В ходе исследования были проанализированы 28 образцов из 14 египетских произведений, от деревянных сундуков до настенных росписей, и впервые было выявлено использование растительных белков, таких как кунжут и моринга, в красочных слоях, что поднимает новые вопросы о религиозной символике и техниках фараонских мастеров.
На протяжении десятилетий эксперты по древнему искусству полагались на такие методы, как инфракрасная спектроскопия или хроматография, чтобы определить, какие краски и клеи использовали египтяне. Но эти инструменты дают лишь частичные подсказки: они указывают на наличие белка, но не раскрывают, какому животному или растению он принадлежит, а также являются ли они оригинальными или результатом более поздней реставрации.
Теперь группа исследователей из Дании, Швеции и Великобритании применила протеомику — тот же метод, который используется для идентификации белков в биологических тканях, — к разнообразному набору древнеегипетских предметов. Результаты, опубликованные в журнале Science Advances, подтверждают широкое использование коровьего клея, но также выявляют присутствие куриного яйца, смесей различных животных и, что наиболее неожиданно, белков из семян кунжута и моринги, а также злаков, таких как пшеница и ячмень, которые ранее никогда не были задокументированы в египетской живописи.
В исследовании анализируются предметы, датируемые периодом с 1425 г. до н.э. по 400 г. н.э., из коллекций Медельхавского музея в Стокгольме, Британского музея в Лондоне и Глиптотеки Ни Карлсберг в Копенгагене. Среди объектов – деревянные гробы, фрагменты настенной живописи из гробниц Небамуна и Собехотепа, картонаж (слой штукатурки и льна, которым обертывали мумии) и известняковые архитектурные элементы. Ученые взяли микрообразцы – всего несколько миллиграммов – из слоев краски и клея, которыми были запечатаны гробы, и подвергли их высокоэффективному протеомному анализу.
Методика включает в себя извлечение белков из образца, их расщепление на более мелкие фрагменты (пептиды) с помощью ферментов, а затем идентификацию этих фрагментов путем сравнения с известными базами данных белков. Таким образом, можно узнать не только о наличии коллагена, но и о том, от какого вида животных он получен и даже из какой ткани (кости, кожи или кишечника). Кроме того, в исследовании измерялась степень деамидирования — типа химического повреждения, происходящего с течением времени, — чтобы убедиться, что обнаруженные белки действительно являются древними, а не современными примесями.
Наиболее ожидаемой находкой стал животный клей, который присутствует в большинстве образцов. Идентифицированные пептиды соответствуют коллагену подсемейства Bovinae , и во многих случаях вид удалось подтвердить: Bos taurus, домашняя корова. Но это был не единственный случай. В образце зеленой краски из гроба (MM 13944) исследователи обнаружили коровий коллаген, смешанный с белками овцы или козы (они не смогли различить, какие именно), а также лошади и осла. В других образцах, таких как гроб EIN 1522 или позолоченный образец бюста мумии (EIN 641), присутствовали смеси коровьего, лошадиного и антилопьего коллагена (например, голубого гну или дукера Максвелла).
Команда также обнаружила коллаген III типа, белок, типичный для кожи, кишечника и легких. Это указывает на то, что клей изготавливался не только из костей, но и из кожи и соединительной ткани, то, что ремесленники называют «кожаным клеем». По мнению авторов, этот тип клея прочнее костного клея, а его использование в живописи и подготовительных слоях предполагает, что художники использовали побочные продукты жертвоприношений животных, не прибегая к строгому отбору в зависимости от вида работы.
Исследование исключает возможность происхождения этих белков из современных реставраций, поскольку степень деамидирования значительно выше, чем у свежего животного клея. Это подтверждает подлинность оригинальных материалов.
Еще одним важным результатом стало обнаружение белков куриного яйца в нескольких образцах. В образце S1 из настенной росписи гробницы Небамуна (EA 37985, около 1350 г. до н.э.) были обнаружены как овальбумин и лизозим (белки из белка), так и вителлогенины (из желтка), что свидетельствует об использовании целого яйца в качестве связующего вещества для зеленой краски. В других образцах присутствовали только белки белка, что указывает на возможное использование только белка, хотя в некоторых случаях авторы проявляют осторожность и не исключают загрязнения.
Этот вывод согласуется с доступностью кур в Египте в то время, хотя авторы отмечают, что для подтверждения того, что это не было вмешательством более позднего времени, необходимы дополнительные анализы того же объекта.
Внимание исследователей особенно привлекло присутствие запасных белков из семян кунжута (Sesamum indicum) и моринги (Moringa oleifera) в двух образцах краски. В образце S2 из греко-римского деревянного гроба (MM 13944) были идентифицированы четыре изоформы 11S глобулинов из кунжута (с 35 пептидами и 108 MS/MS-спектрами) и 2S альбуминовых белков из моринги (21 пептид и 220 спектров). В фрагменте из гробницы Небамуна (EA 37981) были обнаружены те же самые белки кунжута.
Оба растения были известны в Древнем Египте. Кунжут выращивали ради семян, которые использовали в пищу и для получения масла. Моринга, с другой стороны, высоко ценилась за высококачественное масло, используемое в косметике, медицине и, возможно, для бальзамирования. Но до сих пор ее присутствие на картинах не было задокументировано.
Авторы исключают лабораторное загрязнение, поскольку контрольные образцы дали отрицательные результаты. Они также не считают, что в качестве связующего вещества использовалось кунжутное или моринговое масло, поскольку эти масла являются полувысыхающими или невысыхающими и не обеспечивают хороших связующих свойств для краски. Кроме того, инфракрасный анализ образца (FTIR) не выявил характерных полос растительного масла; основным органическим компонентом был белок. Пиролиз-ГХ-МС, более чувствительный к липидам, обнаружил жирные кислоты, типичные для полувысыхающего масла, но в умеренном количестве.
Исследователи предполагают, что белки кунжута и моринги происходят из побочного продукта экстракции масла: твердого остатка, остающегося после прессования семян. Этот остаток был бы богат белками и мог быть смешан с водой для получения пасты или связующего вещества. В случае с кунжутом, папирусы упоминают использование семян в пищу, и известно, что после экстракции масла оставался остаток, который можно было использовать повторно. Археоботанических свидетельств о моринге меньше, но тексты указывают на то, что ее масло высоко ценилось.
Одним из наиболее интригующих аспектов исследования является символическая связь моринги с богом Птахом, покровителем ремесленников и архитекторов. В древнеегипетской религии Птах носил эпитет «Птах, который находится под своим деревом моринги» и часто изображался под этим растением.
Обнаружение белков моринги в деревянном гробу могло иметь значение, выходящее за рамки практического применения: ремесленник, используя материал, полученный из этого священного дерева, тем самым отдавал свою работу под защиту Птаха или посвящал ее этому богу.
Авторы пишут: обнаружение на фрагменте гроба материала, полученного из моринги, может дать практическое объяснение символической связи бога Птаха с этим растением, что еще раз подтверждает связь между Птахом и ремесленниками. И они добавляют: используя палеопротеомику, мы ясно показываем, что моринга является ценным источником материала, необходимого ремесленнику для создания своих работ.
Помимо масличных культур, в ходе исследования были идентифицированы белки злаков — в основном пшеницы, а также ячменя и ржи — в настенных росписях гробниц Небамуна и Собехотепа. В образце EA 37985 (зеленый) были обнаружены белки пшеницы, такие как низкомолекулярная субъединица глютенина и ингибитор альфа-амилазы/трипсина, типичные для муки. В образце EA 921 (синий, из гробницы Собехотепа, 1425–1400 гг. до н.э.) были обнаружены несколько белков пшеницы, ячменя и ржи, многие из которых связаны с метаболизмом сахаров или аллергенами пыльцы.
Авторы рассматривают два объяснения: либо случайное загрязнение (пыль, остатки пищи рабочих или инструменты, использовавшиеся для измельчения злаков и пигментов), либо преднамеренное использование мучной или крахмальной пасты в качестве связующего вещества или клея. В случае гробницы Небамуна наличие только пшеничных белков в образце, содержащем также яйцо, указывает на преднамеренное использование. Они также исключают современную реставрацию, поскольку предыдущее исследование консервационных материалов этой картины не выявило продуктов растительного происхождения.
В случае гробницы Собехотепа смесь белков пыльцы и семян затрудняет интерпретацию, но авторы не исключают, что это был побочный продукт переработки злаков, возможно, настой или водная паста. Однако они исключают дрожжи (брожение), поскольку грибковые белки обнаружены не были.
Один из наиболее важных выводов работы заключается в том, что протеомику не следует использовать в одиночку. Авторы сравнивают свои результаты с предыдущими анализами газовой хроматографии (ГХ-МС) и пиролизной ГХ-МС некоторых из тех же объектов. Например, в гробнице Небамуна ГХ-МС обнаружила только присутствие белкового материала, но не смогла определить его источник.
Протеомика показала, что это куриное яйцо и пшеничная мука, а в другом фрагменте — белки кунжута. В рельефе дворца в Априе (EIN 1060) результаты ГХ-МС были неоднозначными, в то время как протеомика подтвердила использование животного клея и определила вид животного.
Исследование также показывает, что протеомика может идентифицировать неожиданные вещества, отсутствующие в базах данных традиционных методов, которые обычно ищут только наиболее распространенные соединения (коллаген, казеин, яйцо). В отличие от них, нецелевой (метод «дробовика») метод ищет все присутствующие белки и сравнивает их с универсальными базами данных, что позволяет обнаружить кунжут или морингу.
Эта работа открывает новые направления исследований. С одной стороны, она подтверждает, что животный клей был наиболее широко используемым клеем и связующим веществом, но он не ограничивался одним видом: египтяне использовали любых доступных животных, включая лошадей, ослов и антилоп, что отражает экономику переработки мясных побочных продуктов. С другой стороны, идентификация белков семян и злаков предполагает, что художники экспериментировали с разнообразными материалами, возможно, под влиянием сезонной доступности или символического значения определенных растений.
Авторы подчеркивают, что это первое обширное палеопротеомное исследование материалов египетского искусства, закладывающее основу для будущих исследований. В заключении они пишут: «Наше исследование демонстрирует, что сочетание результатов палеопротеомики с другими аналитическими методами, археологическими данными и текстовыми источниками проливает свет как на ожидаемые, так и на нетрадиционные органические материалы в расписных произведениях древнеегипетского искусства». И добавляют: «Это исследование подчеркивает, насколько ценна протеомика для идентификации нетрадиционных материалов, которые могут быть неправильно идентифицированы или пропущены другими аналитическими стратегиями просто из-за ограниченного количества эталонных белковых материалов, включенных в их базы данных».
Команда надеется, что этот подход будет применен к большему количеству объектов для установления хронологических, региональных или производственных закономерностей, а также для лучшего понимания предпочтений художников в зависимости от пигментов и материалов. На данный момент исследование уже показало, что древние египтяне были гораздо более изобретательны и разнообразны в использовании материалов, чем считалось ранее, и что за каждым мазком кисти может скрываться история религиозной символики, бытового хозяйства и технических знаний, которые может раскрыть только протеомика.
