los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies … curie research...

•1

Seminario de Guadalupe, diciembre 2004Seminario de Guadalupe, diciembre 2004Las Humanidades y el Patrimonio Cultural: Los Monumentos y la MeLas Humanidades y el Patrimonio Cultural: Los Monumentos y la Memoriamoria

CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS

LOS ESTUDIOS DE PATRIMONIO COMO FUENTE DE NUEVAS ESPECIES DE

MICROORGANISMOS

Valme Jurado LoboInstituto de Recursos Naturales y Agrobiología

Consejo Superior de Investigaciones CientíficasSevilla

TTéécnicas avanzadas de diagncnicas avanzadas de diagnóóstico. Cesstico. Cesááreo reo SSááiziz

INSTITUTO DE RECURSOS NATURALES Y AGROBIOLOGIA, SEVILLA Y RED TEMATICA DEL CSIC DE PATRIMONIO HISTORICO Y CULTURAL

Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos

Monumentos

Catedral de Sevilla

•2




Cuevas

Cueva de Doña Trinidad, Málaga




Necrópolis

Necrópolis de Carmona, Sevilla

•3




Catacumbas

Catacumbas de Roma, Italia




PROCESOS BIOLOGICOS

BIODETERIORO

SolHeladasVientoLluviaNieveMicroorganismos

•4




BIODETERIORO

“Cualquier cambio indeseado en las propiedades de una material

causado por las actividades vitales de los organismos”

Hueck, 1965




COMPOMENTES DEL BIODETERIORO

AMBIENTE

MATERIALES

ORGANISMOS

PERSONAS

•5




COMPOMENTES DEL BIODETERIORO

ORGANISMOS

LIQUENES HONGOS BACTERIAS

PLANTAS ANIMALES




El organismo interrumpe o distorsiona el material debido a su crecimiento o movimiento y no lo utiliza como fuente de alimento

B. FISICO Y MECANICO

Plantas superiores Animales

•6




El material no es dañado pero el crecimiento del organismo genera una apariencia desagradable

B. ESTETICO

Catacumba San Calixto (Roma)

Portada Catedral (Sevilla)

Catacumbas de Domitila (Roma)




B. ESTETICO

•7




B. ESTETICO

Los depósitos negros en monumentos de Irán son costras de origen biológico producidas por el crecimiento de cianobacterias




El material sufre daño bioquímico directamente por el uso de nutrientes o indirectamente por la excreción de productos residuales (ácidos, enzimas, pigmentos...)

B. QUIMICO

Pirámide Cestia (Roma)

Disolución carbonato de roca caliza por cianobacterias epilíticas

•8




Condiciones para el crecimiento de organismos

NUTRIENTES

pH

NITROGENO

CARBONO

OXIGENO

LUZ

Tª

HUMEDAD




TIPOS DE BIODETERIORO

FISICO Y MECANICO ESTETICO QUIMICO

NORMALMENTE EN LA NATURALEZA

APARECEN VARIOS TIPOS DE

BIODETERIORO UNIDOS

DAÑOS POTENCIALES SOBRE PATRIMONIO

PROVOCAN

NUTRIENTES

pH

NITROGENO

CARBONO

OXIGENO

LUZ

Tª

HUMEDAD

•9




B. FISICO Y MECANICO

B. ESTETICO

B. QUIMICO




SUCESIONES ECOLOGICAS QUE INTERVIENEN EN BIODETERIORO

Deposición partículas atmosféricas

CO

CO2

NO

NO2

SO2

H2S

•10





Colonización microflora autótrofa





Colonización microflora heterótrofa y organismos asociados

•11




Estudiar los miembros de las comunidades microbianas para

CONTROLAR su desarrollo y

DISEÑAR buenas estrategias de conservación.




ALTA DIVERSIDAD DE

MICROORGANISMOS

•12




Cyanobacterium

Leptolyngbya

Scytonema

Cyanothece

Xanthomonas

Pedomicrobium

Variovorax

Hydrocarboniphaga

Nordella

Agromyces

Phyllobacterium

ADN

Pinturas rupestres

Colonización microbiana

Mediante técnicas moleculares, basadas en el análisis del ADN, se obtiene el perfil de los microorganismos existentes en una obra de arte y proceder a su identificación.




100 µm50 µm

• Diseño de medios de cultivo

• Pruebas polifásicas

• Caracterización de aislamientos y descripción de nuevas especies

• Fisiología y actividades metabólicas

• Mecanismos implicados en el biodeterioro

• Efectos sobre sustrato lítico

• Biomineralización de fases cristalinas

• Contribución geomicrobiológica de bacterias

DESCRIPCION DE NUEVAS ESPECIES

FISIOLOGIA

BIOINDUCCION DE CRISTALES

•13




CASOS PRACTICOS




La Catacumbas de Domitila y San Calixto están

localizadas en el sur de Roma (Italia). Forman

parte de un gran cementerio cristiano,

construído desde los siglos II-VII dC y están

consideradas entre las más extensas e

importantes de Roma.

Catacumbas de Domitila y San Calixto

•14




Muestreo: Catacumba de DomitilaRoca excavada del primer arcosolio

CD12Tz

Pared del Cubículo de los “Pequeños Apóstoles”

CD13EoCD13Eh




Muestreo: Catacumba de San Calixto

Pared de la Cripta del Oceanus

•15




Cyanobacterium

Leptolyngbya

Scytonema

Cyanothece

Pared de la Catacumba de San Calixto (Italia)

Xanthomonas

Pedomicrobium

Variovorax

Hydrocarboniphaga

NordellaAgromyces

Phyllobacterium




Cyanobacterium

Leptolyngbya

Scytonema

Cyanothece

Xanthomonas

Pedomicrobium

Variovorax

Hydrocarboniphaga

NordellaAgromyces

Phyllobacterium


•16




Phyllobacterium catacumbae


4 µm




Cyanobacterium

Leptolyngbya

Scytonema

Cyanothece

Xanthomonas

Pedomicrobium

Variovorax

Hydrocarboniphaga

NordellaAgromyces

PhyllobacteriumCIANOBACTERIAS

BACTERIAS HETEROTROFAS

BIOFILM


•17




Agromyces lapidis

5 µm

Roca excavada de la Catacumba de Domitila (Italia)




Agromyces italicus

Agromyces humatus

5 µm

Cubículo del Pequeño Apostol en la

Catacumba de Domitila (Italia)

•18




La Cueva de los Ciervos, Porto Badisco,

Italia, descubierta en 1970, está

caracterizada por la presencia de

importantes pinturas neolíticas que decoran

las paredes de la galería central de la cueva.

Cueva de los Ciervos




Muestreo

Suelo (exterior, interior)

Pared

Estalactitas

•19




Agromyces salentinus

Agromyces neolithicus

Suelo de la Cueva de los Ciervos (Italia)

1µm




La Cueva de los Murciélagos está ubicada en Zuheros (Córdoba). Habitada desde el

Paleolítico Medio, se pueden observar formaciones de estalactitas y estalagmitas.

Presenta diferentes pinturas rupestres pertenecientes a las culturas prehistóricas,

del período Neolítico y Edad de los Metales.

Cueva de los Murciélagos

•20




Muestreo: Cueva de los Murciélagos

Biofilms de la pared de la cueva

6Z8Ee

6Z7Ta




Agromyces subbeticus

Pared de la Cueva de Zuheros (España)

5 µm

•21




Cueva de Altamira

La Cueva de Altamira está ubicada en Santillana del Mar (Cantabria). Descubierta en

1868, presenta uno de los ciclos pictóricos más importantes de la Prehistoria.

Bisontes, caballos, ciervos, manos y misteriosos signos pintados y grabados, con la

expresión de los habitantes de la cueva hace 14000 años durante el Paleolítico

Superior.




Muestreo: Cueva de Altamira

Pared de la cueva

•22




Aurantimonas altamirensis

4 µm

Pared de la Cueva de Altamira (España)




Aurantimonasaltamirensis

Agromycessubbeticus

Agromyceshumatus

Agromycesitalicus

Agromyceslapidis

Agromycesneolithicus

Agromycessalentinus

Phyllobacteriumcatacumbae

T. AISLAMIENTONUEVAS ESPECIES

•23




100 µm50 µm

• Biomineralización de fases cristalinas

• Contribución geomicrobiológica de bacterias




100 µm

Sr

Nitrato SrGlucosa

Sr

Nitrato SrGlucosa

B-4

Acetato CaE. Levadura

B-4


NH4

Acetato NH4E. levadura

NH4


Mg

Acetato MgE. levadura

Mg


Ba

Acetato BaE. levadura

Ba


M-2

Acetato Ca y MgBacto Casitona

K2CO3

M-2


K2CO3

CALCITA (CaCO3)

ORIGEN BIOLOGICO DE CARBONATOS ASOCIADOS A BACTERIAS EN CATACUMBAS

•24




Sr

Nitrato SrGlucosa

Sr

Nitrato SrGlucosa

B-4


B-4


NH4


NH4


Mg


Mg


Ba


Ba


M-2


K2CO3

M-2


K2CO3

100 µm

ESTRUVITA (MgNH4PO4• 6H2O)





50 µm

Sr

Nitrato SrGlucosa

Sr

Nitrato SrGlucosa

B-4


B-4


NH4


NH4


Mg


Mg


Ba


Ba


M-2


K2CO3

M-2


K2CO3

WITHERITA (BaCO3)


•25




100 µm

50 µm

Sr

Nitrato SrGlucosa

Sr

Nitrato SrGlucosa

B-4


B-4


NH4


NH4


Mg


Mg


Ba


Ba


M-2


K2CO3

M-2


K2CO3

CALCITA (CaCO3)

100 µm

ESTRUVITA (MgNH4PO4• 6H2O)

WITHERITA (BaCO3)





100 µm

20 µm

BaCO3 + H2SO4witherita

BaSO4barita

LAS BACTERIAS TIENEN UN PAPEL EN EL CICLO BIOGEOQUIMICO DEL BARIO

EN AMBIENTES TERRESTRES

Movilización Ba de las rocas volcánicas y precipitación como sulfatos

BaCO3 + H2SO4witherita

BaSO4barita

•26




BIO-RESTAURACION DE FRESCOS

BIO-RESTAURACION DE MONUMENTOS

APLICACIONES




BIO-RESTAURACION DE FRESCOS

Ranalli y col., 2005

Conversión de San Efisio (Cementerio Camposanto de Pisa)

La aplicación de soluciones bacterianas sobre la superficie de la obra de arte para degradar compuestos orgánicos (pegamento) permitiendo la restauración de las pinturas

•27





CaCO3

La aplicación de soluciones bacterianas sobre el sustrato lítico para producir cristales permitiendo la restauración de áreas dañadas del sustrato



CULTIVO BACTERIANO



•28




TiO2





TiO2CaCO3


•29




La descripción de nuevas especies permite un mejor conocimiento de la

DISTRIBUCION, DIVERSIDAD Y FISIOLOGIA de microorganismos que

amenazan el monumento u obra de arte, por tanto deducir su posible

IMPLICACION en los procesos de biodeterioro.

Los estudios de patrimonio son una fuente de NUEVAS ESPECIES de

microorganismos.

Este conocimiento ayuda a proponer los métodos adecuados para la

PROTECCION y RESTAURACION del Patrimonio Histórico y Cultural

Instituto de Recursos Naturales y AgrobiologíaCSIC, Sevilla

http://www.irnase.csic.es/

Valme Jurado Lobo([email protected])

RED TEMATICA DE PATRIMONIO HISTORICO Y CULTURAL

los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies … curie research...

Documents