Grupo

Geomicrobiología y Biogeoquímica

Descripción

El grupo de Geomicrobiología y Biogeoquímica tiene como principal objetivo estudiar la diversidad microbiana y las interacciones entre microorganismos, minerales y materia orgánica en ecosistemas complejos, tales como ambientes subterráneos (cuevas y minas), patrimonio cultural pétreo, suelos y sedimentos. Para ello aplicamos enfoques novedosos que combinan microbiología clásica, biología molecular, metagenómica, microscopía avanzada, mineralogía y biogeoquímica para avanzar en el conocimiento sobre el papel de los microorganismos y sus relaciones con el entorno geológico.

Debido a los logros y contribuciones del grupo en el campo de la geomicrobiología, este colabora activamente con investigadores reconocidos internacionalmente de Portugal, España, Italia, Alemania, Austria y Estados Unidos. Además, colabora con la Agencia Espacial Europea en la organización del curso de entrenamiento de astronautas en cuevas (PANGAEA y CAVES) para futuras misiones humanas a la Luna y Marte.

Geomicrobiología de cuevas volcánicas
Estudio de la diversidad, función y dinámica de las comunidades microbianas.
Caracterización morfológica de los sustratos basálticos colonizados por los microorganismos.
Caracterización geoquímica para identificar cambios ambientales
Reconocimiento de biominerales y microfósiles almacenados en el registro mineral plausibles para la comprensión del origen de la vida en la Tierra.

 

 

Colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA) en el programa de entrenamiento de astronautas en geología planetaria y astrobiología en cuevas (PANGAEA y CAVES).

 

 

 

 

 

 

Objetivos

El objetivo principal del grupo Geomicrobiología y Biogeoquímica es conocer la diversidad, función y dinámica de las comunidades microbianas que colonizan ecosistemas complejos para entender QUÉ microorganismos crecen en estos ambientes, CÓMO lo hacen (es decir, qué mecanismos y vías metabólicas utilizan) y CUÁL es su papel en los ciclos biogeoquímicos de los elementos.

Los objetivos específicos del grupo son los siguientes:

  1. Caracterización morfológica y mineralógica de los sustratos colonizados por microorganismos, mediante técnicas de microscopía electrónica y mineralogía.
  2. Estudio de la diversidad, función y dinámica de las comunidades microbianas mediante biología molecular y secuenciación masiva.
  3. Aislamiento, cultivo y caracterización de los microorganismos aislados, y descripción de posibles especies nuevas.
  4. Caracterización de las actividades antimicrobianas y enzimáticas de los microorganismos aislados.
  5. Investigación de las interacciones microorganismo-sustrato y reconocimiento de biominerales y microfósiles almacenados en el registro mineral plausibles para la comprensión del origen de la vida en la Tierra, basado en una amplia variedad de microscopía avanzada y análisis químicos.
  6. Caracterización geoquímica de los depósitos de minerales secundarios para establecer su biogenicidad y proporcionar información sobre cambios ambientales preservados en los minerales.

Este abordaje multidisciplinar permite obtener información sobre el papel que desempeñan los microorganismos en la formación y disolución de minerales, la erosión y alteración de las rocas, la movilización de metales del suelo y sedimentos, la biorremediación de suelos y aguas contaminadas por metales, los mecanismos de fosilización, así como la biotransformación de elementos. Además, el estudio de las interacciones microbio-mineral y la caracterización molecular de la fracción orgánica preservada en los espeleotemas, la cual llevamos a cabo en el grupo, puede permitirnos comprender el origen de la vida en la Tierra y otros planetas, así como las alteraciones ambientales registradas en los minerales.

Debido a la creciente demanda en el descubrimiento de nuevas sustancias bioactivas de interés para la industria farmacéutica o la recuperación del medio ambiente, nuestro grupo investiga también microorganismos extremófilos, y sus metabolitos secundarios, aislados de ambientes prístinos, como cuevas volcánicas y cuevas de sal.

Para llevar a cabo estas investigaciones, aplicamos una amplia gama de técnicas que incluyen secuenciación masiva, microbiología clásica, mineralogía, geoquímica orgánica y microscopía avanzada (FESEM, FIB-SEM, TEM, CLSM, Epifluorescencia, micro-CT) para poder avanzar en el conocimiento científico sobre el papel de los microorganismos y sus relaciones con el entorno geológico.

El grupo estudia la diversidad microbiana y las interacciones entre microorganismos, minerales y materia orgánica en ecosistemas complejos (ambientes subterráneos, patrimonio cultural, suelos y sedimentos), aplicando enfoques novedosos que combinan microbiología clásica, biología molecular, metagenómica, microscopía avanzada, mineralogía y biogeoquímica.

Proyectos en vigor

2024 – 2025: Título: “Microbial Biomineralization for Sustainable Applications (MicroApp)”. Entidad financiadora: CSIC, Programa de Cooperación Científica i-COOP (ref. COOPB23099). IP: A.Z. Miller (IRNAS-CSIC)

10/2022 – 09/2025: Título: “A biodeterioration model to predict biological impact on exposed rock surfaces and open-air rock-art” (ROCKinBIO), Entidad financiadora: Fundação para a Ciencia e a Tecnologia, Portugal (ref. 2022.04830.PTDC). IP: Joana Marques (CIBIO, Porto), co-IP: A.Z. Miller (IRNAS-CSIC).

2023 – 2025: Título: “Pioneer microbial biocenosis and minerogenesis on newly emplaced rocks and lava tubes by Cumbre Vieja volcanic eruption (MICROLAVA)”. Proyectos de investigación de Excelencia de la Junta de Andalucía (PROYEXCEL_00185). IP: A.Z. Miller (IRNAS-CSIC)

2022 – 2024: Título: “Comunidades microbianas pioneras en depósitos volcánicos recientes de La Palma: potencial para su meteorización”. Proyectos de Transición Ecológica y Digital, Ministerio de Ciencia e Innovación (TED2021-130683B-C22). IP: A.Z. Miller (IRNAS-CSIC)

01/2022 – 12/2024: Título: “Estudio geomicrobiológico y biogeoquímico de espeleotemas, suelos y sedimentos: un enfoque multidisciplinar y transfronterizo”, CSIC, Proyecto Intramural Especial (PIE-20214AT021): IP: A.Z. Miller (IRNAS-CSIC)

03/2021 – 02/2025: Título: “Geomicrobiology of volcanic caves from pristine islands: potential for Astrobiology, Biotechnology and Paleoenvironmental Research (MICROCENO)”. Entidad financiadora: Fundação para a Ciencia e a Tecnologia, Portugal (ref. (PTDC/CTA-AMB/0608/2020). IP: A.Z. Miller (IRNAS-CSIC)

11/2020 – 12/2023: Título: “Discovering subsurface microbiota and biominerogenesis in lava tubes from Lanzarote (TUBOLAN)”, Spanish Ministry for Science Innovation and Universities, PID2019-108672RJ-I00 (Programa Estatal de I+D+i Orientada a los Retos de la Sociedad). PI: Ana Z. Miller.

 

 

 

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Divulgación de la Ciencia

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