Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales

De pestes y esperanzas

Caesalpinia spinosa (Molina) Kuntze: a new promise for the topical treatment of cutaneous leishmaniasis

Resumen Ante la necesidad de desarrollar nuevos medicamentos para el tratamiento de la leishmaniasis cutánea que sean efectivos, seguros, de mayor aceptación entre los pacientes, fáciles de administrar en los entornos rurales y más económicos, en el presente estudio se evaluó in vitro e in vivo el potencial terapéutico y el perfil de citotoxicidad de un extracto etanólico y un extracto glicólico de las ramas de Caesalpinia spinosa (Molina) Kuntze y sus respectivas formulaciones: loción y emulsión. Asimismo, se validó la utilidad de las dos formulaciones como tratamiento tópico en diez pacientes con leishmaniasis cutánea no complicada. Ambos extractos fueron activos contra Leishmania braziliensis en concentraciones de menos de 22 μg/mL, tuvieron baja toxicidad en las células U-937 y HL60 cuando se administraron en forma pura y en las células Hep G2 y Detroit 551 cuando se administraron en concentraciones de menos de 20 %. Ni los extractos ni las formulaciones fueron irritantes o corrosivos y no causaron ningún otro tipo de toxicidad dérmica. La exposición de fibroblastos al extracto glicólico y a las formulaciones favoreció su migración y la reparación de la monocapa luego de 16 horas de contacto, permitiendo cierres de la brecha entre 33,9 y 70,9 %. Tanto los extractos como las formulaciones favorecieron la curación completa de los hámsteres con leishmaniasis cutánea en porcentajes mayores al 80 %. La loción y la emulsión se absorben y penetran en la piel después de su aplicación y, aunque se alcanzan a detectar en plasma hasta las 24 h (la loción) o las 6 h (la emulsión) de la aplicación, la mayor parte queda retenida en la piel. Por último, el tratamiento de los diez pacientes con la loción y la emulsión logró la curación completa de las lesiones con la reparación de la piel dañada y sin efectos adversos. En conclusión, los resultados demostraron las propiedades leishmanicidas y cicatrizantes de C. spinosa, lo que le permitiría ser una alternativa segura para el tratamiento local de la leishmaniasis cutánea. Es necesario validar estos resultados en ensayos clínicos controlados y determinar la eficacia y la seguridad del tratamiento con los productos fitoterapéuticos de C. spinosa.

Abstract Given the need to develop new drugs for the treatment of cutaneous leishmaniasis, not only effective and safe, but also more widely accepted by patients, easily administered in rural settings and cheaper, in the present study the in vitro and in vivo therapeutic potential and cytotoxicity profile of an ethanolic and a glycolic extracts obtained from the branches of Caesalpinia spinosa (Molina) Kuntze and their respective formulations (lotion and emulsion) were evaluated. Finally, the usefulness of the two formulations as topical treatment was validated in 10 patients with uncomplicated CL. Both extracts were active against L. braziliensis at concentrations <22 μg / mL, with low toxicity in U-937 and HL60 cells when administered pure and for Hep G2 and Detroit 551 cells when administered at concentrations <20%. Neither the extracts nor the formulations were irritating or did not cause any corrosive or any other sign of dermal toxicity. The exposure of fibroblasts to the glycolic extract and to the formulations favored the migration of fibroblasts and repair of the monolayer after 16 h of contact, allowing the closing of the gap between 33.9% and 70.9%. Both the extracts and the formulations favored the complete cure of the hamsters with cutaneous leishmaniasis in percentages greater than 80%. After being applied to the skin, lotion and emulsion are absorbed, penetrate, and although they can be detected in plasma up to 24 hours (the lotion) or 6 hours (the emulsion) after application, most of the products it is retained in the skin. Lastly, the treatment of 10 patients with the lotion and the emulsion showed the complete healing of the lesions with the repair of the damaged skin and without adverse effects. In conclusion, the results demonstrate leishmanicidal and healing properties for C. spinosa that give it the potential to become a safe alternative for the local treatment of cutaneous leishmaniasis. It is necessary to validate these results in controlled clinical trials and determine the efficacy and safety of treatment with C. spinosa phytotherapeutic products.

Preparation and study of structural, morphological, and optical properties of zinc sulfide thin films for photovoltaic application

Resumen Actualmente se realizan investigaciones a nivel mundial para desarrollar nuevos materiales con propiedades adecuadas para la fabricación de dispositivos fotovoltaicos, con el fin de obtener energía de fuentes renovables y reemplazar las convencionales. Por motivos ambientales los materiales deben ser abundantes y no ser contaminantes, requisitos que el sulfuro de zinc (ZnS) cumple. En este estudio se sintetizaron películas delgadas de ZnS por el método sol-gel para evaluar el efecto de algunos precursores de zinc y azufre, de los agentes complejantes, así como del tratamiento térmico a 500 °C en la obtención del ZnS. Los sólidos obtenidos y tratados en atmósfera oxidante se caracterizaron mediante difracción de rayos-X (XRD), lo que permitió establecer el protocolo de reacción más adecuado para la preparación del ZnS y depositar recubrimientos de ZnS sobre sustratos de vidrio-cuarzo usando la técnica de recubrimiento por centrifugación (spin coating). Las películas también se sometieron a un tratamiento térmico basado en nitrógeno gaseoso y azufre elemental. Los recubrimientos de ZnS se caracterizaron con XRD, microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía dispersiva de rayos X (EDS) y espectroscopía UV-Vis. Los resultados evidenciaron que las películas depositadas presentan propiedades adecuadas para ser empleadas como capa amortiguadora en celdas solares.

Abstract Currently, global research is being carried out to develop new materials with suitable properties for manufacturing photovoltaic devices to obtain energy from renewable sources and replace conventional ones. For environmental reasons, the materials should be non-polluting and abundant, and zinc sulfide (ZnS) meets these requirements. In this context, we synthesized ZnS thin films using the sol-gel method aiming at evaluating the effect of some zinc and sulfur precursors, complexing agents, and thermal treatment on ZnS obtention. The resulting solids were treated in an oxidizing atmosphere and characterized by X-ray diffraction (XRD) to establish the most suitable reaction protocol for ZnS preparation. Based on these results we were able to deposit ZnS coatings on glass-quartz substrates using the spin-coating technique. The films were also subjected to heat treatment based on gaseous nitrogen and elemental sulfur. ZnS coatings were characterized through XRD, scanning electron microscopy (SEM), X-Ray dispersive spectroscopy (EDS), and UV-Vis spectroscopy. Our results showed that the films deposited had suitable properties to be used as a buffer layer in solar cells.

Influence of process parameters on the size, morphology, and structure of magnetic nanoparticles obtained by chemical methods

Abstract In the last decade, magnetic nanomaterials have been widely used in the fields of chemistry, physics, engineering, and medicine due to their optical, magnetic, and conductive properties, and as contrast agents in magnetic resonance. Their influence in the treatment of cancerous tumors has been evaluated and has sparked great interest in its use in environmental repair systems such as magnetic absorbers that trap metal particles and some contaminants. Here we analyze the influence of process parameters to obtain magnetic nanoparticles under three chemical synthesis methods. Its morphological characterization was performed by scanning electron microscopy (SEM), its elemental composition by energy dispersive spectroscopy (EDS), and its structure by x-ray diffraction (XRD). Our results showed that the obtention method had a great influence as evidenced by the variability in nanoparticle sizes. It is worth highlighting that we obtained particles at a nanometric scale, especially Fe3O4 (magnetite) and Fe2O3 (maghemite) structures, with potential superparamagnetism properties that could open a wide range of future applications for the production of these materials at low cost and easy access.

Resumen En la última década los nanomateriales magnéticos se han utilizado ampliamente en el campo de la química, la física, la ingeniería y la medicina debido a sus propiedades ópticas, magnéticas y de conducción, y como agentes de contraste en resonancia magnética. Se ha evaluado su influencia en el tratamiento de tumores cancerosos y está despertando gran interés en sistemas de reparación ambiental como absorbentes magnéticos que atrapan partículas de metal y algunos contaminantes. En este estudio se analizó la influencia de los parámetros de proceso en la obtención de nanopartículas magnéticas bajo tres métodos de síntesis química. La caracterización morfológica se hizo por microscopía electrónica de barrido (SEM), su composición elemental se estudió mediante espectroscopia de energía dispersiva de rayos x (EDS), y su estructura, mediante difracción de rayos x (XRD). Los resultados evidenciaron una gran influencia del método de obtención, como se reflejó en la variabilidad del tamaño de las nanopartículas. Es de resaltar la obtención de partículas a escala nanométrica, con predominancia de estructuras Fe3O4 (magnetita) y Fe2O3 (maghemita), lo cual supondría propiedades de superparamagnetismo que abrirían el camino a un amplio abanico de aplicaciones futuras con su producción a bajo costo y de fácil acceso.

Characterization of lightning parameters in Colombia based on terrestrial and satellite lightning locating systems, a 20 years analysis

Resumen Se presenta una revisión de los avances en la investigación en torno a los parámetros del rayo en Colombia en los últimos 20 años a partir del uso de bases de datos de sistemas de localización de rayos terrestres y satelitales que han permitido caracterizar el fenómeno de manera adecuada en un país como Colombia cuyos niveles de actividad eléctrica atmosférica y características geográficas y orográficas, además del hecho de estar ubicado en zona tropical, lo convierten en un caso especial que exige su comprensión con base en la hipótesis de la variación espacial y temporal de los parámetros del rayo planteada hace tres décadas. En el estudio se presentan los resultados relacionados con los siguientes parámetros del rayo: densidad de descargas a tierra, nivel ceráunico, polaridad y multiplicidad, así como el análisis de los efectos de las irregularidades del terreno en la propagación de las ondas electromagnéticas radiadas por la descarga de retorno y la forma en que las actividades antropogénicas, especialmente la emisión de material en partículas, inciden en la electrificación atmosférica.

Abstract In this paper, we review research results on lightning parameters in Colombia during the last 20 years by analyzing databases of terrestrial and satellite lightning locating systems to adequately characterize this natural phenomenon in a country such as Colombia whose electric atmospheric activity and geographic and orographic characteristics, together with its location in a tropical zone, make the country a very special case that demands the comprehension of the phenomenon based on the spatial and temporal variations of the lightning parameters hypothesis formulated three decades ago. We present some results on the following lightning parameters: ground flash density, kneraunic level, polarity, and multiplicity, as well as on those concerning the effects of terrain irregularities on the electromagnetic wave propagation radiated by the return stroke and of anthropogenic activities, mainly the emission of particulate matter, on the electrification of the atmosphere.

Mie scattering study of dielectric nanoparticles and nanoantennas applications

Abstract The development of devices for focusing radiation on desired targets is of great importance in different fields of science and communication technologies as it would allow the creation of more efficient optical instruments. In this study, we explored the dispersion of dielectric spherical nanoparticles using elements from Mie's theory. There was evidence that the form of dispersed radiation patterns depends on factors such as the size of particles and the wavelength of incident radiation. The knowledge regarding radiation dispersion could be applied in the development of nanoantennas, as well as new nanotechnology devices and arrangements.

Resumen El diseño de dispositivos capaces de enfocar la radiación de la manera deseada es de gran importancia en diferentes campos de la ciencia y la tecnología de la comunicación, y permitiría la creación de instrumentos ópticos más eficientes. En este estudio se exploró la dispersión de nanopartículas esféricas dieléctricas a partir de elementos de la teoría de Mie. Se pudo observar que la forma del patrón de radiación dispersa depende de factores como el tamaño de la partícula y la longitud de onda de la radiación incidente. El conocimiento sobre la dispersión de la radiación podría utilizarse en aplicaciones de nanoantenas, en el desarrollo de nuevos dispositivos y en arreglos de nanotecnología.

Analysis of magnetic polarities in active regions for the prediction of solar flares

Resumen Las regiones solares activas, y los procesos que en ellas ocurren, han sido estudiadas y analizadas ampliamente y se han elaborado muchos tipos de modelos y caracterizaciones de los distintos eventos eruptivos que tienen lugar en la atmósfera solar. Las regiones más características son aquellas que tienen polaridad magnética opuesta y que, en su mayoría, generan eventos explosivos, como las denominadas fulguraciones solares. Las fulguraciones son intensas explosiones que suceden en la atmósfera solar, que pueden llegar a tener efectos adversos sobre la Tierra y la tecnología desarrollada por el ser humano, además de ser determinantes en el llamado clima espacial, por lo cual se ha intentado predecir su aparición. En este estudio se desarrolló un modelo predictivo de fulguraciones solares de clase mayor a M5 con base en los propuestos por Korsos, et al (2014, 2015), utilizando la relación existente entre las fulguraciones y las regiones activas bipolares. En el análisis se tuvieron en cuenta las áreas de las umbras de las manchas solares de polaridad opuesta, su campo magnético promedio y los baricentros de cada una de estas manchas en una muestra de tres regiones activas. Como resultado se generó un modelo predictivo encontrando la variación temporal de cantidades relacionadas con los baricentros magnéticos que se produce por la evolución de las manchas solares, con lo que se confirmaron resultados previos consignados en la literatura. Se hizo un análisis estadístico para inspeccionar si después de una fulguración, puede tener lugar otra en las horas siguientes.

Abstract Solar active regions and the processes that occur in them have been extensively studied and analyzed and many types of models and characterizations have been proposed for the occurrence of different eruptive events that take place in the solar atmosphere. The most characteristic of these regions are those that have opposite magnetic polarity, which, in their majority, generate explosive events such as the so-called solar flares. The flares are intense explosions occurring in the solar atmosphere with adverse effects on the Earth and the technology developed by humans, and they are also determining factors in the so-called space weather. For this reason, attempts have been made to predict the occurrence of these events. In the present study, we developed a predictive model of solar flares higher than M5 based on the articles proposed by Korsos, et al (2014, 2015) using the relationship between the flares and the bipolar active regions. The analysis took into account the areas of the sunspots' umbra of opposite polarity, their average magnetic field, and the magnetic barycenter from each sunspot in the region for a sample of three active regions to find the temporal variation due to the evolution of the sunspots, thus confirming previous results reported in the literature. We made a statistical analysis to determine whether after a flare occurs, another can arise in the subsequent hours.

Sponges (Porifera) associated with breakwaters in the department of Sucre (Colombian Caribbean)

Resumen Las esponjas se encuentran en diversos sustratos duros, tanto naturales como artificiales. En estos últimos son pocos los estudios realizados en Colombia. En este trabajo se listan y describen brevemente las especies de esponjas asociadas con rompeolas en el departamento de Sucre. La recolección de las esponjas se hizo manualmente en tres espolones de Coveñas. Para la identificación se hicieron montajes de espículas y cortes histológicos gruesos y se consultó la literatura taxonómica relevante. Se encontraron 22 especies, agrupadas en 15 familias y ocho órdenes; de estos registros, ocho son nuevos para la ecorregión del golfo de Morrosquillo y diez para el departamento de Sucre. La riqueza de especies encontrada fue superior a la registrada en otros trabajos en el golfo de Morrosquillo. Estos resultados contribuyen a fortalecer el conocimiento de las esponjas en sustratos artificiales y su distribución geográfica en el Caribe colombiano.

Abstract Sponges inhabit various natural and artificial hard substrates. In the latter, few studies have been conducted in Colombia. In this study, we listed and briefly described the species of sponges associated with breakwaters in the department of Sucre. The sponges were collected manually from three breakwaters in Coveñas. For their identification, spicule mounts and thick histological sections were made, and the relevant taxonomic literature was consulted. We found 22 species grouped in 15 families and eight orders eight of which are new records for the ecoregion of the Gulf of Morrosquillo and ten for the department of Sucre. The richness of species was higher than previously recorded for the Gulf of Morrosquillo. These results contribute to strengthen the knowledge of sponges in artificial substrates and their geographical distribution in the Colombian Caribbean.

Heart rate and molting frequency at different temperatures in two species of Colombian lizards, Anolis huilae and A. tolimensis (Squamata: Dactyloidae)

Resumen La frecuencia cardíaca y la frecuencia de muda son dos variables fundamentales para la determinación del estado fisiológico de un animal, en especial ante los cambios ambientales que afectan su temperatura corporal. Debido a la poca información sobre estos dos parámetros fisiológicos en ecotermos, el objetivo de este trabajo fue reportarlos en las lagartijas Anolis huilae y A. tolimensis en tres temperaturas diferentes bajo condiciones de laboratorio, y establecer su sensibilidad térmica. Las temperaturas fueron 15, 20 y 25 °C para A. huilae, y 17, 22 y 27 °C para A. tolimensis, seleccionadas con base en las de las localidades donde viven en el departamento del Tolima: Juntas (A. huilae) y Llanitos (A. tolimensis). Las temperaturas altas incrementaron la frecuencia cardíaca (A. huilae: entre 53,3 latidos por minuto, lpm, a 17 °C y 57,2 lpm a 27 °C; A. tolimensis: entre 45,1 lpm a 15 °C y 50,6 lpm a 25 °C) y disminuyeron la frecuencia de muda (A. huilae: entre 135 días a 15 °C y 38 días a 25 °C; A. tolimensis: entre 53 días a 17 °C y 25 días a 27 °C). La sensibilidad térmica de la frecuencia cardíaca fue baja, en tanto que en la frecuencia de muda fue mucho más alta. Como era de esperarse, los incrementos en la temperatura ambiental producen cambios significativos en la función animal, que pueden tener un costo energético para el desempeño normal de los lagartos bajo condiciones naturales.

Abstract The heart rate and the molting frequency are two valuable parameters to determine the physiological state of animals, especially under the current environmental changes which are affecting their body temperature. Given the little information about these two physiological parameters in ectotherms, in this work, we determined the heart rate and molting frequency of the lizards Anolis huilae and A. tolimensis at three different temperatures under laboratory conditions, as well as their thermal sensitivity. The temperatures were 15, 20, and 25 °C for A. huilae and 17, 22, and 27 °C for A. tolimensis, selected according to the temperatures in the localities where they live in the department of Tolima: Juntas (A. huilae) and Llanitos (A. tolimensis). High temperatures increased the heart rate (A. huilae: from 53.3 beats per minute (bpm) at 17°C to 57.2 bpm at 27°C; A. tolimensis: from 45.1 bpm at 15°C to 50.6 bpm at 25°C) and decreased the molting frequency (A. huilae: from 135 days at 15°C to 38 days at 25°C; A. tolimensis: from 53 days at 17°C to 25 days at 27°C). Heart rate thermal sensitivity was low whereas the molting frequency was higher. As expected, increased environmental temperatures produced significant changes in animal functions that may be energetically expensive for the normal performance of lizards in natural conditions.

Richness, composition, and distribution of vascular plants in savannas and riparian forests of the Pauto River lower watershed (Casanare-Colombia)

Resumen A pesar de la importancia ecológica y económica de la Orinoquía colombiana, aún son escasos los estudios básicos sobre la vegetación, los cuales se requieren para planificar el manejo y la conservación de la flora de esta región. El objetivo de este estudio fue analizar la riqueza, composición y distribución geográfica de las plantas vasculares de la cuenca baja del río Pauto (Casanare-Colombia). Se hicieron muestreos de la vegetación durante las temporadas de sequía y lluvias en cuadrantes de 1x1 m en las sabanas y en parcelas de 50x20 m en los bosques, incluyendo áreas con transformación antropogénica. Se registraron 701 especies, 421 géneros y 121 familias en un catálogo sistemático; 52 de las especies no se habían registrado previamente en la flora de la Orinoquía. En las sabanas, las familias con mayor riqueza fueron Leguminosae sensu lato (43), Cyperaceae (42) y Poaceae (38); y en los bosques, Leguminosae sensu lato (49), Malvaceae y Rubiaceae (26 cada una). Las formas de crecimiento con más especies fueron las hierbas (294), seguidas de árboles (129) y sufrútices (111). La mayoría de las especies están ampliamente distribuidas en el Neotrópico y muchas se encuentran en las selvas húmedas, bosques secos y sabanas de Suramérica. En el futuro es necesario incrementar los muestreos en sabanas y en el estrato herbáceo de los bosques ribereños, así como los esfuerzos de categorización de las amenazas de la flora regional de la Orinoquía.

Abstract Despite the ecological and economic importance of the Colombian Orinoquía region, the basic studies of vegetation that would be necessary for planning management and conservation of the regional flora are still scarce. In the present study we analyzed the richness, composition, and geographical distribution of vascular plants in the lower Pauto river basin (Casanare-Colombia). We collected samples during the rainy and dry seasons in savannas and forests in plots of 1x1 m and 50x20 m, respectively, including collections in areas with anthropogenic impact. We recorded 701 species, 421 genera, and 121 families in a systematic catalog; 52 species are reported for the first time for the Orinoquía region. The richest families in savannas were Leguminosae (43), Cyperaceae (42), and Poaceae (38); while in the forests the richest were Leguminosae (49), Malvaceae, and Rubiaceae (26 each). Herbs were the richest in species (294) followed by trees (129) and sub-shrubs (111). Most species are widely distributed in the neotropics, many of them occurring in wet forests, dry forests, and South American savannas. We emphasize the need to increase the sampling in savannas and in the understory of riparian forests in future studies, as well as to update the list of threatened species to aid conservation efforts in the Orinoquía region.

Floristic composition and aspects of the structure of the vegetation in agroforestry systems with cocoa (Theobroma cacao L. - Malvaceae) in the department of Huila, Colombia

Resumen Con base en la composición florística y en aspectos de la estructura (área basal y número de individuos), se caracterizó la vegetación en sistemas agroforestales (SAF) ubicados en 47 plantaciones con cacao (Theobroma cacao) en el departamento del Huila, Colombia. La vegetación en dichos sistemas estaba dominada por las especies Pseudosamanea guachapele, Musa paradisiaca, Erythrina poeppigiana, Gmelina arborea, Psidium guajava, Manguifera indica y Cordia alliodora. Las especies características-dominantes a nivel regional fueron Gliricidia sepium, Cordia alliodora, Amyris pinnata y Persea americana. Los sistemas agroforestales con mayor riqueza fueron el de Pseudosamanea guachapele, con 36 especies y el de Musa paradisiaca, con 25. La altura de los individuos oscilaba entre 3 y 21 m, y el mayor valor se presentó en el sistema de P. guachapele; el área basal fue 64,30 m2, los mayores valores se registraron en los sistemas agroforestales de P. guachapele, con 16.41 m2 y en el de E. poeppigiana, con 18,03 m2. La participación de T. cacao a nivel regional en el área basal es de 56,63 m2 y el número total de individuos es de 4.808. En los sitios con exposición libre (cultivo limpio en 11.000 m2) la altura promedio de los individuos de cacao era de 3,5 m, el área basal, de 15,31 m2, con 1.101 individuos. Esta cantidad es casi igual a la que se encontraría en un área de igual extensión en el sistema agroforestal bajo sombra de P. guachapele (1.386 individuos) y cinco veces mayor que aquel con presencia de todas las especies asociadas pero sin T. cacao (217 individuos). Aparte de la cosecha de cacao, estos sistemas ofrecen madera, frutos y leña, y proveen servicios ecosistémicos relacionados con la protección del suelo y la conservación de la biodiversidad.

Abstract We characterized the vegetation types in agroforestry systems located in 47 cocoa plantations (Theobroma cacao) in the department of Huila, Colombia, based on the floristic composition and some aspects of the structure (basal area and number of individuals). The vegetation types of these systems were dominated by the species Pseudosamanea guachapele, Musa paradisiaca, Erythrina poeppigiana, Gmelina arborea, Psidium guajava, Manguifera indica, and Cordia alliodora while the characteristic dominant species at the regional level were Gliricidia sepium, Cordia alliodora, Amyris pinnata, and Persea americana. The systems with the greatest richness were those of P. guachapele with 36 species and M. paradisiaca with 25. The height of the individuals ranged between 3 and 21 m with the highest value in the P. guachapele system; the basal area was 64.30 m2, the highest values were registered in the P. guachapele system with 16.41 m2 and in the E. poeppigiana system with 18.03 m2. The participation of T. cacao at the regional level in the basal area was 56.63 m2 with a total number of individuals of 4,808. In sites with free exposure (clean cultivation at 11,000 m2), the average height of cocoa individuals was 3.5 m and the basal area was 15.31 m2 with 1,101 individuals. This amount almost equals what would be found in an area under the shade of equal size in the P. guachapele system (1,386 individuals) and five times greater than in the system with all the associated species but without T. cacao (217 individuals). Besides the cocoa harvest, these agroforestry systems offer wood, fruits, and firewood, and they provide ecosystem services related to soil protection and biodiversity conservation.

Evaluation of the health status of the bat collection (Mammalia: Chiroptera) at Museo de La Salle, Bogotá MLS-mam

Resumen Fundada en 1904, la colección de mastozoología del Museo de La Salle (MLS) posee los ejemplares de su clase más antiguos en Colombia. Debido a su antigüedad, es necesario evaluar de manera constante y periódica la base de datos, la disposición y las condiciones asociadas con la conservación y la información específica de cada espécimen. Para ello, se calculó el índice de salud de la colección (ISC) mediante una revisión de los datos y la representatividad geográfica y el uso de los indicadores de evaluación de las colecciones propuestos por Cárdenas & Delgadillo (2019) y Acosta & Vallejo (2005). El ISC fue de 79,86 %, lo que indica que la colección se encuentra en un buen estado de conservación. La completitud de la información sobre los ejemplares depositados antes del 2000 fue de 3,7 % y después de ese año, de 2,20 %, es decir que la calidad de los datos de la colección es buena. Por otra parte, el índice geográfico registró un valor de 77,41 %, lo que evidencia la adecuada representación de las diferentes regiones del país como producto de las recolecciones hechas por la comunidad de hermanos de La Salle, siendo Norte de Santander el departamento mejor representado, con 293 ejemplares, seguido por Santander, con 174 ejemplares. Por último, a pesar del potencial que tiene la colección como referente histórico de la mastozoología colombiana, la ausencia de expertos durante varios años se refleja en la desactualización taxonómica de gran parte de sus ejemplares, así como en la necesidad de utilizar unidades de almacenamiento adecuadas que permitan su correcto acceso y crecimiento futuro.

Abstract Founded in 1904, the mammalogy collection of the Museo de La Salle (MLS) has the oldest specimens of its kind in Colombia. Due to its age, it is necessary to constantly and periodically evaluate the database, disposition, storage environment conditions, and the information on each specimen. To this end, we calculated the collection health index (CHI) by reviewing both the data and the geographic representation of the collections based on the evaluation methods proposed by Cárdenas & Delgadillo (2019) and Acosta & Vallejo (2005). The CHI was 79.86%, which indicates that the collection has a good state of conservation. The data completeness for specimens deposited before 2000 was 3.7 % and 2.20% for those after this date, i.e., that the collection has good data quality. On the other hand, the geographic index was 77.41% evidencing an adequate representation of the country's different regions as a result of the collections made by the community of La Salle brothers; Norte de Santander is the department with the highest number of records, 293 specimens, followed by Santander with 174. Finally, despite the potential of the collection as one of the historical references of Colombian mammalogy, the absence for several years of expert curators is evidenced in the taxonomic outdating of a large part of the collection, as well as the need to have adequate storage units for its correct access and future growth.

Phytoperiphyton associated with macrophytes in a tropical floodplain of the Atrato River basin, Quibdó, Chocó-Colombia

Resumen El fitoperifíton es una de las comunidades más importantes en las ciénagas o lagos de planos inundables por el papel que desempeña en el flujo de la energía, el ciclo de nutrientes y la productividad primaria de estos importantes ecosistemas. En este estudio se analizó la comunidad fitoperifítica asociada con tres especies de macrófitas (Ludwigia sedoides Humb. and Bonpl. Hara 1953, Nymphoides indica L. Kuntze, 1891 y Eichhornia azurea Swartz. Kunth, 1843) en una ciénaga tropical de la cuenca del río Atrato, Chocó, Colombia. Los muestreos se realizaron entre mayo y agosto del 2014 mediante la recolección de muestras de fitoperifíton de raíces de tres ejemplares de cada especie estudiada. Simultáneamente se midieron algunas variables físicas y químicas del agua circundante. Se registró una densidad de 1.160,63 ind.cm-2, distribuida en 82 morfoespecies, 26 familias, 16 órdenes y ocho clases, siendo la clase Bacillariophyceae la más abundante en las tres especies estudiadas. L. sedoides presentó la mayor densidad y riqueza fitoperifítica asociada. Se registraron diferencias en los valores de densidad, riqueza, diversidad y dominancia del fitoperifíton de las macrófitas estudiadas (p<0,05). El análisis de agrupamiento basado en el índice de Jaccard indicó poca similitud en la composición de la comunidad perifítica entre las especies de macrófitas, así como un marcado efecto del periodo hidrológico. En el estudio se establece la línea de base para el conocimiento de las comunidades fitoperifíticas asociadas con macrófitas en las ciénagas de zonas bajas tropicales como las del río Atrato.

Abstract The phytoperiphyton is one of the main communities in swamps or floodplains given its fundamental role in the energy flow, the nutrient cycle, and the primary productivity of these ecosystems. In the present study, I analyzed the phytoperiphytic community associated with three macrophyte species (Ludwigia sedoides Humb. and Bonpl. Hara 1953, Nymphoides indica L. Kuntze, 1891, and Eichhornia azurea Swartz. Kunth, 1843) in a tropical swamp in the Atrato River basin, Chocó-Colombia. I collected the phytoperiphyton samples between May and August 2014 from the roots of three specimens of each of the species under study, and I measured some physical and chemical variables of the surrounding water. I registered a density of 1160.63 ind.cm-2 distributed in 82 morphospecies, 26 families, 16 orders, and eight classes, the Bacillariophyceae class being the most abundant. L. sedoides presented the highest density and associated phytoperiphytic richness. I found differences in the density, richness, diversity, and dominance of the phytoperiphyton among the studied macrophytes (p<0.05). Clustering analysis based on the Jaccard index indicated a low similarity in the composition of the phytoperiphytic community among the macrophyte species, as well as a marked effect of the hydrological period. The present study constitutes a baseline for the knowledge of the phytoperiphytic communities associated with macrophytes in the swamps of low tropical areas such as the Atrato River basin.

Photoacoustic evaluation of Musa acuminata plants (Musaceae) infected with the fungus Fusarium oxysporum (Nectriaceae)

Resumen La técnica fotoacústica permite evaluar el comportamiento de la razón de evolución de oxígeno de las plantas, el cual es un indicador del rendimiento fotosintético. En este estudio se monitoreó este parámetro y el crecimiento de un grupo de plantas de banano Gros Michel (Musa AAA), infectadas con Fusarium oxysporum f.sp. cubense, patógeno causante de la marchitez vascular, una enfermedad destructiva que amenaza la sostenibilidad de los cultivares sensibles a ella en las regiones productoras. La infección efectiva de las plantas y el progreso de la marchitez comúnmente se evalúan a partir de la manifestación de los primeros síntomas externos de clorosis en las hojas bajeras, a los que se asigna un valor cuantitativo según su gravedad. Aunque en el análisis de la razón de evolución de oxígeno y del crecimiento no se encontraron diferencias estadísticas significativas entre las plantas infectadas con Fusarium oxysporum f.sp. cubense y las plantas sanas, se demostró que esta técnica permite incluir caracteres fenotípicos relacionados con la actividad fotosintética en la caracterización de los cultivos. Los resultados en cuanto a la afectación de la enfermedad se pueden asociar con las condiciones de cultivo en invernadero y con la etapa asintomática de la enfermedad en la que se hizo la observación.

Abstract The photoacoustic technique allows evaluating the behavior of the oxygen evolution ratio of plants, which is an indicator of photosynthetic performance. In this study, we monitored this parameter and the growth of a group of Gros Michel banana plants (Musa AAA) infected with Fusarium oxysporum f.sp. cubense. This pathogen causes vascular wilt, a destructive disease that threatens the sustainability of susceptible cultivars in producing regions. The effective infection of plants and the progress of wilt are usually evaluated from the moment of the first external symptoms of chlorosis in the lower leaves to which a quantitative value is assigned according to their severity. Although no significant statistical differences between Fusarium oxysporum f.sp. cubense infected plants and healthy plants were evident in the oxygen evolution ratio and growth analyses, we showed that this technique allows including phenotypic characteristics related to photosynthetic activity in the characterization of crops. The results regarding the disease can be associated with greenhouse growing and the asymptomatic stage in which plants were observed.

Reproductive phenology of three species of Pristimantis in an Andean cloud forest

Abstract We studied the reproductive phenology of three coexisting Pristimantis species inhabiting an Andean tropical cloud forest in the Cordillera Oriental of Colombia. Populations were constituted mostly by juveniles, numerous adult males, and few reproductive adult females and, therefore, the operational sex ratio was greatly biased to males while the populational sex ratio was not. Mean snout-vent lengths (SVL) were larger in adult females than in males, as well as the minimum size of sexual maturity, which indicates that females became mature or adult at larger body sizes than males and explains the highly biased operational sex ratio. The testes histological analyses revealed the presence of sperm in almost all the collected males indicating that they are a permanent resource for reproduction in the three studied species. Males' abdominal fat bodies showed no significant temporal variation nor a relationship with the rainy season. We observed three patterns of breeding activity: 1) Continuous reproductive activity in P. miyatai; 2) reproductive activity during the rainy seasons and juvenile recruitment in the following dry seasons in P. merostictus, and 3) reproductive activity mainly during the second semester of the year and juvenile recruitment in the following dry season (P. uisae). The analyses of reproductive activity and recruitment of juveniles revealed significant temporal overlap among Pristimantis species suggesting that reproductive phenology does not play a significant role in the temporal segregation of these anuran species. Nevertheless, the different breeding patterns could represent a strategy to reduce interspecific froglet overcrowding in the growing microhabitats thus facilitating coexistence among potentially competing taxa.

Resumen Estudiamos la fenología reproductiva en tres especies de Pristimantis que coexisten en un bosque de niebla tropical andino en la cordillera Oriental de Colombia. Las poblaciones estaban constituidas principalmente por juveniles, numerosos machos adultos, y pocas hembras adultas reproductivas, por lo que la proporción operacional de sexos estuvo muy sesgada hacia los machos, mas no así la proporción poblacional. La media de la longitud rostro-cloaca fue mayor en las hembras adultas que para los machos adultos, así como el tamaño mínimo de madurez sexual, lo que indica que las hembras maduran con tamaños corporales más grandes que los machos y explica el sesgo en la proporción operacional de sexos. Los análisis histológicos de los testículos revelaron la presencia de esperma en casi todos los machos recolectados, lo que significa que son un recurso permanente para la reproducción en las tres especies estudiadas. Los cuerpos grasos abdominales de los machos no mostraron variaciones temporales significativas, ni una relación con las lluvias. Se observaron tres patrones de actividad reproductiva: 1) actividad reproductiva continua en P. miyatai; 2) actividad reproductiva en las estaciones lluviosas y reclutamiento de juveniles en las siguientes estaciones secas en P. merostictus, y 3) actividad reproductiva principalmente durante el segundo semestre del año y reclutamiento de juveniles en la siguiente estación seca (P. uisae). Los análisis de la actividad reproductiva y el reclutamiento de juveniles revelaron una superposición temporal entre las especies de Pristimantis, lo que sugiere que la fenología reproductiva no juega un papel importante en la segregación temporal de estas especies de anuros. Sin embargo, los diferentes patrones de reproducción podrían representar una estrategia que reduce la aglomeración de ranitas en los microhábitats de crecimiento, facilitando así la coexistencia entre taxones que potencialmente compiten.

In silico modeling by homology of membrane-bound quinoprotein glucose dehydrogenase in Pseudomonas fluorescens

Resumen Entre las aplicaciones del modelamiento por homología están la predicción de ligandos, el análisis de mutaciones, y las actividades catalíticas. Normalmente, el uso de varios moldes produce modelos más precisos en la medida en que capturan mejor las variantes estructurales entre todas las posibles conformaciones de las proteínas de una familia. El modelamiento comparativo es una estrategia útil cuando no se tiene información en las bases de datos y se quiere hacer un ensayo experimental relacionado con la estructura y el funcionamiento de una proteína. En el presente trabajo se analizó estructural y funcionalmente la quinoproteína glucosa deshidrogenasa unida a la membrana (membrane-bound PQQ-dependent glucose dehydrogenase, mGDH, PQQ mGDH) en Pseudomonas fluorescens, reconocida como un microorganismo promotor del crecimiento vegetal y una de cuyas funciones es la solubilización de fosfatos inorgánicos catalizados mediante PQQ mGDH. Esta es la primera enzima que participa en la oxidación directa de la glucosa transformando la D-glucosa a D-gluconato, proceso que es el inicio en la producción de ácidos orgánicos implicados en la solubilización de fosfatos inorgánicos. A pesar de la gran cantidad de estudios con esta enzima, no se ha reportado la determinación de su estructura tridimensional de la enzima quinoproteína glucosa deshidrogenasa (PQQ-GDH) en la bacteria P. fluorescens. En este estudio se comparó la secuencia de la proteína con las reportadas en las bases de datos para otras especies del género Pseudomonas y se propuso un modelo tridimensional de la enzima PQQ mGDH en P. fluorescens mediante el modelamiento por homología para caracterizar su estructura secundaria, el dominio catalítico, y el sitio de unión al cofactor pirroloquinolina quinona (PQQ), así como los dominios funcionales presentes en la proteína.

Abstract Homology modeling is used for ligand prediction, mutation analysis, and catalytic activities. The use of several templates produces more precise models to better capture the structural variants among all the possible conformations of the proteins in a family. Comparative modeling is a useful strategy when there is no information reported in databases and there is a need for an experimental trial related to the structure and functioning of a protein. In the present study, we analyzed the structure and function of the membrane-bound quinoprotein glucose dehydrogenase (PQQ mGDH) in Pseudomonas fluorescens, known to be a plant-growth-promoting microorganism, one of whose functions is the solubilization of inorganic phosphates catalyzed by the PQQ mGDH, which is the first enzyme that participates in the direct oxidation of glucose by transforming D-glucose to D-gluconate. This process is the beginning of the production of organic acids involved in the solubilization of inorganic phosphates. Despite the large number of studies on this enzyme, none determines the three-dimensional structure of the PQQ-GDH enzyme in P. fluorescens. In our study, we compared the protein sequence with those reported in the databases for other species of Pseudomonas using a three-dimensional model of PQQ mGDH in P fluorescens based on homology modeling to characterize the secondary structure of the protein, the catalytic domain, the binding site for the cofactor pyrroloquinoline quinone (PQQ), as well as the functional domains present in this protein.

Prospective use of fruit byproducts in Colombia according to their antioxidant capacity

Abstract Currently, the use of agro-industrial waste represents a viable alternative for obtaining valuable compounds that, in the case of biorefineries, is an opportunity for improvement. In this context, the aim of our study was to determine the flavonoid content and the antioxidant capacity of 30 byproducts from fruit processing in Colombia and propose possible applications. We analyzed the antioxidant capacity of the ethanolic extracts from each byproduct using the ferric reducing antioxidant power (FRAP) and the reducing power of antioxidant activity (RPAA) assays, as well as the oxygen radical absorbance capacity (ORAC) test. We found that tree tomato peels and stem and peach peels had a high flavonoid content, with values greater than 8,271.82 ± 702.70 μg quercetin per gram of dry sample. We also found that mango (22,676.57 ± 759.71 μg TE1/g Sdb, 3,692.38 ± 92.67 μg GAE/g Sdb), soursop (22,117.13 ± 754.94 μg TE1/g Sdb, 4,858.79 ± 156.71 μg GAE/g Sdb, 14,713.39 ± 757.95 μg TE2/g Sdb), grape (17,027.85 ± 765.11 μg TE1/g Sdb, 13,395.15 ± 659.31 μg TE2/g Sdb), peach peels (17,910.21 ± 1,424.33 μg TE2/g Sdb) and seeds (4,316.46 ± 112.00 μg GAE/g Sdb, 20,093.32 ± 1,317.93 μg TE2/g Sdb), and grape stalk (3,552.26 ± 31.63 μg GAE/g Sdb) showed a high antioxidant capacity in the different tests performed. Our results demonstrate that fruit byproducts have potential use in the pharmaceutical, food, and cosmetic industry due to their flavonoids content and their high antioxidant capacity.

Resumen Hoy en día el aprovechamiento de residuos agroindustriales representa una alternativa viable para la obtención de compuestos valiosos, lo que en el caso de las biorrefinerías representa una oportunidad para mejorar. En ese contexto el objetivo de este estudio fue determinar el contenido de flavonoides y la capacidad antioxidante de 30 subproductos del procesamiento de frutas en Colombia, con el fin de proponer un posible uso. La capacidad antioxidante de los extractos etanólicos de cada subproducto se analizó mediante las pruebas FRAP, RPAA y ORAC. Se encontró que las cáscaras de tomate de árbol y durazno, y el vástago del tomate de árbol mostraban un alto contenido de flavonoides, con valores superiores a 8.271,82 μg de quercetina por gramo de muestra seca. También se encontró que las cáscaras de mango (22.676,57 ± 759,71 ET1/g Mbs, 3.692,38 ± 92,67 EAG/g Mbs), guanábana (22.117,13 ± 754,94 μg ET1/g Mbs, 4.858,79 ± 156,71 μg EAG/g Mbs, 14.713,39 ± 757,95 μg ET2/g Mbs), uva (17.027,85 ± 765,11 μg ET1/g Mbs, 13.395,15 ± 659,31 μg ET2/g Mbs) y durazno (17.910,21 ±S1.424,33 μg ET2/g Mbs), y las semillas (4.316,46 ± 112,00 μg EAG/g Mbs, 20.093,32 ± 1.317,93 ET2/g Mbs) y el escobajo de la uva (3.552,26 ± 31,63 EAG/g Mbs) mostraron una alta capacidad antioxidante en las diferentes pruebas realizadas. Los resultados de este estudio demuestran que los subproductos de frutas tienen un uso potencial en la industria farmacéutica, alimentaria y cosmética por su contenido de flavonoides y su alta capacidad antioxidante.

Areas for astronomic observation through the digital night image processing with Python

Resumen La observación de las estrellas es un derecho que la humanidad ha ido perdiendo debido a la contaminación lumínica. En este contexto, el objetivo del presente estudio fue localizar áreas para la observación astronómica a través del procesamiento digital de imágenes nocturnas en Python mediante un algoritmo utilizado en astronomía y la convolución discreta, con lo que se pudieron obtener las localidades con cielos oscuros. En conclusión, se ofrece una herramienta para localizar cielos oscuros en el estado Trujillo (Venezuela).

Abstract Stargazing is a right that humanity has been losing due to light pollution. In this context, my objective was to locate areas for astronomical observation through digital night image processing with Python by implementing an algorithm used in astronomy and discrete convolution to obtain the locations with dark skies. As a result, I was able to provide a tool to locate dark skies in Trujillo state (Venezuela).

A new proposal on ages of the sedimentary record of Bocas and Jordan formations and their relationship with the development of the magmatic activity of the Santander Plutonic Group (Eastern Cordillera, Colombia)

Resumen Los estudios del registro geológico del Jurásico en los Andes Septentrionales de Colombia apuntan a que en este lapso se desarrolló de forma simultánea la actividad magmática, el metamorfismo y la sedimentación en este sector de la corteza. En el Macizo de Santander (Cordillera Oriental de Colombia) han quedado registrados vestigios de esta actividad magmática cuyos remanentes actuales se reconocen en mayor medida por la presencia de cuerpos ígneos plutónicos (Grupo Plutónico de Santander). Los nuevos estudios paleontológicos en lodolitas de la Formación Bocas han permitido la identificación preliminar de las especies de conchostracos Shipingia hebaozhaiensis, Euestheria buravasi y Laxitextella multireticulata de una edad correspondiente al Triásico Tardío. La geocronología U/Pb en circones ígneos de una ignimbrita y una toba riolítica de la Formación Jordán indica edades de acumulación de 199,37±0,34 Ma y 198,49± 0,33 Ma, lo que posibilita asignar su edad al Jurásico Temprano. Estos nuevos resultados sugieren que los registros de la actividad volcánica en la Formación Jordán son coetáneos con el desarrollo y la génesis del Grupo Plutónico de Santander (de edad ~202-195 Ma).

Abstract The geological information of the Jurassic record in the Northern Andes of Colombia indicates that during this time, magmatic activity, metamorphism, and sedimentation developed simultaneously. In the Santander Massif (Eastern Cordillera of Colombia), vestiges of this magmatic activity can be recognized by the presence of igneous plutonic bodies (Santander Plutonic Group). New paleontological studies in rocks from the sedimentary record of the Bocas Formation allowed for preliminary identification of conchostracans species: Shipingia hebaozhaiensis, Euestheria buravasi, and Laxitextella multireticulata of the Late Triassic age. U/Pb geochronology in ignimbrite and rhyolitic tuff of the Jordan Formation yielded ages of 199.37 ± 0.34 Ma and 198.49 ± 0.33 Ma defining an Early Jurassic age for this unit. These results indicate that the lithological record of volcanic origin within the Jordan Formation is contemporary with the development and genesis of the Santander Plutonic Group (age ~ 202-195 Ma).

The arithmetic of Coxeter permutahedra

Abstract Ehrhart theory measures a polytope P discretely by counting the lattice points inside its dilates P, 2P, 3P, We compute the Ehrhart theory of four families of polytopes of great importance in several areas of mathematics: the standard Coxeter permutahedra for the classical Coxeter groups A n , B n , C n , Dn. A central tool, of independent interest, is a description of the Ehrhart theory of a rational translate of an integer projection of a cube.

Resumen La teoría de Ehrhart mide un politopo P discretamente, contando los puntos enteros dentro de sus dilataciones P, 2P, 3P, En este artículo calculamos la teoría de Ehrhart de cuatro familias de politopos de gran importancia en varias áreas de la matemática: los permutaedros de Coxeter de los grupos clásicos de Coxeter A n , B n , C n , D n . Una herramienta central, de interés independiente, es la descripción de la teoría de Ehrhart de una traslación racional de una proyección entera de un cubo.

On the splitting rate of a tower of Artin-Schreier type

Abstract In this note we study the asymptotic behavior of the number of rational places in a tower of function fields of Artin-Schreier type over a finite field with 2 s elements, where s > 0 is an odd integer.

Resumen En este artículo estudiamos el comportamiento asintótico del número de lugares racionales en una torre de tipo Artin-Schreier sobre un cuerpo finito con 2 s elementos, donde s > 0 es un entero impar.