виды бактерий, например, для удаления животного клея с документов или загрязнений зданий и статуй. В Католическом университете Португалии микробиолог Патрисия Морейра в настоящее время экспериментирует с антимикробной нанопленкой, полученной из экзоскелетов креветок, с целью ее применения для защиты общественных скульптур в городе Порту в конце следующего года.

Почему возникают сложности при работе со станковой живописью

"Проблема с картинами на холсте заключается в том, что в одной маленькой области может быть использовано до десяти различных органических и неорганических материалов",- говорит Фатима Моралес Марин из Университета Мурсии в Испании, которая является соавтором исследования 2017 года по биоразложению в картинах на холсте. Картину могут заселять различные микроорганизмы в зависимости от того, из чего сделан холст: из льна, конопли или хлопка, покрыт ли он тонким слоем животных клеев или льняного масла. Кроме того, пигменты самой картины включают естественные материалы, например, красный лак, сделанный из насекомых или растений, или красную и желтую глину, что также оказывает влияние на виды микроорганизмов, заселяющих картину.

Фернандо Поятос, профессор живописи Университета Севильи, который не принимал участия в текущей работе, настоятельно призывает продолжить обширные исследования по различным художественным материалам. Он утверждает, что новое исследование должно было использовать генетические методы для более тщательной характеристики микробного сообщества. На это заявление микробиолог Элизабетта Каселли ответила, что она избегала генетического анализа в этом случае, потому что он не различает живые или мертвые микробные клетки, тогда как цель исследования заключалась в изоляции всех живы микроорганизмов, чтобы проверить их восприимчивость к воздействию бацилл.

Тем не менее, восстановленная «Коронация Девы Марии» Бонони теперь вернулась в базилику Санта-Мария. Микробиологи планируют продолжать исследования в области воздействия микроорганизмов на различные предметы искусства, что, по их мнению, сможет сохранить великие произведение в идеальном состоянии и значительно облегчить работу реставраторов.