Microbiología ambiental y patrimonio cultural

El Grupo de investigación Microbiología Ambiental y Patrimonio Cultural  se dedica a la microbiología ambiental de ambientes subterráneos, terrestres y acuáticos, con particular atención a la biodegradación de materiales y contaminantes, al biodeterioro y a la conservación del Patrimonio Cultural, al estudio del ciclo biogeoquímico de los elementos, la geoquímica y química ambiental.

En el ámbito de la Conservación del Patrimonio Cultural, el grupo fué promotor y coordinador de varias iniciativas, como la Red Temática del CSIC de Patrimonio Histórico y Cultural (en vigor desde 2001 hasta 2011), y la posterior Red TechnoHeritage, entre los años 2011 y 2015. En la actualidad, el grupo, además de continuar como miembro activo de TechnoHeritage, participa en la Plataforma Temática Interdisciplinar del CSIC Patrimonio Abierto: Investigación y Sociedad (PTI-PAIS).

En los últimos años, el grupo coordina el proyecto transnacional Probioma dedicado a la búsqueda de substancias bioactivas producidas por microorganismos aislados en ambientes subterráneos (cuevas y minas) de España y Portugal, que financia el Programa Interreg VA España-Portugal (POCTEP) 2014-2020 de la Unión Europea.

Objetivos

Los objetivos del grupo se enmarcan dentro de la microbiología ambiental en su sentido más amplio (aguas, suelos y subsuelo) y particularmente los ambientes subterráneos, con especial atención a la biodiversidad y ecología microbiana en cuevas, minas, túneles, catacumbas y tumbas. Dentro de estos estudios destaca la taxonomía de bacterias y hongos, la descripción de nuevos géneros y especies de microorganismos y su participación en el ciclo biogeoquímico de los elementos.

Asimismo, se estudian los conjuntos arqueológicos, monumentos y los materiales del Patrimonio Cultural, utilizando técnicas de análisis modernas, no destructivas y semidestructivas, se diagnostican sus amenazas y se proponen recomendaciones para su conservación.

Otras líneas de investigación cultivadas son:

Química ambiental (atmósfera, agua y suelo)

Biogeoquímica del ciclo de los elementos en la naturaleza

Biodeterioro de materiales de construcción y obras de arte, papel, textiles, maderas, cerámicas, etc.

Contaminación atmosférica en ambientes urbanos e impacto sobre monumentos y materiales de construcción

Efectos del cambio climático sobre el Patrimonio Cultural

Biodegradación y biorremediación de contaminantes y biocidas en suelos y aguas

Investigación y descripción de nuevas especies de bacterias patógenas en diversos ecosistemas

Diseño de métodos de aplicación y de biocidas para prevenir el biodeterioro

Eficiencia de biocidas y métodos de limpieza en trabajos de restauración del Patrimonio Cultural

 

Miembros del Grupo de Investigación

Prof. Cesáreo Sáiz Jiménez Dr. Bernardo Hermosín Campos Dra. Leonila Laiz Trobajo Dra. Valme Jurado Lobo
Dr. Miguel Ángel Rogerio Candelera Dra. Irene Domínguez Moñino Dr. José Luís González Pimentel Isabel Galocha Zapata

 

Publicaciones (2015-2020)

Fernandez-Cortes, A.; Cuezva, S.; Alvarez-Gallego, M.; Garcia-Anton, E.; Pla, C.; Benavente, D.; Jurado, V.; Saiz-Jimenez, C.; Sanchez-Moral, S. 2015. Subterranean atmospheres may act as daily methane sinks. Nature Communications 6.

Cañaveras, J.C.; Fernandez-Cortes, A.; Elez, J.; Cuezva, S.; Jurado, V.; Miller, A.Z.; Rogerio-Candelera, M.A.; Benavente, D.; Hernandez-Marine, M.; Saiz-Jimenez, C.; Sanchez-Moral, S. 2015. The deterioration of Circular Mausoleum, Roman Necropolis of Carmona, Spain. Science of the Total Environment 518-519: 65 – 77.

Rogerio-Candelera, M.Á. 2015. Digital image analysis based study, recording, and protection of painted rock art. Some Iberian experiences. Digital Applications in Archaeology and Cultural Heritage 2: 68 – 78.

Garcia-Guinea, J.; Furio, M.; Sanchez-Moral, S.; Jurado, V.; Correcher, V.; Saiz-Jimenez, C. 2015. Composition and spectra of copper-carotenoid sediments from a pyrite mine stream in Spain. Spectrochimica Acta – Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 135: 203 – 210.

Riquelme, C.; Hathaway, J.J.M.; Dapkevicius, M.d.L.N.E.; Miller, A.Z.; Kooser, A.; Northup, D.E.; Jurado, V.; Fernandez, O.; Saiz-Jimenez, C.; Cheeptham, N. 2015. Actinobacterial diversity in volcanic caves and associated geomicrobiological interactions. Frontiers in Microbiology 6: 2016-05-30

A.Z. Miller; M.F.C Pereira; J.M. Calaforra; P. Forti; A. Dionísio; C. Saiz-Jimenez 2015. Ana Heva lava tube (Easter Island, Chile): Preliminary characterization of the internal layers of coralloid-type speleothems. Microscopy and Microanalysis 21: 68 – 69.

Mathilda L. Coutinho; Ana Z. Miller; Maria F. Macedo. 2015. Biodiversity and biodeterioration of architectural ceramic materials: an overview. Journal of Cultural Heritage 16: 759 – 777.

M. L. Coutinho; A. Z. Miller; P. M. Martin-Sanchez; Mirao; A. Gomez-Bolea; B. Machado-Moreira; L. Cerqueira-Alves; V. Jurado; C. Saiz-Jimenez; A. Lima; A. J. L. Phillips; F. Pina; M. F. Macedo 2016. A multiproxy approach to evaluate biocidal treatments on biodeteriorated majolica glazed tiles. Environmental Microbiology 18: 4794 – 4816.

Miller, A.Z.; De la Rosa, J.M.; Jiménez-Morillo, N.T.; Pereira, M.F.C.; González-Pérez, J.A.; Calaforra, J.M.; Saiz-Jimenez, C. 2016. Analytical pyrolysis and stable isotope analyses reveal past environmental changes in coralloid speleothems from Easter Island (Chile). Journal of chromatography A 1461: 144 – 152.

Díaz-Herraiz M; Laiz L; Jurado V; Miller A.Z; Gonzalez-Perez J.A; Santos J.L; Alonso E; Saiz-Jiménez C. 2016. Analytical pyrolysis evidences the presence of granaticins in the violet stains of a Roman tomb. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 117: 357 – 362.

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Coutinho, M.L.; Miller, A.Z.; Rogerio-Candelera, M.A.; Mirão, J.; Cerqueira Alves, L.; Veiga, J.P.; Águas, H.; Pereira, S.; Lyubchyk, A.; Macedo, M.F. 2016. An integrated approach for assessing the bioreceptivity of glazed tiles to phototrophic microorganisms. Biofouling 32: 243 – 259.

García-Jaramillo, M.; Redondo-Gómez, S.; Barcia-Piedras, J.M.; Aguilar, M.; Jurado, V.; Hermosín, M.C.; Cox, L. 2016. Dissipation and effects of tricyclazole on soil microbial communities and rice growth as affected by amendment with alperujo compost. Science of the Total Environment 550: 637 – 644

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Moeller, R.; Raguse, M.; Leuko, S.; Berger, T.; Hellweg, C.E.; Fujimori, A.; Okayasu, R.; Horneck, G.; Kawaguchi, Y.; Yokobori, S.I.; Yamagishi, A.; Rettberg, P.; Verseux, C.; Baqué, M.; Cifariello, R… 2017. STARLIFE -An international campaign to study the role of galactic cosmic radiation in astrobiological model systems. Astrobiology 17: 101 – 109.

De La Rosa, J.M.; Martin-Sanchez, P.M.; Sanchez-Cortes, S.; Hermosin, B.; Knicker, H.; Saiz-Jimenez, C. 2017. Structure of melanins from the fungi Ochroconis lascauxensis and Ochroconis anomala contaminating rock art in the Lascaux Cave. Scientific Reports 7.

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Leonardo García Sanjuán; Marta Díaz-Guardamino; David W. Wheatley; Juan-Pablo Vita Barra; José Antonio Lozano Rodríguez; Miguel Ángel Rogerio-Candelera; Ángel Justo Erbez; Dominic Barker; Kris Strutt;… 2017. The epigraphic stela of Montoro (Córdoba): the earliest monumental script in Iberia? Antiquity 91: 916 – 932.

Jiménez-Morillo, N.T.; Spangenberg, J.E.; Miller, A.Z.; Jordán, A.; Zavala, L.M.; González-Vila, F.J.; González-Pérez, J.A. 2017. Wildfire effects on lipid composition and hydrophobicity of bulk soil and soil size fractions under Quercus suber cover (SW-Spain). Environmental Research 159: 394 – 405.

Belyagoubi, L.; Belyagoubi-Benhammou, N.; Jurado, V.; Dupont, J.; Lacoste, S.; Djebbah, F.; Ounadjela, F.Z.; Benaissa, S.; Habi, S.; Abdelouahid, D.E.; Saiz-Jimenez, C. 2018. Antimicrobial activities of culturable microorganisms (Actinomycetes and fungi) isolated from Chaabe Cave, Algeria. International Journal of Speleology 47: 189 – 199.

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Miguel Ángel Rogerio-Candelera; Primitiva Bueno Ramírez; Rodrigo de Balbín-Behrmann; M. Isabel Dias; Leonardo García Sanjuán; Mathilda Larsson Coutinho; José Antonio Lozano Rodríguez; Ana Z. Miller; A… 2018. Landmark of the past in the Antequera megalithic landscape: A multi-disciplinary approach to the Matacabras rock art shelter. Journal of Archaeological Science 95: 76 – 93.

Sergio Sanchez-Moral; Juan Carlos Cañaveras; David Benavente; Angel Fernandez-Cortes; Soledad Cuezva; Javier Elez; Valme Jurado; Miguel Angel Rogerio-Candelera; Cesareo Saiz-Jimenez. 2018. A study on the state of conservation of the Roman Necropolis of Carmona (Sevilla, Spain). Journal of Cultural Heritage 34: 185 – 197.

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Miller, A.Z.; Garcia-Sanchez, A.M.; Martin-Sanchez, P.M.; Costa Pereira, M.F.; Spangenberg, J.E.; Jurado, V.; Dionísio, A.; Afonso, M.J.; Iglésias Chaminé, H.I.; Hermosin, B.; Saiz-Jimenez, C. 2018. Origin of abundant moonmilk deposits in a subsurface granitic environment. Sedimentology 65: 1482 – 1503.

Dominguez-Moñino, I.; Jurado, V.; Gonzalez-Pimentel, J.L.; Miller, A.Z.; Hermosin, B.; Saiz-Jimenez, C. 2018. Bacillus onubensis sp. nov., isolated from the air of two Andalusian caves. Systematic and Applied Microbiology 41: 167 – 172.

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Marques, J.M.; Etiope, G.; Neves, M.O.; Carreira, P.M.; Rocha, C.; Vance, S.D.; Christensen, L.; Miller, A.Z.; Suzuki, S. 2018. Linking serpentinization, hyperalkaline mineral waters and abiotic methane production in continental peridotites: an integrated hydrogeological-bio-geochemical model from the Cabeço de Vide CH4-rich a… Applied Geochemistry 96: 287 – 301.

De La Rosa, J.M.; Miller, A.Z.; Knicker, H. 2018. Soil-borne fungi challenge the concept of long-term biochemical recalcitrance of pyrochar. Scientific Reports 8.

Jaime Villaverde; Leonila Láiz; Alba Lara-Moreno; J. L. González-Pimentel; Esmeralda Morillo. 2019. Bioaugmentation of PAH-Contaminated Soils With Novel Specific Degrader Strains Isolated From a Contaminated Industrial Site. Effect of Hydroxypropyl-ß-Cyclodextrin as PAH Bioavailability Enhancer. Frontiers in Microbiology 10: 2588

Coutinho, M.L.; Miller, A.Z.; Phillip, A.; Mirão, J.; Dias, L.; Rogerio-Candelera, M.A.; Saiz-Jimenez, C.; Martin-Sanchez, P.M.; Cerqueira-Alves, L.; Macedo, M.F. 2019. Biodeterioration of majolica glazed tiles by the fungus Devriesia imbrexigena . Construction and Building Materials 212: 49-56.

Díaz-Guardamino, Marta; García Sanjuán, Leonardo; Wheatley, David W.; Lozano Rodríguez, José Antonio; Rogerio Candelera, Miguel Ángel; Krueger,Michal; Krueger, Marta; Hunt Ortiz, Mark; Murillo-Barroso, M. 2019. Rethinking Iberian «warrior» stelae: a multidisciplinary investigation of Mirasiviene and its connection to Setefilla (Lora del Río, Seville, Spain). Archaeological and Anthropological Sciences 11: 6111 – 6140.

Garcia-Sanchez, A.M.; Machado-Moreira, B.; Freire, M.; Santos, R.; Monteiro, S.; Dias, D.; Neves, O.; Dionísio, A.; Miller, A.Z. 2019. Characterization of microbial communities associated with ceramic raw materials as potential contributors for the improvement of ceramic rheological properties. Minerals 9:

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D’Angeli, I.M.; Ghezzi, D.; Leuko, S.; Firrincieli, A.; Parise, M.; Fiorucci, A.; Vigna, B.; Addesso, R.; Baldantoni, D.; Carbone, C.; Miller, A.Z.; Jurado, V.; Saiz-Jimenez, C.; De Waele, J.; Cappell… 2019. Geomicrobiology of a seawater-influenced active sulfuric acid cave. PLoS ONE 14.

Campos, P.; Miller, A.Z.; Prats, Sergio A.; Knicker, Heike; Hagemann, Nikolas; De la Rosa, J.M. 2020. Biochar amendment increases bacterial diversity and vegetation cover in trace element-polluted soils: A long-term field experiment. Soil Biology and Biochemistry 150: 1 – 11 .

Jurado, V.; Rosal, Y.d.; Gonzalez-Pimentel, J.L.; Hermosin, B.; Saiz-Jimenez, C. 2020. Biological control of phototrophic biofilms in a show cave: The case of nerja cave. Applied Sciences (Switzerland) 10.

Martin-Pozas, T.; Sanchez-Moral, S.; Cuezva, S.; Jurado, V.; Saiz-Jimenez, C.; Perez-Lopez, R.; Carrey, R.; Otero, N.; Giesemann, A.; Well, R.; Calaforra, J.M.; Fernandez-Cortes, A. 2020. Biologically mediated release of endogenous N2O and NO2 gases in a hydrothermal, hypoxic subterranean environment. Science of the Total Environment 747:

Campos, P.; Miller, A.Z.; Knicker, H.; Costa-Pereira, M.F.; Merino, A.; De la Rosa, J.M. 2020. Chemical, physical and morphological properties of biochars produced from agricultural residues: Implications for their use as soil amendment. Waste Management 105: 256 – 267.

Ana Z. Miller; Angela M. García-Sánchez; Mathilda L. Coutinho; Manuel F. Costa Pereira; Fernando Gázquez; José M. Calaforra; Paolo Forti; Jesús Martínez-Frías; Theofilos Toulkeridis; Ana T. Caldeira 2020. Colored Microbial Coatings in Show Caves from the Galapagos Islands (Ecuador): First Microbiological Approach. Coatings 20: 1134.

Rosangela Addesso; Alessandro Bellino; Ilenia Maria D’Angeli; Jo De Waele; Ana Zélia Miller; Cristina Carbone; Daniela Baldantoni. 2020. Corrigendum to `Vermiculations from karst caves: The case of Pertosa-Auletta system (Italy). [Catena 182 (2019) 104178](S0341816219303200)(10.1016/j.catena.2019.104178). Catena 185.

Gonzalez-Pimentel, J.L.; Jurado, V.; Hermosin, B.; Saiz-Jimenez, C. 2020. Draft Genome Sequences of Two Streptomyces Strains, MZ03- 37T and MZ03-48, Isolated from Lava Tube Speleothems. Microbiology Resource Announcements 9:

Pozo-Antonio, J.S.; Sanmartín, P.; Serrano, M.; De la Rosa, J.M.; Miller, A.Z.; Sanjurjo-Sánchez, J. 2020. Impact of wildfire on granite outcrops in archaeological sites surrounded by different types of vegetation. Science of the Total Environment 747.

Miller, A.Z.; De la Rosa, J.M.; Jiménez-Morillo, N.T.; Pereira, M.F.C.; Gonzalez-Perez, J.A.; Knicker, H.; Saiz-Jimenez, C. 2020. Impact of wildfires on subsurface volcanic environments: New insights into speleothem chemistry. Science of the Total Environment 698.

Marta Díaz-Guardamino; Leonardo García-Sanjuán; David Wheatley; José Antonio Lozano-Rodríguez; Miguel Ángel Rogerio-Candelera; Manolo Casado-Ariza. 2020. Late Prehistoric Stelae, Persistent Places and Connected Worlds: A Multi-disciplinary Review of the Evidence at Almargen (Lands of Antequera, Spain). Cambridge Archaeological Journal 30: 69 – 96.

De La Torre Noetzel, R.; Ortega García, M.V.; Miller, A.Z.; Bassy, O.; Granja, C.; Cubero, B.; Jordão, L.; Martínez Frías, J.; Rabbow, E.; Backhaus, T.; Ott, S.; García Sancho, L.; De Vera, J.P.P. 2020. Lichen Vitality after a Space Flight on Board the EXPOSE-R2 Facility Outside the International Space Station: Results of the Biology and Mars Experiment. Astrobiology 20: 583 – 600.

D’Angeli, I.M.; Naylor, L.A.; Lee, M.; Miller, A.Z.; Mylroie, J.; De Waele, J. 2020. Light attenuation as a control for microbiogeomorphic features: Implications for coastal cave speleogenesis. Geomorphology 354:

Tamara Martin-Pozas; Jose Luis Gonzalez-Pimentel; Valme Jurado; Soledad Cuezva; Irene Dominguez-Moñino; Angel Fernandez-Cortes; Juan Carlos Cañaveras; Sergio Sanchez-Moral; Cesareo Saiz-Jimenez. 2020. Microbial Activity in Subterranean Ecosystems: Recent Advances. Applied Sciences 10: 8130.

Valme Jurado; Jose Luis Gonzalez-Pimentel; Ana Zelia Miller; Bernardo Hermosin; Ilenia M. D’Angeli; Paola Tognini; Jo De Waele; Cesareo Saiz-Jimenez. 2020. Microbial Communities in Vermiculation Deposits from an Alpine Cave. Frontiers in Earth Sciences 8: 586248.

Proyectos de investigación (2015-2020)

Geomicrobiología de cuevas europeas. Proyectos Intramurales del CSIC, Ref. 201830E043. Duración: 01/02/2018-31/01/2020.

Prospección en ambientes subterráneos de compuestos bioactivos microbianos con uso potencial para la medicina, agricultura y medio ambiente (Probioma). INTERREG V A ESPAÑA-PORTUGAL (POCTEP), Ref. 0483_PROBIOMA_5_E. Duración: 1/01/2018-30/06/2022.

Estudio de las interacciones microbio-mineral en cuevas volcánicas. Proyectos Intramurales del CSIC, Ref. 201730E093. Duración: 01/12/2017-30/11/2018.

Espeleogénesis por ácido sulfúrico: mineralogía, geoquímica y microbiología de cuevas ácidas de Italia. Ministerio de Economía y Competitividad, Ref. CGL2016-75590-P. Duración: 30/12/2016-29/12/2020.

Geomicrobiología de cuevas ácidas. Proyectos Intramurales del CSIC, Ref. 201630E076. Duración: 01/08/2016-31/07/2018.

Understanding the nature and origin of black deposits in caves: new insights on enimatic microorganisms and secondary minerals valuable for astrobiology. Comisión Europea (Marie Curie Actions), Ref. 328689. Duración: 01/03/2014-29/02/2016.

Cuevas volcánicas de las Islas Canarias: geoquímica, geomicrobiología y biomineralización. Ministerio de Economía y Competitividad, Ref. CGL2013-41674-P. Duración: 01/01/2014-31/12/2017.

Biodiversidad y ecología de bacterias en cuevas, minas y otros ambientes subterráneos. Proyectos Intramurales del CSIC, Ref. 201230E125. Duración: 15/11/2012-14/05/2016.

Diffusion of nanotechnolgy based devices for water treatment and recycling. Comisión Europea (European Neighbourhood and Partnership Instrument), Ref. I-B/2.1/049. Duración: 14/04/2012-13/04/2015.

Red de Ciencia y Tecnología para la Conservación del Patrimonio. Ministerio de Ciencia e Innovación, Ref. HAR2010-11432-E. Duración: 01/03/2011-28/02/2015.

Contratos con empresas (2015-2020)

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. Gobierno de Cantabria. Duración: 13/11/2020-12/11/2021.

Caracterización y estudio molecular de las comunidades procariotas de la Cueva de Nerja. Fundación Cueva de Nerja. Duración: 01/07/2019-30/06/2020.

Estudio molecular de dos áreas de crecimiento de microorganismos fototróficos y posibles agentes de su inhibición. Fundación Cueva de Nerja. Duración: 01/06/2018-31/05/2019.

Conservación y restauración del Retablo de Don Fadrique de Portugal, el Retablo de Santa Librada, la Portada del Jaspe y la Portada de acceso a la Sacristía de Santa Librada en la Catedral de Sigüenza (Guadalajara). Ágora, S.L. Duración: 10/05/2017-09/11/2017.

Aerobiología de la Cueva de Nerja. Investigación de los hongos presentes en el aire. Fundación Cueva de Nerja. Duración: 01/05/2016-30/04/2017.

Estudio de conservación de la iglesia de Santa María la Blanca, de Sevilla. Investigación de los organismos implicados en el biodeterioro. Agora, S.L. Duración: 01/06/2015-01/12/2015.

Conducting microbiological analyses on samples collected by the Laboratory in the Leye’s Cave. Université de Bordeaux. Duración: 26/03/2015-25/09/2015.

Estudio de la contaminación microbiológica de la Cueva de La Garma. Sociedad Regional de Educación, Cultura y Deporte, S.L. (Cantabria). Duración: 16/02/2015-25/06/2017.

Estudio microbiológico de la Cueva de Nerja. Fundación Cueva de Nerja. Duración: 24/01/2014-23/01/2015.