Förekomst av Bacillus‑arter i det litiska kulturarvet i grottkyrkan Santa Lucia alle Malve

En dold värld inne i en uråldrig stenkyrka

Besökare i den bergutkarvade kyrkan Santa Lucia alle Malve i Matera i södra Italien dras oftast till de århundraden gamla freskerna och den dramatiska, grottliknande arkitekturen. Men precis under det flagande färglagret och det väderbitna kalkstenen döljer sig en myllrande, osynlig värld av bakterier. Denna studie öppnar ett fönster mot det dolda livet och visar hur ett fåtal tåliga mikrober tyst formar ödet för detta UNESCO‑listade monument — ibland hotande dess yta, ibland potentiellt hjälpsamma för att skydda den.

En stenstad uthuggen ur en klippa

Santa Lucia alle Malve är en del av Materas berömda rupestriska (bergutkarvade) landskap, där bostäder och kyrkor grävdes direkt i mjuka kalkstensklippor. Kyrkans innerväggar är dekorerade med ömtåliga målningar men är också ränder av missfärgning, mossa, alger och andra tecken på nedbrytning. Eftersom byggnaden är helt uthuggen i berg, med lite direkt solljus och beständig fukt som sipprar genom stenen, erbjuder den en stabil, sval och fuktig tillflykt för mikroorganismer. Hittills hade ingen kartlagt i detalj vilka bakterier som faktiskt lever på dessa inre stenytor, trots att förståelsen av dessa samhällen är avgörande för att bevara de konstverk de täcker och ibland fräter bort.

Läsa det mikrobiella fingeravtrycket

Forskarna angrep problemet från två håll. Först samlade de små skrab och bomullspinnar från fyra platser på kyrkans innerväggar och använde DNA‑baserade metoder för att avläsa de bakteriella ”streckkoderna” i varje prov. Denna metagenomiska undersökning visade en överväldigande dominans av en bakteriegrupp: Bacillota, och särskilt släktet Bacillus. Mer än 99 % av de genetiska läsningarna tillhörde denna grupp, med bara enstaka spår av andra bakterier. Därefter odlade teamet levande bakterier från proven i labbet och undersökte deras former, beteenden och genetiska sekvenser. Sju representativa stammar isolerades och studerades i detalj, vilket visade att nästan alla var nära släktingar inom två kluster: Bacillus cereus-gruppen och Bacillus licheniformis-gruppen.

Samma gener, olika personligheter

Vid första anblick ser dessa vägglevande Bacillus-stammar genetiskt mycket lika ut; flera delar nästan identiska sekvenser i en standardmarkörgen som används för identifiering. Vid närmare granskning uppvisar dock varje stam något olika beteenden. Forskarnas tester av rörelsemönster, vilka näringskällor de nyttjar, vilka enzymer de producerar och om de kan bilda tåliga, vilande sporer visade att trots den nära DNA‑likheten gav stammarna olika ”personligheter”. Detta tyder på att stenytan hyser ett samhälle med begränsad genetisk variation men rikt på funktionell mångfald, kapabelt att utföra många olika kemiska reaktioner som kan påverka hur stenen och freskerna åldras över tid.

Oväntade insektdödare och spår av människor

Bland isolaten utmärkte sig två: de producerade små proteinkristaller tillsammans med sina sporer, ett kännetecken för Bacillus thuringiensis, en bakterie som ofta används som ett naturligt insektsmedel. Dessa kristaller innehåller proteiner som kan döda vissa insektslarver, vilket gör förekomsten av sådana stammar i en dunkel, relativt insektfattig kyrkointeriör överraskande. Upptäckten stöder idén att dessa bakterier kan ha alternativa livsstilar, möjligen i partnerskap med växter eller andra organismer snarare än att enbart bero på insekter. En annan isolerad art, Staphylococcus warneri, är mer känd som en ofarlig invånare på människors hud. Dess uppträdande på stenytorna antyder ett mikrobiellt ”fingeravtryck” lämnat av besökare, vilket visar att turism subtilt omformar kyrkans mikroskopiska invånare.

Vad detta betyder för att skydda det förflutna

För icke‑specialister som oroar sig för säkerheten vid besök är fynden lugnande: den bakteriella blandningen på väggarna tyder inte på allvarliga hälsorisker för turister. För konservatorer är bilden däremot mer komplex. Dominansen av sporbildande Bacillus-arter hjälper till att förklara varför mikrober envisas i den hårda stenmiljön, och deras varierande egenskaper tyder på att de antingen kan bidra till långsam ytskada eller, under rätt förhållanden, hjälpa till att stabilisera stenen genom att bilda skyddande minerallager. Genom att visa exakt vilka mikrober som finns och hur de beter sig lägger denna studie en viktig grund för framtida strategier som kan utnyttja hjälpsamma bakterier, begränsa skadliga och bättre skydda Santa Lucia alle Malves ömtåliga konstverk för kommande generationer.

Citering: 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

Nyckelord: mikrobiologi för kulturarv, sten‑biodegradering, Bacillus‑samhällen, bergutkarvade kyrkor, biobeskydd av monument