Gran parte de las materialidades propias de fondos o colecciones contenidas en museos, archivos y bibliotecas son de naturaleza orgánica, y en cuyas características intrínsecas según composición, encontramos alta higroscopicidad y su tendencia natural a la degradación biológica con el paso del tiempo.
Las obras de arte, libros y documentos, presentan una combinación de compuestos, tanto orgánicos como inorgánicos, que conforman tanto la estructura del soporte (primarios y secundarios) como la de los materiales utilizados para contener la información, ya sean colorantes, pigmentos, adhesivos, aglutinantes, etc. (elementos sustentados).
Todo material orgánico está compuesto de elementos químicos fundamentales como carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S), los cuales a través de reacciones bioquímicas complejas forman macromoléculas biológicas funcionales como proteínas, carbohidratos, lípidos y ADN.
Cada molécula tiene características específicas, las que varían de acuerdo a su origen –animal o vegetal–, y son sensibles a variaciones de temperatura, acidez y predisposición a la degradación biológica por parte de microorganismos como bacterias y hongos (microbiológicos), o por insectos y roedores (macrobiológicos).
Cada una de esas moléculas dentro de una obra de arte o libro compone estructuralmente el soporte, y le brinda características químicas y físicas particulares que dependen del origen y su elaboración. Así también, desde otro punto de vista, estas moléculas biológicas como ADN y proteínas son evidencia del pasado del objeto y justifican plantear, en muchos casos, procedimientos de limpieza e intervención.
Introducción
Los compuestos orgánicos utilizados como soporte son sensibles inherentemente a la degradación química y biológica por el paso del tiempo. Están conformados por elementos químicos como carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre (Mathews and Ahern 2002). Estas moléculas biológicas son susceptibles a ser biodegradadas por microorganismos e insectos, como parte de la cadena energética natural de los seres vivos (Florian 2002).
Toda molécula biológica tiene características inherentes a su estructura química y función celular; sin embargo, cuando son utilizadas como soportes para obras de arte, libros y documentos, adquieren características asociadas al tipo de extracción, manufactura y elaboración-producción de la obra, y pueden estabilizar o desestabilizar dicho material. También, puede darse el caso que la estabilización no sea permanente en el tiempo y reaccione con agentes externos como la temperatura, la humedad relativa, la luz solar o el oxígeno (factores extrínsecos).
Por otra parte, de la misma forma que las moléculas biológicas forman parte estructural del soporte, se registran hallazgos microbiológicos y moleculares relacionados con los procesos de producción, uso y mantenimiento. La manipulación, el biodeterioro y la elaboración forman parte de una cadena de eventos históricos que dejan una huella biológica en el objeto, que puede ser alterado por medio de intervenciones inadecuadas o faltas de criterio de conservación.
Desarrollo
Dentro de los materiales orgánicos dispuestos y utilizados para la elaboración de soportes, principalmente de origen animal y vegetal, encontramos los carbohidratos, comúnmente llamados azúcares, que son en esencia compuestos energéticos utilizados como combustible celular para realizar sus funciones principales, formar sustancias de reserva y almacenarse para cuando la célula los necesite, ya sea como almidón en los vegetales o como glucógeno en los animales (Mathews and Ahern 2002).
Dentro de los carbohidratos que se utilizan como soporte en material artístico y patrimonial se encuentran la celulosa (Fig. 1), proveniente de vegetales, tales como maderas, algodón, lino etc. Esta es una molécula formada por unidades repetidas de glucosa en enlace α 1-4 que conforman un polímero lineal con características bien definidas químicamente, el cual es utilizado para la elaboración de papel y fibra textil (Copedé 2012).
Figura 1
Estructura del polímero de celulosa conformado por unidades de glucosa a través de enlaces α 1-4, que forman una microfibrilla La glucosa también es la unidad estructural de una macromolécula biológica utilizada por las plantas superiores para almacenar energía en grandes cantidades, por ejemplo, el almidón (Fig.2), compuesto por amilosa y amilopectina. El almidón es ampliamente utilizado en procedimientos de restauración de papel, y requiere de una preparación adecuada para su utilización y conservación.
Figura 2
Macromolécula de almidón, constituida por unidades de glucosa formadas por polímeros de amilosa (enlaces α 1-4) y amilopectina (enlaces α 1-6).
Otra molécula biológica fundamental utilizada como parte de soportes son las proteínas, constituidas fundamentalmente por aminoácidos esenciales, estructuras químicas con características específicas, como su polaridad y grupo radical (Fig.3). Por ejemplo, la proteína albúmina del huevo, utilizada como aglutinante, contiene el aminoácido cisteína, que contiene azufre (S) y le otorga el particular olor a podrido (Mathews and Ahern 2002).
Las proteínas se encuentran principalmente en soportes de libros y encuadernaciones rústicas, pergaminos, de origen animal asociado al cuero y a la piel (curtida o no), donde se identifican tipos de proteínas como la queratina (en lana), la fibrona (en la seda), y la queratina, el colágeno y la elastina de la piel animal.
Figura 3
Esquema referencial de la estructura fundamental de una cadena polipeptídica a partir de aminoácidos y formación de una proteína funcional (Imagen: National Human Genome Research Institute).
Desde otro punto de vista, muchas veces no cuestionamos que todo objeto tiene un factor biológico asociado a su elaboración, que puede disponer de alguna forma a la estabilidad o falta de esta en el tiempo. Igualmente, la manipulación que el objeto tenga, en función a su uso, condiciones de guarda y procesos de biodeterioro inherentes se asocian a la presencia de ADN (ácido desoxirribonucleico), proteínas de las excretas de insectos y roedores, pigmentos orgánicos y evidencia de microorganismos que han habitado en algún momento en el objeto.
Lo anterior es evidencia de moléculas posiblemente existentes sobre el soporte, las que se ven afectadas y muchas veces eliminadas en procesos de intervención directa como lo son procesos de limpieza y retiro de material original.
Resultados
Un ejemplo claro de las moléculas biológicas presentes y que podemos identificar sobre obras de arte y libro antiguo (Fig. 4) es un estudio publicado por la revista Science, titulado «Cabras, polillas del libro y un beso de monje: los biólogos revelan la historia oculta de los evangelios antiguos» (Gibbons 2017), donde se analiza el origen biológico de rastros (microrrastros) encontrados, como pigmentos orgánicos, ADN, proteínas, microorganismos e insectos que han dejado huella sobre el objeto. El estudio se centra en un antiguo manuscrito medieval del siglo XII, el cual se compone de forma general de pergamino, cubierta, lazos de ajuste, presencia de daño por insectos y una evidente manipulación asociado a los monjes de la época.
Dicho estudio realiza pruebas de extracción específicas para la obtención de material biológico, e identifica, por medio de biología molecular, la presencia de ADN. Con la existencia de esta molécula asociada a análisis de biología molecular se identificaron bacterias, las que, como está comprobado, viven en la piel y la nariz humana, que incluyeron dos géneros: Propionibacterium, que causa el acné, y Staphylococcus (Abrusci, Martín-González et al. 2005; Karbowska-Berenta, L. Górnyb et al. 2011; Hayleeyesus and Manaye 2014) que incluye cepas que causan estafilococos. Por lo tanto, la suciedad de la superficie de muchos libros y documentos puede contener una bioarquitectura bien conservada de bacterias que infectaron a personas que manejaron los libros desde su origen (Gibbons 2017).
Figura 4
Esquema representativo de las posibles moléculas biológicas que se pueden asociar al soporte con una relevancia histórica (adaptado de Gibbons 2017).
El biodeterioro asociado a agujeros de escarabajo presentes en el pergamino tenían 1.3 milímetros de diámetro, lo que sugiere que fueron hechos por Anobiumpunctatum (Hansen and Jensen 1996), un escarabajo del norte de Europa. Eso confirmaría que el libro posee una manufactura o periodo en Reino Unido o en el norte de Europa, en lugar de hacerlo en el sur. El ADN de los escarabajos de biblioteca puede proporcionar pistas sobre la procedencia y producción, así como el desplazamiento o traslados de los libros.
De forma paralela, se realizó un análisis de proteínas como el colágeno (Shoulders and Raines 2009), para caracterizar el origen biológico de las especies de animales utilizadas en la elaboración del pergamino, por medio de secuenciación de aminoácidos. Así descubrieron que la portada del libro se elaboró con piel de corzo (Capreoluscapreolus), una especie más pequeña de ciervos de Europa. La correa estaba hecha de una especie de ciervo más grande, ya sea ciervo nativo o gamo introducido desde Europa continental.
En cuanto al material del manuscrito en sí, se describió como vitela, o pergamino fino generalmente hecho de animales jóvenes, «probablemente piel de becerro». Tenían folículos pilosos oscuros y poros, así como cicatrices de parásitos, muy lejos del pergamino blanco uniforme típico de la piel de becerro. «Esta era una especie de vaca extraña», y sugirió muestrear sistemáticamente todas las páginas, descubriendo un patrón de piel de becerro y piel de oveja entrelazada, y con una mínima utilización de piel de cabra.
Conclusiones
Desde el punto de vista de la conservación debemos cuestionamos (o deberíamos) el nivel de intervención a realizar cada vez que nos enfrentamos a una obra de arte u objeto histórico patrimonial, y considerar lo siguiente:
• Dentro de lo que nos permita nuestro conocimiento y las herramientas disponibles para el trabajo directo con los materiales, siempre debemos identificar su naturaleza biológica (animal o vegetal) y entender su composición química, lo que permite identificar características de resistencia al biodeterioro e higroscopicidad de los materiales.
• La identificación del origen biológico entrega herramientas poderosas para interpretar procesos de intervención, como lo son la limpieza y el uso de materiales de restauración idóneos, por ejemplo, el uso de almidón (glucosa), colas (proteínas), fibras naturales y sintéticas.
• En relación a moléculas biológicas asociadas al soporte, como pigmentos, ADN, proteínas, microorganismos e insectos, se debe contemplar, en casos de obras u objetos con relevancia histórica o arqueológica, dónde se deben pensar los procedimientos de intervención acorde con los niveles de estudio que se requieran e interpretar la evidencia como parte de la historicidad propia del objeto.
Es interesante, antes de cualquier intervención, comprender los alcances que pueden tener la identificación de materiales y la caracterización de moléculas biológicas presentes sobre bienes patrimoniales y artísticos, ya que desarrollan el criterio de intervención en pro de conservar tanto los materiales originales constituyentes, como elementos asociados a la propia historia de los objetos, contemplando su origen, fabricación, su uso y su guarda a través de los años.
Bibliografía
Abrusci, C., A. Martín-González, et al. (2005). Isolation and identification of bacteria and fungi from cinematographic films. En International Biodeterioration & Biodegradation 56 (1), P. 58-68.
Copedé, M. (2012). Restauración de papel. Editorial Nerea 16. Florian, M.-L. E. (2002). Fungal facts.
Gibbons, A. (2017). Biology of the Book. American Association for the Advancement of Science.
Hansen, L. S. and K.-M. V. Jensen (1996). Upper lethal temperature limits of the common furniture beetle Anobium punctatum (Coleoptera: Anobiidae). En International Biodeterioration & Biodegradation 37 (3-4), P. 225-232.
Hayleeyesus, S. F. and A. M. Manaye (2014). Microbiological Quality of Indoor Air in University Libraries. En
Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine 4 (Suppl 1), P. S312-S317.
Karbowska-Berenta, J., R. L. Górnyb, et al. (2011). Airborne and dust borne microorganisms in selected Polish libraries and archives. En Building and Environment 46 (10), P. 1872-1879.
Mathews, C. K. and K. G. Ahern (2002). Bioquímica, Pearson Education.
Shoulders, M. D. and R. T. Raines (2009). Collagen structure and stability. En Annual review of biochemistry 78, P. 929-958.
Glosario
Ácido desoxirribonucleico (ADN). Es el portador de toda la información genética de los seres vivos, constituido por bases nitrogenadas (timina, adenina, citosina y guanina), unidas por enlace fosfodiéster.
Almidón. Es el principal polisacárido de almacenamiento de glucosa en los vegetales, constituido por amilosa y amilopectina.
Biodeterioro. Es la modificación de las propiedades físicas y químicas de la materia producidas por el metabolismo de organismos y microorganismos que originan cambios indeseables en las propiedades de un material.
Biología molecular. Es una subdisciplina de la biología que estudia a un nivel molecular diversos procesos que ocurren en los seres vivos. Aplicando el método científico, busca tener una visión detallada de cómo la información que está contenida en los genes lleva a diversas biomoléculas (DNA, RNA, proteínas) y cómo la interacción entre estas deriva en funciones biológicas complejas.
Carbohidratos o hidratos de carbono. Son compuestos que poseen una fórmula estequiométrica (CH2O) o derivados de estos compuestos, originados en la fotosíntesis.
Célula. Es la unidad estructural de todo ser vivo, que se presenta aproximadamente del mismo tamaño. Las principales diferencias se encuentran entre procariontes y eucariontes.
Celulosa. Es un polímero natural formado por la unión de cientos a miles de unidades B-glucosa que cumplen función estructural en la célula vegetal.
Compuestos orgánicos. Los compuestos orgánicos contienen, principalmente, átomos de carbono e hidrógeno, más nitrógeno, oxígeno, azufre, y átomos de otros elementos. Los compuestos básicos de todos los compuestos orgánicos son los hidrocarburos: alcanos (contienen enlace sencillo), los alquenos (contienen dobles enlaces), alquinos (que contienen triples enlaces) y los hidrocarburos aromáticos (que contienen anillo bencénico).
Polímero. Compuesto molecular que se distingue por presentar un elevado peso molecular, comprendido entre miles y millones de gramos, que se encuentran mediante la repetición de muchas unidades sencillas. También son llamados macromoléculas, y se dividen entre polímeros naturales y sintéticos.
Polisacáridos. Es un polímero de monosacáridos (unidad de azúcar simple) formados por la unión de estos. La amilosa del almidón es un polisacárido.
Proteína. Polímeros naturales, hechos a base de aminoácidos. Presentan funciones dentro de los campos de catálisis, transporte y almacenamiento de sustancias vitales, movimiento coordinado y defensa contra enfermedades. Poseen un orden con base en su estructura primaria, secundaria y ternaria, las cuales se mantienen íntegras por medio de fuerzas intermoleculares y puentes de hidrógeno.
Secuenciación. Para proteínas, es la determinación de la estructura primaria, similar a lo realizado con el ADN, lo que identifica el orden de los aminoácidos dentro de la secuencia original.