Maestría en Biología
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Item Identificación molecular y caracterización del patrón de distribución de estados larvales de Astaena pygidialis kirsch (Coleoptera: Melolonthidae) en cultivos de aguacate cv. Hass en Antioquia, Colombia(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-15) Rueda-Reyes, Jesús David; Marchant, Sergio; Holguín Aranzazu, Claudia María; Rondón Sala, Tatiana Mallanin; Góngora Botero, Carmenza; Navarro Escalante, LucioLa composición de comunidades vegetales, hábitats, microclimas y propiedades del suelo inciden en la distribución de las especies. Estos aspectos son un componente de alto valor en agricultura de precisión que permiten establecer medidas de manejo y control de plagas en cultivos. La exportación de aguacate cv. Hass en Colombia ha crecido significativamente debido a una alta demanda en mercados como Europa y Estados Unidos. El departamento de Antioquia es uno de los principales productores, sin embargo, recientemente el escarabajo A. pygidialis Kirsch se ha identificado alimentándose de hojas y frutos jóvenes, generando lesiones en la corteza de la fruta que imposibilitan su exportación. El desarrollo de métodos de monitoreo y control para esta plaga actualmente es limitado, ya que se desconocen los factores que inciden en la distribución de los estados larvales del insecto en cultivos de aguacate, además de la dificultad para la identificación de estadios inmaduros. Por ende, en 4 lotes o Unidades Productivas Comerciales ubicados en el oriente Antioqueño, se determinó el patrón de distribución espacial, relación física y química del suelo con abundancia de larvas y la incidencia de plantas hospedantes y hospederos adyacentes en relación con la presencia de larvas. Además, se evaluó la efectividad de la identificación de estados larvales mediante código de barras genético. Los resultados de los análisis de distribución evidenciaron un patrón de distribución agregado, identificando que la humedad, conductividad eléctrica y pH en uno de tres lotes (UPC D) estaban significativamente asociadas a las mayores abundancias de larvas de A. pygydialis. El hospedante predominante fue el pasto kikuyo y junto con las malezas cadillo y siempre viva tuvieron un efecto significativo en la abundancia de larvas A. pyidialis. Finalmente, el análisis del código de barras genético presentó un buen desempeño, recuperando todas las especies de marceños de referencia y agrupando como un solo clado 4 de las 5 secuencias de ejemplares A. pygidialis. Los resultados de este estudio permiten concluir que este método es una alternativa viable de identificación de larvas a nivel de especie.Item Estudio del potencial de aceites esenciales de plantas de Colombia como ingredientes de desinfectantes con efecto virucida sobre virus con envoltura(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-07) Parra-Acevedo, Valentina; Ocazionez Jiménez, Raquel; Caballero Gallardo, Karina; Rodríguez Sanabria, FernandoLos virus RNA con envoltura son responsable de las pandemias y epidemias más conocidas y loa desinfectantes a base de alcohol son los más utilizados para controlar la transmisión. El uso prolongado de estos desinfectantes tiene efectos adversos en salud humana y el medio ambiente; por lo tanto, existe una necesidad por desarrollar desinfectantes seguros y amigables con el medio ambiente. Los aceites esenciales (AE) son reconocidos como seguros y muchos poseen actividad antiviral. El presente estudio investigo la actividad desinfectante de soluciones a base de AE combinadas o no con alcohol (OH) contra los virus dengue (DENV-2) y chikunhunya (CHIKV) como sustitutos de virus con envoltura. Se utilizaron el método de suspensión cuantitativa y análisis in silico de actividad antiviral de los componentes de los AEs. Una solución de 12% AE + 10% OH redujo 100% (> 4,0 log10 TCID50) la infectividad de ambos virus en un minuto de exposición. Soluciones de 12% y 3% AE sin OH redujeron 100% la infectividad de ambos virus en 10 min y 30 min de exposición, respectivamente. El análisis in silico sugirió que terpenos de los AE, especialmente sesquiterpenos hidrocarbonados, podrían alterar la envoltura de los virus al acomodarse (energía de -6.0 a 8.0 kcal/mol) en sitios de las proteínas E-DENV-2 (n = 29) y complejo E1-E3 – CHIKV (n=17) claves en el proceso de fusión y en consecuencia interferir con el ingreso de los virus a la célula. Los resultados demuestran el potencial de los AE como ingredientes de desinfectantes seguros y respetuosos con el medio ambiente para controlar virus pandémicos con envoltura.Item Dieta, actividad reproductiva, uso de microhábitat y demografía de un ensamblaje de Pristimantis en tres localidades de bosques nublados de las estribaciones del PNN Serranía de los Yariguíes(Universidad Industrial de Santander, 2023-10-02) Porras Triana, Silvia Juliana; Serrano Cardozo, Víctor Hugo; Ramírez Pinilla, Martha Patricia; Nieva Cocilio, Rodrigo; Fong G, AnselLa repartición de los recursos ambientales entre las especies simpátricas de una comunidad evita el solapamiento de nicho y reduce la competencia interespecífica mediante la segregación espacial, temporal y/o trófica. En remanentes de bosques nublados de las estribaciones del PNN Serranía de los Yariguíes se encuentra un ensamble de anuros de seis especies de Pristimantis, siendo las más abundantes P. miyatai, P. merostictus y P. bacchus. En estas especies se evaluó su coexistencia en base a su dieta, actividad reproductiva, uso de microhábitat y demografía; estimando el solapamiento de nicho temporal, espacial y trófico mediante modelos nulos. Se evaluó la variación mensual, temporal y entre categorías de edad, sexo y condición reproductiva de los diferentes aspectos ecológicos y reproductivos registrados. Para las tres especies se encontró una dieta amplia especialista en presas de Hymenoptera, Coleoptera, Orthoptera y Blattodea y variación en la abundancia de ítems consumidos a nivel ontogénico; a nivel reproductivo se encontró que los machos están reproductivamente disponibles durante todo el año, hubo solapamiento en el reclutamiento de juveniles, pero variación en los patrones reproductivos de las hembras, P. merostictus presenta reproducción continua, las otras dos especies evidencian actividad reproductiva prolongada discontinua. Las tres especies ocupan los mismos estratos y sustratos, los machos tienden a usar todos los recursos disponibles, mientras que los juveniles y hembras estratos más bajos. Las variaciones de los parámetros poblaciones de las tres especies, especialmente de las tasas de crecimiento y el tamaño poblacional, evidencian el riesgo de estas especies a cambios antropogénicos que afecten la calidad de su hábitat. Así, no encontramos evidencia de segregación ecológica bajo los ejes de nicho trófico y espacial, pero si en el temporal. Las variaciones ontogénicas en las tres poblaciones pueden estar favoreciendo a una disminución de la competencia de los recursos entre las especies a nivel de dieta y microhábitat.Item Análisis metabólico del efecto de aceites esenciales sobre la inhibición de la formación del biofilm de Salmonella enterica serovariedad Enteritidis ATCC 13076(Universidad Industrial de Santander, 2023-08-16) Guillín Rincón, Yuliany Torcoroma; Hidalgo Bucheli, William Fernando; Cáceres Ortiz, Marlon Yesid; Zambrano Arteaga, Juan Carlos; Fuentes Lorenzo, Jorge LuisLas especies de Salmonella no tifoidea son unas de las principales causas bacterianas de enfermedades transmitidas por alimentos, lo cual ocasiona un problema de salud pública. Sumado a esto, estos microorganismos tienen la capacidad de formar biofilm, que contribuye a la multirresistencia a los fármacos tradicionales, generando así, deficientes mecanismos terapéuticos contra estos microorganismos. Por lo anterior, la búsqueda y desarrollo de nuevos agentes antimicrobianos que permitan mitigar o evadir la resistencia de patógenos de alta incidencia, como bacterias del género Salmonella, constituyen un campo de gran interés clínico y científico. Entre las alternativas, los aceites esenciales (AE) extraídos de plantas aromáticas medicinales han generado expectativas como agentes fitoterapéuticos promisorios. En la presente investigación, se evaluó el potencial antimicrobiano y anti-biofilm de 20 AE sobre Salmonella Enteritidis ATCC 13076, así como el mecanismo de acción del AE de Lippia origanoides quimiotipo timol (LOT-II). Los AE fueron suministrados y caracterizados por el CENIVAM. El efecto antimicrobiano fue evaluado mediante el método de microdilución en caldo y el efecto anti-biofilm mediante el método con cristal violeta. Finalmente, por medio de una aproximación de metabolómica no dirigía, basada en espectrometría de masas de alta resolución (HRMS), se dilucidó el efecto del AE sobre el metabolismo de células planctónicas y sésiles. De los 20 AE evaluados, cuatro presentaron actividad antimicrobiana y tres inhibieron la formación del biofilm de S. Enteritidis en un porcentaje mayor al 60%, sin afectar la actividad metabólica a concentraciones sub-inhibitorias. El análisis del perfil metabólico permitió identificar cambios en la modulación de los metabolitos de las células planctónicas y células sésiles al ser tratadas con el AE de LOT-II. Esos cambios demostraron la alteración de diferentes rutas metabólicas, entre las que se encuentran el metabolismo central del carbono, el metabolismo de nucleótidos y aminoácidos.Item Diversidad genética y morfológica de la especie promisoria Vaccinium meridionale Sw. en localidades de la Cordillera Central y Oriental de Colombia(Universidad Industrial de Santander, 2023) Miranda Montero, Yuranis; Garzón Gutiérrez, Luz Nayibe; Rondón González, Fernando; Quintero Barrera, Lorena; Soto Sedano, Johana Carolina; Bocanegra González, Kelly T.El agraz (Vaccinium meridionale Sw.) es considerada una especie promisoria debido al alto contenido de antocianinas y flavonoides en su fruto, los cuales tienen propiedades nutracéuticas. Recientemente se ha incrementado su consumo en Colombia y por lo tanto se realiza una extracción intensiva de plantas silvestres que junto con el deterioro del hábitat entre otras situaciones son las causas de que se reporte el riesgo de pérdida de diversidad para esta especie en el país. De esta manera, el objetivo de la investigación fue evaluar la diversidad morfológica plantas silvestres de V. meridionale provenientes del departamento de Santander y diversidad genética de V. meridionale en localidades de la Cordillera Central y Oriental de Colombia. Se realizó la caracterización morfológica de 14 variables cualitativas y 7 cuantitativas de las plantas muestreadas en el departamento de Santander encontrándose una alta influencia del ambiente y cambios en la fenología de la planta. En cuanto a la diversidad genética, fue evaluada mediante marcadores moleculares tipo microsatélite: 13 desarrollados para V. floribumdum y 7 para V. corymbosum. Se recolectaron 149 plantas de agraz, distribuidas en 15 localidades en la Cordillera Central y Oriental de Colombia. Se encontraron valores medios de heterocigosidad (Ho: 0.48) y valores bajos de endogamia (F: -0.59 y 0.06). Al realizar la comparación de diferenciación genética entre los grupos de localidades de cada cordillera se encontraron valores altos de diferenciación (Fst: 0.18-0.28). Existe correlación entre la distancia geográfica y genética de las localidades por lo que parte de la estructura poblacional es explicada por el modelo de aislamiento por distancia. Se generaron 20 secuencias de las regiones matK, trnH e ITS que pueden ser utilizadas como códigos de barras de ADN de las especies V. meridionale y V. floribundum. Los resultados de este estudio constituyen la primera exploración a nivel genético de la especie en varias localidades del país.Item Diversidad de los anfibios y reptiles de la cuenca del río Sogamoso(Universidad Industrial de Santander, 2023-03-16) Meneses Pelayo, Elson Ferley; Ramírez Pinilla, Martha Patricia; Serrano Cardozo, Víctor Hugo; Vargas Salinas, Fernando; Velasco Vinasco, JuliánAnalizar los patrones de diversidad a escala espacial en los anfibios y reptiles colombianos es clave para comprender los principales factores que moldean la estructura ecológica de comunidades, la organización biogeográfica y para la orientación de estrategias para la conservación. En ese sentido, nuestros objetivos fueron mapear los patrones de riqueza taxonómica, dilucidar los factores geográficos y ambientales que impulsan el recambio de especies con respecto a la asociación entre los biomas que se encuentran en la cuenca del río Sogamoso y su gradiente altitudinal. Para ello, combinamos 194 modelos de distribución de especies basados en la compilación y la revisión más completa realizada para un área del Magdalena medio Santandereano de todos los registros existentes en bases de datos locales y globales y en colecciones científicas. Sin embargo, somos conscientes que aún son necesarias revisiones de complejos de especies para resolver la incertidumbre taxonómica que existe en gran parte de la herpetofauna santandereana. A pesar de esto, estamos seguros de que los datos son adecuados para inferir y comparar patrones geográficos entre estos grupos de organismos. Se identificaron un total de 197 especies entre anfibios y reptiles, de las cuales, 10 son especies identificadas preliminarmente como nuevas para la ciencia. Además, se logró formalizar la presencia de algunas especies no reportadas previamente para esta zona del país. Con respecto a los análisis espaciales, observamos que la riqueza de especies tanto de anfibios como de reptiles fue mayor en el bioma del Bosque húmedo tropical y la riqueza de especies más baja se encontró principalmente en la vegetación semiárida sub-andina. Para anfibios y reptiles, el patrón espacial de recambio de especies fue el mismo y reveló una similitud extrema con la delimitación previa de los cinco biomas presentes que se sustentan en una combinación de factores bióticos, abióticos y antropogénicos. Por lo tanto, es importante determinar cómo los impactos actuales generados por la intensa actividad económica en la región pueden modelar la estructura ecológica en escenarios futuros para especies de interés para la conservación. adicionalmente sugerimos enfocar más esfuerzos en la recopilación de nuevos datos para zonas poco muestreadas y seguir reportando y describiendo las especies sin identidad taxonómica actualmente reconocida.Item Elucidando los patrones de variacion genetica y fenotipica de la ardilla de cola roja "notosciurus granatensis" en colombia(Universidad Industrial de Santander, 2019) Colmenares Pinzon, Javier Enrique; Serrano Cardozo, Victor Hugo; Sedano Cruz, Raul ErnestoLa ardilla de cola roja, Notosciurus granatensis, es un sistema interesante para estudiar la variación fenotípica en un complejo arreglo de subpoblaciones desde Costa Rica hasta Ecuador. Para N. granatensis se han propuesto entre seis y 32 subespecies, lo cual constituye un formidable reto para probar hipótesis sobre su sistemática y taxonomía. Se examinó la variación en la coloración del pelaje de N. granatensis en la geografía de Colombia y se contrastó con datos ambientales y con la estructura genética de marcadores mitocondriales, así como de un marcador nuclear clásico asociado a la coloración del pelaje en vertebrados. Se encontró evidencia de cuatro linajes que contribuyen a la organización sistemática del complejo N. granatensis, y que difiere dramáticamente con las actuales propuestas taxonómicas. En cuanto a la variación en la coloración del pelaje, se encontró que no está relacionada con el polimorfismo genético perfilado en este estudio. Los análisis sugieren que la variación geográfica en la precipitación, la temperatura y la radiación solar constituyen determinantes que pueden explicar mejor la variación en algunos rasgos fenotípicos de la ardilla de cola roja. Esto sugiere que la adaptación local juega un factor importante en el morfoespacio del color del pelaje. Este estudio una de las pocas iniciativas por comprender la variación fenotípica de un mamífero en Colombia, combinando información genética y aspectos ambientales.Item Gene expression of placental calcium transporter proteins during gestation of mabuya sp(Universidad Industrial de Santander, 2019) Hernandez Diaz, Yurany Nathaly; Ramirez Pinilla, Martha Patricia; Leal Carvajalino, Francisca MilenaLos lagartos del genero Mabuya (Scincidae) son vivíparos y presentan rasgos reproductivos y de biología del desarrollo muy exclusivos, por ejemplo, estos lagartos producen huevos microlecitos y, consecuentemente su patrón de nutrición embrionaria es altamente placentotrófico. Este patrón también se encuentra relacionado con el desarrollo de una de las placentas más complejas y especializadas dentro de reptiles. Esta placenta cumple los procesos metabólicos y fisiológicos requeridos por el embrión durante su desarrollo en la gestación, en estos procesos encontramos el intercambio respiratorio, la transferencia de proteínas, lípidos, glucosa, agua, y algunos iones como el calcio. El calcio es un ion es completamente transportado por la placenta, sin embargo, el posible mecanismo de transporte o las proteínas transportadoras implicadas en su transferencia al embrión siguen sin conocerse. Nuestro objetivo fue detectar y cuantificar por PCR en tiempo real con retrotranscriptasa inversa (RT-qPCR) e inmunofluorescencia la expresión relativa de las proteínas TRPV5/6, Calbindina D28K y D9K, y la bomba ATPasa de calcio (PMCA) en tejidos reproductivos de Mabuya sp. Se reportó por primera vez la expresión de TRPV6, Calbindina D28K, D9K y PMCA en estos tejidos. Además, realizamos un énfasis en la expresión de la Calbindina D9K, ya que este trabajó validó su presencia en una especie vivípara no amniota. La expresión relativa reveló un incremento gradual en la expresión de los transcritos durante la gestación, los genes codificantes para transportadores de calcio mostraron un pico en su expresión al final de la gestación, justo cuando están ocurriendo los procesos de mineralización ósea del feto. Mabuya sp mostró un mecanismo similar para el transporte materno-fetal de calcio que las especies de mamíferos, sugiriendo que, las proteínas transportadoras de calcio cumplen un rol biológico similar durante la gestación en amniotas. _______________________________Item Actividad reproductiva y dinamica poblacional de rhipidomys fulviventer (rodentia:cricetidae) en la cordillera oriental colombiana(Universidad Industrial de Santander, 2019) Villamizar Ramirez, Angela Maria; Ramirez Pinilla, Martha Patricia; Serrano Cardozo, Victor HugoEstudiamos la actividad reproductiva y dinámica poblacional de Rhipidomys fulviventer en un bosque andino de roble en la Cordillera Oriental de Colombia. Se realizó un seguimiento poblacional mensual de octubre de 2014 a septiembre de 2015 y de septiembre de 2016 a enero de 2018, mediante capturas en cinco estaciones fijas en un intervalo altitudinal de 2530 a 2657 m. La condición reproductiva en hembras se estableció por observación de características morfológicas externas y por el análisis de muestras de frotis vaginales para la determinación de la fase del ciclo estral y en los machos se describió su actividad reproductiva mediante histología testicular. Así mismo, se estimó la distribución, fluctuación y asociación del número de individuos capturados y la estructura etaria con la precipitación a lo largo del tiempo, así como la longevidad, la proporción de sexos y las probabilidades de supervivencia y recaptura utilizando el modelo Comarck-Jolly-Seber (CJS). En esta población de R. fulviventer las hembras tienen un patrón de poliestría no estacional sin presentar una relación entre la frecuencia de hembras reproductivas en cada estado y la variación del promedio mensual de lluvias; los machos adultos estuvieron activos reproductivamente, presentando espermatozoides todos los meses. Se encontró que el número de individuos capturados es variable sin relación con el régimen de lluvias, una supervivencia constante moderada-alta, una tasa de recaptura moderada y, diferencias entre machos y hembras en las tasas de recapturas, las áreas de actividad y las distancias medias recorridas, sugiriendo un sistema de apareamiento promiscuo. ___________________ *Item Áreas de importancia para la conservación del cóndor andino (Vultur gryphus) en la cordillera oriental colombiana(Universidad Industrial de Santander, 2023-03-17) Parrado-Vargas, María Alejandra; Reu, Björn; Margalida, Antoni; Wallace, Rob; Naveda-Rodríguez, AdriánSaber cómo y a donde dirigir las acciones de conservación e investigación en especies amenazadas con altas capacidades de movilidad resulta un reto, sobre todo en países con amplios vacíos de información en cuanto a la ecología de las especies. El cóndor Andino es una especie altamente amenazada a nivel mundial, sus características reproductivas sumadas con amenazas antrópicas están aumentando su riesgo de desaparecer, especialmente al norte de su distribución. En Colombia, la especie está catalogada en Peligro Crítico de extinción y sus poblaciones han sido afectadas principalmente por el envenenamiento y el disparo con armas de fuego. A pesar de esto, durante más de 30 años se han desarrollado esfuerzos de conservación, sin información actualizada y sin alguna herramienta de planificación que facilite diseñar acciones de conservación de acuerdo a las realidades regionales y a las necesidades ecológicas de la especie. Se identificaron las Áreas Prioritarias para la Conservación del cóndor como una herramienta de planificación a través del modelado espacial de áreas potenciales de dormideros y su riesgo por la intervención antrópica. Con base en la definición de estas áreas, en áreas de riesgo medio y alto se identificaron las condiciones socio-económicas y del manejo del ganado presentes en las interacciones cóndor-humano- fauna silvestre, que pueden estar generando conflictos medioambientales y posibles eventos de envenenamiento y se evaluaron los patrones de actividad que pueden generar solapamiento entre el cóndor Andino y especies de carroñeros obligados como Coragyps atratus y facultativos como los perros que podrían generar competencia por alimento. Este trabajo de investigación es la línea base de una herramienta de planificación que facilitará la conservación asertiva del cóndor andino en Colombia, sobre todo en la región de los Andes Nororientales, donde se concentra la mayor cantidad de amenazas para la especie en el país.Item Reacción combinada de la amilosacarasa y la ciclodextrina glucosiltransferasa para la producción de ciclodextrinas a partir de sacarosa y lixiviados del mucílago de cacao(Universidad Industrial de Santander, 2021) Pico Martínez, Leidy Rocío; Cano Calle, Hermínsul de Jesús; Hernández Torres, Jorge; Miura da Costa, Andréa; Buranelo Egea, Mariana; de Paula, Claudia DeniseLas ciclodextrinas (CDs) son oligosacáridos cíclicos compuestos de diferentes números de subunidades de glucopiranosa enlazadas en α-(1,4). Los CDs se producen comercialmente a partir de almidón, mediante la acción de la ciclodextrina glucosiltransferasa (CGTasa), que generalmente cataliza la ciclación del almidón y los α-(1,4)-glucanos producidos mediante reacciones de transglicosilación intramolecular. Un trabajo reciente desarrolló un proceso enzimático novedoso, utilizando sacarosa como materia prima en lugar de almidón, para reducir el tiempo y consumo de energía en la producción de CDs a nivel industrial. En este proceso, la amilosacarasa (AS) cataliza la síntesis de polímeros de α-(1,4)-glucanos a partir de moléculas de sacarosa, abriendo así la posibilidad de explorar otros sustratos ricos en azúcar disponibles comercialmente. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar la acción combinada de AS de y CGTasa de Bacillus macerans, para producir CDs en una sola reacción a partir de mucílago de cacao y sacarosa como sustratos. Se utilizaron dos estrategias metodológicas: 1) probar la acción combinada de la AS y la CGTasa agregadas simultáneamente; 2) Evaluar la proteína AS-CGTasa, que surge como producto de la fusión en tándem de los genes AS y CGTasa. El primer paso implicó el uso de herramientas bioinformáticas para el diseño y análisis de la fusión AS-CGTasa. Como resultado, los modelos 3D de AS·CGTasa adquirieron una conformación con dos subunidades AS y CGTasa unidas por un motivo GGGS y se analizaron mediante simulaciones de dinámica molecular (GROMACS) para seleccionar el modelo más estable y evaluarlo experimentalmente. Los análisis in vitro mostraron que AS·CGTasa se comporta como una multienzima que es capaz de sintetizar CDs (sacarosa: α-CDs = 325 nmol, β-CDs = 297 nmol y Mucílago: α-CDs = 287 nmol, β-CDs = 259 nmol) en un solo paso a través de las reacciones acopladas de AS y CGTasa. En general, los resultados experimentales demostraron la capacidad de la reacción combinada de AS + CGTasa y la fusión AS·CGTasa para producir CDs en una reacción de un solo paso, a partir de sustratos no convencionales como el mucílago de cacao y la sacarosa. A partir de los resultados concluimos que el mucílago de cacao es un sustrato prometedor para la síntesis de CDs gracias a su aporte de monosacáridos y oligosacáridos. Además, se discute el papel de los monosacáridos como intermediarios en la reacción de polimerización de α-(1,4)-glucanos. Estos resultados pueden ser aplicados a futuro para optimizar los procesos de bioconversión de CDs a partir de mucílago de cacao u otros sustratos ricos en azúcar y que no requieran procesamiento industrial convencional.