La joven de la perla y los cocolitos

Me encanta viajar, conocer los museos de cada lugar y puestos a escoger visito antes las colecciones de pintura. Y es que contemplar cuadros me relaja como pocas cosas en el mundo, tan sólo comparable a una puesta de sol en verano o a completar el envío online de un artículo científico!

Girl with a pearl earring
(2003). Director: Peter Webber. Copyright D.R. Fuente: Sensacine

“La joven de la perla” (Johannes Vermeer, 1665) es un icono del arte, expuesto en la actualidad en la Galería Real de Pinturas Mauritshuis de La Haya (Holanda).

El magnetismo de esta obra la ha convertido en intemporal, llegando a nuestros días con el apodo de La Mona Lisa Holandesa: una ilustre desconocida a la que Scarlett Johanson prestó su rostro.

Y si dicha obra ha llegado en plena forma al siglo XXI no ha sido solo por las restauraciones que ha sufrido, sino también por la calidad de los materiales y pigmentos empleados por el artista.

Pero no hablaré del ultramarino del turbante, ni del plomo blanco de la perla, ni del bermellón o el extracto de cochinilla en el rostro, ni de los demás pigmentos que observamos, sino de algo oculto que no dependía seguramente de Vermeer: el aparejo.

Y se preguntarán ustedes…¿qué es el aparejo?

Forma parte de la preparación para poder pintar sobre un soporte (en este caso tela), y su función es aislarlo. Sobre el aparejo se coloca la imprimación, que es la capa que está en contacto con la pintura. Sirve para impermeabilizar el aparejo y su color depende del artista.

Retrato de hombre con sombrero rojo (Tiziano, c.1510). Fuente: Wikimedia Commons.

La incorporación de la tela como soporte para la pintura vino de la mano de artistas venecianos (como Tiziano, Tintoretto, Veronés), que difundieron su uso en el siglo XVI en el mundo occidental.

La humedad de Venecia no era adecuada para pintar al fresco y los lienzos permitían mayor tamaño y maniobrabilidad que las tradicionales tablas, siendo más apropiados también para la pintura al óleo, técnica llegada de Flandes a Italia en el s.XV.

El uso del lienzo se extendió de Venecia a España y luego se impuso en el siglo XVII por toda Europa en una revolución que luego se transformó en tradición de la pintura occidental.

Las telas como soporte de la pintura supusieron además incorporar un proceso diferente de preparación adaptado a una superficie porosa y flexible. Las tablas se aparejaban con gruesas capas de yeso o carbonato cálcico aglutinadas con cola animal, demasiado rígidas para la tela. Esta necesitaba un aparejo más fino y la composición podía variar entre la naturaleza orgánica (p.ej. almidón de harina, aceite y miel) o inorgánica: es decir, como en las tablas pero solamente una o dos capas.

El aparejo de “La joven de la perla”

Entre febrero y marzo de 2018 un grupo internacional de científicos y conservadores de arte realizaron un estudio técnico de dicha obra, el proyecto Girl in the Spotlight, dirigido por Abbie Vandivere (Museo Mauritshuis).

El resumen del proyecto en formato web está disponible en Girl with a Blog y supe de él gracias al artículo de Oskar González “Los secretos de La joven de la perla” (Cuaderno de Cultura Científica, UPV).

Corte transversal del aparejo (400X). A la izquierda en campo claro, a la derecha con UV. Autor: Rob Erdmann. Fuente: Girl with a blog.

Pues bien, el aparejo de la obra de Vermeer es de creta (chalk en inglés), un tipo de roca sedimentaria caliza de origen biológico, compuesta por fósiles de exoesqueletos de microorganismos marinos como foraminíferos y cocolitofóridos.

La creta es característica y da nombre a un período geológico: el Cretácico. Comprendido entre hace 145-66 millones de años finalizó por todo lo alto con el meteorito de Yucatán y una extinción masiva (incluyendo al 93% de especies de cocolitofóridos y a los dinosaurios).

Volviendo al arte, la creta se machacaba para obtener un tenue polvillo blanco que se mezclaba con un aglutinante y se extendía en una fina capa mediante un cuchillo. Pero pueden quedar rastros de las estructuras originales.

En la imagen anterior pueden ver un corte transversal del aparejo y la imprimación de “La joven de la perla”, de unas 200 micras de grosor. La parte inferior blanquecina es el aparejo de creta y a la izquierda se observa un acúmulo de cocolitos (las placas de calcita de los cocolitofóridos). La imagen interactiva está disponible en este enlace.

Cocolito fósil de la especie Cretarhabdus conicus. Fuente: mikrotax.org

El cocolitofórido más abundante en la actualidad es Emiliania huxleyi, pero su presencia sólo se detecta en sedimentos relativamente jóvenes (∼300.000 años), así que los cocolitos que vemos en la creta proceden de grupos fósiles extintos como la familia Cretarhabdaceae.

La creta forma espectaculares acantilados en las costas inglesas y francesas del canal de La Mancha, como Dover y Étretat, retratados por pintores como Whitcombe, Boudin o Monet.

Pero les hablaré de una artista actual, Frances Hatch, y de la obra “Coccolith Cloud” que recrea sus impresiones de Handfast Point, una zona de acantilados de creta al suroeste de Southampton.

Coccolith Cloud, Handfast Point. Autora: Frances Hatch (2012). Acrílico y materiales del acantilado sobre papel. Fuente: Story of a painting with Frances Hatch.

Para dicha obra empleó creta del propio acantilado, formada por cocolitos, combinada con otros materiales de la zona.

En Handfast Point, después de desmoronamientos en el acantilado o fuertes tormentas, puede observarse una turbidez lechosa en el agua: los cocolitos que se dispersan de nuevo en el mar.

Tal era la intención de Frances Hatch en esta obra con pintura acrílica: recrear sus impresiones del acantilado y ese proceso natural con una base de agua en la que diluye la creta…y los cocolitos.

Cocolitos por tierra, mar…y aire!!

Que los cocolitos se dispersen en el mar y formen rocas sedimentarias no es nada nuevo, pero lo que acaban de publicar Miri Trainic y col (2018) sí lo es, y se resume en que los cocolitos, como el amor, también están en el aire !!

La noticia de este estudio la descubrí gracias a “El virus marino que está cambiando la atmósfera”, de Antonio Martínez Ron (VozPópuli, Next).

En el aerosol marino domina un componente llamado en inglés “Sea Spray Aerosol (SSA), que podríamos traducir como rocío/gotitas de aerosol marino. Consiste en partículas formadas al explotar las burbujas en la superficie del agua y por comodidad le llamaremos SSA.

Bloom de Emiliania huxleyi al sur de Reino Unido. Handfast Point está ahí mismo! es uno de los cabos a la derecha de la imagen, donde se aproxima a la costa la mancha central. Autor: Steve Groom (Satélite Landsat, 24 julio 1999). Fuente: Wikimedia Commons.

El SSA es el nexo químico entre el océano y la atmósfera y su composición tiene influencia tanto en la química de la atmósfera como en la regulación del clima. Incluye una fracción inorgánica (sales) y orgánica, en la que pueden haber virus, bacterias y fitoplancton.

Relacionar los cambios en la composición del SSA con la actividad biológica de los microorganismos marinos para conocer la importancia de sus componentes en el clima (como p.ej. la formación de nubes), ha sido y es el objetivo de numerosos estudios desde la última década.

Emiliania huxleyi es el cocolitofórido dominante a escala global, responsable de proliferaciones masivas en la superficie del océano.

A dicha especie se le atribuye un papel importante en el ciclo biogeoquímico del azufre en el mar, dado que produce grandes cantidades de dimetilsulfuro-propionato (DMSP), que luego se transforma enzimáticamente en DMS, un compuesto orgánico volátil.

No se confundan, no voy por ahí. No insistiré otra vez en la famosa teoría CLAW (Charlson y col. 1987) que sugería que el DMS del fitoplancton (como Emiliania) jugaba un papel destacado en la regulación del clima como núcleo de condensación de nubes. En la actualidad sabemos que este asunto no es tan simple y que las emisiones de DMS a la atmósfera están controladas por la dinámica de toda la cadena trófica marina (lo comentamos en Las nubes, el DMS y los tiburones ballena).

Dinámicas de E. huxleyi, el virus EhV y su impacto en la liberación de cocolitos al mar y la atmósfera. Fuente: Trainic y col. (2018).

Lo que observaron en el trabajo de Trainic y col. fue que los efectos del ataque del virus EhV, específico de Emiliania huxleyi, inducían el desprendimiento masivo de cocolitos y su dispersión tanto en el agua como en el SSA.

Su porosidad y forma aerodinámica hace que los cocolitos se comporten como paracaídas microscópicos, permitiendo que permanezcan en el aire hasta 25 veces más que las partículas de sal.

Según los resultados de Trainic y col. los cocolitos pueden suponer un parte importante del SSA al término de los blooms de E. huxleyi por causa de infecciones víricas, lo cual afectaría a la dispersión de la radiación solar, la formación de nubes e interacciones físico-químicas en el aire.

Por ejemplo, el carbonato cálcico puede reaccionar con gases como HNO3 y crear partículas de Ca(NO3)2 que actúan como núcleos gigantes de condensación de nubes, hielo o neblina.

¿Y cómo afectan los cocolitos a la luz?

Emiliania huxleyi y varios cocolitos sueltos. Autor: Emilio Soler. Fuente: Fitopasión.

Es una cuestión interesante desde el punto de vista evolutivo. Alguna ventaja/función deben cumplir los cocolitos, con nanoestructuras tan elaboradas que la tecnología actual no es capaz de replicar.

A la vista de las imágenes de satélite en blooms de Emiliania lo más lógico es creer que dispersan o reflejan buena parte de la radiación solar. Eso podría suponerles algún beneficio para proliferar en la superficie. Pero veamos lo que sabemos.

Reflejan el UV. Un estudio de Quintero-Torres y col. (2006) demostró que los holococolitos (cocolitos en la fase haploide del ciclo de vida) reflejan la radiación UV lo cual supondría una ventaja adaptativa para tolerar las altas irradiancias en la superficie del mar.

En el laboratorio se ha demostrado que las intensidades elevadas de luz no ocasionan daños (fotoinhibición) a Emiliania huxleyi, pero esto es válido tanto para cultivos provistos de cocosferas como desnudos.

(a) Imagen de cocolitos (SEM) y modelo de Emiliania huxleyi. Bar, 5 μm. (b) Imagen de microscopía óptica de cocolitos sin un campo magnético. Barra: 20 μm. (c) Cocolitos orientados mediante un campo magnético de 400 mT. Fuente: Fig. 1 de Mizukawa y col. (2015).

Y es que los efectos de los cocolitos sobre la luz visible son difíciles de interpretar. En un trabajo reciente Mizukawa y col. (2015) estudiaron las propiedades ópticas de una solución de cocolitos orientados magnéticamente.

Pues bien: observaron que los discos de los cocolitos dispersan y modulan la intensidad de la luz que pasa a su través (y por consiguiente al interior de las células). Pero el sentido del resultado final bien una reducción o un aumento de la intensidad de luz depende del ángulo de incidencia, por lo que su efecto o función en las cocosferas de Emiliania huxleyi continúa siendo un misterio.

¿Y en la atmósfera? dispersarán la luz, igual que en el mar, pero no podemos aventurar mucho más…

Referencias:

-Bown PR. Calcareous nannoplankton evolution: a tale of two oceans. Micropaleontology
299–308 (2005).
-Charlson RJ, Lovelock JE, Andreae MO, Warren SG. Oceanic phytoplankton, atmospheric sulphur, cloud albedo and climate. Nature 326: 655–661 (1987).
-Cochran RE, Ryder OS, Grassian VH, Prather KA. Sea spray aerosol: The chemical link between the oceans, atmosphere, and climate. Acc. Chem. Res. 50:599−604 (2017).
-de Vargas C, Aubry MP, Probert I, Young J. Origin and Evolution of Coccolithophores: From Coastal Hunters to Oceanic Farmers. Evolution of Primary Producers in the Sea, 251-285. Academic Press (2007).
-Gayo MD & De Celis MJ. Evolución de las preparaciones en la pintura sobre lienzo de los siglos XVIy XVII en España. Boletín del Museo del Prado 28: 39-59 (2010).
-Mizukawa, Y. et al.Light intensity modulation by coccoliths of Emiliania huxleyi as a micro-photo-regulator. Sci. Rep. 5, 13577 (2015).
-Nanninga HJ & Tyrrell T. Importance of light for the formation of algal blooms by Emiliania huxleyi. Mar. Ecol. Prog. Ser. 136:195–203 (1996).
-Quintero-Torres R, Aragón JL, Torres M, Estrada M & Cros L. Strong far-field coherent scattering of ultraviolet radiation by holococcolithophores. Phys. Rev. E Stat. Nonlin. Soft Matter Phys. 74: 032901(1-4) (2006).
-Rodés Sarrablo T. El soporte de tela en la Pintura Europea de los siglos XVI, XVII y XVIII. Universtitat de Lleida, 42 pp. (2014). Disponible en: http://hdl.handle.net/10459.1/46448
-Trainic M, Koren I, Sharoni S, Frada M, Segev L, Rudich Y, Vardi A. Infection Dynamics of a Bloom-Forming Alga and Its Virus Determine Airborne Coccolith Emission from Seawater. iScience. https://doi.org/10.1016/j.isci.2018.07.017 (2018).
Páginas web:
-https://www.vozpopuli.com/altavoz/next/virus-marino-cambiando-atmosfera_0_1162984151.html
-https://culturacientifica.com/2018/04/13/los-secretos-de-la-joven-de-la-perla/
-https://sladersyard.wordpress.com/2015/05/16/story-of-a-painting-with-frances-hatch/
-https://www.britannica.com/science/chalk
-https://www.mauritshuis.nl/en/explore/restoration-and-research/girl-with-a-blog/8-from-the-ground-up/
Emiliania huxleyi home page: http://www.soes.soton.ac.uk/staff/tt/
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