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martes, 11 de marzo de 2008

Biodeterioro del patrimonio cultural

Un gran número de cuevas que contienen pinturas prehistóricas (Altamira, Cueva de los Murcielagos, ...) han sido cerradas a las visitas públicas para evitar el deterioro de las mismas. A pesar de la oscuridad y la falta de nutrientes del entorno, los microorganismos pueden crecer. La combinación entre el dióxido de carbono producido por los visitantes y los microbios que viven en la superficie de la roca producen la degradación de las pinturas. En una primera fase se intentó evitar dicha degradación mediante el uso de agentes químicos pero dichos agentes biocidas demostraron ser mucho más agresivos contra las pinturas que contra los microorganismos. Se ha observado que la primera etapa de biodeterioro de una pintura suele comenzar con la aparición de una mancha verde-azulada. Sobre esa mancha verde-azulada se va disponiendo un biofilm compuesto de una gran diversidad de bacterias y hongos que van atacando la pintura.


Recientemente, la Comunidad Europea ha iniciado un proyecto cuyo objetivo es evitar dicha degradación y permitir la reanudación de las visitas. Hay varios grupos investigadores y cada uno ha desarrollado una determinada estrategia para resolver el problema. Aquí se describen las dos más prometedoras en cuanto a sus resultados preliminares y una que ha fracasado:
  • Estrategia A: Iluminar las cuevas con una luz verde-azulada. Se ha observado que evita la aparición de las manchas del mismo color y por lo tanto no se desarrolla el biofilm posterior.
  • Estrategia B: Utilización de sideróforos sintéticos. Los sideróforos son moléculas quelantes para el hierro. Esta estrategia se utiliza tanto en los estados iniciales de la formación del biofilm, como en los más avanzados. Se observa una disminución del crecimiento del biofilm e incluso su desaparición.
  • Estrategia C: Utilización de antibióticos específicos. La utilización de fungicidas, o de bactericidas que solo atacasen un determinado grupo de microorganismos (antibióticos contra Gram + o contra Gram -) hace disminuir la población de dichos microorganismos en el biofilm. Sin embargo, el tratamiento no parece ser efectivo ni siquiera inicialmente, pues no se observa ningún tipo de disminución en el crecimiento del biofilm durante el tratamiento. Para empeorar las cosas, a largo plazo aparecen microorganismos resistentes contra dichos compuestos, con lo que dicho tratamiento deja de ser efectivo por completo.

Preguntas:
  1. ¿Qué tipo de microorganismos se ven afectados por la estrategia A?

  2. Considerando la respuesta dada a la pregunta 1, explicar por qué son los primeros microorganismos del biofilm y cómo pueden vivir y reproducirse esos microorganismos en un entorno en oscuridad como el de una caverna

  3. ¿Por qué el tratamiento con antibióticos es inefectivo incluso inicialmente?

  4. ¿Por qué son efectivos los sideróforos sintéticos en la inhibición del crecimiento del biofilm?

  5. ¿Aparecerán microorganismos resistentes contra los sideróforos?

Cianobacterias y biofertilización

Una empresa que produce biofertilizantes está ensayando el potencial de dos especies de cianobacterias como fijadores de nitrógeno. Una de las especies pertenece al género Oscillatoria y la otra al género Anabaena. Debajo se muestra unas gráficas que comparan la eficiencia en la fijación del nitrógeno de ambas especies a lo largo de los ciclos día-noche.




Explica porqué el comportamiento de ambas especies es tan distinto.