Ультраструктурный анализ указал на высокое качество льняной пряжи в Древнем Египте

Alain Bourmaud et al. / Nature Plants, 2021

Ученые исследовали древнеегипетскую пряжу эпохи начала Среднего царства в сравнении с современной льняной нитью с помощью современных методов анализа ультраструктуры материалов. Полученные результаты показали, что образец из Египта возрастом около четырех тысяч лет сопоставим по прочностным характеристикам с пряжей, произведенной в настоящее время. Изготовленные египтянами льняные волокна оказались даже тоньше современных и содержали меньше остатков соединительной ткани и одревесневших частиц, хотя и были в отдельности более хрупкими. Об исследовании сообщает статья в журнале Nature Plants.

Лен стал находить применение в хозяйстве человека еще в верхнем палеолите. Древнейшие свидетельства использования волокон дикого льна для плетения веревок и рыболовных сетей, обнаруженные в пещере Дзудзуана в предгорьях Кавказа, датируются временем от 28 до 24 тысяч лет назад. Что касается культивации льна, то, как полагают ученые, она началась в неолитическую эпоху на Ближнем Востоке, в регионе Плодородного полумесяца, не позднее VIII тысячелетия до нашей эры. Возраст найденных при раскопках в Чатал-Хёюке (Турция) фрагментов льняной ткани оценивается приблизительно в 9000 лет, а семена льна из неолитического поселения Али-Кош на юго-западе Ирана датированы 7500–6750 годами до нашей эры.

С глубокой древности одним из центров выращивания льна был Египет. Льняное полотно производилось здесь в большом количестве на протяжении нескольких тысячелетий. Помимо одежды, его использовали при пеленании мумий и выделке картонажа для погребальных масок. Кроме того, из льна изготавливали паруса, канаты, сети, корзины. Росписи на стенах древнеегипетских гробниц изображают сбор и обработку льна, однако полного представления обо всех стадиях процесса получения пряжи ученые до сих пор не имеют.

По изображениям известно (1, 2), что после сбора растения высушивали и удаляли семенные головки, протягивая пучки стеблей через зубчатый конец доски. Затем лен должен был вымачиваться, однако этот этап обработки практически не отображен в настенных росписях, и о его подробностях можно судить лишь предположительно. Благодаря вымачиванию клейкие вещества внутри стеблей разрушаются, что способствует лучшему разделению их на волокна и отделению костры — одревесневших частей стебля. Для этого вымоченные и высушенные стебли подвергали мятью и трепанию. О том, как проводились эти стадии обработки, ученые знают по находкам деревянных молотков и изображениям в ряде гробниц. Подготовка к прядению завершалась предварительным скручиванием полученных пучков льняного волокна. Эта операция также проиллюстрирована на изображениях, например, в гробнице номарха Хети I в Бени-Хасане.

Изготовленное в Египте льняное полотно отличалось высоким качеством уже в додинастическую эпоху. О высоком мастерстве, которого достигли жители долины Нила в прядении и ткачестве, можно судить по хорошо сохранившемуся большому фрагменту платья с плиссированными рукавами из погребения XXXV–XXXII веков до нашей эры в некрополе Тархан в районе Фаюмского оазиса. Плотность переплетения в ткани, из которой оно сшито, составляет 22–23 основных и 13–14 уточных нитей на квадратный сантиметр. Качество пряжи, наряду с благоприятными климатическими особенностями долины Нила, обусловило высокую степень сохранности многих образцов древнеегипетского текстиля.


Современные методы анализа позволяют изучить характеристики льняного волокна, изготовленного египтянами, на ультраструктурном уровне. С помощью методов сканирующей электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии, рентгеновской нанотомографии и нелинейной оптической микроскопии (1, 2) группа ученых из Великобритании и Франции во главе с Аленом Бурмо (Alain Bourmaud) из Университета Южной Бретани в Лорьяне исследовала прочностные свойства древнеегипетской пряжи в сравнении с современной. Для анализа был взят образец пряжи из погребального полотна эпохи раннего Среднего царства, датируемого периодом между 2140 и 1976 годами до нашей эры, и образец, изготовленный из выращенного во Франции в 2018 году текстильного льна. Исходя из высоты растений на египетских изображениях и размеров семян, найденных при раскопках, исследователи полагают, что лен, культивировавшийся египтянами, был морфологически близок к современному, поэтому сравнение их прочностных характеристик вполне допустимо.


На сканирующем электронном микроскопе ученые определили общую структуру льняной нити. Несмотря на более низкую скрученность (около 180 витков на метр против 320 для современного льна) египетская пряжа имеет близкий по значению метрический номер, характеризующий длину нити определенного веса — 8,2 метра на грамм. Это говорит не только о высоком мастерстве древних прях, но и о том, насколько эффективно производилось вымачивание, призванное обеспечить разделение и очистку волокон. На них оказалось даже меньше остатков костры и соединительной ткани, чем на современной пряже, которая подвергалась естественной сушке и вымачиванию в поле после сбора (такой метод распространен в современных операциях обработки). Кроме того, томографическое исследование показало, что волокна в египетской льняной нити более тонкие: 14,3 ± 3,3 микрометра в диаметре против 17,6 ± 3,6 микрометра для волокон, полученных в наше время.

Нанотомография помогла выявить еще одну особенность египетского льна — большую величину просвета в сечении трубчатого волокна (в живых клетках эта полость заполнялась цитоплазмой). У современных волокон он составляет лишь несколько процентов от общей площади сечения, а у древнеегипетских достигает 30–40 процентов. Исследователи предположили, что причиной тому могло быть преждевременное прекращение развития вторичных клеточных стенок из-за раннего полегания льна.


С помощью нелинейной микроскопии с применением двухфотонной флуоресценции и микроскопии с генерацией второй гармоники Бурмо и его коллеги изучили также дефекты волокон. Это поперечные коленные уступы, или полосы перегиба, возникающие предположительно из-за механических напряжений при обработке. На древних волокнах их оказалось больше: по-видимому, в Древнем Египте обработку льна проводили весьма агрессивно. Другой причиной возникновения этих дефектов может быть постепенное снятие внутренних напряжений в волокне на протяжении четырех тысячелетий. Большое количество уступов приводит к потере эластичности и прочности, а полотно при этом становится более восприимчивым к перегибу и образованию складок. Действительно, единичные волокна египетского льна оказались более хрупкими, чем современные. Возможно, повышенная сминаемость ткани очень рано навела жителей долины Нила на идею создания плиссированных одеяний.

Твердость клеточных стенок, образующих трубчатое волокно, была исследована методом атомно-силовой микроскопии. Ученые обнаружили, что у египетского льна она несколько выше: модуль вдавливания для него определили величиной 23,7 ± 0,2 гигапаскаля, в то время как у современного волокна он составляет 20,3 ± 0,1 гигапаскаля. Соотношение кристалличности целлюлозы в образцах разных эпох оказалось в пользу древнеегипетской пряжи, хотя и ненамного (58,0–59,6 процента против 56,0–58,4 процента). Чередование большого количества высокоупорядоченных (кристаллических) участков с аморфными в структуре целлюлозы обусловливает высокую прочность волокна. Исследователи отмечают, что значения модуля вдавливания и кристалличности, определенные на разных участках волокон в древней льняной нити, распределились однородно, за исключением областей перегиба. Это также способствовало долговечности материала.


Полученные Бурмо и его коллегами результаты показывают, что путем интенсивной и многоступенчатой ручной обработки египтяне добивались получения высококачественной и стойкой льняной пряжи, сопоставимой по прочности с современными образцами. По некоторым характеристикам, например по степени разделения волокон, она даже превосходила лен, получаемый в настоящее время. В дальнейших исследованиях авторы планируют продолжить ультраструктурный анализ древнеегипетского льна в частности, выяснить, как соотносятся с прочностью нитей получаемые при скрутке углы перегиба волокон в области уступов.

N + 1 неоднократно рассказывал о технологиях, использовавшихся древними египтянами в различных областях. Так, недавно египтологи выяснили, как была изготовлена глиняная оболочка одной из мумий эпохи Нового царства, а также воссоздали в эксперименте технологию выплавки меди и определили состав чернил на египетских папирусах. Кроме того, археологи выясняют все больше подробностей о процессах обработки текстиля в древности, например о том, как в эпоху царя Соломона окрашивались пурпуром ткани, образцы которых нашли в долине Тимна в Израиле.

Винера Андреева

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.