Evaluación y control de comunidades microbianas en cuevas turísticas

302 páginas.-- I a XXXVII.-- Memoria que presenta para optar al título de Doctora en Biología por la Universidad de Sevilla.-- Defendica el 3 de febrero de 2015 en el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla con la calificación de Sobresaliente cum laude por unanimidad.Tutora: Carolina Sousa Martín.-- Catedrática de la Universidad de SevillaEl estudio aerobiológico de tres cuevas andaluzas: Cueva de Ardales (Málaga), Cueva del Tesoro (Rincón de la Victoria, Málaga) y Gruta de las Maravillas (Aracena, Huelva). Estas tres cuevas fueron elegidas en función del número de visitas anuales que recibían, como cueva poco visitada (Ardales), muy visitada (Aracena) y con un número de visitantes intermedio (Rincón de la Victoria). Estas cuevas albergan valores especiales: cultural (Cueva de Ardales y Cueva del Tesoro, con importantes testimonios de arte rupestre paleolítico y postpaleolítico), y geológico (Gruta de las Maravillas, que presenta una especial variedad y riqueza de espeleotemas; y El Tesoro, cuya historia geológica única muestra los efectos del modelado kárstico y de la erosión marina en fases sucesivas). El estudio comparativo de las bacterias y hongos del aire de estas cuevas ha permitido establecer una pauta de estacionalidad en las concentraciones fúngicas, relacionables con los períodos de mayor afluencia de visitantes y de mayor actividad de los artrópodos, así como detectar también la existencia de una pauta estacional en las concentraciones bacterianas, si bien en épocas diferentes en las distintas cuevas. De manera general se ha podido relacionar la concentración de bacterias y hongos en el aire con la mayor o menor presencia de visitantes, la ubicuidad de la especie Micrococcus yunannensis en el aire de estos ambientes subterráneos, la presencia de un perfil común de hongos entomógenos en las tres cuevas y la presencia de microorganismos potencialmente patógenos para los humanos, en especial para las personas inmunodeprimidas o de corta y avanzada edad. El trabajo ha permitido, además, proponer la descripción de cuatro nuevas especies para la ciencia, dos de ellas encuadrables en el género Bacillus y otras dos en el género Paracoccus.El trabajo de investigación que ha dado lugar a la presente memoria se ha realizado durante el período de disfrute de una Beca Predoctoral adscrita al Proyecto de Investigación de Excelencia de la Junta de Andalucía RMN 5137 (convocatoria 2009), cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), titulado “Observatorio Microbiológico de cuevas visitables: evaluación y control de comunidades fúngicas en cuevas sometidas al impacto de actividades turísticas”.Peer reviewe

Evaluación y control de comunidades microbianas en cuevas turísticas

El objetivo principal de este trabajo es el conocimiento de la diversidad, concentración y distribución estacional y espacial de las comunidades bacterianas y fúngicas de tres cuevas andaluzas. Las cuevas seleccionadas son representativas de cavidades de interés cultural, como la Cueva de Ardales (Ardales, Málaga) y la Cueva del Tesoro (Rincón de la Victoria, Málaga), las cuales albergan pinturas rupestres, y de interés geológico, como es el caso de la Gruta de las Maravillas (Aracena, Huelva). Estas tres cuevas mantienen distintos regímenes de visitas, por lo que podremos evaluar el impacto del turismo. Los datos proporcionados por los gestores de las cuevas sobre el número de visitas registradas en el año 2011 mostraron que la Cueva de Ardales fue visitada por 4.018 personas, la Cueva del Tesoro recibió 28.257 visitantes y la Gruta de las Maravillas 130.314. La Cueva de Ardales, también conocida como Cueva de Doña Trinidad, se localiza en el municipio de Ardales, provincia de Málaga. Fue descubierta en 1821 tras un movimiento sísmico que dejó al descubierto la boca de acceso a la cavidad. Fue habilitada y abierta a las visitas turísticas en el año 1852, y declarada Monumento Nacional en 1931, aunque su protección no se hizo efectiva. En 1992 la Consejería de Cultura de la Junta de Andalucía declaró la cavidad Bien de Interés Cultural y el Ayuntamiento de Ardales asumió su gestión. En ella se han encontrado numerosos vestigios procedentes de las ocupaciones prehistóricas y un conjunto de representaciones gráficas paleolíticas, que incluyen pinturas y grabados. En la actualidad mantiene un régimen de visitas controlado, con una media anual de 1.000 visitantes (Fernández‐Cortés y col., 2008). En esta cavidad se han realizado estudios previos sobre las condiciones microambientales y las comunidades microbianas presentes en el aire (Fernandez‐ Cortes y col., 2011), en los sedimentos y en las colonizaciones microbianas que cubren los espeleotemas (Stomeo y col., 2008). La Cueva del Tesoro, junto con la Cueva de la Victoria, forma un complejo subterráneo conocido turísticamente como Cuevas del Tesoro, situado en el municipio de Rincón de la Victoria, provincia de Málaga. En 2002, fue declarada la delimitación del Bien de Interés Cultural de este complejo subterráneo, con la categoría de Zona Arqueológica e incluida en el Catálogo General del Patrimonio Andaluz (BOJA nº 37, 2002). Esta cavidad ha estado vinculada a multitud de leyendas relacionadas con la búsqueda del tesoro que se cree que hay en su interior, por lo que en ella se han llevado a cabo numerosas excavaciones. Alberga una gran cantidad de paneles gráficos paleolíticos, concentrados principalmente en la Galería Breuil, y en ella se han hallado otros restos arqueológicos. Actualmente la Galería Breuil y la Cueva de la Victoria se encuentran fuera del recorrido turístico. Recibe una media anual de 26.000 visitantes (Fernández‐Cortés y col., 2008). La Gruta de las Maravillas, se localiza en el municipio de Aracena, provincia de Huelva. En 1914 fueron inauguradas las visitas turísticas. Esta cavidad es interesante desde el punto de vista geológico, debido a la belleza de sus espeleotemas y sus singulares formaciones. En 1992 se tomaron las primeras medidas de restricción de visitas con motivo del deterioro ambiental detectado en la cavidad. Desde esa fecha se ha producido un descenso paulatino del número de visitantes, estableciéndose una media anual de 153.000 turistas. El recorrido turístico permite visitar doce salas de la cavidad. En 2014, con motivo del centenario de la apertura de la cueva al turismo, se han acondicionado para las visitas otras dos salas hasta ahora cerradas al público, la Palmatoria o Marmita de los Gigantes y Los Banquetes. Los objetivos específicos planteados en esta tesis son los siguientes: 1. Conocer la diversidad, concentración y distribución de las comunidades bacterianas y fúngicas del aire de la Cueva de Ardales, la Cueva del Tesoro y la Gruta de las Maravillas, así como determinar la posible existencia de un patrón estacional. 2. Determinar otros reservorios de microorganismos en estas cuevas, como suelo, restos vegetales, excrementos, insectos y otras fuentes de materia orgánica e inorgánica. 3. Determinar la presencia de microorganismos potencialmente patógenos para la salud humana, especialmente en el caso de personas inmunodeprimidas. 4. Evaluar la influencia de las visitas turísticas desde el punto de vista de la conservación de las cavidades. 5. Establecer unas pautas de control de las comunidades microbianas con el objetivo de evitar colonizaciones masivas. 6. Descripción de nuevas especies bacterianas aisladas en las cuevas

Aerobiología de cuevas andaluzas

9 páginas, 1 figura, 2 tablas, 16 referencias.-- El libro consta de 448 páginas.-- Trabajo presentado al IV Congreso español sobre cuevas turísticas. CUEVATUR 2012, celebrado del 18-20, de octubre, 2012, en Aguilar de Campoo, Palencia, España.[ES]: La Aerobiología es una ciencia de reciente aplicación en cuevas. Los estudios del aire de las cuevas son escasos y no hay información respecto a la concentración de esporas fúngicas en el aire que permitan una clasificacción de la atmósfera de una cueva como no peligrosa para la conservación de las pinturas rupestres o incluso para la salud humana. Con el objetivo de conocer los problemas derivados del uso turístico de las cuevas y su impacto sobre el arte rupestre, recientemente se ha propuesto una clasificación con cinco categorías que van desde una cueva que no presenta problemas a una que está en peligro: la categoría 1 identifica a una cueva sin problemas de hongos, la categoría 2 representa una señal de alarma para las cuevas, la categoría 3 incluye a cuevas amenazadas por los hongos, la categoría 4 la componen las cuevas muy afectada por los hongos, y la categoría 5 es una cueva con daños ecológicos irreversibles y potencialmente muy peligrosa para la conservación de las pinturas. En este trabajo aplicamos esta clasificación a tres cuevas andaluzas (cueva del Tesoro, El Rincón de la Victoria, Málaga; cueva de Ardales, Málaga y Gruta de las Maravillas, Aracena, Huelva), con diferente régimen de visitas. Asimismo, se consideró de interés el estudio estacional de la aerobiología de las cuevas, con el fin de observar si existían pautas estacionales y/o la concentración y tipos de microorganismos presentes en el aire sufrían modificaciones a lo largo del año.[EN]: Aerobiology of caves is rarely studied. At present, no clear information has been generated on the limits of acceptance of fungal spores in air, which would permit a classification of the cave atmosphere as not dangerous for the conservation of rock-art paintings and for the health of visistors. We should rely on the preventive conservation and the early detection of microbial outbreaks and with this aim we are using an index of fungal hazard in show caves. This index is based on data on the concentration of fungal spores in the cave's air, knowledge of the cave's history and management, and a detailed survey of the different halls of the caves. The index classifies caves into five risk categories: category 1 designates a cave without a fungal problem, category 2 is a warning sign for caves, category 3 includes caves threatened by fungi, category 4 is assigned to caves already affected by fungi, and category 5 designates caves with an irreversible ecological impact. We have applied this index to three Andaluslian show caves: Treasure Cave (El Rincón de la Victoria, Málaga), Ardales Cave (Ardales, Málaga) and Wonders Grotto (Aracena, Huelva). In addition, we considered of interest to study if there were seasonal patterns in the aerobiology of some caves or the microorganisms present in the air suffer modification throughout the year.Este proyecto ha sido cofinanciado por el programa operativo FEDER de Andalucía 2007- 2013, Y del proyecto de Excelencia de la Junta de Andalucía, código RNM5137. La participación de CSJ y VJ es a través del "Programa de investigación en tecnologías para la valoración y conservación del patrimonio cultural", TCP CSD2007-00058.Peer reviewe

Paracoccus cavernae sp. nov., isolated from a show cave

6 páginas.-- 1 figura.-- 23 referencias.-- Suplementary material in http://dx.doi.org/10.1099/ijsem.0.001018A Gram-stain-negative, aerobic, non-motile, non-spore-forming bacterium, strain 0511ARD5E5T, was isolated from an air sample collected in Ardales Cave (Malaga, Spain). Strain 0511ARD5E5T grew at 4–37 ◦C and in the presence of 0–4 % (w/v) NaCl [optimally at 25 ◦C and with 1 % (w/v) NaCl]. Cells were catalase- and oxidase-positive. The major respiratory quinone was ubiquinone-10. The predominant fatty acids were C18:1>ω7c and C16:0. The DNA G +C content was 63.2 mol%. Phylogenetic analysis based on 16S rRNA gene sequences showed that strain 0511ARD5E5T was a member of the genus Paracoccus and was related most closely to Paracoccus aminophilus DSM 8538T and Paracoccus marinus CIP 108500T (96.93 and 96.92 % similarity, respectively). Strain 0511ARD5E5T exhibited DNA–DNA relatedness of 47 % to P. aminophilus DSM 8538T and 31 % to P. marinus CIP 108500T. Chemotaxonomic, phenotypic and phylogenetic analyses indicated that strain 0511ARD5E5T represents a novel species of the genus Paracoccus, for which the name Paracoccus cavernae sp. nov. is proposed. The type strain is 0511ARD5E5T (=LMG 27962T=CECT 8482T).This study was supported by the project RNM 5137, Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa, Junta de Andalucía, co-financed by the 2007-2013 FEDER programmePeer reviewe

Aerobiología de la Gruta de las Maravillas

11 páginas.-- 2 figuras.-- 40 referencias.--[EN]: Gruta de las Maravillas (Aracena, Huelva) is a cavity o( geological interest, with an important annual regime o( visits. We carried out a seasonal study o( the cave's aerobiology with the aim o( knowing the concentration and distriblltion o( bacterial and (ungal communities, and determining their seasonal pattern and visitors' impacto The analysis showed that while some species o(bacteria are present along the (our seasons, such as Micrococcus yunnanensis, the (ungi present a higher variability, which means that there is not a predominant species. This study ollows us to know the air quality and to compare these results with the ones previollsly obtained in other touristic caves.[ES]: La Gruta de las Maravillas (Aracena, Hu elva) es una cavidad de interés geológico, que mantiene un rég imen anual de visitantes importante. Se consideró de interés realizar un estudio estacional de su aerobiología con el objetivo de conocer la concentración y distribución de las comunidades bacterianas y fúngicas presentes en la cueva, determinar su pauta estacional y el impacto de las visitas. Los análisis realizados indican que mientras algunas especies están presentes a lo largo de las cuatro estaciones del año, como la bacteria Microcaccus yunnanensis, los hongos presentan mayor variabilidad no existiendo una especie predominante. Este estudio permite conocer la calidad del aire y comparar los resultados con los obtenidos previamente en otras cuevas visitablesEste proyecto ha sido cofinanciado por el programa operativo FEDER de Andalucía 2007-2013, y por el Proyecto de Excelencia de la Junta de Andalucía, código RNM5137. La participación de CSJ y VJ es a través del proyecto CSIC 201230E125Peer reviewe

Human impact on show caves: Chewing gum stuck to the walls

6 p.- Papers presented at the International Workshop "The Conservation of Subterranean Cultural Heritage", held 25-27 March 2014, in Seville, Spain.Cave tourism represents the main threat for caves and for their conservation. Visitors cause important change in the microclimate and introduce organic carbon and microorganisms into caves. The visitors leave behind skin cells, hair, soil trapped on shoe soles and occasionally vomit, faeces and urine. Recently we faced a new human impact on show caves: chewing gum stuck to the wall. We have found chewing gum on the walls of Cueva del Tesoro, Rincón de la Victoria, Málaga, Spain. The bacteria colonizing the chewing gum were represented by members of Actinobacteria, Alphaproteobacteria and Firmicutes while the fungi were members of the Ascomycota, order Eurotiadles and Hypocreales. From the bacteria, the isolation of Brachybacterirum fresconis, Microbacterium aerolatum, Sphingopyxis italic and Bacillus litoralis wre noteworthy as were the presence of Aspergillus, Fusarium and Penicillium species form the fungi.Financiado con el Proyecto (HAR-2010-11432-E) Red de Ciencia y Tecnología para la Conservación del Patrimonio CulturalPeer reviewe

Native microbiome as a solution to control harmful microbial outbreaks in cultural heritage: The case of Crossiella sp., a bacterium isolated from Altamira Cave

Altamira, Lascaux and many other caves house some of the world¿s most prominent Paleolithicrock art. Open to the visitors for long time, some of these caves had to be closed to the public after decades of visits due to microbial outbreaks and severe deterioration of the paintings. Once closed to visits, the tourists were rerouted to replicas of Altamira and Lascaux paintings, however politics and public pressures still exist for a reopening, and Altamira still allows the visits on Friday. In September 2002, Altamira Cave had to be closed to the public because of the presence of phototrophic microorganisms on the famous bisons decorating the ceiling of the Polychrome Hall, a phenomenon similar to that suffered by Lascaux 50 years before. Colonization by phototrophic microorganisms was a consequence of decades of use of artificial lighting in the Polychrome Hall and was accompanied by the development of white microbial colonizations, directly on the red paintings. Lascaux Cave was closed in 1963, and after 2001 suffered several fungal outbreaks due to a wrong management and the use of benzalkonium chloride as biocide for controlling the fungi. A research carried out by the CSIC showed that the walls and ceiling of Altamira Cave were colonized by bacteria, but this contrasted with the absence of visible fungal development. It was suggested that the microbial communities colonizing the walls plays an important role in the ecosystem and the presence of antifungal compounds produced by the bacteria would protect the cave rock surfaces from fungal colonization. In fact, some species of actinobacteria found in Altamira Cave, such as Actinomadura, Amycolatopsis, Nocardia, Micromonospora, Rhodococcus, Streptomyces, etc., have antifungal activities

Airborne bacteria in show caves from Southern Spain

8 páginas.- 2 figuras.- referencias.- All supplemental data for this article are available online at www.microbialcell.comThis work presents a study on the airborne bacteria recorded in three Andalusian show caves, subjected to different managements. The main differences within the caves were the absence of lighting and phototrophic biofilms in Cueva de Ardales, the periodic maintenance and low occurrence of phototrophic biofilms in Gruta de las Maravillas, and the abundance of phototrophic biofilms in speleothems and walls in Cueva del Tesoro. These factors conditioned the diversity of bacteria in the caves and therefore there are large differences among the CFU m, determined using a suction impact collector, equipment widely used in aerobiological studies. The study of the bacterial diversity, inside and outside the caves, indicates that the air is mostly populated by bacteria thriving in the subterranean environment. In addition, the diversity seems to be related with the presence of abundant phototrophic biofilms, but not with the number of visitors received by each cave.This research was funded by Junta de Andalucia, grant number RNM-5137. I.D-M acknowledges the pre-doctoral grant associated to project RNM-5137. The authors wish to acknowledge the professional support of the CSIC Interdisciplinary Thematic Platform Open Heritage: Research and Society (PTI-PAIS), as well as the facilities of the cave administrators for samplin

Airborne fungi in show caves from southern spain

14 páginas.- 5 firuras.- 57 referencias.- Supplementary Materials: The following are available online at https://www.mdpi.com/article/10.3390/app11115027/s1The aerobiology of caves in Southern Spain possesses special characteristics, different from caves located in Northern Spain. Previous studies demonstrated the influence of outdoor air on caves in the north and the existence of two different patterns, depending on the season. In summer there is an abundance of Ascomycota, whereas in winter Basidiomycota predominates, which are related to the periods of stagnation and ventilation, respectively. In caves in Southern Spain the presence of airborne Basidiomycota is scarce and Ascomycota represents the main group of fungi widely distributed across the caves in all seasons. The most characteristic features were the abundant presence of entomopathogenic fungi (Beauveria bassiana, Parengyodontium album, Pochonia chlamydosporia, Leptobacillium symbioticum, Leptobacillium leptobactrum) and Cladosporium cladosporioides in Cueva del Tesoro, Cueva de Ardales and Gruta de las Maravillas. However, the presence of yeasts of the genera Cutaneotrichosporon, Trichosporon, Cryptococcus, Naganishia, Cystobasidium, Microstroma and Phragmotaenium was exclusive to Gruta de las Maravillas. Fungal hazard in the three show caves were determined using an ecological indicator based on the concentration of spores in cave air. © 2021 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland.Funding: This research was funded by Junta de Andalucia, grant number RNM-5137. I.D.-M. acknowledges the pre-doctoral grant associated to project RNM-5137.Peer reviewe

Pseudomonas sp., Strain L5B5: A Genomic and Transcriptomic Insight into an Airborne Mine Bacterium

21 páginas.- 9 figuras.- 2 tablas.- 96 referenciasMines, like other subterranean environments, have ecological conditions which allow the thriving of microorganisms. Prokaryotes and fungi are common inhabitants of mines, developing a metabolism suitable for growing in such inhospitable environments. The mine of Lousal, Portugal, is an interesting site for the study of microorganisms present in their galleries. Aerobiological studies resulted in the isolation of a Pseudomonas sp., strain L5B5, closely related to the opportunistic fish pathogen P. piscis MC042T, and to the soil bacteria P. protegens CHA0T, P. protegens Cab57, and P. protegens Pf-5. Strain L5B5 was able to inhibit the growth of the pathogenic bacteria Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, and Acinetobacter baumanii, as well as the cave fungi Aspergillus versicolor, Penicillium chrysogenum, Cladosporium cladosporioides, Fusarium solani, and Ochroconis lascauxensis. In silico analyses based on de novo genome hybrid assembly and RNA-Seq, performing seven conditions based on culture and phases of growth resulted in the prediction and detection of genetic mechanisms involved in secondary metabolites, with the presence of a possible new gene cluster transcribed under the tested conditions, as well as feasible virulence factors and antimicrobial resistance mechanismsThe research was supported by the European Union’s project 0483_PROBIOMA_5_E, co-financed by the European Regional Development Fund within the framework of the Interreg V-A Spain-Portugal program (POCTEP) 2014–2020.Peer reviewe