Zabytki nadgryzane nie tylko zębem czasu

Czy zastanawiacie się czasem, w jaki sposób środowisko zewnętrzne oddziałuje na obiekty dziedzictwa kulturalnego i dlaczego pergaminy, papier, rzeźby i monumenty czy inne cenne zabytki niszczeją? Te niekorzystne zmiany zachodzące w starodawnych materiałach spowodowane są między innymi aktywnością mikroorganizmów – bakterii i grzybów, w procesie zwanym biodeterioracją.

„Proces biodeterioracji można rozumieć dwojako” – mówi prof. Tomasz Lech z Katedry Mikrobiologii UEK w Krakowie. Zasadniczo uznaje się, że proces ten obejmuje rozkład materii organicznej, powodowany enzymatyczną działalnością mikroorganizmów. Z drugiej zaś strony definicję tę można poszerzyć też o tzw. korozję mikrobiologiczną, czyli niszczenie materiałów nieorganicznych, spowodowane niekorzystnym wpływem metabolitów bakterii i grzybów. Przykładem tego drugiego procesu – wyjaśnia prof. Lech - jest chociażby pomnik Adama Mickiewicza na krakowskim rynku, który niszczeje przez rozkładające się na nim ptasie odchody czy też inną materię organiczną, a za ten proces odpowiedzialne są właśnie bakterie. W materiale tworzą się wtedy mikrootwotki, tzw. mikronisze – miejsca, w których bakterie mogą z powodzeniem funkcjonować pomimo niesprzyjających warunków środowiska. Mówi się wtedy, że taka korozja jest wzbudzona mikrobiologiczne, ale całość procesu nosi miano biodeterioracji.

Naukowcy z UEK w Krakowie badają między innymi materiały tekstylne i dokumenty papierowe, pergaminowe w różnym wieku i o różnym pochodzeniu. Pracowali też nad obrazem Dama z gronostajem. Najczęściej zajmują się jednak tekstyliami sakralnymi, ponieważ ich kolekcja jest bardzo bogata i różnorodna, a do tego materiały te wymagają odpowiedniego traktowania i ochrony, ze względu na trudne warunki przechowywania. Kościoły, zakrystie czy krypty to miejsca wilgotne, słabo wentylowane, a tym samym idealne dla rozwoju różnorodnych mikroorganizmów. Często są też zabrudzone substancjami organicznymi, np. winem mszalnym, stąd materiały te niejednokrotnie wymagają prania, a często i naprawy.

„Wydawałoby się, że wypranie takiego zabrudzonego ornatu to nic prostszego, w końcu mamy przeróżne sposoby i preparaty do prania. Tymczasem jest to bardzo długotrwały i żmudny proces” - mówi prof. Lech. Odzież sakralna składa się najczęściej z kilku rodzajów materiałów. Wierzchnia warstwa jest jedwabna, ale pod spodem możemy mieć lniany sztywnik i często bawełnianą podszewkę. Do tego wszystko pięknie pozszywane ozdobnymi nićmi. Dlatego najpierw taki ornat trzeba rozszyć, a potem czyścić i konserwować osobno, stosując inną procedurę tzw. pranie konserwatorskie, namaczanie, gąbkowanie, a potem suszenie. Często materiał trzeba naszywać na specjalne siatki, żeby nie stracił formy, a po wysuszeniu całość należy we właściwy sposób zszyć. „Jeśli podejrzewamy, że w danym miejscu materiału mikroorganizmy rozpoczęły swoją niszczycielską działalność wykonujemy badania mikrobiologiczne, często również stosując badania z zakresu biologii molekularnej” – mówi naukowiec. „Im szerzej zakrojone badania mikrobiologiczne, tym większa szansa, że zidentyfikujemy wszystkie mikroorganizmy odpowiedzialne za procesy niszczenia materiału i uda nam się je zlikwidować, a przynajmniej ustalić takie warunki przechowywania obiektów, w których zminimalizujemy ryzyko rozwoju i aktywnego wzrostu mikroorganizmów” - wyjaśnia.

Jak wyglądają takie badania? Materiał mikrobiologiczny pobiera się sterylną wymazówką na sucho lub mokro lub tzw. fungitape, czyli specjalną taśmą klejącą do poboru grzybów. Następnie przenosi się go na odpowiednie podłoże mikrobiologiczne lub na materiał, z jakiego zrobiony jest badany zabytek - obiekt dziedzictwa kulturowego. Bakterie z bawełny przenosi się na bawełnę, z jedwabiu na jedwab itd. Taki materiał umieszcza się potem na podłożach mineralnych, tzn. bez dodatkowego źródła - niezbędnego dla mikroorganizmów - węgla organicznego, który jest ich pokarmem, aby wykazać, że mają potencjał biodeterioracyjny (niszczący) dla danego materiału.

Często taki materiał posiewa się też od razu na podłoża mikrobiologiczne w kierunku identyfikacji bakterii czy grzybów. Jeśli zidentyfikuje się bakterie z określonych grup np. o działaniu celulotycznym (niszczącym celulozę) czy proteolitycznym (niszczącym białka) wiadomo, że materiał trzeba odpowiednio zabezpieczyć lub poddać dezynfekcji. Taką decyzję podejmuje konserwator zabytków. A nie jest ona łatwa, ponieważ jedną z najczęściej i najpowszechniej stosowanych metod dezynfekcji jest – tzw. komora fumigacyjna z tlenkiem etylenu, która niestety powoduje też niszczenie samego materiału. Po praniu i dezynfekcji pakuje się materiały w opakowania wykonane z różnych materiałów, np. w ostatnim czasie modne stają się opakowania ze specjalnego tworzywa polietylenowego, które „oddycha”. Jednak tu też prowadzi się badania jak takie pakowanie wpływa na wzrost liczebności mikroorganizmów, ponieważ nie każdy materiał nadaje się do przechowywana takich tkanin.

„Nasze badania są ważne, ponieważ zabezpieczenie dziedzictwa kulturowego przed procesem niszczenia mikrobiologicznego musi iść w kierunku nowoczesnych metod, mniej inwazyjnych, bezpieczniejszych dla samych obiektów. Nasze badania pozwalają dostosować procedury zabezpieczania takich materiałów. Ponadto pozwalają dopracować systemy zarządzania klimatem w archiwach, muzeach czy innych instytucjach przechowujących historyczne obiekty oraz współtworzą systemy zarządzania ryzykiem w przypadku opieki nad zbiorami dziedzictwa kulturalnego”– mówi prof. Lech.

„Nigdy bym nie pomyślał, że mikrobiolog może mieć tyle wspólnego z dziedzictwem kulturowym” – mówi badacz. „Badałem szaty grobowe Królowej Jadwigi, infułę Św. Stanisława czy akt lokacji miasta Krakowa, ale nie ma jednego obiektu, który jest moim badawczym marzeniem. Każdy obiekt to unikat, jest wyjątkowy, zarówno pod kątem historycznym, jak i mikrobiologicznym. Takie mikrobiologiczne badania historii to ogromne emocje i dlatego nasza praca jest taka ciekawa” – dodaje.

PAP – Nauka w Polsce, dr hab. Aleksandra Ziembińska-Buczyńska

Dr hab. Aleksandra Ziembińska-Buczyńska jest mikrobiologiem z Politechniki Śląskiej. Od 2017 roku kieruje Centrum Popularyzacji Nauki PŚ. W 2015 roku zajęła trzecie miejsce w trzeciej, polskiej edycji konkursu FameLab. W CANAL+ DISCOVERY prowadziła program „Wynalazcy przyszłości”, w którym pokazywała polskie wynalazki i odkrycia, które zmienią w niedalekiej przyszłości nasz świat. Jest finalistką konkursu Popularyzator Nauki 2017, współorganizowanego przez serwis PAP - Nauka w Polsce oraz Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Tekst jest jednym z efektów programu Rzecznicy Nauki, zorganizowanego przez Centrum Nauki Kopernik i Fundację British Council. Program umożliwia nawiązanie współpracy pomiędzy popularyzującymi wiedzę naukowcami a dziennikarzami zajmującymi się sprawami nauki.

ekr/