Maestría en Biología

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    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; Hernández Torres, Jorge; Cano Calle, Herminsul de Jesús
    Las ciclodextrinas (CDs) son oligosacáridos cíclicos compuestos de diferentes números de (1,4). Los CDs se producen comercialmente a partir de almidón, mediante la acción de la ciclodextrina glucosiltransferasa (CGTasa), que generalmente cataliza la (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 (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 ASCGTasa, 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 ASCGTasa. 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: CDs = 325 nmol CDs = 297 nmol y Mucílago: - 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 (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.
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    Estructura y variabilidad genética espacial de poblaciones de elaeis oleifera (kunth) cortes en las regiones Andina y Caribe de Colombia
    (Universidad Industrial de Santander, 2020) Polanco Fontalvo, Pricelis Paulin; Montoya Jaramillo, Carmenza; Marchant Rojas, Sergio
    El género Elaeis pertenece a la familia Arecaceae y está compuesto por la palma americana Elaeis oleifera (Kunth) Cortés y la palma de aceite Elaeis guineensis (Jacq). Aunque E. guineensis es la especie de palma más utilizada para la producción de aceite en Colombia, su rendimiento se ve afectado por enfermedades como la pudrición del cogollo. Sin embargo, los híbridos del cruzamiento de E. oleifera y E. guineensis muestran resistencia a esta enfermedad, lo que establece a E. oleifera como un importante recurso para programas de mejoramiento. Este estudio evaluó la diversidad y estructura genética espacial de 280 individuos de E. oleifera considerando dos metodologías. En la primera se definieron dos agrupaciones a priori, la primera con base en las regiones y proximidad geográfica de los individuos colectados, y la segunda a partir de la intersección entre los datos de presencia de cada individuo y su ubicación dentro de los límites administrativos municipales de Colombia. Posteriormente se realizó un análisis sin información a prior mediante métodos de agrupamiento Bayesianos y de análisis multivariados. El análisis con 16 loci microsatélites permitió la identificación de poblaciones fuera del equilibrio de Hardy-Weinberg por déficit de heterocigotos y la presencia de alelos nulos. La riqueza alélica varió con la distribución geográfica, siendo menor en los municipios ubicados hacia el norte de la región Caribe y máxima en los municipios ubicados hacia el sur de la región Andina. Se identificaron cuatro grupos genéticos en E. oleifera con niveles de diferenciación moderados y altos. La estructura genética observada puede ser explicada por mecanismos de asilamiento por distancia, aislamiento ecológico y cuellos de botella. Los patrones de diversidad y estructura genética observados en este estudio son útiles para la creación de bancos de germoplasma y el diseño de estrategias de conservación para esta especie.
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    Estimation of forest stand structure in andean (agro)forests using 3d uav remote sensing
    (Universidad Industrial de Santander, 2020) Bolívar Santamaria, Sergio Andrés; Reu, Bjorn
    Los sistemas agroforestales (AFS) son de gran importancia para la conservación de la biodiversidad fuera de las áreas protegidas. La composición de las plantas de cultivo y de sombra en los AFS proporciona hábitats estructuralmente complejos y provee alimentos para muchas especies. Asimismo, la estructura del dosel es considerada una variable esencial de la biodiversidad, pero sólo recientemente puede evaluarse con vehículos aéreos no tripulados (UAV) utilizando nubes de puntos 3D. A pesar de la importancia de los AFS para la conservación, la estructura de su dosel no ha sido evaluada cuantitativamente de manera sistemática, y faltan estudios que traten de analizar la relación entre la estructura del dosel en los AFS y las variables derivadas de las nubes 3D en la región andina. Aquí muestro cómo pueden predecirse seis importantes variables de la estructura del dosel a través de un gradiente de complejidad desde AFS con cacao y café hasta bosque a partir de las características extraídas de las nubes de puntos 3D utilizando regresiones lineales múltiples. Para el índice de área foliar el mejor modelo obtuvo un R² de 0.82 y RMSE relativo = 24%, para la cobertura del dosel un R² de 0.81 y RMSE relativo = 13%, para la biomasa aérea R² de 0.81 y RMSE relativo = 10%, la densidad de los árboles de sombra fue predicha con un R² de 0.66 y RMSE relativo = 34%, la altura media y la desviación estándar de altura en el dosel se predijeron con un R² de 0.82 y 0.79 respectivamente, y RMSE relativo del 18% para ambas. El enfoque que se muestra en este estudio puede ayudar a hacer una caracterización precisa de la estructura del dosel usando UAV, lo cual podría ser utilizado para identificar zonas prioritarias de conservación en los paisajes agrícolas.
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    Caracterización de la comunidad bacteriana residente en la superficie epidérmica de bolitoglossa nicefori (caudata: plethodontidae) de la cordillera oriental de Colombia
    (Universidad Industrial de Santander, 2018) Hernandez Jaimes, Carlos Andres; Hernandez Torres, Jorge
    El mucosoma de anfibios es considerado un microecosistema selectivo que interactúa con su alrededor; éste es habitado por una comunidad microbiana diversa que ofrece protección al huésped y se beneficia de él. Bolitoglossa nicefori es una salamandra terrestre endémica de la Cordillera Oriental de los Andes. En este estudio examinamos la estructura de la comunidad bacteriana en la piel de individuos de B. nicefori. Evaluamos el efecto de la precipitación en la composición y abundancia relativa de las bacterias residentes en la piel de esta especie usando Illumina MiSeq. Adicionalmente, caracterizamos la fracción de bacterias cultivables de la piel de estos individuos. Evidenciamos que la microbiota epidérmica en individuos sanos exhibe una alta diversidad alfa, dominada por dos phyla principales, Proteobacteria y Bacteroidetes. Una estructura similar se observó en la fracción de bacterias cultivables. Hasta ahora, poco se sabe acerca de la respuesta de la microbiota frente a la influencia de factores abióticos. Nuestros resultados revelaron que el incremento en la precipitación tuvo un efecto positivo en la diversidad alfa, favoreciendo la colonización de nuevos filotipos de baja abundancia. A pesar de esto, la estructura de la comunidad bacteriana se mantuvo estable. Nuestros hallazgos en B. nicefori apoyan la idea de que los anfibios y la microbiota cutánea residente mantienen una fuerte relación simbiótica, que, a pesar de estar influenciada por el ambiente, es resiliente a factores abióticos como cambios en los niveles de humedad.
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    Diversidad taxonómica de los onicóforos (onichophora: peripatidae) presentes en el flanco occidental de la cordillera oriental de los Andes, departamento de Santander
    (Universidad Industrial de Santander, 2018) Hernandez Lagos, Oscar Yesid; Hernandez Torres, Jorge
    Los onicóforos o gusanos aterciopelados pertenecen al phylum Onychophora, este cuenta con aproximadamente 210 especies, agrupadas en dos familias. Peripatidae es nuestra familia de interés y presenta una distribución Ecuatorial con 85 especies actualmente descritas. Sin embargo, varios autores indican una subestimación de su diversidad debido a especiación críptica y la falta de muestreo. En Colombia los registros de onicóforos datan de más de un siglo, estos carecen de los métodos científicos empleados actualmente. En este trabajo, se realizó un muestreo en el flanco occidental de la cordillera oriental de los Andes, Departamento de Santander, explorando la fauna de onicóforos. Para explorar las relaciones filogenéticas corrimos analices de Máxima Verosimilitud e Inferencia Bayesiana (con genes COI, 12S rRNA y 16S rRNA) de los onicóforos muestreados con otras especies de Peripatidae. Adicionalmente, calculamos la distancia genética e hicimos un análisis descubrimiento por código de barras automático (GAP) para las secuencias de ADN de cada gen. Nuestros resultados nos permiten inferir que los onicóforos del área de estudio i) están presentes en hábitats intervenidos y conservados. ii) viven en microhábitats previamente descritos, incluso el más reciente, briosfera arbórea. iii) tienen una distribución altitudinal desde 1220-3000 m. iv) muestran una alta diversidad de especies, donde algunas reportan baja variación genética, a pesar de su amplia distribución. v) el análisis filogenético reveló cinco clados monofiléticos incluyendo un nuevo género para Colombia. vi) caracteres morfológicos únicos soportan la descripción del nuevo género y tres especies relacionadas. Resaltamos el hallazgo de una especie candidata con dimorfismo sexual, tres especies simpátricas y otra especie candidata con una amplia distribución y dos morfotipos de coloración. Nuestros resultados sugieren que la taxonomía de los onicóforos requiere de múltiples datos para una correcta delimitación de especies. Este trabajo es pionero en el estudio de la diversidad de onicóforos en Colombia.
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    Distribution of aerial insectivorous bats in panama using siteoccupancy models
    (Universidad Industrial de Santander, 2017) Rodriguez Moreno, Raul Andres; Serrano Cardozo, Victor Hugo; Sattler, Thomas
    Los modelos de distribución de especies son una importante herramienta en estudios de distribución, riqueza de especies y potencial de especies invasivas. A pesar de su importancia, los estudios de modelado de distribución usualmente ignoran que la detección es imperfecta. Los murciélagos insectívoros aéreos representan más de un tercio de las comunidades locales de murciélagos neotropicales y cumplen importantes servicios ecosistémicos. La detección de murciélagos insectívoros aéreos es afectada por la intensidad de las llamadas y las condiciones del entorno. Nosotros modelamos la ocupación de los murciélagos insectívoros aéreos, considerando la detectabilidad en combinación con co-variables, para construir mapas de ocupación. Este estudio es el primero de este tipo en el neotrópico. Nosotros realizamos un muestreo acústico estandarizado en 64 sitios a lo largo de Panamá. Subsecuentemente, evaluamos la asociación de 12 co-variables de clima, topografía y hábitat con la ocupación de once especies de murciélagos. La detectabilidad en los murciélagos insectívoros aéreos varío de manera especie-especifica desde 0.32 a 0.83. Los modelos de ocupación para las especies de murciélagos fueron principalmente explicados por co-variables climáticas, especialmente por la temperatura promedio anual que se correlaciono positivamente con cuatro especies y negativamente con dos especies. La mayoría de los modelos de distribución fueron afectados por la actividad humana, especialmente por hábitats perturbados. Especies de bosque tales como Centronyterix centralis dependen del bosque maduro, mientras que especies tales como Peropteryx macrotis y Cormura brevirostris prefieren áreas agrícolas evitando zonas densamente pobladas. Los molosidos están distribuidos en áreas abiertas y semi-abiertas, incluyendo asentamientos. La consideración explicita del proceso de observación, cuando se tiene interés en modelar el proceso ecológico es especialmente importante para especies que son fuertemente afectadas por la probabilidad de detección. La detección de los murciélagos insectívoros aéreos por registros acústicos es afectada tanto por factores intrínsecos como extrínsecos.
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    Estudio de la diversidad y estructura genética de poblaciones de lippia origanoides que habitan el Cañon del Chicamocha de la Cordillera Oriental de Colombia
    (Universidad Industrial de Santander, 2017) Santamaria Acevedo, Liliana; Fuentes Lorenzo, Jorge Luis; Rondon Gonzalez, Fernando
    Lippia origanoides es una especie silvestre de interés agrícola, cosmético y farmacéutico. Conocer su grado de diversidad genética, es requisito indispensable para soportar esfuerzos dirigidos al mejoramiento y establecimiento de cultivos comerciales. Se evaluó la diversidad y el grado de estructura genética en poblaciones de L. origanoides de la cuenca baja del cañón del rio Chicamocha, usando 23 secuencias microsatélites desarrolladas para la especie mediante análisis de secuenciación de alta cobertura. Se detectó el polimorfismo microsatélite en 103 especímenes colectados, en diez localidades de la cuenca baja del rio Chicamocha. A partir de los alelos detectados, se estimaron parámetros que permitieron evaluar la diversidad genética a nivel de locus y poblacional. De igual manera, se realizaron diferentes análisis dirigidos a conocer el grado de estructura genética en la población total. De los 23 pares de cebadores microsatélites desarrollados, 21 mostraron amplificación robusta del correspondiente locus en L. origanoides y varios de ellos estuvieron representados en especies relacionadas como: L. graveolens (20), L. alba (11), L. micromera (11), L. americana (9) y L. canescens (4). Quince (15) loci microsatélites polimórficos, 0,403 (0,0210,945). La diversidad genética promedio (HT) en L. origanoides para las diez localidades fue de 0,45 (0,360,51). El análisis de estructura genética mostró la existencia de cinco grupos ancestrales, un bajo pero significativo nivel de diferenciación genética y flujo genético entre localidades. En conclusión, los loci microsatélites estudiados son útiles para el estudio del polimorfismo genético de poblaciones de L. origanoides y de especies relacionadas. La población de L. origanoides de la cuenca baja del cañón del rio Chicamocha, muestra moderada diversidad genética y baja estructura poblacional.
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    Estudio del potencial protector de compuestos vegetales frente al daño genético inducido por la uvb en bacterias y celulas humanas
    (Universidad Industrial de Santander, 2017) Garcia Forero, Adriana; Fuentes Lorenzo, Jorge Luis; Stashenko, Elena E.
    La radiación ultravioleta tipo B (UVB) tiene alta relevancia biológica debido a que causa mutaciones; las cuales pueden conducir a respuestas inflamatorias, inmunosupresión y cáncer de piel. Las plantas producen compuestos polifenólicos que pueden contrarrestar los efectos nocivos de la UVB. El presente trabajo evaluó la actividad antigenotóxica frente a la UVB, de compuestos polifenoles (apigenina, curcumina, escualeno, naringenina, pinocembrina y quercetina) presentes en plantas colombianas, usando los ensayos SOS Chromotest en Escherichia coli y una variante del ensayo Cometa en células humanas HEK-293. De acuerdo a los resultados obtenido en el modelo bacteriano, el potencial antigenotóxico de los compuestos fue: apigenina > pinocembrina > quercetina > curcumina > naringenina > escualeno. Adicionalmente, los compuestos apigenina, naringenina y pinocembrina reducen el daño genético inducido por la UVB en células humanas. La protección de estos compuestos se manifiesta como una significativa reducción en los co-tratamientos, del daño genético (fotoproductos) que puede ser hidrolizado por actividad endonucleasa de la enzima EndoV-T4. De acuerdo a los resultados obtenidos, estos compuestos pueden impedir la formación de fotoproductos en células irradiadas y/o fortalecer la capacidad de reparación de estos tipos de lesiones en el ADN. Los resultados son discutidos considerando el potencial de estos compuestos para el desarrollo de protectores solares de amplio espectro.
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    Respuesta de la diversidad taxonómica y funcional de insectos acuáticos al disturbio antropogénico en en ríos de zonas bajas y de Piedemonte de Colombia
    (Universidad Industrial de Santander, 2017) Ovalle Serrano, Hernando; Riss, Hans Wolfgang
    Los impactos antropogénicos que están alterando las propiedades ecológicas de nuestro planeta durante el pasado reciente delimitan la época del Antropoceno; sin embargo, siendo una clasificación no libre de controversias. Debido su efecto de degradación de ecosistemas y reducción de diversidad biológica, se los pueden entender como "disturbio antropogénico". La relación entre el disturbio antropogénico y la diversidad numérica de especies ha sido evaluada hace varias décadas y en un muchos estudios científicos. Sin embargo, solo durante los últimos años se ha observado un creciente interés hacia una aproximación a la diversidad funcional a partir de los rasgos biológicos de especies - particularmente por su significancia ecológica. El presente trabajo examina las relaciones entre la composición taxonómica y funcional de comunidades de insectos acuáticos y los componentes ambientales junto con las características del hábitat, poniendo énfasis en los efectos que exhiben la intensidad del disturbio. Para este análisis se utilizó una base de datos fisicoquímicos, hidroecomorfológicos y biológica de 327 puntos de muestreo en ríos de zonas bajas y de piedemonte de Colombia. Se establecieron a 268 taxones de insectos acuáticos rasgos funcionales relacionados con el hábito trófico, la locomoción, respiración y forma del cuerpo través de métodos multivariados de gradientes directos. Como medida de la intensidad del disturbio antropogénico se calculó un índice de integridad fisicoquímica que se relacionó con las diversidades taxonómica y funcional. Los resultados evidenciaron que los rasgos biológicos como el grupo trófico (colector), forma del cuerpo (tubular) y tipo de respiración (cutánea) mostraron alta correlación con las variables asociadas al disturbio antropogénico. La variación en la diversidad funcional mostró una respuesta débil cuando se tuvo en cuenta solo la intensidad del disturbio, sin embargo, al incluir otros aspectos ecológicos mejor la respuesta de la diversidad funcional.
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    Tipología de ríos de Colombia basada en gradientes ambientales y la estructura del ensamble de diatomeas
    (Universidad Industrial de Santander, 2016) Plata Diaz, Yasmin; Wolfgang Riss, Hans
    En Colombia, los estudios de diatomeas han sido analizados desde escalas locales sin haberse estudiado desde un enfoque funcional ni a escala de país. En el presente estudio analizamos los patrones de distribución de las diatomeas a gran escala y cuantificamos la importancia de las variables que determinan dichos patrones. Adicionalmente, probamos si la distribución de diatomeas desde una matriz funcional resulta en patrones coincidentes con los obtenidos al usar una matriz taxonómica. Los monitoreos fueron realizados entre 2007-2011 y comprenden 139 muestras, 97 ríos y 377 taxa, con información de altitud, coordenadas geográficas, fisicoquímica e hidrogeomorfología de 9 regiones de Colombia. Los patrones de distribución de los ensambles a nivel taxonómico y funcional fueron analizados mediante un PCoA utilizando test de rotación Protest para comparar su correspondencia. Los variables ambientales predictoras de la composición taxonómica y funcional, fueron identificadas mediante un PCoA-constreñido. Tanto a nivel taxonómico como funcional, el porcentaje de varianza explicado por las variables ambientales fue mayor que el explicado por la geografía, lo que sugiere que los ensambles de diatomeas en ríos de Colombia muestran un fuerte control local por las condiciones del hábitat y no exhiben una estructura espacial fuerte. La funcionalidad en los ríos estudiados está determinada por la geomorfología y la hidráulica mientras que la composición taxonómica por la geoquímica (Sílice) y la hidráulica. La alta congruencia de las ordenaciones taxonómica y funcional sugiere que los rasgos funcionales constituyen una métrica apropiada para estudios de biomonitoreo en Colombia. La hidrogeomorfología representó un filtro ambiental de primer orden, las variables fisicoquímicas (Sólidos suspendidos y Sílice) actúan en segundo orden y la altitud en un tercer orden. En diferentes regiones del país están presentes 4 tipos de ríos que fueron delimitados teniendo en cuenta las variables que inciden en la composición taxonómica y funcional.
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    Ecología y estructura de una población de iguana iguana (squamata: iguanidae) en un hábitat altamente intervenido en el Magdalena medio Colombiano
    (Universidad Industrial de Santander, 2016) Ramos Pallares, Eliana Patricia; Serrano Cardozo, Victor Hugo; Ramirez Pinilla, Martha Patricia
    La iguana verde (Iguana iguana) es una especie que en su amplio rango de distribución, desde México hasta Brasil, está expuesta a una gran variedad de factores ambientales marcados por la perturbación antrópica de su hábitat. Si bien la iguana verde es uno de los reptiles mejor estudiados, aún se desconoce cómo las condiciones ambientales afectan aspectos básicos de su historia de vida. En el presente estudio se caracteriza una población de iguana verde con base en su densidad y estructura poblacional, actividad reproductiva, tasas de supervivencia, reclutamiento de nuevos individuos y factores que pueden estar afectando estos parámetros. Para ello se realizaron monitoreos mensuales durante un año en un sitio altamente intervenido (un campo de golf) ubicado en Barrancabermeja, Santander, Colombia. Machos y hembras adultas de esta población no presentaron diferencias en el número de individuos entre los meses. Los neonatos solo fueron encontrados entre Marzo y Mayo. La tasa de supervivencia en esta clase etaria fue baja y registró una tasa de recaptura cercana al 6%, similar a lo reportado para otras poblaciones. La densidad de iguanas en el sitio de estudio fue alta, 47.69 individuos adultos*ha-1, y no varió durante el tiempo de muestreo. La actividad reproductiva de las hembras se concentró entre Noviembre y Febrero, pero también se registraron hembras reproductivas en Junio, Julio y Agosto. Este patrón de reproducción y las altas densidades encontradas en este estudio son inusuales para poblaciones de iguana verde. Estas particularidades podrían ser consecuencia de que algunos recursos tales como alimento, agua y sitios para la anidación son suplementados directa o indirectamente. Además, el régimen de lluvias bimodal tetraestacional de la zona puede asociarse con la actividad reproductiva de esta población que incluye un segundo evento reproductivo anual.
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    Usando filogenética molecular para elucidar patrones y procesos de diversificación en anuros andinos del género pristimantis
    (Universidad Industrial de Santander, 2016) Meza Joya, Fabio Leonardo; Ramirez Pinilla, Martha Patricia; Torres Mejia, Rafael Mauricio; Crawford, Andrew J.
    Aunque los gradientes de biodiversidad han sido ampliamente documentados, los factores que gobiernan los patrones de riqueza de especies a gran escala siguen siendo una fuente de intenso debate e interés en ecología, evolución y biología de la conservación. En este estudio se probó si las hipótesis espaciales (relación especie-área, heterogeneidad topográfica, efecto de dominio medio y efecto latitudinal) y las hipótesis históricas (bombeo de especies montanas y museo de especies montanas) explican el patrón de diversidad observado en ranas de lluvia del género Pristimantis a lo largo del gradiente altitudinal de los Andes Tropicales. Las ranas de este género presentan un patrón en foma de joroba en la mayoría de los gradientes altitudinales de los Andes Tropicales. Se encontró una gran variabilidad en la relación entre el área y la riqueza de especies a lo largo del área de estudio. La corrección de los efectos de área tuvo poco impacto en la forma del patrón empírico de las curvas de la biodiversidad. Los modelos de dominio medio producen gradientes de riqueza similares a los empíricos, pero el ajuste varió entre cordilleras. El efecto de la heterogeneidad topográfica en la riqueza de especies también varió entre cordilleras. Se encontró una relación negativa significativa entre la latitud y la riqueza de especies. El patrón de riqueza observado también se explica por un mayor tiempo para la especiación (museo de especies) en lugar de altas tasas de especiació en las elevaciones intermedias (bombeo de especies). Estos hallazgos sugieren que los procesos espaciales e históricos explican los patrones de riqueza de ranas Pristimantis a lo largo de los Andes Tropicales. Estudios adicionales sobre otros posibles mecanismos (por ejemplo, bióticos y climáticos) son necesarios para elucidar los factores que limitan la distribución de las especies a lo largo de este gradiente de elevación.
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    Potencial fotoprotector de los aceites esenciales de especies del género lippia y sus principales constituyentes frente al daño inducido en el ADN por la radiación ultravioleta
    (Universidad Industrial de Santander, 2015) Quintero Ruiz, Nathalia; Fuentes Lorenzo, Jorge Luis; Stashenko, Elena E.
    La actividad antigenotóxica de los aceites esenciales de especies del género Lippia frente a la genotoxicidad inducida por la radiación ultravioleta fue evaluada usando el ensayo SOS Chromotest. La composición química de los aceites esenciales se estableció por cromatografía de gases acoplada a un detector selectivo de masas y su actividad antigenotóxica frente a la radiación ultravioleta fue evaluada y comparada con la de compuestos fotoprotectores estándar. Basados en el porcentaje de inhibición de la genotoxicidad, el potencial antigenotoxico de los aceites esenciales fue: L. alba citral > L. graveolens L. origanoides - L. origanoides carvacrol > L. micromera L. citriodora > L. alba - mircenona > L. alba carvona = L. dulcis = L. origanoides felandreno. Los principales constituyentes de los AE fueron compuestos terpénicos como: carvacrol, p-cymeno, neral, genarial, limoneno, -terpineno, timol y timol-metil-éter. Dentro de estos, p-cimeno, geraniol, carvacrol y timol mostraron el potencial antigenotóxico más elevado. Ensayos de antigenotoxicidad en los que se evaluaron diferentes mezclas de compuestos, sugieren que la antigenotoxicidad frente a radiación ultravioleta detectada en los aceites esenciales es producto de actividad sinérgica entre sus constituyentes. Los resultados se discuten en relación con el potencial quimiopreventivo de los aceites esenciales del género Lippia y de sus constituyentes mayoritarios.
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    Fenología vegetativa y reproductiva en dos poblaciones de Zamia encephalartoides D.W.Stev (Zamiaceae: Cycadales)
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-02-07) Mantilla Carreño, Jhon Alexander; Castaño, Andrés Felipe; Martínez-Domínguez, Lilí
    En esta investigación estudiamos la fenología reproductiva y vegetativa en poblaciones naturales de Zamia encephalartoides Dw Stev, una especie de Cicadácea endémica del departamento de Santander, Colombia. Observamos y documentamos durante aproximadamente 27 meses un grupo de 100 plantas adultas y reproductivas en dos poblaciones de Z. encephalartoides con microhábitats variables, en relación con la disponibilidad de cobertura boscosa y humedad. Determinamos y describimos los estados fenológicos de Z. encephalartoides, el periodo reproductivo, así como el nivel de sincronía reproductiva entre plantas poliníferas y ovulíferas. También observamos la formación y el desarrollo de nuevas hojas para determinar la tasa de producción y el tiempo de maduración de las hojas. Los resultados obtenidos indican que los periodos reproductivos de las plantas poliníferas y ovulíferas son parcialmente sincrónicos. La mayoría de las plantas ovulíferas observadas emergieron estróbilos de mayo a agosto y mostraron un tiempo de desarrollo similar, alcanzando la madurez y la receptividad en sincronía. Del mismo modo, las plantas poliníferas mostraron periodos de emergencia similares que se extendían a lo largo de los mismos meses, pero con tasas de crecimiento diferentes. Estimamos que el periodo de correspondencia en receptividad entre plantas poliníferas y ovulíferas durante el tiempo de muestreo, ocurrió de octubre a noviembre en la mayoría de las plantas estudiadas, sin embargo, con observaciones a nivel poblacional registramos que algunas plantas poliníferas continúan con el desarrollo de estróbilos que alcanzan la madurez en diciembre y enero. En cuanto a la fenología foliar, encontramos que Z. encephalartoides puede generar nuevas hojas una vez en el año antes o después de la formación de los órganos reproductores y ocurre de forma sincrónica en la mayoría de las plantas estudiadas. Finalmente, discutimos las implicaciones ecológicas según las características observadas en la fenología de Z. encephalartoides.
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    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, Lucio
    La 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.
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    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, Fernando
    Los 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.
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    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, Ansel
    La 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.
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    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 Luis
    Las 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.
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    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.
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    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, Julián
    Analizar 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.