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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
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Cuevas
Cueva de Doña Trinidad, Málaga
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Necrópolis
Necrópolis de Carmona, Sevilla
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Catacumbas
Catacumbas de Roma, Italia
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
PROCESOS BIOLOGICOS
BIODETERIORO
SolHeladasVientoLluviaNieveMicroorganismos
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
BIODETERIORO
“Cualquier cambio indeseado en las propiedades de una material
causado por las actividades vitales de los organismos”
Hueck, 1965
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
COMPOMENTES DEL BIODETERIORO
AMBIENTE
MATERIALES
ORGANISMOS
PERSONAS
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
COMPOMENTES DEL BIODETERIORO
ORGANISMOS
LIQUENES HONGOS BACTERIAS
PLANTAS ANIMALES
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
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
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
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)
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B. ESTETICO
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
B. ESTETICO
Los depósitos negros en monumentos de Irán son costras de origen biológico producidas por el crecimiento de cianobacterias
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
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
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Condiciones para el crecimiento de organismos
NUTRIENTES
pH
NITROGENO
CARBONO
OXIGENO
LUZ
Tª
HUMEDAD
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
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
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
B. FISICO Y MECANICO
B. ESTETICO
B. QUIMICO
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
SUCESIONES ECOLOGICAS QUE INTERVIENEN EN BIODETERIORO
Deposición partículas atmosféricas
CO
CO2
NO
NO2
SO2
H2S
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
SUCESIONES ECOLOGICAS QUE INTERVIENEN EN BIODETERIORO
Colonización microflora autótrofa
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
SUCESIONES ECOLOGICAS QUE INTERVIENEN EN BIODETERIORO
Colonización microflora heterótrofa y organismos asociados
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Estudiar los miembros de las comunidades microbianas para
CONTROLAR su desarrollo y
DISEÑAR buenas estrategias de conservación.
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
ALTA DIVERSIDAD DE
MICROORGANISMOS
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
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.
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
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
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
CASOS PRACTICOS
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
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
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Muestreo: Catacumba de DomitilaRoca excavada del primer arcosolio
CD12Tz
Pared del Cubículo de los “Pequeños Apóstoles”
CD13EoCD13Eh
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Muestreo: Catacumba de San Calixto
Pared de la Cripta del Oceanus
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Cyanobacterium
Leptolyngbya
Scytonema
Cyanothece
Pared de la Catacumba de San Calixto (Italia)
Xanthomonas
Pedomicrobium
Variovorax
Hydrocarboniphaga
NordellaAgromyces
Phyllobacterium
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Cyanobacterium
Leptolyngbya
Scytonema
Cyanothece
Xanthomonas
Pedomicrobium
Variovorax
Hydrocarboniphaga
NordellaAgromyces
Phyllobacterium
Pared de la Catacumba de San Calixto (Italia)
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Phyllobacterium catacumbae
Pared de la Catacumba de San Calixto (Italia)
4 µm
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Cyanobacterium
Leptolyngbya
Scytonema
Cyanothece
Xanthomonas
Pedomicrobium
Variovorax
Hydrocarboniphaga
NordellaAgromyces
PhyllobacteriumCIANOBACTERIAS
BACTERIAS HETEROTROFAS
BIOFILM
Pared de la Catacumba de San Calixto (Italia)
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Agromyces lapidis
5 µm
Roca excavada de la Catacumba de Domitila (Italia)
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Agromyces italicus
Agromyces humatus
5 µm
Cubículo del Pequeño Apostol en la
Catacumba de Domitila (Italia)
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
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
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Muestreo
Suelo (exterior, interior)
Pared
Estalactitas
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Agromyces salentinus
Agromyces neolithicus
Suelo de la Cueva de los Ciervos (Italia)
1µm
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
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
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Muestreo: Cueva de los Murciélagos
Biofilms de la pared de la cueva
6Z8Ee
6Z7Ta
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Agromyces subbeticus
Pared de la Cueva de Zuheros (España)
5 µm
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
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.
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Muestreo: Cueva de Altamira
Pared de la cueva
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Aurantimonas altamirensis
4 µm
Pared de la Cueva de Altamira (España)
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Aurantimonasaltamirensis
Agromycessubbeticus
Agromyceshumatus
Agromycesitalicus
Agromyceslapidis
Agromycesneolithicus
Agromycessalentinus
Phyllobacteriumcatacumbae
T. AISLAMIENTONUEVAS ESPECIES
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
100 µm50 µm
• Biomineralización de fases cristalinas
• Contribución geomicrobiológica de bacterias
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
100 µm
Sr
Nitrato SrGlucosa
Sr
Nitrato SrGlucosa
B-4
Acetato CaE. Levadura
B-4
Acetato CaE. Levadura
NH4
Acetato NH4E. levadura
NH4
Acetato NH4E. levadura
Mg
Acetato MgE. levadura
Mg
Acetato MgE. levadura
Ba
Acetato BaE. levadura
Ba
Acetato BaE. levadura
M-2
Acetato Ca y MgBacto Casitona
K2CO3
M-2
Acetato Ca y MgBacto Casitona
K2CO3
CALCITA (CaCO3)
ORIGEN BIOLOGICO DE CARBONATOS ASOCIADOS A BACTERIAS EN CATACUMBAS
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
Sr
Nitrato SrGlucosa
Sr
Nitrato SrGlucosa
B-4
Acetato CaE. Levadura
B-4
Acetato CaE. Levadura
NH4
Acetato NH4E. levadura
NH4
Acetato NH4E. levadura
Mg
Acetato MgE. levadura
Mg
Acetato MgE. levadura
Ba
Acetato BaE. levadura
Ba
Acetato BaE. levadura
M-2
Acetato Ca y MgBacto Casitona
K2CO3
M-2
Acetato Ca y MgBacto Casitona
K2CO3
100 µm
ESTRUVITA (MgNH4PO4• 6H2O)
ORIGEN BIOLOGICO DE CARBONATOS ASOCIADOS A BACTERIAS EN CATACUMBAS
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50 µm
Sr
Nitrato SrGlucosa
Sr
Nitrato SrGlucosa
B-4
Acetato CaE. Levadura
B-4
Acetato CaE. Levadura
NH4
Acetato NH4E. levadura
NH4
Acetato NH4E. levadura
Mg
Acetato MgE. levadura
Mg
Acetato MgE. levadura
Ba
Acetato BaE. levadura
Ba
Acetato BaE. levadura
M-2
Acetato Ca y MgBacto Casitona
K2CO3
M-2
Acetato Ca y MgBacto Casitona
K2CO3
WITHERITA (BaCO3)
ORIGEN BIOLOGICO DE CARBONATOS ASOCIADOS A BACTERIAS EN CATACUMBAS
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100 µm
50 µm
Sr
Nitrato SrGlucosa
Sr
Nitrato SrGlucosa
B-4
Acetato CaE. Levadura
B-4
Acetato CaE. Levadura
NH4
Acetato NH4E. levadura
NH4
Acetato NH4E. levadura
Mg
Acetato MgE. levadura
Mg
Acetato MgE. levadura
Ba
Acetato BaE. levadura
Ba
Acetato BaE. levadura
M-2
Acetato Ca y MgBacto Casitona
K2CO3
M-2
Acetato Ca y MgBacto Casitona
K2CO3
CALCITA (CaCO3)
100 µm
ESTRUVITA (MgNH4PO4• 6H2O)
WITHERITA (BaCO3)
ORIGEN BIOLOGICO DE CARBONATOS ASOCIADOS A BACTERIAS EN CATACUMBAS
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
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
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BIO-RESTAURACION DE FRESCOS
BIO-RESTAURACION DE MONUMENTOS
APLICACIONES
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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
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BIO-RESTAURACION DE MONUMENTOS
CaCO3
La aplicación de soluciones bacterianas sobre el sustrato lítico para producir cristales permitiendo la restauración de áreas dañadas del sustrato
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CULTIVO BACTERIANO
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BIO-RESTAURACION DE MONUMENTOS
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TiO2
BIO-RESTAURACION DE MONUMENTOS
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TiO2CaCO3
BIO-RESTAURACION DE MONUMENTOS
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Los estudios de patrimonio como fuente de nuevas especies de microorganismos
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
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