Array Коллектив авторов - Исследования в консервации культурного наследия. Выпуск 3

Молекулярно-генетические методы внесли вклад в исследования биоразнообразия микроорганизмов, повреждающих памятники архитектуры, скульптуру на открытом воздухе, настенные росписи. Благодаря их использованию были обнаружены архебактерии, которые ранее не были известны для этих мест обитания.

Многие произведения искусства и памятники культуры имеют следы микробных повреждений, которые произошли давно. Признаки развития микроорганизмов в виде пятен, налетов, деструктивных изменений материала памятника сохраняются, а микроорганизмы, вызвавшие повреждение, вследствие неблагоприятных для них условий сначала переходят в состояние покоя, а по прошествии многих лет утрачивают жизнеспособность. С помощью молекулярно-генетических методов группе итальянских и австрийских исследователей удалось определить виды микроскопических грибов, вызвавших повреждение книги XVI в., хранившейся в одной из миланских библиотек [1]. Книга с признаками повреждения бумаги микроорганизмами в виде пигментации и деструкции целлюлозных волокон была исследована традиционными методами микробиологического анализа (микроскопическое исследование, посевы на питательные среды) и молекулярно-генетическими методами.

Повреждение бумаги исследовали с помощью световой микроскопии и особого вида сканирующей электронной микроскопии, не требующей напыления металла на образец. В результате микроскопических исследований в образцах, отобранных с поврежденных участков книги, были обнаружены конидии и аскоспоры, Хюлле клетки, клейстотеции, характерные для сумчатой стадии грибов рода Aspergillus , конидиеносцы рода Penicillium . Результаты посевов на питательные среды (сусло-агар, среда Чапека с дрожжевым экстрактом, среда для выделения ксерофильных грибов) были отрицательными.

Молекулярно-генетическими методами в пробах деструктированной бумаги (для экстракции ДНК использовали набор реактивов, применяемый для экстракции ДНК из почвы) было выявлено несколько видов микроскопических грибов, часть их, опираясь на результаты микроскопических исследований, была отнесена к случайным контаминантам. Определение молекулярно-генетическими методами в исследуемом материале A. versicolor, A. nidulans согласовывалось с результатами микроскопических исследований, их морфологические характеристики были сходны с обнаруженными структурами грибов в образцах бумаги и признаками повреждения бумаги этими видами. Развитие A. versicolor, A. nidulans и вида рода Penicillium в образцах бумаги было обнаружено как с помощью молекулярно-генетических методов исследования, так и с помощью микроскопических. Применение молекулярно-генетических методов позволило получить достоверную информацию о грибах, утративших жизнеспособность. С помощью рентгеноспектрального анализа образцов бумаги были получены результаты, поддерживающие предположение, что памятник подвергся биологической атаке в далеком прошлом, на поверхности волокон были обнаружены соединения свинца и ртути, их использование для защиты и дезинфекции бумаги было распространено в Италии в XVIII в. [1].

Молекулярно-генетическими методами были определены микроскопические грибы в пробах, отобранных с пигментированных участков рисунков на бумаге из коллекции Тиффани [2].

Они используются не только для обнаружения и определения микромицетов, но и для дереворазрушающих грибов. При отсутствии плодовых тел их надежная идентификация затруднена. В Германии для быстрой и надежной диагностики 27 видов дереворазрушающих грибов в деревянных конструкциях был разработан ДНК-чип [3]. Определение проводится с помощью специфичных олигонуклеотидных зондов, которые закреплены на поверхности стеклянной пластины и помечены флуоресцентным веществом. За один час можно определить до 27 наиболее часто встречающихся в постройках видов дереворазрушающих грибов.

На пути широкого внедрения молекулярно-генетических методов исследования микроорганизмов-биодеструкторов имеются препятствия в виде дороговизны необходимого набора реактивов, неполноты банков нуклеотидных последовательностей, особенно для грибов, содержащихся в них неверных данных. Но по мере расширения их применения в области консервации культурного наследия существующие препятствия будут постепенно устраняться.

В последнее время в биологической лаборатории ГосНИИР для определения численности микроорганизмов, присутствующих на памятниках искусства и культуры, стал использоваться биолюминесцентный анализ. Он позволяет сократить время, необходимое для проведения микробиологического исследования, универсален для всех групп микроорганизмов, благодаря высокой чувствительности пригоден для микробиологического мониторинга и оценке эффективности мер, направленных на защиту памятников от разрушения. Особенно полезен он оказался для постконсервационного мониторинга участков стенописи с низким уровнем микробной контаминации, погрешность традиционного чашечного метода в этом случае затрудняет получение достоверных результатов. Применение его в Рождественском соборе Ферапонтова монастыря позволило не только получить более точные данные по численности микроорганизмов на стенописи, но и расширить количество тестируемых участков (Табл. 1, ил. 1–3).

Таблица 1. Количество колониеобразующих единиц (КОЕ) микроорганизмов на стенописи Рождественского собора Ферапонтова монастыря (июль, август 2009 г.)

Инновационным подходом является использование культур микроорганизмов, с которыми обычно привыкли бороться, для консервации памятников, этот подход в англоязычных источниках известен как «биолечение». В Италии была проведена работа по исследованию возможности удаления животного клея, который использовался в ходе предыдущих реставрационных работ на уникальных фресках XIV в. кладбища Кампо Санто в Пизе, с использованием живой культуры Pseudomonas stutzeri или протеаз микробного происхождения [4]. В отличие от традиционных способов удаления поверхностных загрязнений, которые в данном случае были не эффективны, с помощью инновационного биологического подхода удалось получить хорошие результаты.

Следует отметить, что для удаления остатков казеина с крестов фелони Святителя Николая (композиция Успение Николы) в Рождественском соборе Ферапонтова монастыря, который был использован в ходе предшествующих реставрационных работ, был также применен, и практически в то же самое время, что и в Пизе, ферментный препарат. Результаты этой консервационной обработки стенописи были представлены на конференции ГосНИИР [11].