Источники: Popular Science и The New York Times.
Мы привыкли считать бактерии источником грязи и болезней, но оказывается, они могут быть и нашими союзниками в борьбе за чистоту, особенно когда речь идёт о сохранении культурного наследия человечества.
Бактерии — удивительные и недооценённые организмы. Их роль простирается далеко за пределы стереотипов: они незаменимы в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и даже медицине. В этой статье мы сосредоточимся на их необычном применении — реставрации произведений искусства.
От угрозы к спасению
Долгое время микробы рассматривались исключительно как враги картин, фресок и скульптур, вызывающие их биоповреждения. Однако группа европейских учёных совершила переворот в этой области, заставив микроорганизмы работать на благо искусства. Сегодня с помощью специально подобранных бактерий очищают многовековые фрески, масляную живопись и каменные стены соборов, возвращая им утраченную красоту.
Яркий пример — недавняя работа итальянских специалистов из Национального агентства по новым технологиям (ENEA). Во время пандемийного карантина им удалось очистить от следов разрушения знаменитые гробницы семьи Медичи во Флоренции, украшенные резьбой Микеланджело.
Рождение идеи: невозможная задача в Пизе
Концепция «биоочистки» — использования микроорганизмов для избирательного удаления загрязнений — родилась в 1990-х годах благодаря микробиологу Джанкарло Раналли. Всё началось с, казалось бы, неразрешимой проблемы в Пизе. Реставраторы десятилетиями безуспешно пытались восстановить средневековые фрески на Кампосанто Монументале, повреждённые во время Второй мировой войны. Традиционные химические методы не работали.
Именно тогда руководитель проекта в отчаянии спросил Раналли: «А вы со своими бактериями не можете ничего сделать?» Ответ был: «Почему бы и нет!» Так начался первый масштабный эксперимент.
Проблема заключалась в органическом животном клее, которым когда-то спасали фрески. Со временем он потемнел и разрушался, унося с собой и само изображение. Учёные предположили, что если найти бактерию, которая питается именно этим клеем, но игнорирует неорганические пигменты, то очистка станет возможной.
Идеальным кандидатом оказалась аэробная бактерия Pseudomonas stutzeri, штамм A29. Микробы успешно «съели» старый клей с фрески XIV века «Обращение святого Эфизио и битва», решив задачу, над которой реставраторы бились десятилетиями. Успех этого проекта, опубликованный в 2004 году, открыл новую эру в реставрации.
Почему бактерии лучше химии?
Произведения искусства стареют и загрязняются по разным причинам: копоть, соли, почва, а также последствия старых, неудачных реставраций. Например, Сикстинскую капеллу в прошлом чистили вином и хлебными губками, что сегодня вызывает лишь недоумение.
Традиционная химическая очистка часто сталкивается с непреодолимыми трудностями:
- Сложно подобрать растворитель, который удалит несколько типов загрязнений сразу.
- Агрессивная химия может повредить хрупкий оригинальный слой краски или основы.
- Требуется ювелирная точность в дозировке и времени воздействия.
Бактерии предлагают элегантное биологическое решение. Они действуют как микроскопические высокоточные машины, потребляя только целевой загрязнитель (клей, соли, граффити) и не трогая оригинальный материал. Это сводит риск повреждения к минимуму.
Как выбирают «микробов-реставраторов»?
Процесс начинается с тщательного анализа. Современными методами химии реставраторы определяют точный состав вещества, которое нужно удалить.
Затем есть два основных пути поиска подходящей бактерии:
- Использование библиотек штаммов. Учёные обращаются к каталогам тысяч уже изученных микроорганизмов. Тот самый штамм A29, открытый Раналли, с тех пор не раз применялся для удаления животного клея по всему миру.
- Метод естественного отбора. Миллиарды бактерий помещают в среду, где единственный источник пищи — то самое загрязняющее вещество с картины. Через несколько недель выживают и размножаются только те, кто может его усвоить. Полученный штамм затем тщательно тестируют на безопасность и эффективность.
Ключевой этап — проверка, что бактерия не вступит в нежелательную реакцию с материалами произведения искусства и не представляет опасности для здоровья.
Технология очистки: гель и время
Когда идеальный микроб найден, его наносят на произведение искусства. Обычно бактерии заключают в специальный гель, который накладывают на загрязнённый участок. Сначала обрабатывают небольшой тестовый фрагмент.
Время воздействия может варьироваться от нескольких часов до нескольких недель. После завершения процесса гель аккуратно удаляют, поверхность очищают, а затем проверяют, не осталось ли на ней живых бактерий.
Ошеломляющие результаты
Эффект от биоочистки может быть поразительным. Команда микробиолога Пилар Бош-Роиг работала над фресками XIV века в церкви Сантос-Хуанес в Валенсии. Росписи были скрыты под чёрной коркой старого клея. После обработки бактериями Pseudomonas stutzeri изображения предстали во всей красе. Посетители, привыкшие видеть чёрные стены, были потрясены.
Ещё один триумф — очистка мраморных скульптур Микеланджело в капелле Медичи во Флоренции от пятен, оставленных разлагающимися органическими останками. Традиционные методы здесь оказались бессильны, и команда воспользовалась тишиной пандемийного карантина, чтобы провести уникальную биологическую реставрацию.
Будущее и вызовы биоочистки
Несмотря на успехи, за два десятилетия метод не получил повсеместного распространения. Для его внедрения необходимо редкое сочетание: заинтересованность реставраторов, наличие конкретной проблемы и специальное финансирование для биологических исследований.
Ключ к будущему прогрессу, как подчёркивают и Раналли, и Бош-Роиг, и их коллега реставратор Кьяра Спрокати, — в тесном сотрудничестве между учёными-микробиологами и искусствоведами-реставраторами. Без взаимного доверия и объединения знаний невозможно достичь гармоничного результата.
Перспективы технологии выходят далеко за рамки музеев. Специально подобранные бактерии в будущем могут использоваться для бережной очистки фасадов исторических зданий и даже обычных многоквартирных домов. Это может оказаться экономически выгоднее традиционных методов: бактерии размножаются сами в питательной среде, а для их нанесения можно адаптировать существующую технику, например, краскопульты или дроны.
Обратите внимание: Могут ли пилоты летать на разных самолетах одновременно.
Больше интересных статей здесь: Наука и техника.
Источник статьи: Бактерии, питающиеся грязью, могут спасти бесценные произведения искусства.