แบคทีเรียที่ชอบสิ่งสกปรกสามารถรักษางานศิลปะอันล้ำค่าได้

เราคิดว่าแบคทีเรียสกปรก แต่บางครั้งพวกมันสามารถทำความสะอาดหลังจากมนุษย์เรา

โดย เอริน เฟนเนสซี | UPDATED 5 ต.ค. 2021 12:58 น.

ศาสตร์

รูปปั้นหิน

รูปปั้นเป็นเพียงงานศิลปะล้ำค่าที่แบคทีเรียสามารถช่วยฟื้นฟูได้ NEJRON / รูปถ่ายเงินฝาก

แบคทีเรียถูกประเมินต่ำเกินไป ตั้งแต่การทำฟาร์มไปจนถึงการปรุงแต่งกลิ่นรส จุลินทรีย์เหล่านี้มีความสำคัญในแบบที่คุณอาจไม่เคยรู้มาก่อน มีอีกสามเรื่องในซีรีส์นี้เกี่ยวกับปุ๋ยแบคทีเรีย บทบาทของอีโคไลในด้านชีววิทยาและการแพทย์ และจุลินทรีย์ที่ทำน้ำส้มสายชู

แบคทีเรียและสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กอื่นๆ 

มักถูกมองว่าเป็นภัยคุกคามต่องานศิลปะ แต่มีนักวิจัยเพียงไม่กี่คนในยุโรปที่ทำให้จุลินทรีย์ทำงานได้ดี จุลินทรีย์เฉพาะทางได้รับการปลดปล่อยจากทุกอย่างตั้งแต่จิตรกรรมฝาผนังอายุหลายศตวรรษไปจนถึงภาพเขียนสีน้ำมันไปจนถึงกำแพงโบสถ์ขนาดใหญ่ ทั้งหมดนี้ในความพยายามที่จะทำความสะอาดและฟื้นฟูความรุ่งโรจน์ดั้งเดิมของมรดกทางวัฒนธรรมเหล่านี้

ล่าสุด ระหว่างการปิดตัวของ coronavirus ทีมงานจากหน่วยงานเทคโนโลยีใหม่แห่งชาติของอิตาลี (ENEA) ประสบความสำเร็จในการขจัดการสลายตัวจากสุสานที่มีชื่อเสียงของตระกูล Medici ที่แกะสลักโดย Michelangelo ในเมืองฟลอเรนซ์ ประเทศอิตาลี แต่แนวคิดแรกสุดในการ “ทำความสะอาดทางชีวภาพ” นี้ ซึ่งก็คือการใช้จุลินทรีย์เพื่อกินและขจัดเศษซากออกจากพื้นผิวของงานหินและงานศิลปะ มีต้นกำเนิดมาจากจานคาร์โล รานัลลีในปี 1990

Ranalli ทำงานร่วมกับ Technical Commission for Restoration ในเมืองปิซา ประเทศอิตาลี ในฐานะที่ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญด้านจุลชีววิทยาด้านจุลชีพที่สร้างความเสียหายให้กับงานศิลปะ ในเวลานั้น ทีมช่างซ่อมแซมกำลังดูแลจิตรกรรมฝาผนังยุคกลางที่ Camposanto Monumentale ในเมือง สุสานถูกทิ้งระเบิดในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 และภาพเขียนปูนปลาสเตอร์ดั้งเดิมก็ถูกเอาออกอย่างรวดเร็วเป็นชิ้นๆ โดยใช้ผ้าก๊อซและกาวจากสัตว์ หลังจากหลายทศวรรษของกลยุทธ์การฟื้นฟูที่ไม่ประสบความสำเร็จ ทีมงานมุ่งมั่นที่จะทำสิ่งที่ Ranalli เรียกว่า “งานที่เป็นไปไม่ได้” ให้ถูกต้อง

เมื่อวิธีทางเคมีในการทำความสะอาดภาพเฟรสโกแบบเดิมๆ พิสูจน์แล้วว่าไม่ได้ผล—พื้นผิวที่เปลี่ยนแปลงไปขับไล่น้ำ—หัวหน้าโครงการหันไปหา Ranalli: “‘แต่คุณ ดร. รานัลลี คุณทำอะไรกับแมลงไม่ได้เหรอ’ นักจุลชีววิทยาเล่า “สำหรับคำถามที่ดูเหมือนง่ายนั้น มีคำตอบที่รวดเร็วและรวดเร็วพอๆ กัน ‘ทำไมจะไม่ล่ะ!'”

จิตรกรรมฝาผนังปิซาถูกหุ้มด้วยอินทรียวัตถุ Ranalli อธิบายว่าเป็นแหล่งอาหารสำคัญสำหรับจุลินทรีย์ที่ใช้ในห้องแล็บทั่วโลก ที่สำคัญกว่านั้นคือ สารอนินทรีย์ที่ประกอบเป็นสีบนภาพเฟรสโกไม่สนใจแบคทีเรีย ในทางทฤษฎี จุลินทรีย์จะเลือกกินและกำจัดการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวอินทรีย์ในขณะที่ปล่อยให้เม็ดสีไม่ถูกแตะต้อง

แบคทีเรียแอโรบิก Pseudomonas stutzeri สายพันธุ์ A29 กลายเป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบ สิ่งมีชีวิตกินผ่านกาวของสัตว์ที่เสื่อมสภาพบนการเปลี่ยนแปลงของ St. Efisio และ Battle ในศตวรรษที่ 14 ของ Spinello Aretino ซึ่งประสบความสำเร็จในการฟื้นฟูปูนเปียกที่มีการบูรณะมาหลายสิบปี

ภาพวาดทั่วโลกกำลังสะสมสิ่งสกปรกและสิ่งสกปรกจากอากาศหมุนเวียนอยู่ตลอดเวลา และส่วนที่อยู่กลางแจ้งจะรวบรวมเกลือ แร่ธาตุ และดิน นับตั้งแต่ผลลัพธ์ของโครงการ Camposanto Monumentale ครั้งแรกได้รับการตีพิมพ์ในปี 2547 Ranalli และนักวิจัยรุ่นใหม่ได้ผลักดันขอบเขตของการทำความสะอาดทางชีวภาพให้รวม

จุลินทรีย์และแหล่งมรดกทางวัฒนธรรมมากขึ้น

นอกเหนือจากความเสื่อมโทรมตามธรรมชาติที่มาพร้อมกับการสัมผัสกับโลกภายนอก การบูรณะครั้งก่อนที่ไม่ได้งานทำอาจเป็นเรื่องน่าปวดหัวสำหรับโครงการอื่นๆ ในระยะต่อไป ตัวอย่างเช่น โบสถ์น้อยซิสทีนเคยได้รับการทำความสะอาดในศตวรรษที่ 17 และ 18 โดยใช้ไวน์และฟองน้ำที่ทำจากขนมปัง โครงการแรกของ Ranalli เมื่อสองทศวรรษที่แล้วจัดการกับเศษกาวจากสัตว์ที่เหลือจากการกระทำเพื่อปกป้องจิตรกรรมฝาผนัง อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป โปรตีนในกาวจะเสื่อมสภาพและเกือบจะทำลายงานศิลปะไปพร้อมกับพวกมัน

การทับซ้อนกันของการฟื้นฟูที่ผ่านมาทำให้ยากต่อการเจาะสารเคมีใดๆ สารปนเปื้อนหลายชนิดมักไม่สามารถขจัดออกได้โดยใช้ตัวทำละลายตัวเดียวกัน เว้นแต่สารเคมีจะรุนแรงมากจนเสี่ยงต่อการทำลายชั้นล่างอันมีค่า ยิ่งไปกว่านั้น ยังมีความสมดุลระหว่างการใช้ตัวทำละลายมากพอที่จะกำจัดสิ่งสกปรก แต่ยังไม่ถึงกับส่งมากจนงานศิลปะได้รับความเสียหาย

แบคทีเรียเสนอวิธีแก้ปัญหาที่สะดวกสบาย: พวกมันเหมือนเครื่องจักรขนาดเล็กและแม่นยำที่จะกินเฉพาะสิ่งที่ผู้ฟื้นฟูต้องการกำจัดเท่านั้น เป็นเพียงเรื่องของการเลือกสิ่งที่ถูกต้อง

ขั้นตอนแรกคือการกำหนดองค์ประกอบของสิ่งของในงานศิลปะที่ไม่ควรมีอยู่ ในกรณีของโครงการดั้งเดิมของ Ranalli มันคือโปรตีนเคซีนที่พบในกาวจากสัตว์ โครงการอื่น ๆ ได้ลบทุกอย่างตั้งแต่เกลือแร่ไปจนถึงกราฟฟิตี และพื้นผิวจำนวนมากมีมากกว่าหนึ่งแห่ง นักวิจัยใช้เทคนิคการวิเคราะห์ทางเคมีที่มีเทคโนโลยีสูงเพื่อแยกวิเคราะห์เอกลักษณ์ของเป้าหมาย

[ที่เกี่ยวข้อง: คุณไม่รู้ว่าคุณต้องการแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนมากแค่ไหน]

Pilar Bosch-Roig นักจุลชีววิทยาและนักวิจัยด้านการฟื้นฟูมรดกทางวัฒนธรรมที่มหาวิทยาลัยโพลีเทคนิค กล่าวว่า เมื่อผู้ซ่อมแซมทราบอย่างแน่ชัดว่าพวกเขากำลังพยายามจะขจัดสิ่งใด ไม่ว่าจะเป็นกาวจากสัตว์ เกลือแร่ หรือกราฟฟิตี้ มีสองวิธีในการรับแบคทีเรียที่เข้ากันได้ ของวาเลนเซียในสเปน

ทางเลือกหนึ่งคือการเลือกจากไลบรารีของสายพันธุ์ที่แยกออกมาก่อนหน้านี้และมีลักษณะเฉพาะหลายพันสายพันธุ์ ซึ่งได้รับการจัดหมวดหมู่โดยนักวิจัยคนอื่นๆ ตลอดหลายปีที่ผ่านมา ตัวอย่างเช่น Pseudomonas stutzeri รุ่นแรกของ Ranalli สายพันธุ์ A29 ถูกนำไปใช้กับสถานการณ์กาวเหนียวอื่นๆ ของสัตว์ในช่วงสองทศวรรษนับตั้งแต่ใช้งานครั้งแรก

ตัวเลือกที่สองคือการอนุญาตให้การคัดเลือกโดยธรรมชาติดำเนินไป แบคทีเรียที่เป็นแบคทีเรียนับพันล้านตัวถูกจัดวางในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม และทำขึ้นเพื่อแข่งขันในแหล่งอาหารแห่งเดียว นั่นคือ สารปนเปื้อนเป้าหมาย ในช่วงหลายสัปดาห์ มีเพียงไม่กี่คนที่สามารถใช้โมเลกุลเป้าหมายเป็นเชื้อเพลิงเท่านั้นที่จะอยู่รอด จากนั้นจึงตรวจแบคทีเรียเพื่อให้แน่ใจว่าไม่ก่อให้เกิดโรค และจะไม่แพร่กระจายเกินพื้นผิวที่ใช้

โดยไม่คำนึงถึงวิธีการคัดเลือก นักวิจัยทำการทดสอบประสิทธิภาพของแบคทีเรียที่เลือกอย่างเข้มงวดและกำหนดสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการรักษา พวกเขาต้องแน่ใจอย่างแน่นอนว่าจุลินทรีย์ไม่ได้โต้ตอบกับวัสดุใด ๆ ในงานศิลปะต้นฉบับโดยไม่คาดคิด

Credit : middletonspreserves.com phicomputer.com eyeblinkentertainment.com digitalbitterness.com