Podróż do wnętrza perły

Coraz doskonalsze metody hodowli pereł powodują, iż w niektórych przypadkach identyfikacja perły wymaga użycia kosztownej aparatury, którą dysponują jedynie duże ośrodki badawcze. Światowe instytuty gemmologiczne wciąż doskonalą techniki badań kamieni szlachetnych, zaprzęgając do pracy najnowsze osiągnięcia współczesnej nauki oraz dedykowany sprzęt, projektowany czasem specjalnie na potrzeby danej instytucji badawczej. Podstawowe informacje o perle można uzyskać "zaglądając" do jej wnętrza, co możliwe jest dziś dzięki zastosowaniu nieinwazyjnych metod korzystających z osiągnięć współczesnej radiografii. W trudniejszych przypadkach konieczne jest jednak wykonanie całej serii badań z użyciem różnych technologii.

W niniejszym artykule zabierzemy Państwa w podróż do wnętrza perły, pokazując jak wygląda jej struktura w zależności od okoliczności, w jakich powstała. O ile samo przedstawienie metod badawczych nie musi interesować potencjalnego nabywcy, to uświadomienie sobie zależności budowy perły od procesów wpływających na jej powstanie pozwala lepiej zrozumieć różnice pomiędzy różnymi gatunkami pereł.  Radiografia nie daje odpowiedzi na wszystkie pytania, dlatego omówimy krótko również inne metody badawcze, pokazując jak bardzo zaawansowanych technik używa się do badania tych pięknych kamieni.

Większość użytych w artykule zdjęć możemy Państwu pokazać dzięki uprzejmości Amerykańskiego Instytutu Gemmologicznego (GIA).

Czego szukamy wewnątrz perły?

Badanie struktury perły pozwala nam przede wszystkim na rozstrzygnięcie czy jest ona naturalna czy też uzyskana w procesie hodowli. We wnętrzu perły naturalnej (powstałej w sposób samoistny, bez ingerencji człowieka w ciało perłopława) powinniśmy zaobserwować zarodek - intruza, który wniknął w ciało małża zmuszając go do reakcji obronnej. Narastająca wokół niego masa perłowa będzie miała strukturę koncentrycznych warstw.

Do czasu rozpoczęcia hodowli pereł słodkowodnych na sztucznych jądrach identyfikacja jądra wewnątrz perły pozwalała zaliczyć ją do jednego z gatunków wyhodowanych w wodach słonych, brak jądra zaś świadczył zazwyczaj o jej słodkowodnym pochodzeniu.  Dziś, badając wnętrze perły, możemy jedynie stwierdzić czy perła jest wyhodowana na jądrze, czy też powstała w płaszczu mięczaka, w wyniku wszczepu tkanki nabłonkowej pobranej od dawcy. Stwierdzenie obecności jądra nie rozstrzyga jeszcze pochodzenia perły w sposób jednoznaczny i w takim przypadku konieczne są dalsze badania.

Proste metody badawcze

Rzeczoznawcom, niedysponującym kosztownym sprzętem badawczym, dostępne są jedynie najprostsze, często inwazyjne, metody badania wnętrza pereł - możemy zajrzeć do wnętrza przecinając kamień lub obserwując jego wnętrze przez wywiercony otwór. Przecięcie perły to oczywiście metoda wykorzystywana jedynie w celach poglądowych lub szkoleniowych, natomiast może ono np. unaocznić nam w jaki sposób zbudowana jest perła jądrowa.

Powszechnie stosowaną metodą jest lupowa lub mikroskopowa obserwacja otworu nawierconej lub przewierconej perły. Pozwala ona na identyfikację jądra lub jego braku, wewnątrz perły.

Metody te sprawdzają się dla większości dostępnych w handlu pereł,  a w połączeniu z analizą chemiczną (pobranie próbki masy perłowej i analiza jej składu chemicznego) oraz lupową bądź mikroskopową obserwacją powierzchni perły pozwalają jednoznacznie opisać ją w większości przypadków.

Pozostaje nam jednak ten niewielki odsetek pereł, w którym rzeczoznawca staje się bezradny. Co wówczas?

Radiograficzne metody badania pereł

Zastosowanie metod radiograficznych do badania pereł jest tak stare jak ich hodowla. Dość oczywistym jest, że następstwem pojawienia się na rynku pereł hodowanych na jądrach musiało być opracowanie technik umożliwiających ich identyfikację. Przez wiele lat stosowano aparaty rentgenowskie z tradycyjnym utrwalaniem obrazów na kliszy, przy czym przed wykonaniem zdjęć konieczne było dostrojenie długości fali, natężenia promieniowania oraz czasu naświetlania do potrzeb obrazowania wnętrza perły. Metody te nie pozwalały jednak na manipulowanie perłą w trakcie obserwacji - badacz uzyskiwał  jedno zdjęcie, a wykonanie kolejnych wiązało się z koniecznością powtórzenia całej procedury (którą znamy z medycznych gabinetów Rtg).

W dzisiejszych czasach do badań stosuje się mikroradiografię czasu rzeczywistego (RTX). W technice tej obraz perły wyświetlany jest na monitorze - badacz ma możliwość powiększania obrazu, zmiany kontrastu zdjęcia, a także manipulacji perłą i obserwowania jej wnętrza prześwietlanego w różnych płaszczyznach. W trudniejszych przypadkach używana jest również mikrotomografia komputerowa (µCT), umożliwiająca  stworzenie trójwymiarowego obrazu wnętrza perły.

Laboratorium GIA - zastosowanie mikrotomografii komputerowej do badania perły.
© Gemological Institute of America. Reprinted by permission.

Dzięki badaniom radiograficznym mamy możliwość zidentyfikowania trzech podstawowych przypadków:

1. Wewnątrz perły obserwujemy obecność zarodka, wokół którego ułożone są koncentrycznie i w jednolity sposób kolejne warstwy masy perłowej. Tego typu budowa świadczy o naturalnym pochodzeniu perły.

2. Wewnątrz perły obserwujemy jądro. Jądro wycinane z muszli nie ma budowy koncentrycznej (jego warstwy - ślady wzrostu muszli - ułożone są poprzecznie). Wokół jądra obserwujemy zaś koncentrycznie ułożone warstwy masy perłowej. Taki przypadek wymaga dalszych badań - wiemy jedynie, że mamy do czynienia z perłą jądrową (słodko- lub słonowodną):

3. Wewnątrz perły obserwujemy niewielką pustą przestrzeń, wokół której narosła masa perłowa. Brak zarodka świadczy o ingerencji człowieka, brak jądra zaś – o słodkowodnym pochodzeniu perły:

Istnienie pustej przestrzeni wewnątrz perły może na pierwszy rzut oka wydać się mało oczywiste, warto zatem przypomnieć, w jaki sposób hoduje się perły bezjądrowe: w ciele mięczaka perłorodnego wykonywane są nacięcia, w których umieszcza się tkankę nabłonkową płaszcza (tzw. epitel - wytwarzający masę perłową). Rolą tej tkanki jest wyizolowanie intruza, zatem jej komórki rozmnażają się, otaczając "chore" miejsce ciała mięczaka i tworząc tzw. woreczek perłowy. W tym przypadku jednak wewnątrz tego woreczka będzie pustka, bowiem "intruz" nigdy nie istniał, a sama reakcja nastąpiła w wyniku umieszczenia tkanki epitelowej w nienaturalnym dla niej środowisku. Wytwarzana masa perłowa otoczy zatem wyłącznie puste miejsce. Wniosek: mamy do czynienia z hodowaną perłą bezjądrową. Wobec stosowania tej techniki tylko w przypadku hodowli pereł słodkowodnych, możemy przypuszczać, iż perła taka wyhodowana została w wodach słodkich.

Zbliżoną charakterystykę będzie miała perła słonowodna typu keshi (powstała w niezamierzony sposób - tylko w oparciu o wszczepiony epitel, po wydaleniu jądra przez organizm małża), w tym przypadku jednak pusty obszar wewnątrz perły będzie miał istotnie większe rozmiary.

O ile powyższe przykłady nie były trudne do identyfikacji, to w praktyce badacze spotykają się z egzemplarzami, których diagnoza nie jest tak prosta. Na rynku pojawiają się czasem perły wyhodowane w taki sposób, iż w ich wnętrzu nie sposób dojrzeć jądra, ani też pustki charakterystycznej dla egzemplarzy hodowanych bez jądra, można natomiast zaobserwować obecność zarodka. Przykładem może być perła wyhodowana na innej, niewielkiej perle naturalnej – w jej wnętrzu zaobserwujemy zarodek, a masa perłowa w całym obszarze będzie miała budowę koncentryczną. W przypadku podejrzenia takiego fałszerstwa badacz będzie poszukiwał we wnętrzu perły śladu pozostawionego przez wszczepiony epitel. Miejsce, w którym rozpoczął się sam proces tworzenia woreczka perłowego na granicy pomiędzy jądrem a zewnętrzną powłoką posiada bowiem charakterystyczne zgrubienie. Zazwyczaj pomocne będzie w takim wypadku trójwymiarowe zobrazowanie wnętrza za pomocą mikrotomografii komputerowej.

Problemy w badaniach potrafią stwarzać również przewiercone perły bezjądrowe - wiercenie potrafi usunąć "dowód" w postaci zarodka (perła naturalna) lub pustki (perła hodowana). Stosowane są wówczas inne techniki badawcze, o których napiszemy w dalszej części artykułu.

Dość interesujące są radiogramy pereł jądrowych o formie barokowej. Zazwyczaj spodziewamy się, iż wnętrze perły ma strukturę w miarę jednolitą. Intuicja podpowiada nam, iż masa perłowa otacza jądro ścisłymi warstwami, tak iż kamień ma budowę zwartą. Jest tak jednak wyłącznie w przypadku, gdy woreczek perłowy ściśle otoczy jądro, nie pozostawiając żadnej pustej przestrzeni. W przypadku gdy w procesie hodowli jądro odsunie się od wszczepionej tkanki epitelowej, zaczyna go ona "poszukiwać" rozrastając się w kierunku jego "ucieczki". Woreczek perłowy będzie zatem sporo większy od jądra, a śladem poszukiwań jądra przez dzielące się komórki nabłonka płaszcza będzie charakterystyczna "narośl", tym dłuższa, im dalej odsunęło się jądro. W przypadku perły idealnie kulistej, w miejscu styku jądra z epitelem pozostanie jedynie minimalne zgrubienie, jeśli zaś jądro odsunie się daleko, woreczek perłowy może zawierać dość dużą pustą przestrzeń, która pozostanie wewnątrz uformowanej perły: 

Perła słodkowodna czy słonowodna?

W celu jednoznacznej identyfikacji pochodzenia pereł bada się ich fluorescencję w promieniowaniu rentgenowskim, która pozwala zidentyfikować obecność jonów manganu w perle. Jest to cecha jednoznacznie odróżniająca perły słodkowodne od słonowodnych - te pierwsze charakteryzują się dużą zawartością jonów manganu, podczas gdy perły słonowodne zawierają co najwyżej ich śladowe ilości.

Za pomocą spektrometrów fluorescencji rentgenowskiej możliwe jest również badanie zawartości innych pierwiastków w perle. Obecnie prowadzone są badania zmierzające do stworzenia charakterystyk obecności pierwiastków śladowych w różnych gatunkach pereł, z uwzględnieniem ich geograficznego pochodzenia. Może to w przyszłości pomóc w szybszej i dokładniejszej identyfikacji perły.

Barwa naturalna czy modyfikowana?

Doskonalenie metod poprawiania barwy pereł wymaga od badaczy coraz użycia coraz bardziej zaawansowanych metod diagnostycznych w celu identyfikacji kamieni o barwie sztucznie modyfikowanej (np. przez barwienie lub napromieniowanie). O ile w prostych przypadkach wystarcza lupowa obserwacja powierzchni perły, to identyfikacja zaawansowanych metod barwienia wymaga użycia kosztownego sprzętu laboratoryjnego. Używa się tu przede wszystkim dwóch technik: spektroskopii UV-VIS lub spektroskopii Ramana. W każdej z tych technik uzyskuje się widmo badanego obiektu, które porównuje się z widmem wzorcowym - stworzonym na podstawie wcześniej prowadzonych badań pereł o naturalnej, niemodyfikowanej barwie. Widoczne różnice będą świadczyły o tym, iż barwa perły była w sposób sztuczny poprawiana.

Najnowsze techniki badawcze - wiek perły i gatunek mięczaka.

W ostatnich latach do badania pereł zaczęto używać dwóch technik, które - dostarczając nowych informacji - pozwolą na jeszcze dokładniejsze opisanie tych kamieni i zmniejszą prawdopodobieństwo popełnienia błędów przez laboratoria badawcze.

Pierwszą z tych technik jest metoda datowania węglem C14 pozwalająca na określenie przybliżonego wieku perły. Przyjmując początek XX wieku jako narodziny hodowli pereł, identyfikacja starszych pereł będzie równoznaczna z uznaniem ich za naturalne. Badania te mogą również pomóc w określeniu epoki, z której pochodzi historyczna biżuteria, przy braku wzmianek o niej w dostępnych źródłach.

Druga z metod polega na badaniu DNA organicznej substancji perły i porównaniu go z budową DNA znanych mięczaków perłorodnych.  Badanie to pozwala w sposób jednoznaczny zidentyfikować gatunek mięczaka, który wytworzył dany kamień, a dzięki temu określić słodko- lub słonowododne pochodzenie perły oraz w przybliżeniu rejon geograficzny, z którego pochodzi. Określenie organizmu, który zrodził perłę pozwoli często na zakwalifikowanie jej do pereł naturalnych (jeśli dany gatunek nie jest hodowany) oraz rozstrzygnąć rodzaj perły w wątpliwych przypadkach, trudnych do analizy innymi metodami.

Zwiększające się zainteresowanie najbardziej kosztownymi perłami i szybki wzrost ich cen powoduje, iż stale doskonalone są metody ich hodowli. Niestety, w niektórych przypadkach zmierzają one do ukrycia przed nabywcą rzeczywistego pochodzenia perły, co pociąga za sobą coraz większe nakłady ponoszone na rozwój badań tych pięknych kamieni. Jak na razie możemy spać spokojnie - w większości przypadków pereł hodowanych z podstawową ekspertyzą poradzi sobie doświadczony rzeczoznawca. Jednak w przypadku szczególnie wartościowych pereł naturalnych warto jest zlecić ekspertyzę renomowanej instytucji badawczej dysponującej odpowiednim sprzętem laboratoryjnym.