El papel de la microbiota subterránea en el ciclo del carbono y el efecto invernadero

Investigadores del grupo de investigación del IRNAS Microbiología Ambiental y Patrimonio Cultural acaban de publicar en Science of the Total Environment, junto a investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales y las universidades de Amberes, Almería y Alicante, el trabajo titulado «Role of subterranean microbiota in the carbon cycle and greenhouse gas dynamics», en el que se presenta una investigación pionera sobre el papel de la microbiota presente en cuevas en el ciclo global del carbono.

El estudio muestra que los sedimentos de las cuevas promueven contínuamente el consumo de metano de la atmósfera de la cueva, eliminandolo de la misma entre un 65 y un 90%, y que este consumo de metano se debe fundamentalmente a bacterias metanotróficas de las familias Methylomonaceae, Methylomirabilaceae y Methylacidiphilaceae.

Este trabajo confirma por primera vez la existencia de relaciones de dependencia mutua o sintrófica entre el género bacteriano Crossiella y bacterias nitrificantes. Estas relaciones implican el consumo del nitrógeno inorgánico presente en la superficie de los sedimentos, así como inducen la formación de depósitos minerales que fijan el CO2 e intensifican las tasas de oxidación del metano.

Una nueva monografía sobre biodeterioro del Patrimonio Cultural

A mediados del pasado mes de febrero, la editorial suiza MDPI (Multidisciplinary Digital Publishing Institute) publicó en papel la monografía “Microbial Communities in Cutural Heritage and Their Control” (ISBN: 978-3-0365-3050-5), editada por las doctoras Filomena de Leo (Università degli Studi di Messina) y Valme Jurado , miembro del Grupo de Investigación “Microbiología Ambiental y Patrimonio Cutural” del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla.

Portada de la nueva monografía sobre biodeterioro de bienes del Patrimonio Cultural

El volumen recoge 14 contribuciones publicadas originalmente como número especial de la revista Applied Sciences (ISSN: 2076-3417) en las que se detallan diferentes casos de colonización microbiana sobre bienes del Patrimonio Cultural elaborados en una gran variedad de materiales, que van desde distintos tipos de roca a maderas o pinturas de caballete.

Cuatro de los capítulos de esta monografía se dedican a la identificación de microorganismos envueltos en procesos de biodeterioro; otros siete capítulos inciden en el uso de «métodos verdes», de los cuales tres investigan la actividad biocida de productos naturales obtenidos de plantas, y los otros se dedican, respectivamente, a la actividad biocida de barnices combinados con otros productos, a la aplicación de un procedimiento de biolimpieza en granitos, a las potencialidades del control biológico de biofilms fototróficos en cuevas y a la revisión de los métodos antimicrobianos más inovadores, entre los que las nano- y bio-tecnologías juegan un papel importante. Por último, dos capítulos más se dedican a la descripción de métodos para el estudio del biodeterioro.

El libro puede descargarse gratuitamente aquí

Estudio de comunidades microbianas en la Cueva de El Castillo

La Consejería de Universidades, Igualdad, Cultura y Deporte del Gobierno de Cantabria contrató un estudio de las comunidades microbianas responsables de las manchas verdes que cubrían el Panel de las Superposiciones o Panel de Polícromos en la Cueva de El Castillo , (Puente Viesgo, Cantabria) halladas durante las labores de restauración y limpieza realizadas en 2019. Fruto de ese contrato es el informe titulado «Cueva de El Castillo: Estudio de las comunidades microbianas responsables de las manchas verdes que cubren el área de la cueva denominada Panel de las Superposiciones o Panel de Polícromos» realizado por los miembros del grupo de Investigación.

Panel de las Superposiciones de la Cueva del El Castillo

El objetivo del contrato fue determinar las causas y eventuales efectos en las pinturas del Panel de las Superposiciones de la cueva mediante un estudio de las manchas de origen biológico, cuya presencia en las inmediaciones del bisonte rojo y en otras zonas cercanas, en ocasiones en contacto directo con zonas pintadas, implicaba un riesgo biológico que podría afectar a la conservación de las pinturas y al soporte pétreo de diferentes formas.

El trabajo llevado a cabo por el Grupo de Investigación «Microbiología Ambiental y Patrimonio Cultural» consistió en el muestreo, aislamiento, cultivo y extracción de ácidos nucleicos, la secuenciación y el estudio bioinformático de los datos.

El estudio de las muestras de biofilms fototróficos recogidos en el Panel de las Superposiciones y en el suelo adyacente a un foco de iluminación reveló una composición relativamente similar a la de otras cuevas en las mismas circunstancias. La iluminación del panel para su observación ha promovido el desarrollo de algas verdes (clorofitas), tanto en el panel como en el suelo. A juzgar por la composición tanto de procariotas (bacterias y arqueas) como de eucariotas (protozoos y hongos) el establecimiento de la comunidad fototrófica está en sus etapas iniciales y, como se deduce por la colonización y escasa diversidad de unas pocas algas en los dos nichos, no ha progresado mucho. No obstante, se proponen varias medidas para neutralizar el desarrollo de estas biopelículas fotosintéticas sin que la eliminación de los microorganismos fototróficos genere efectos indeseados como el desequilibrio de las comunidades microbianas que pudieran ser la causa de brotes de otros miembros de las comunidades, como sucedió en Lascaux hace unos años.

Estudios para la restauración de la Cruz de la Inquisición, del Ayuntamiento de Sevilla

Miembros del grupo de investigación, en colaboración con el Museo Nacional de Ciencias Naturales y la Universidad de Alicante han llevado a cabo estudios sobre la Cruz de la Inquisición, ubicada en la Plaza de San Francisco, en el ángulo formado por el arquillo y la Sala Capitular Baja del Ayuntamiento de Sevilla, que había sido previamente objeto de vandalismo.

El estudio aportado a la empresa restauradora Samthiago España, Conservación y Restauración de Bienes Culturales, incide en la caracterización y análisis de los materiales de la Cruz, el análisis microbiológico y la identificación de los microorganismos que la habían colonizado.

Desde el punto de vista litológico, se trata de una caliza oolítica/peloidal de grano medio a grueso. Según las clasificaciones más empleadas de rocas carbonáticas se trataría de: Oopelsparita y Grainstone oolítico/peloidal.

La microscopía electrónica de barrido hace patente la existencia de silicatos (arcillas), hollín y minerales sulfatados (yeso, thenardita), además de halita, que parecen indicar una fuerte afectación por contaminación ambiental procedente de los tubos de escapes de vehículos. Los efectos de esta contaminación han sido descritos anteriormente en la piedra de la Catedral de Sevilla, próxima al Ayuntamiento.

En algunas zonas de la parte superficial de las muestras se observa también un profundo deterioro causado por la colonización biológica. La superficie de la piedra muestra abundantes perforaciones (pitting) y acanaladuras producidas por la acción de estructuras biológicas, cuando se observó con el microscopio electrónico.

El estudio microbiológico de las distintas muestras tomadas mostró la existencia de complejas comunidades microbianas en las que cobraban gran importancia las especies fototróficas, como cianobacterias, algas verdes, e incluso algún musgo, si bien no dejaba de haber un componente bacteriano de cierta importancia. Entre las algas se detectaban las especies Prasiola crispa, Gloeotilopsis sterilis o Planctonema lauterborni. Las cianobacterias estaban representadas por Pleurocapsa cf. concharum y Chroococcidiopsis sp. y entre las bacterias se encontraron Kribbella qitaiheensis, Arthrobacter agilis, Rubellimicrobium roseum, Truepera radiovictrix, Geodermatophilus daqingensis, Modestobacter sp., Conexibacter woesei, Rubellimicrobium roseum o Geodermatophilus siccatus.

Conociendo las comunidades microbianas que deterioran las pinturas murales del Salon de Reinos

El pasado 23 de Septiembre apareció en el volumen 11 de la revista suiza Applied Sciences el trabajo titulado Biodeterioration of Salón de Reinos, Museo Nacional del Prado, Madrid, Spain, que da cuenta de la identificación de las comunidades microbianas que intervienen en los procesos de biodeterioro de las pinturas murales del siglo XVII que cubren los techos del Salón de Reinos, uno de los pocos restos que permanecen del antiguo Palacio del Buen Retiro, y que hasta 2005 se dedicó a Museo del Ejército.

El trabajo, fruto de la colaboración con la empresa madrileña Ágora Restauraciones de Arte, S.L., ha permitido el aislamiento de diez cepas bacterianas y catorce fúngicas de las zonas deterioradas de las pinturas murales, que mostraban manchas negras atribuibles principalmente al componente fúngico de estas comunidades microbianas.

La investigación ha sido de gran interés para la eliminación de las manchas fúngicas con seguridad, la elección del tratamiento biocida empleado y la consolidación de las pinturas murales.

Miembros del grupo investigan sobre la composición de las comunidades microbianas de cuevas ácidas

En el marco del proyecto de investigación Espeleogénesis por ácido sulfúrico: mineralogía, geoquímica y microbiología de cuevas ácidas de Italia, financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad del Gobierno de España, que finalizó el pasado mes de diciembre, acaba de publicarse en la prestigiosa revista internacional Science of the Total Environment el trabajo denominado Dominance of Arcobacter in the white filaments from the thermal sulfidic spring of Fetida Cave (Apulia, southern Italy).

En la Cueva Fétida, situada en la localidad de Santa Cesarea Terme, al Sudeste de Salento (Apulia, Italia) se estudió la composición de las comunidades microbianas presentes en filamentos blancos compuestos principalmente por cristales de azufre rodeados por masas microbianas de los phyla Epsilonbacteraeota, Proteobacteria, Bacteroidetes, y Patescibacteria.

El género más abundante de los filamentos blancos recogidos de las aguas de la zona más interior de la cueva, dominadas por las exhalaciones sulfídicas, fue Arcobacter, pudiéndose relacionar esta abundancia con las mayores concentraciones de sulfuros disueltos en el agua, así como bajos valores de oxígeno y pH.

El trabajo ha sido publicado en el volumen 800 de la revista Science of the Total Environment y está disponible on-line desde el pasado 3 de agosto en la web de Elsevier ScienceDirect.