Maestría en Biología

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Impacto de las transiciones del uso del suelo en la diversidad y composición de anfibios en los paisajes socioecológicos de la Serranía de los Yariguíes
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-21) Pinzón Pinzón, José Luis; Reu, Björn; Ramírez Pinilla, Martha Patricia; Mendoza Henao, Ángela María; Urbina Cardona, Nicolás
Los anfibios, uno de los grupos de vertebrados más amenazados globalmente, requieren una comprensión profunda de su respuesta a los cambios en el uso del suelo para una conservación efectiva. En este estudio, analizamos cómo las transiciones en el uso del suelo, desde prácticas intensivas a sistemas menos intensivos como los agroforestales, impactan la diversidad de anfibios en un paisaje socio-ecológico en el sector norte de la Serranía de los Yariguíes, Santander, Colombia. Durante las últimas cuatro décadas, este paisaje ha experimentado transiciones positivas en el uso del suelo debido al abandono o regeneración, pasando de antiguos pastizales a sistemas agroforestales y fragmentos de bosque secundario. Nuestros análisis comparativos de riqueza y composición de especies, utilizando muestreo en campo y monitoreo acústico pasivo, revelaron que, si bien la riqueza de anfibios difiere significativamente sólo entre bosques conservados y pastizales, la composición de los ensamblajes muestra diferencias notables entre todas las coberturas. Registramos 26 especies de anfibios, y encontramos que la riqueza estuvo positivamente correlacionada con la riqueza de especies vegetales y la presencia de arroyos, mientras que las variaciones en la composición se asociaron fuertemente con la cobertura del dosel y la presencia de cuerpos de agua lénticos. Estos hallazgos resaltan el impacto de la transformación del hábitat y el alto recambio de especies, sugiriendo que las transiciones positivas en el uso del suelo han beneficiado a los anfibios al ofrecer hábitats más propicios. Concluimos que la diversidad y composición de anfibios reflejan significativamente los cambios en la cobertura vegetal del área de estudio, y que es crucial implementar estrategias de conservación que integren la gestión del paisaje y la biodiversidad, dado que la variedad de coberturas es esencial para sostener la rica biodiversidad del área, lo que subraya la importancia de estrategias de conservación a escala de paisaje.
Relación Humano-Planta en Entornos Urbanos: El Papel de los Jardines Botánicos en la Conexión con la Naturaleza
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-18) Rodríguez Martínez, Juliana; Castaño González, Andrés Felipe; Puentes, Jeremías; Salazar Mendías, Carlos
La falta de atención hacia las plantas es un fenómeno ampliamente documentado que se sustenta en factores tanto culturales como biológicos. Esta desconexión impide dimensionar adecuadamente el deterioro actual de la flora y sus consecuencias ecológicas, sociales y culturales, lo cual es especialmente relevante en un país megadiverso como Colombia. En este estudio se comparó la percepción y el conocimiento sobre las plantas en un contexto urbano, mediante entrevistas semiestructuradas desarrolladas antes y después de un recorrido guiado por el Jardín Botánico “Un Mundo en un Jardín” (UMUJ), en Bucaramanga. Además, se exploró la etnobotánica cuantitativa urbana mediante el uso de índices etnobotánicos. Luego de entrevistar a 174 participantes, se logró documentar un incremento en la percepción sobre la importancia de las plantas y en el bienestar emocional reportado tras la experiencia. Estos hallazgos refuerzan el papel de los jardines botánicos como espacios fundamentales para restablecer la conexión humano-planta, particularmente en entornos urbanos donde los espacios verdes son limitados. Asimismo, evidencian su potencial como herramienta de educación ambiental transformadora, capaces de generar cambios significativos en la forma en que las personas se relacionan con la flora local.
Estudio de diversidad genética de poblaciones naturales de agraz (Vaccinium meridionale Sw) de Santander, Colombia, con marcadores de polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) generados por genotipado por secuenciación (GBS)
(Universidad Industrial de Santander, 2025-10-29) Sepúlveda Castañeda, John Edinson; Garzón Gutiérrez, Luz Nayibe; Rondón González, Fernando; Soto Sedano, Johana Carolina; Rivera-Jiménez, Hernando; Ayala Díaz, Iván Mauricio
Vaccinium meridionale, conocido localmente como agraz, es una especie arbustiva nativa de la región altoandina de Sudamérica, reconocida por sus propiedades nutricionales y medicinales. A pesar de su potencial, su distribución, variabilidad morfológica y diversidad genética han sido poco estudiadas en Colombia. El presente trabajo de grado aborda de manera integral estos aspectos a través de un enfoque combinado de caracterización morfológica y análisis genético. Inicialmente, se realizó una caracterización de las poblaciones naturales de V. meridionale en el departamento de Santander, se identificaron nuevas localidades y se documentó su presencia en ambientes diversos entre los 2269 y 3031 m s. n. m. Se recopilaron datos morfológicos de 123 individuos silvestres, de los cuales 58 presentaron tanto estructuras vegetativas como reproductivas. El análisis de conglomerados reveló variabilidad morfológica intraespecífica moderada, influida probablemente por factores ambientales. Posteriormente, se evaluó por primera vez la diversidad genética y la estructura poblacional de V. meridionale en Colombia mediante genotipado por secuenciación (GBS). Se analizaron 123 individuos, incluyendo plantas silvestres recolectadas en Santander durante este estudio (n=72) y plantas comerciales de Boyacá y Cundinamarca (n=51). Se identificaron 12.910 polimorfismos de nucleótido único (SNPs) utilizando el genoma de V. corymbosum como referencia. El análisis de estructura poblacional identificó tres subpoblaciones genéticas, y se encontró una diversidad genética moderada (He=0.3586), un exceso de heterocigosidad (Ho=0.4653) y una baja diferenciación genética entre subpoblaciones (FST=0.0259), lo que sugiere un flujo génico considerable. Estos resultados amplían el conocimiento sobre la distribución, variabilidad morfológica y diversidad genética de V. meridionale en Colombia, aportando información clave para estrategias de conservación y programas de mejoramiento genético. Además, los marcadores SNP desarrollados representan una herramienta valiosa para estudios genómicos futuros en esta especie promisoria.
Evaluación biológica del potencial efecto de una harina vegetal de papa, enriquecida con hierro hemínico obtenido de sangre de bovino hidrolizada, como posible tratamiento para la anemia inducida en modelo animal de rata (Rattus norvegicus) tipo Wistar
(Universidad Industrial de Santander, 2025-11-10) Giorgi Ortiz, Jennifer Melissa; Moreno Castellanos, Natalia Rocío; Sánchez Torres, Viviana; Ángel Martín, Alberto; Castro García, Heriberto
La anemia por deficiencia de hierro sigue siendo un problema de salud pública crítico, especialmente en la infancia temprana. Este estudio tuvo como objetivo evaluar la eficacia terapéutica de una harina vegetal de papa enriquecida con hierro hemínico derivado de sangre bovina hidrolizada como suplemento nutracéutico para el tratamiento de la anemia. Se estableció un modelo experimental de anemia hemolítica, macrocítica e hipocrómica utilizando fenilhidrazina (FHZ) en ratas Wistar (Rattus norvegicus). Treinta y seis ratas macho Wistar fueron divididas en seis grupos (normales, anémicos y tratados con harina fortificada o no fortificada) y monitoreadas durante 30 días, con inducción de anemia durante 15 días mediante FHZ (40 mg/kg) y tratamiento durante 20 días. Se evaluaron parámetros antropométricos (peso corporal), hematológicos (eritrocitos, hemoglobina, hematocrito), bioquímicos (glucosa, perfiles lipídicos) e histológicos (hígado, bazo), junto con extendidos de sangre periférica. La administración de FHZ causó anemia severa, reduciendo eritrocitos, hemoglobina, hematocrito, peso corporal y tejido adiposo, e induciendo daño hepático y esplénico. El grupo tratado con harina fortificada mostró mejoras significativas en los índices hematológicos, peso corporal, perfiles glucémico y lipídico, y una recuperación parcial de las estructuras hepática y esplénica. En contraste, el grupo con harina no fortificada presentó recuperación mínima. Los resultados indican que la harina fortificada mejora la biodisponibilidad del hierro, promueve la eritropoyesis y no genera toxicidad histológica ni metabólica. Su excelente tolerancia y beneficios sistémicos respaldan su potencial como alimento funcional para tratar la anemia infantil. Dado su valor nutricional, económico y terapéutico—especialmente en poblaciones vulnerables de Colombia—se recomienda continuar investigando su aplicación clínica en niños de 0 a 5 años.
Potencial dendrocronológico de 65 especies de la Serranía de los Yariguíes y el Cañón del Chicamocha
(Universidad Industrial de Santander, 2025-10-23) Durán Barajas, Yovanny; Reu, Björn; Buendía Grigoriu, Corina; Ramírez Correa, Jorge Andrés; Herrera Ramírez, David; Giraldo Jiménez, Jorge Andrés
Los anillos de crecimiento de los árboles tropicales ofrecen información valiosa sobre sus patrones de crecimiento y las restricciones ambientales que enfrentan. Aunque históricamente debatida, la presencia de anillos de crecimiento en especies tropicales está ahora bien documentada. Sin embargo, la alta diversidad de especies y las complejas interacciones climáticas representan desafíos para su estudio. En Colombia, la investigación dendrocronológica se ha expandido progresivamente en diversas regiones geográficas, proporcionando información clave sobre el crecimiento arbóreo en distintos ecosistemas tropicales. No obstante, la región noreste sigue siendo en gran parte inexplorada, y es necesario evaluar el potencial dendrocronológico de sus especies arbóreas. En este estudio, demuestro que aproximadamente el 78 % de las especies analizadas presentan anillos de crecimiento distinguibles. La visibilidad de los anillos varía según la estructura de la madera: los anillos bien definidos suelen estar asociados con bandas de parénquima marginal y variaciones en el tamaño de los vasos, mientras que los anillos poco definidos se relacionan con la estructura de las fibras. El análisis con radiocarbono (¹⁴C) confirma la formación anual de los anillos en la mayoría de las especies. No obstante, también revela discrepancias en algunas especies, probablemente debido a la presencia de anillos falsos, anillos ausentes o variaciones de crecimiento intra-anuales y supra-anuales, fenómenos comunes en árboles tropicales. Nuestros resultados reafirman que cerca del 80 % de las especies de árboles tropicales tienen potencial dendrocronológico. Estos hallazgos, obtenidos a partir de un marcado gradiente climático, abren nuevas oportunidades para la reconstrucción de condiciones ambientales pasadas, mejorando la comprensión de la dinámica de crecimiento arbóreo y proporcionando cronologías valiosas para estudios sobre el cambio climático en Colombia. Además, esta información puede contribuir a la gestión sostenible de los bosques al proporcionar datos sobre tasas de crecimiento de especies, estrategias de regeneración forestal y esfuerzos de conservación de la biodiversidad.
Estudio de la composición y prevalencia de parásitos haemosporidios presentes en aves en zonas boscosas cercanas a afluentes del río Magdalena en Santander, Colombia
(Universidad Industrial de Santander, 2025-10-15) Beltrán Toledo, Tiana Glemarjenni; Rondón González, Fernando; González Quevedo, Catalina; Martins Braga, Erika
Haemosporidios como Plasmodium, Haemoproteus y Leucocytozoon son parásitos sanguíneos ampliamente distribuidos que infectan a una gran diversidad de aves silvestres. Su prevalencia está influenciada por factores ecológicos como la altitud, la temperatura y la presencia de vectores, y puede afectar la salud, el comportamiento y la dinámica poblacional de sus hospedadores. En Colombia, los estudios sobre estos parásitos han sido escasos en tierras bajas y zonas boscosas naturales poco intervenidas. En este estudio se evaluó la prevalencia y composición de haemosporidios en aves capturadas en zonas boscosas cercanas a afluentes del río Magdalena en el departamento de Santander. En total se muestrearon cuatro zonas entre 134 a 1.023 m s.n.m y 43,8 km entre las dos más alejadas. La prevalencia general se estimó en 9,1% mediante PCR y 14,93% mediante microscopía, reflejando diferencias entre métodos diagnósticos en cuanto a sensibilidad y alcance. Se identificaron 14 linajes moleculares distintos: 11 del género Plasmodium y 3 del género Haemoproteus, incluyendo registros nuevos de especies de parásitos para el departamento y asociaciones hospedador-parásito no documentadas previamente. Los análisis revelaron diferencias en la composición de aves entre localidades, pero no en la composición de linajes parasitarios, lo que sugiere una estructura compartida entre los sitios de muestreo. Los resultados subrayan la importancia de emplear metodologías diagnósticas complementarias para mejorar la detección y caracterización de haemosporidios y aportan información valiosa para la diversidad y ecología de dichos parásitos en ecosistemas poco estudiados del trópico colombiano.
Efecto del aceite esencial de Lippia origanoides sobre el biofilm de Staphylococcus aureus: un abordaje proteómico y fenotípico
(Universidad Industrial de Santander, 2025-08-28) Correa Duarte, Stefania; Méndez Sánchez, Stelia Carolina; Ruiz Durán, Jennifer; Buzzola, Fernanda; Farfán, Ana Elvira
La formación de biofilm por Staphylococcus aureus desempeña un papel crucial en la resistencia a los antimicrobianos y en el desarrollo de infecciones crónicas, especialmente en cepas resistentes a meticilina. En este estudio, se investigaron los efectos antibiofilm y antivirulentos del aceite esencial de Lippia origanoides quimiotipo timol (LOT-II) frente a S. aureus ATCC 43300, y se exploró su mecanismo de acción mediante aproximaciones fenotípicas, proteómicas e in silico. LOT-II mostró una potente actividad antibacteriana con una CMI₅₀ de 0,09 mg/mL e inhibió la formación de biofilm hasta en un 50% a concentraciones subinhibitorias, sin presentar efectos citotóxicos sobre células eucariotas. Además, LOT-II redujo significativamente la producción de hemolisinas y la síntesis de exopolisacáridos, ambos considerados factores de virulencia críticos en S. aureus. El análisis proteómico reveló quince proteínas diferencialmente expresadas, involucradas en el metabolismo de nucleótidos, la biosíntesis de aminoácidos y la reparación del ADN. El análisis bioinformático mediante STRING y la anotación por Ontología Génica evidenciaron un cambio metabólico en respuesta al tratamiento. Los estudios de acoplamiento molecular (docking) demostraron interacciones estables entre los principales componentes del aceite esencial (timol, carvacrol y p-cimeno) y proteínas clave asociadas con la formación de biofilm. En conjunto, nuestros hallazgos sugieren que el aceite esencial LOT-II interfiere con rutas metabólicas y regulatorias esenciales para el desarrollo de biofilm y la virulencia en S. aureus, lo que respalda su potencial como estrategia complementaria frente a infecciones estafilocócicas persistentes.
Contribución del silicato de potasio sobre la expresión fenotípica en plantas de maíz (Zea mays L.) y en su tolerancia al déficit y al exceso de agua en el suelo
(Universidad Industrial de Santander, 2025-07-10) Lozano Jácome, Lina Marcela; Rodríguez López, Nelson Facundo; Gozález Méler, Míquel A.; Palacio López, Kattia; Lata, Luis Felipe; Deaquiz Oyola, Yuli Alexandra
El silicato de potasio es una fuente alternativa para suplir los requerimientos del silicio (Si) y el potasio (K+) para las plantas en los sistemas agrícolas, especialmente, para especies monocotiledóneas, tales como el arroz, maíz, sorgo entre otros. El Si, es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre y diversos estudios demuestran que puede mejorar el crecimiento y el rendimiento de las plantas; sin embargo, generalmente, el Si no está fácilmente biodisponible en los suelos. Además, el K+, se considera un elemento mineral esencial para la regulación de diferentes mecanismos fisiológicos, el uso del agua y la productividad de las plantas y especialmente, cultivos agrícolas. No obstante, poco se conoce acerca de cómo la aplicación del silicato de potasio contribuye sobre la expresión fenotípica en plantas de maíz (Zea mays L.) y en su tolerancia al déficit y al exceso de agua en el suelo. El objetivo de este proyecto fue evaluar la contribución del silicato de potasio sobre la expresión fenotípica en plantas de maíz (Z. mays L.) y en su tolerancia al déficit y al exceso de agua en el suelo. Inicialmente, se estableció un experimento con dos tratamientos: uno con la aplicación (T1) y otro sin la aplicación de silicato de potasio al suelo (T2), para verificar la variación en rasgos morfológicos, fisiológicos y de biomasa entre los tratamientos y plasticidad fenotípica, en las etapas vegetativa V6 y V9, en el genotipo de maíz utilizado en respuesta a la aplicación del silicato de potasio al suelo. Los resultados permiten sugerir que, bajo las condiciones experimentales utilizadas en el experimento y bajo irrigación constante, la aplicación del silicato de potasio al suelo no provoca alteraciones significativas sobre los rasgos morfológicos, fisiológicos, de crecimiento y de asignación de biomasa evaluados. Por lo tanto, no se evidenció una respuesta plástica del genotipo de maíz utilizado a la aplicación del silicato de potasio al suelo. En un segundo experimento, las plantas de tratadas con y sin silicato de potasio, se subdividieron en seis tratamientos así: T1: plantas sin aplicación de silicato de potasio irrigadas -control-; T2: plantas con aplicación de silicato de potasio irrigadas; T3: plantas sin aplicación de silicato de potasio sometidas a déficit hídrico; T4: plantas con aplicación de silicato de potasio sometidas a déficit hídrico; T5: plantas sin aplicación de silicato de potasio sometidas a exceso de agua en el suelo y T6 plantas con aplicación de silicato de potasio sometidas a déficit hídrico. sometidas a exceso de agua en el suelo. Los tratamientos hídricos se impusieron a partir de la etapa vegetativa V10, mediante la suspensión de la irrigación y manteniendo una lámina de agua de aproximadamente, 5 cm por encima de la superficie del suelo, durante 12 días. El criterio fisiológico de finalización del experimento fue cuando el los valores de la tasa fotosintética neta fuese cercano o igual a cero en los tratamientos de suspensión o de exceso de agua en el suelo con respecto a los tratamientos testigos o controles. Se evaluaron rasgos fisiológicos de intercambio gaseoso y potencial hídrico a cada tres días durante los 12 días del experimento. Al final del experimento se los evaluaron rasgos morfológicos, de crecimiento y de asignación de biomasa y se verificó el grado de plasticidad fenotípica entre los tratamientos. Los resultados obtenidos bajo las condiciones experimentales utilizadas en este experimento sugieren que, dependiendo del tratamiento hídrico que experimentaron las plantas, las respuestas de los rasgos morfológicos, fisiológicos, de crecimiento y de asignación de biomasa, fueron significativamente diferentes para responder y tolerar al déficit hidrico y al exceso de agua en el suelo. El silicato de potasio, estimuló una mayor tolerancia al exceso de agua que sus contrapartes sometidas al déficit hídrico. Las alteraciones significativas en os rasgos morfológicos y fisiológicos, se observaron, especialmente, en las plantas sometidas a déficit hidrico al compararlas con sus contrapartes irrigadas y también, bajo exceso de agua en el suelo, independientemente de la aplicación de silicato de potasio al sustrato. La biomasa total de las plantas se redujo significativamente en las plantas bajo déficit hidrico que sobre condiciones de exceso de agua en el sustrato. La plasticidad fenotípica fue rasgo dependiente observándose una mayor plasticidad en respuesta al déficit hidrico. Se concluye que la aplicación de silicato de potasio no estimuló una mayor acumulación de biomasa seca total; sin embargo, el déficit hidrico y al exceso de agua en el sustrato, si provocó alteraciones sobre algunos rasgos morfológicos, fisiológicos y de crecimiento, con efectos sobre la plasticidad e integración fenotípica de las plantas del genotipo utilizado en este experimento. Finalmente, con la ejecución de este trabajo de investigación las conclusiones más relevantes, son que: i) La respuesta de las plantas a la aplicación del silicato de potasio utilizado no provocaron las alteraciones contundentes sobre los rasgos morfológicos, fisiológicos, de crecimiento, acumulación y asignación de biomasa esperados; especialmente, bajo condiciones de irrigación constante y ii) bajo condiciones de déficit y de exceso de agua las plantas, el silicato de potasio no estimuló una variación a nivel de planta entera, i.e. biomasa seca total acumulada, y se evidenció que el genotipo de maíz utilizado fue más sensible al déficit hidrico que al exceso de agua, presentando alteraciones significativas en los rasgos morfológicos, fisiológicos, crecimiento y acumulación de biomasa.
Estimación de biomasa aérea entre 1985 y 2021 en relación con cambios en uso del suelo para el sector norte de la Serranía de los Yariguíes, Santander-Colombia
(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-13) Jaimes Prada, Cristhian Mateo; Reu, Björn; Buendía Grigoriu, Corina; Rodríguez Erazo, Nelly; González Delgado, Tania Marisol
Los paisajes andinos, transformados durante siglos, han sufrido una degradación acelerada en los últimos tiempos debido a la sobreexplotación del campo. El resultado ha sido la erosión del suelo, la pérdida de biodiversidad y la reducción de la capacidad de almacenamiento de carbono. Sin embargo, la parte norte de la Serranía de los Yariguíes desafía esta narrativa. Aunque en el pasado estuvo dominada por la ganadería extensiva, hoy es vital para la producción de alimentos y la conservación de la biodiversidad. Para entender este cambio, analizamos las coberturas del suelo entre 1985 y 2021 y estimamos su impacto en el almacenamiento de carbono utilizando modelamiento de biomasa a partir de datos de campo y variables espectrales derivadas de Landsat-5 y Sentinel-2. Encontramos que, en el sector norte de la Serranía de los Yariguies, el 33.6% de la cobertura del suelo muestra cambios positivos, el 20.7% de cobertura del suelo permanece estable, mientras que el 9.9% de la cobertura del suelo muestra cambios negativos. Con base en la biomasa aérea (AGB) predicha, encontramos un incremento a nivel de paisaje entre 1985 y 2021, debido principalmente a la regeneración de los bosques andinos, que acumularon 477,514 toneladas de AGB en 2021 (62.83% de incremento). Los modelos de regresión Random Forest mostraron un buen ajuste para estimar el AGB en 1985 (R² = 0.7, RMSE = 39.68 Mg ha-¹) y 2021 (R² = 0.67, RMSE = 43.52 Mg ha-¹). Nuestros resultados demuestran el potencial de regeneración y uso sostenible de la tierra en los paisajes andinos, y resaltan el valor de la información histórica para entender el paisaje actual con el fin de navegar las transiciones hacia la sostenibilidad.
Determinación de la expresión de vitelogeninas en un lagarto con huevos microlecitos
(Universidad Industrial de Santander, 2025-04-21) Toloza Esparza, Silvia Fernanda; Ramírez Pinilla, Martha Patricia; Hernández Díaz, Yurany Nathaly; Becker, Leandro; López Aguirre, Camilo Ernesto
Marisora sp. es una especie de lagarto vivíparo con la placenta más compleja conocida en reptiles, y relacionado con esta característica, muestra un muy corto proceso de vitelogénesis por lo que produce huevos con muy poca yema (microlecitos). Las vitelogeninas (VTGs) son proteínas esenciales para la formación de la yema de huevo. En mamíferos euterios se han perdido los mecanismos de codificación de estas proteínas y, por tanto, no se producen huevos con yema, esto se ha relacionado con características como la evolución de la matrotrofía (placentotrofía y lactación). Así, se hace interesante estudiar si en Marisora sp. se conservan o no las VTG. Este estudio utilizó la secuenciación de ARN (RNA-Seq) para ensamblar un transcriptoma a partir de hígado y ovario de hembras de Marisora sp. en dos etapas reproductivas (previtelogénesis y vitelogénesis). Se realizaron búsquedas exhaustivas tanto a nivel de transcriptoma como de transcritos crudos y no se encontraron anotaciones correspondientes a VTGs. Esta aparente ausencia de VTGs estaría asociada con su modo de nutrición embrionaria. Se identificaron otras proteínas de transporte de lípidos, como las apolipoproteínas B (ApoB) y las proteínas microsomales de transferencia de triglicéridos (MTP), por lo que se plantea la posibilidad de que estas proteínas puedan estar involucradas en el corto proceso de vitelogénesis en esta especie, especialmente la ApoB, por su función en la captación de la yema en otras especies lecitotróficas que no presentan VTGs. La ausencia de VTGs en el transcriptoma de Marisora sp. es un hallazgo significativo dentro de las adaptaciones evolutivas en reptiles vivíparos placentotróficos. Se requieren estudios genómicos para determinar si hay cambios en los genes de las VTGs que impidan o modifiquen su expresión y proteómicos para comprender completamente el papel de otras proteínas de transporte de lípidos en los folículos ováricos preovulatorios de esta especie.
Alteraciones moleculares y microorganismos asociados en el desarrollo de la estenosis aórtica por calcificación
(Universidad Industrial de Santander, 2024-08-16) López Ardila, Iván Yesid; Guauque Olarte, Sandra; Rondón González, Fernando; Cifuentes Cardona, Laura; Porras, Ana María
La estenosis aórtica es un estrechamiento progresivo de la válvula aórtica. Este estrechamiento restringe el flujo sanguíneo y conduce a la insuficiencia cardíaca. En la actualidad, no existe ningún tratamiento para detener la progresión de la estenosis aórtica, lo que la convierte en un importante reto sanitario. Este estudio investiga la interacción entre los factores genómicos y microbianos asociados a la estenosis aórtica, utilizando un enfoque analítico descriptivo y transversal, un enfoque descriptivo para probar la hipótesis de que ambos factores contribuyen a la enfermedad. Realizamos una revisión sistemática para identificar variaciones genéticas y analizamos la expresión de ARN (ARNm y ARNnc) junto con sus posibles genes diana asociados con la estenosis aórtica calcificada. En segundo lugar, el uso de herramientas bioinformáticas permitió identificar y caracterizar las comunidades microbianas presentes en las válvulas aórticas sanas y calcificadas. Los resultados de la revisión sistemática de las variantes genéticas asociadas al ARNm y al ARNnc asociadas a la estenosis aórtica se resumieron en un metaanálisis. La identificación de los taxones de microorganismos presentes en las válvulas fue dominante para el superreino Bacteria. Caracterización de rutas metabólicas influenciadas tanto por variantes genéticas expresadas diferencialmente en válvulas aórticas como por los microorganismos identificados de muestras con y sin estenosis aórtica por calcificación, mostraron un estrés en su mayoría producido por el metabolismo de carbohidratos y lípidos, como por la degradación de compuestos aromáticos. Este estudio proporciona un análisis exhaustivo de las variantes genéticas, los genes expresados diferencialmente y el microbioma asociado en la estenosis aórtica calcificada. Allana el camino para una comprensión más profunda de la enfermedad y el potencial de futuras estrategias terapéuticas.
Evaluación de la eficacia fotoprotectora y la antigenotoxicidad frente a radiación UVB de compuestos naturales de origen vegetal
(Universidad Industrial de Santander, 2024-08-04) Villamizar Mantilla, Diego Armando; Fuentes Lorenzo, Jorge Luis; García Bores, Ana María
Este trabajo investigó la eficacia fotoprotectora (in vitro/in vivo) y la antigenotoxicidad frente a la radiación UVB, de compuestos presentes en plantas que crecen en Colombia. La eficacia de protección de los compuestos se evaluó utilizando los métodos in vitro de SPFspectrofotométrico y λc, y la eficacia de protección in vivo midiendo el eritema cutáneo en ratones BALB/c albinos utilizando un colorímetro Mexameter MX18 MDD. Todos los compuestos estudiados (apigenina, ácido cafeico, trans-β-cariofileno, ácido clorogénico, curcumina, galato de epigalocatequina (EGCG), kaempferol, pinocembrina, quercetina, resveratrol y escualeno) resultaron en una eficacia de protección in vitro moderada y alta. La antigenotoxicidad de los compuestos frente a la radiación UVB se estudió mediante el SOS Chromotest. La eficacia de fotoprotección UVB (SPFespectrofotométrico) y las estimaciones de antigenotoxicidad (%GI), estuvieron moderadamente correlacionada. El eritema inducido por los rayos UVB en la piel de los ratones se ajusta a una función cinética logarítmica natural tanto en hembras como en machos (R = 0.59 – 0.61, p < 2.2 e16), alcanzando una dosis de saturación de eritema (ESD) de 200 mJ/cm2. Las dosis mínimas de eritema (MED) en los ratones se calcularon gráficamente entre 39 y 80 mJ/cm2. Solo cinco compuestos (apigenina, ácido cafeico, EGCG, kaempferol y pinocembrina) resultaron en fotoprotección en ratones, lo que indica una baja predictividad del índice SPFespectrofotométrico para la fotoprotección in vivo (R = 0.25, n.s.). Entre los compuestos estudiados, el ácido cafeico y el kaempferol fueron los más prometedores para reemplazar los filtros sintéticos durante la formulación de protectores solares. Nuestros hallazgos enfatizan la necesidad de reevaluar la utilidad de los métodos in vitro para las mediciones de fotoprotección de protectores solares. En este contexto, la medición del eritema en ratones parece ser una alternativa a los métodos humanos para evaluar la eficacia de protección in vivo.
Una vs múltiples hipótesis: Diversificación en el Bloque Norte de los Andes vista a través de múltiples taxa
(Universidad Industrial de Santander, 2024-08-05) Ayus Ortiz, Viviana Lizeth; Miranda Esquivel, Daniel Rafael; Hazzi Campo, Nicolás Amín
El Bloque Norte de los Andes (NAB) alberga una alta biodiversidad con una historia evolutiva compleja impulsada por procesos geológicos y climáticos. En este trabajo evaluamos el impacto del levantamiento del BNA, en términos de orogenia y cambios de elevación, durante el Neógeno. Para ello, propusimos y cuantificamos el ajuste de diferentes escenarios de diversificación altitudinal en múltiples grupos taxonómicos. Se analizaron quince filogenias pertenecientes a Anfibios, Insectos, Reptiles y Plantas. Propusimos seis escenarios que describen la diversificación del BNA. Luego, categorizamos el gradiente altitudinal bajo dos esquemas diferenciales. Realizamos un análisis de rango ancestral utilizando diferentes esquemas de codificación de caracteres discretos. Estimamos tasas de diversificación y examinamos si la elevación de los Andes influye en las tasas de diversificación mediante modelos SSE. A través de múltiples optimizaciones numéricas, encontramos tierras medias como elevación ancestral, consistente con el levantamiento geológico que ha ocurrido en el BNA. Diferentes esquemas de codificación altitudinal proporcionaron resultados congruentes en los análisis de rango ancestral y diversificación. Observamos incrementos en las tasas de diversificación para todos los taxones que coinciden con el ritmo de la formación de montañas, aunque algunas tasas parecen ser específicas por taxón. Identificamos dos escenarios plausibles que explican la diversificación, donde la tasa de especiación aumentó en elevaciones medias (en comparación con las tierras bajas y altas). Nuestra investigación destaca el impacto de la orogenia del BNA y el amplio rango altitudinal en la distribución de especies y la historia evolutiva. Observamos un aumento en las tasas de diversificación durante períodos de rápido levantamiento en el BNA. Nuestro estudio ofrece un marco metodológico para discretizar gradientes de elevación, facilitando la estimación de dinámicas de diversificación. Al emplear un enfoque multitaxa, identificamos un patrón común donde la tasa de especiación es influenciada por la distribución altitudinal, aumentando hacia las elevaciones medias.
Estudio del potencial fotoprotector de especies bacterianas del filo Actinomycetota
(Universidad Industrial de Santander, 2024-06-26) Pedraza Barrera, Carlos Adolfo; Fuentes Lorenzo, Jorge Luis; Serment Guerrero, Jorge Humberto; Zafra Sierra, German Alexis
Se conoce que las actinobacterias producen diversos metabolitos secundarios con propiedades protectoras de la piel. El objetivo de este estudio fue investigar las propiedades fotoprotectoras y antigenotóxicas frente a los rayos UVB de extractos obtenidos a partir de cepas de Cutibacterium acnes y Microbacterium paraoxydans. El crecimiento bacteriano se midió espectrofotométricamente y se calculó la tasa de crecimiento máxima constante (μ) correspondiente a cada cepa. La eficacia fotoprotectora in vitro se evaluó mediante índices como el Factor de Protección Solar (FPSespectrofotométrico) y la longitud de onda crítica (λc). También se evaluó la antigenotoxicidad UVB mediante el SOS Chromotest. Se utilizó el análisis de correlación para examinar la relación entre el FPSespectrofotométrico, la concentración del extracto y los estimados de Inhibición de la Genotoxicidad (%IG). Entre las cepas estudiadas, nueve mostraron una eficacia de fotoprotección UVB media (15,0 ≤ FPSespectrofotométrico ≤ 29,9) y una mostró eficacia de fotoprotección UVB baja (6,0 ≤ FPSespectrofotométrico ≤ 14,9). Todas mostraron fotoprotección de amplio espectro (λc > 370 nm). Se constató dos ecotipos de C. acnes con tasas de crecimiento diferentes; pero los metabolitos protectores de sus extractos se produjeron sin influencia de la tasa de crecimiento. La eficacia fotoprotectora dependió de la concentración del extracto y estuvo correlacionada con su antigenotoxicidad. Se demostró que los extractos de C. acnes y M. paraoxydans pueden ser fuente de ingredientes de protectores solares que reducen la genotoxicidad inducida por los rayos UVB.
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.
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.
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.
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.
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.
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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