Biofilms en cuevas turísticas: la Cueva de Nerja y la Cueva del Tesoro

Abstract

[ES]: La geomorfología del medio subterráneo depende de su historia geológica, y de los fenómenos que lo modelan, como la erosión y otros agentes externos. Además, sobre los sedimentos, las paredes o los espeleotemas de cuevas se desarrollan poblaciones de microorganismos que modifican la superficie mineral. Así, la colonización de este medio estará en función de las condiciones ambientales, del grupo de microorganismos en cuestión y de la biorreceptividad de los sustratos. Las cuevas se consideran espacios especializados que se caracterizan por una temperatura uniforme, elevada humedad y escasos recursos nutricionales y energéticos. Las cuevas turísticas presentan mayor disponibilidad de energía, generada por la luz artificial y la entrada de materia orgánica, y favorecen la presencia de un mayor número de organismos fotosintéticos y heterótrofos. El desarrollo de microorganismos sobre las paredes y los espeleotemas de las cuevas pueden producir procesos de biodeterioro, es decir, cambios indeseables en el sustrato. En este trabajo se presenta la información obtenida sobre la microbiota que coloniza espeleotemas iluminados de dos cuevas turísticas, la Cueva de Nerja y la Cueva del Tesoro (Málaga), mediante el empleo combinado de la microscopía y del análisis molecular. Los resultados ponen de manifiesto que los microorganismos se organizan en comunidades estructurales complejas denominadas biofilms. El empleo de la microscopía ha permitido conocer la composición del sustrato y su relación con el biofilm, así como observar procesos de biodeterioro relacionados con cambios físicos y químicos del sustrato tales como decoloración, pérdida de consistencia, ruptura y disolución. En relación con la composición de los biofilms, se ha observado una biodiversidad dominada por cianobacterias y microalgas, junto con actinobacterias, proteobacterias, arqueas, hongos e incluso protozoos y pequeños artrópodos. El análisis molecular revela la presencia de nuevas especies de microorganismos en ambas cuevas. El conocimiento de estas comunidades, así como sus mecanismos de biodeterioro permite el diseño de medidas preventivas y correctoras destinadas al control y a una adecuada conservación del patrimonio natural y cultural de ambas cuevas.

[EN]: The geomorphology of the subterranean environment depends on its geological history, and phenomena such as erosion and other external agents. Moreover, in the caves the development of microorganisms can change the surface of sediments, walls and speleothems. Therefore, the colonization of a cave will depend on the environmental conditions, the type of microorganisms involved and the substrata bioreceptivity. Caves are considered specialized areas characterized by a uniform temperature, high humidity and low nutritional and energy resources. Visited caves have more available energy, produced by artificial lighting and the input of organic matter, and these conditions allow the growth of photosynthetic and heterotrophic organisms. The development of microorganisms on the cave walls and speleothems may produce biodeterioration, i.e., undesirable changes in the substratum. This work provides information on the microbiota that colonizes illuminated speleothems in two tourist caves, Nerja and Tesoro (Málaga), through the combined use of optical and electron microscopy, together with molecular analysis. The results showed that, in both caves, microorganisms are organized into complex structural communities called biofilms. The microscopic approach provides data on the substratum composition and its relationship with the biofilm. Biodeterioration processes related to physical and chemical changes of the substratum such as discoloration, loss of consistency, breaking and dissolution, were also observed. The biofilms were dominated by cyanobacteria and microalgae together with actinobacteria, proteobacteria, archaea, protozoa, fungi and even small arthropods. Moreover, molecular analysis revealed the presence of new species of microorganisms in both caves. Knowledge about these communities and their mechanisms of biodeterioration allows the design of preventive and corrective actions, according with a proper conservation of natural and cultural heritage of both caves.