Распространённость видов Bacillus в лите культурного наследия церкви Санта-Лючия алле Мальве, высеченной в скале

Скрытый мир внутри древней каменной церкви

Посетителей резной в скале церкви Санта-Лючия алле Мальве в Матере, на юге Италии, обычно привлекают многовековые фрески и впечатляющая пещероподобная архитектура. Однако прямо под шелушащейся краской и выветрившимся известняком скрывается бурлящий невидимый мир бактерий. Это исследование приоткрывает окно в ту скрытую жизнь, показывая, как несколько стойких микробов тихо формируют судьбу этого памятника, внесённого в список ЮНЕСКО — иногда угрожая его поверхности, иногда потенциально помогая её защищать.

Каменный город, высеченный в утёсе

Санта-Лючия алле Мальве является частью знаменитого рустического (высеченного в скале) ландшафта Матеры, где дома и церкви выдолблены прямо в мягких известняковых утёсах. Внутренние стены церкви украшены хрупкими росписями, но также испещрены пятнами, мхом, водорослями и другими признаками разрушения. Поскольку здание полностью врезано в породу, с минимальным прямым солнечным светом и постоянной влажностью, просачивающейся через камень, оно представляет собой стабильное, прохладное и влажное убежище для микроорганизмов. До настоящего времени никто подробно не картографировал, какие именно бактерии обитают на этих внутренних каменных поверхностях, хотя понимание этих сообществ имеет ключевое значение для сохранения покрывающих их произведений искусства, которые они иногда разрушают.

Чтение микробного отпечатка

Учёные подошли к проблеме с двух сторон. Сначала они собрали крошечные соскобы и мазки с четырёх участков внутренних стен и использовали методы на основе ДНК, чтобы «прочитать» бактериальные штрихкоды, присутствующие в каждом образце. Это метагеномное обследование выявило подавляющее доминирование одной группы бактерий: Bacillota, и в особенности рода Bacillus. Более 99% генетических считываний принадлежали этой группе, а другие бактерии встречались лишь эпизодически. Во-вторых, команда культивировала живые бактерии из образцов в лаборатории и изучала их форму, поведение и генетические последовательности. Были выделены и подробно изучены семь репрезентативных штаммов, которые оказались близкими родственниками, относящимися к двум кластерам: группе Bacillus cereus и группе Bacillus licheniformis.

Одинаковые гены — разные характеры

На первый взгляд эти обитатели стен Bacillus выглядят генетически очень похоже: у нескольких штаммов почти идентичные последовательности стандартного маркерного гена, используемого для идентификации. Однако при более внимательном рассмотрении каждый штамм ведёт себя слегка по‑разному. Учёные тестировали их подвижность, источники питания, какие ферменты они производят и способны ли они образовывать прочные спящие споры. Несмотря на почти совпадающую ДНК, штаммы проявили разные «характеры» в этих испытаниях. Это указывает на то, что каменная поверхность поддерживает сообщество с узкой генетической вариативностью, но богатое функциональным разнообразием, способное осуществлять множество химических реакций, которые могут влиять на старение камня и фресок со временем.

Неожиданные убийцы насекомых и следы человека

Среди выделенных культур выделялись два штамма: они производили крошечные белковые кристаллы вместе со спорами — характерная черта Bacillus thuringiensis, бактерии, широко используемой как природный инсектицид. Эти кристаллы содержат белки, убивающие определённые личинки насекомых, поэтому наличие подобных штаммов в тёмном, относительно бедном насекомыми интерьере церкви кажется неожиданным. Их обнаружение поддерживает идею, что эти бактерии могут вести альтернативный образ жизни, возможно во взаимодействии с растениями или другими организмами, а не полагаясь только на насекомых. Ещё один выделенный вид, Staphylococcus warneri, известен как обычно безвредный обитатель человеческой кожи. Его появление на каменных поверхностях намекает на микробный «отпечаток», оставленный посетителями, показывая, что туризм тонко меняет микроскопическое население церкви.

Что это значит для защиты прошлого

Для неспециалистов, обеспокоенных безопасностью посещения, выводы успокаивают: бактериальный состав на стенах не указывает на серьёзные риски для здоровья туристов. Для реставраторов картина сложнее. Доминирование спорообразующих видов Bacillus помогает объяснить, почему микробы так упорно сохраняются в суровых каменных условиях, а их разнообразные черты свидетельствуют о том, что они могут либо способствовать медленному разрушению поверхности, либо при благоприятных условиях помогать стабилизировать камень, образуя защитные минеральные слои. Показав точно, какие микробы присутствуют и как они себя ведут, это исследование закладывает важную основу для будущих стратегий, которые могут использовать полезные бактерии, ограничивать вредные и лучше сохранять хрупкие произведения искусства Санта-Лючия алле Мальве для будущих поколений.

Цитирование: Santacroce, M., Baranek, J., Adamski, Z. et al. Prevalence of Bacillus species in the lytic cultural heritage of Santa Lucia alle Malve Rupestrian Church. Sci Rep 16, 12992 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41655-4

Ключевые слова: микробиология культурного наследия, биодеградация камня, сообщества Bacillus, церкви, высеченные в скале, биозащита памятников