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Mikrobiom Wissenschaftler knacken Bakteriencode auf alten Da-Vinci-Zeichnungen

Abstrich auf Leonardo da Vincis "Selbstbildnis" (rote Kreide auf Papier, 1512)
Abstrich auf Leonardo da Vincis "Selbstbildnis" (rote Kreide auf Papier, 1512)
© Guadalupe Piñar et al
Einem Forschungsteam ist es gelungen, das Mikrobiom auf jahrhundertealten Kunstwerken zu entschlüsseln. Es könnte die Basis sein, um das Altern von Gemälden zu stoppen - und um Kunstfälschern das Handwerk zu legen.

Es ist ein Kampf gegen die Endlichkeit: Weltweit versuchen Restaurator*innen, berühmte Kunstwerke vor dem unausweichlichen Verfall zu bewahren. Mit aufwendigen Techniken und viel Handarbeit reparieren sie Schäden, entfernen Vergilbungen und bessern Bruchstellen aus. Nun haben Wissenschaftler*innen einen völlig neuen Angang entdeckt, um alte Kunstwerke zu retten: das Mikrobiom.

Als Mikrobiom bezeichnet man, vereinfacht gesagt, die Gesamtheit aller Mikroorganismen, welche eine Oberfläche oder einen vielzelligen Organismus besiedeln. Gemeint sind damit häufig jene Billionen von Bakterien im menschlichen Darm, die unsere Gesundheit beeinflussen. Aber selbstverständlich finden sich Mikrobiome auch auf allen anderen Oberflächen - unter anderem auf Kunstwerken.

Bakterien-Code auf Kunstwerken

Frühere Studien zeigten bereits, dass das Mikrobiom auf menschlichen Haaren eindeutige Signaturen aufweise, also zur Bestimmung von Individuen geeignet ist. Diesen Angang verfolgte ein Forschungs-Team weiter. Die Wissenschaftler*innen nahmen dabei Abstriche von jahrhundertealten Kunstwerken, die Ergebnisse wurden in "Frontiers in Microbiology" veröffentlicht.

Dabei wurde das Vorhandensein von sogenannten "oxidase-positiven" Mikroben auf bemalten Holz- und Leinwandoberflächen bestätigt. Diese Mikroben ernähren sich von den Verbindungen, die in Farbe, Leim und Zellulose (etwa in Papier, Leinwand und Holz) vorkommen, und produzieren dabei Wasser oder Wasserstoffperoxid als Nebenprodukte.

"Solche Nebenprodukte beeinflussen vermutlich das Vorhandensein von Schimmel und die Gesamtgeschwindigkeit des Verfalls", schreiben die Autor*innen in ihrer Arbeit. Es sei die erste groß angelegte Genomik-basierte Studie zum Verständnis des Mikrobioms im Zusammenhang mit alternden Kunstwerken, betonen sie.

Eine Frage des Materials

Eine weitere Erkenntnis: Die mikrobiellen Populationen unterscheiden sich je nach Material. Insbesondere Stein- und Marmorkunst bietet Raum für vielfältigere Populationen als Gemälde, möglicherweise aufgrund der porösen Struktur von Stein und Marmor, die zusätzliche Organismen, Feuchtigkeit und Nährstoffe beherbergt. Oder anders ausgedrückt: Ein Ölgemälde bietet weniger Nährstoffe zum Verstoffwechseln und damit auch weniger Abfallprodukte, die das Kunstwerk zersetzen. Die Studie zeigt auch, dass mikrobielle Signaturen verwendet werden könnten, um Kunstwerke nach den verwendeten Materialien zu differenzieren.

Die Erkenntnisse sind nun die Basis für weitere Studien. Im Mittelpunkt stehen dabei vor allem das Vorhandensein und die Aktivität von ölabbauenden Enzymen. Damit könnte man vollständig verstehen, welche Organismen für den schnellen Zerfall von Kunstwerken verantwortlich sind. Zugleich könnte man diese Informationen nutzen, um diese Organismen gezielt zu bekämpfen, um den Abbau zu verhindern und Kunstwerke damit vor dem weiteren Verfall zu schützen.

Kampf gegen Kunstfälschungen

Indem man das Mikrobiom entschlüsselt, lässt sich quasi ein einzigartiger Fingerabdruck von Kunstwerken erstellen, der für aktuelle und zukünftige Vergleiche - etwa nach Restaurationen - herangezogen werden kann. Zudem könnten diese Angaben möglicherweise genutzt werden, um Fälschungen zu entlarven. Denn unter günstigen Bedingungen können Mikroben in einer Art Ruhemodus für Jahrhunderte auf Kunstwerken überleben - was es Kriminellen unmöglich macht, ein Kunstwerk bis zu diesem Detailgrad zu fälschen.

Quellen: "Ars Technica", "Frontiers in Microbiology"

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