Trabajos de grado Maestría en Ciencias Naturales

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Determinantes de la infección de malaria en aves neotropicales: uso de bases de datos abiertas para responder preguntas ecológicas
(María Andrea Olivero, 2026-07-06) Olivero Sierra, María Andrea; Gómez Echeverri, Juan Pablo; Herrera Molinares, Oscar José; Universidad Del Norte
La malaria aviar, causada por parásitos del género Plasmodium, constituye un modelo clave para entender la dinámica de enfermedades en ecosistemas tropicales. Sin embargo, los factores que determinan la susceptibilidad a la infección en aves neotropicales permanecen poco integrados a escala macroecológica.En este estudio, se combinaron múltiples bases de datos abiertas para evaluar cómo variables morfológicas, ecológicas, espaciales y filogenéticas influyen en la probabilidad de infección en un amplio conjunto de especies. Mediante un enfoque bayesiano jerárquico, se exploraron patrones de infección considerando simultáneamente la historia evolutiva y los rasgos funcionales de las especies. Los resultados revelan que la probabilidad de infección está estructurada por la interacción entre factores ecológicos y evolutivos, evidenciando patrones no aleatorios en la distribución de la malaria aviar. Este estudio demuestra el valor de la integración de datos abiertos para abordar preguntas ecológicas a gran escala y aporta nuevas bases para comprender la susceptibilidad a enfermedades en comunidades tropicales.
Evaluación del Cardón (Stenocereus griseus) como coagulante natural en aguas superficiales del corregimiento de Los Andes, departamento del Magdalena
(Universidad del Norte, 2024) Bohórquez Perea, José Francisco; Márquez Brazón, Edgar Alexander; Monroy Licht, Andrea Fernanda; Méndez López, Maximiliano
La búsqueda de coagulantes alternativos para el tratamiento de aguas, junto con las limitaciones de acceso de agua en países como Colombia ha motivado la investigación de coagulantes derivados de plantas de fácil acceso para las comunidades rurales. Esta investigación evaluó la aplicación del Cardón S. griseus, de la familia Cactaceae (cactus) en el proceso de coagulación-floculación del agua superficial proveniente del jagüey “Pozo El Vecino”, ubicado en el corregimiento de Los Andes – Magdalena, y el Alumbre se utilizó como método de control para comparar los resultados. Para evaluar la eficiencia de la planta, se emplearon los siguientes tratamientos: planta cruda y planta en disolución al 25% P/V. La prueba de jarras fue utilizada para determinar su eficacia y condiciones óptimas de uso. Los resultados muestran la mejor turbidez residual (4,67 NTU) y color aparente (57,82 UPC) empleando el tratamiento de cardón en disolución 25% P/V. Así mismo se observó un log de inactivación de 2,22 para bacterias mesofílicas aerobias, y de 1,75 dirigido a bacterias del grupo de coliformes totales y también para Escherichia coli. En la comparativa del Cardón frente al Alumbre, se logró un agua clarificada sin la presencia de Aluminio en el tratamiento con Cardón, siendo factor diferenciador entre estos. Finalmente, se calculó el valor inicial del IRCA tanto para el tratamiento con la planta, como para el control con el alumbre, obteniendo los valores de 65,5 y 62,5 respectivamente, de acuerdo con la interpretación de este valor, se clasifica el resultado como Riesgo Alto para los dos casos. Se logró una remoción significativa de la turbiedad con el uso del Cardón como coagulante alternativo, mostrando resultados similares con respecto al Alumbre, sin afectar al pH y el Aluminio residual de las aguas tratadas. En el apartado microbiológico, se consiguió inactivación de microorganismos consecuentes con el uso de un coagulante, es decir, que una vez se realice el proceso de coagulación – floculación tanto para el coagulante de origen natural como en el alumbre, se requieren tratamientos complementarios para la mejora de la calidad del agua estudiada.
Mosca soldado negra (Hermetia illucens): aproximaciones genómicas para comprender un insecto cultivado en Colombia
(Universidad del Norte, 2023) Torres González, Cecilia Margarita; Neme Garrido, Rafik
Este estudio tuvo como objetivo explorar y comprender el potencial genómico de Hermetia illucens, una mosca nativa cultivada en Colombia, con el propósito de proporcionar recursos genómicos para la cría y cultivo de esta especie, teniendo como limitante el número de puntos de muestreo y tipos de cultivo de la mosca. Se realizó un análisis genómico exhaustivo utilizando técnicas de vanguardia en genómica, incluyendo la secuenciación del genoma completo de muestras agrupadas utilizando el sistema de secuenciación NovaSeq, con una cobertura del genoma superior al 80% por población por individuo. El análisis incluyó la identificación de variaciones genómicas en forma de polimorfismos de nucleótido único (SNPs) en dos poblaciones colombianas de Hermetia illucens. Se observó que las poblaciones silvestres de moscas, que no están sometidas a procesos de cría controlada de generación en generación, presentaron un mayor grado de diversidad genética, lo cual indica una dinámica de neutralidad en su proceso evolutivo. Además, se encontraron diferencias genéticas entre las poblaciones de Barranquilla y Cartagena. El análisis reveló una variación genética en ambas poblaciones, como se evidenció en el estadístico D de Tajima. Se identificaron genes específicos (p. ej. LOC119661417), algunos exclusivos de Hermetia illucens, que podrían desempeñar una función única y novedosa en la especie, que ameritan mayor atención. Asimismo, se identificaron genes con posibles roles en el metabolismo de la glucosa, la digestión de nutrientes y desarrollo larval. Sin embargo, se requiere investigación adicional para comprender completamente las funciones y relaciones nutricionales de estos genes en Hermetia illucens.
Descripción de termitas subterráneas del grupo-Anoplotermes en bosques secos tropicales en el Caribe colombiano
(Universidad del Norte, 2023) Bohórquez Mieles, Juan Carlos; Casalla Daza, Robin Hood
El bosque seco tropical es un importante repositorio endémico de diversidad biológica y a su vez, es uno de los bosques más amenazados por efectos antrópicos y el cambio climático. En Colombia la zona mejor conservada se encuentra en el norte y la fauna de termitas subterráneas presentes en este tipo de ecosistemas es poco conocida. El objetivo fue describir las morfoespecies de termitas del grupo Anoplotermes presentes en tres áreas del bosque seco tropical del Caribe colombiano con mira de ser seleccionadas como potenciales candidatas a nuevas especies. Se describen seis nuevas morfoespecies de termitas del Grupo-Anoplotermes, a partir de las características mirísticas, morfométricas, secuencias genéticas (ADN mitocondrial) e isótopos en obreras y algunos imagos, pertenecientes al género Anoplotermes y una del género Ruptitermes.
Efecto hall anómalo en óxido de hierro (α-Fe2Oз)
(Universidad del Norte, 2023) Martínez Castro, Óscar; González Hernández, Rafael Julián
En este documento se presentan los resultados de la investigación sobre las propiedades físicas y el efecto Hall del óxido de hierro α-Fe2Oз con distintos acoples magnéticos, utilizando la teoría funcional de la densidad (DFT). Se observó la dependencia de las propiedades electrónicas, estructurales, magnéticas y de transporte con los distintitos acoples magnéticos, teniendo en cuenta la interacción espín orbita. Igualmente, se determinó que el compuesto presenta el comportamiento de un material semiconductor con una brecha de energía indirecta de aproximadamente 2.2 eV tal como se ha reportado experimentalmente. Además, se observa un gap de energía de 1,1 eV para la configuración ferromagnética y un comportamiento metálico para la configuración no magnético. Además, se encontró la presencia señales considerables de conductividad Hall anómala cerca del nivel de Fermi, lo cual no se esperaría por ser un material antiferromagnético. Recientes estudios experimentales muestran que este material antiferromagnético posee respuesta Hall, lo cual es fundamental en las aplicaciones tecnológicas, como las memorias magnéticas. Se espera que el presente trabajo contribuya al descubrimiento de fenómenos y materiales emergentes para el desarrollo de futuros dispositivos espintrónicos. Se observa un ferromagnetismo en las dos fases estructurales de α-Fe2Oз dado que existe una asimetría entre la densidad de estados de espín mayoritario y minoritario, permitiendo el transporte de carga de espín en este material.
Áreas clave prioritarias para la conservación de las tortugas marinas en el departamento del Magdalena, Caribe colombiano
(Universidad del Norte, 2023) Prieto Rodríguez, Julieth Andrea; Aldana Domínguez, Juanita; Gómez Echeverri, Juan Pablo
Conservar tortugas marinas como especies migratorias y amenazadas requiere identificación de áreas ecológicamente significativas a diferentes escalas geográficas, y comprender el grado de exposición a impactos acumulativos en los ecosistemas oceánicos y terrestres que estas utilizan. En el presente estudio exhibo un esquema metodológico para identificar las áreas clave y prioritarias para la conservación de las tortugas marinas a escala local, considerando la distribución espacial de los registros de las especies, (monitoreos de anidación, avistamientos, capturas incidentales) entre 2016 al 2021, los índices de huella humana terrestre y oceánica y la erosión costera como las amenazas que afectan la distribución de estas especies amenazadas en las categorías Vulnerable-VU, en Peligro-EN y en Peligro Crítico-CR. La identificación de áreas prioritarias para la conservación de tortugas marinas se realizó a partir de la construcción de dos índices: de refugio y de riesgo que permiten identificar las zonas a priorizar para implementar acciones de conservación para las tortugas a escala local. Los datos indican que persisten poblaciones de tortugas marinas anidando, transitando y alimentándose en el área de estudio. Los resultados revelan que Mendihuaca-Guachaca y Buritaca-Don Diego son zonas de refugio que deben ser priorizadas ya que allí se encuentran hábitats críticos como playas de anidación con menor presión humana acumulada, también el área de Santa Marta y Pozos Colorados para la implementación de investigación y monitoreo. La erosión costera se encuentra afectando el 56.3 % del área evaluada, siendo una amenaza que requiere mayor atención en el corto plazo. Se proponen cuatro áreas prioritarias para la conservación de tortugas marinas: 1. Puebloviejo-Ciénaga (3,54 km), 2. Pozos colorados (4,4 km), 3. Río Piedras-Guachaca (6,12 km), 4. Buritaca-Don Diego (7,87 km) áreas de importancia para estas especies clave para la conservación de la biodiversidad marina y la conectividad entre el océano y la tierra.
Estudio de la biodiversidad de dípteros necrófagos en zonas urbanas de la ciudad de Barranquilla y aproximaciones a su cría en diferentes residuos orgánicos vegetales
(Universidad del Norte, 2023) Barros Martínez, Anahí María; Neme Garrido, Rafik
Las moscas (Diptera) urbanas asociadas a materia orgánica en descomposición pueden ser un recurso para solucionar problemas globales como la eliminación de residuos orgánicos y fabricación de alimentos animales. Entender la riqueza y abundancia de estos insectos, así como, los factores que afectan su desarrollo en sistemas de cría, es el primer paso para poder determinar sus posibles usos. Esta investigación busca contribuir al conocimiento de la diversidad de moscas necrófagas de la ciudad de Barranquilla y, al mismo tiempo, acercarse a la selección de especies promisorias mediante su cría en diferentes residuos orgánicos. Se comparó la diversidad del ensamblaje de moscas necrófagas entre diferentes áreas de muestreo y cebos en la ciudad de Barranquilla. Las larvas capturadas se criaron de forma consecutiva en un sistema de cultivo. Luego se evaluó el efecto de cuatro dietas en el tiempo de desarrollo larval y el tamaño de la pupa. Se encontraron 28 morfoespecies distribuidas en 9 familias. Las familias más abundantes en todas las áreas y cebos fueron Calliphoridae, Chlorophidae, Phoridae, Muscidae y Sarcophagidae. La diversidad estimada fue mayor en el área de parque y en el hígado descompuesto de 5 días. Solo se obtuvo la cría consecutiva de Megaselia scalaris. Los tiempos de desarrollo larval más cortos se obtuvieron de pienso de pollo e hígado con un tiempo promedio de 5,2 ± 0,4 días (p > 0,05). Las pupas más largas se obtuvieron en hígado con un largo promedio de 3,7 ± 0,5 mm (p > 0,05).
Evaluación del desempeño de un bioprototipo para el tratamiento de aguas residuales domésticas descargadas en el arroyo León en Puerto Colombia, Atlántico
(Universidad del Norte, 2023) Vergel Castro, Claudia Marcela; Monroy Licht, Andrea Fernanda; Pacheco Bustos, Carlos
Más del 80% de las aguas residuales a nivel mundial terminan en los ecosistemas acuáticos, lo que las convierte en una fuente importante de contaminación del agua. Existen varias tecnologías de tratamiento de aguas residuales, el empleo de humedales artificiales ha aumentado desde mediados de los años 90 y han surgido como una iniciativa ecológica y económicamente viable para el tratamiento sostenible de las aguas residuales. Con el fin de evaluar el desempeño de un bioprototipo basado en los humedales artificiales para el tratamiento sostenible de aguas residuales domésticas, en este estudio se utilizó Eichhornia crassipes y se llevaron a cabo pruebas fisicoquímicas y microbiológicas. El tratamiento a través del bioprototipo logró una reducción superior al 96% de la demanda bioquímica de oxígeno y del 82% en la demanda química de oxígeno posterior al tratamiento del agua residual doméstica a través del sistema. En cuanto a los parámetros microbiológicos, se obtuvo una eliminación del 100% de aerobios mesófilos, coliformes totales y coliformes fecales, en el efluente del sistema de tratamiento de aguas residuales domésticas. El bioprototipo redujo en un 99% la concentración de nitrógeno amoniacal, en un 96% la concentración de nitritos y en un 94% la concentración de ortofosfatos, presentes en el agua residual doméstica. Mediante el análisis de los efectos fitotóxicos en las plantas por su uso en el tratamiento del agua residual doméstica en el bioprototipo, se logró determinar que la biomasa fresca, el crecimiento relativo de las plantas, la generación de nuevos estolones, el número de hojas, y la longitud de raíz de E. crassipes, se vieron favorecidos en el tiempo de exposición de las plantas en los tratamientos biológicos del sistema. Así mismo, las concentraciones de los pigmentos fotosintéticos como la clorofila a, b y total, y los carotenoides se vieron favorecidas luego del tratamiento del agua residual doméstica con las macrófitas. Se exploraron diversas formas de utilizar la biomasa de E. crassipes, incluyendo su uso como materia prima para biogás, piensos para animales, biocompost y en la fabricación de artículos ornamentales. En conclusión, esta iniciativa podría ser una solución viable, especialmente para las comunidades rurales, para el manejo de los residuos líquidos, que representan un riesgo para el medio ambiente, los seres vivos y la disponibilidad de agua en Colombia.
Los polinizadores y el nicho climático como predictores de la morfología floral en plantas del género Mucuna (Fabaceae - Phaseoleae)
(Universidad del Norte, 2022) Rebolledo Contreras, Meriele del Carmen; Gómez Echeverri, Juan Pablo
Una de las características más llamativas de las plantas angiospermas son las flores, las cuales poseen una amplia diversidad de formas y colores. La teoría de los síndromes de polinización predice que la morfología floral puede ser consistentemente predicha por los polinizadores, debido a que estos seleccionan las características florales. Alternativamente, existe evidencia que sugiere que el clima puede influir de forma directa sobre el tamaño y color de las flores. En este estudio nos enfocamos en entender si los polinizadores o las condiciones climáticas explican la variación en la morfología floral en 79 especies del género Mucuna. Con este fin, seleccionamos diez características florales asociadas con la ecología de la polinización, obtuvimos información sobre polinizadores e información de diecinueve variables bioclimáticas que describen el nicho climático de cada especie. Los resultados sugieren, al menos parcialmente, que tanto los polinizadores como el clima explican una proporción significativa de la variabilidad en la morfología floral. Un análisis de agrupación mostró que existe diferenciación entre las flores polinizadas por aves y por mamíferos, pero no encontramos evidencia de diferenciación entre flores polinizadas por diferentes grupos de mamíferos voladores y no voladores. Con respecto al clima, encontramos que la temperatura y la precipitación están positivamente relacionados con la variabilidad en las flores. Nuestros resultados apoyan parcialmente la teoría del síndrome de polinización soportando la idea que las aves y los mamíferos son atraídos a flores significativamente diferentes. Sin embargo, la diferenciación fue relativamente baja y es posible que haya otras características relacionadas con la recompensa floral que tengan una mayor diferenciación inclusive entre grupos de mamíferos. Adicionalmente, el hecho que la temperatura y la precipitación alta favorezcan una alta variabilidad en las flores puede llevar a una alta tasa de especiación comparadas con especies que habitan zonas más frías y secas. Esto es particularmente cierto, si los dos mecanismos, la selección por los polinizadores y la variabilidad mediada por las condiciones climáticas, se acoplan para generar un rápido asilamiento reproductivo por medio de la especificidad de los polinizadores.
Evaluación de la influencia de parámetros fisicoquímicos del agua y el suelo en la estructura, composición y almacenamiento de carbono de la comunidad de mangles en la Ciénaga de Mallorquín, Barranquilla, Colombia
(Universidad del Norte, 2022) Rodríguez Reales, Rodrigo Rafael; Martínez Habibe, María Cristina; Bohórquez Herrera, Jimena
En esta investigación evalúo la influencia que tienen distintos parámetros fisicoquímicos del agua superficial y el suelo sobre la estructura, la composición y el almacenamiento de carbono en la comunidad de mangles. El área de estudio abarcó tres estaciones de bosques de mangle en la Ciénaga de Mallorquín (Barranquilla, Colombia) que presentan variaciones hipotéticas de parámetros fisicoquímicos en el agua superficial y el suelo debido al tipo de cuerpo de agua adyacente a estas estaciones. Para ello, determiné la composición y la estructura de tres especies de mangles comúnmente distribuidas en la región (Avicennia germinans, Rhizophora mangle y Laguncularia racemosa) mediante parcelas de vegetación circulares. Luego, analicé los parámetros fisicoquímicos para cada parcela y posteriormente estimé el carbono almacenado en la biomasa aérea de la comunidad de mangles aplicando ecuaciones alométricas. La influencia de los parámetros fisicoquímicos en la comunidad de mangles se determinó a través de modelos lineales generalizados (GLM) y modelos lineales (LM). Los resultados indican que existe una relación negativa entre los parámetros de salinidad y pH del suelo con la altura y el área basal de los bosques, y el carbono almacenado en los mismos. Por otro lado, no se encontraron relaciones entre la salinidad y el pH del suelo y la diversidad o riqueza de especies de mangle. Se estima que el carbono total almacenado en la biomasa aérea de los mangles de la Ciénaga de Mallorquín es de 5265,8 Mg (IC 95% = 3437,1 - 7094,5 Mg), equivalente a 49,6 Mg C ha-1.
Caracterización de los residuos sólidos e impactos de las actividades antropogénicas como fuentes generadoras en playas de la costa noroeste del departamento de la Guajira
(Universidad del Norte, 2022) Pimienta Serrano, Estefany Vannessa; Pacheco Bustos, Carlos; Galindo Montero, Andrés Alfonso
Las playas son áreas estratégicas que soporta una gran diversidad de ecosistemas. Sin embargo, el uso de sus recursos ha conllevado al deterioro del medio. La contaminación por Residuos Sólidos (RS) es uno de los impactos de la explotación costera; siendo un problema ambiental, social y de salud pública. el objetivo del estudio fue caracterizar los RS en 4 playas del departamento de La Guajira, identificando las principales fuentes contaminantes. Aplicando una metodología que incluye aspectos: I) actividades desarrolladas; a partir de la caracterización socioeconómica de las comunidades. II) Abundancia y composición de RS; se implementaron transectos lineales (100 m) ubicados en tres secciones de la playa, donde se colectaron todos los RS. III) Distribución espacial y fuentes de los RS; aplicando la técnica de matriz punteada. Para estimar la distribución se realizaron análisis de escalamiento multidimensional no métrico, análisis de componentes principales, índice de limpieza de costa y agrupamiento jerárquico aglomerativo. Los resultados obtenidos arrojaron una densidad promedio de 2 ítems/m2, donde el plástico fue el residuo con mayor presencia, representando el 53% de los artículos colectados durante el estudio. De igual forma se determinó que las playas presentan una similaridad del 60% en la distribución y abundancia de los residuos colectados con excepción de la playa control. Teniendo en cuenta esto se concluye: para las playas estudiadas el turismo es la principal fuente de contaminación de RS, por lo cual es necesario generar una gestión más eficiente de los RS por parte de los entes territoriales.
Universidades sostenibles en el Antropoceno: lecciones desde el ecocampus de la Universidad del Norte
(Universidad del Norte, 2022) Herrera Baquero, Javer Esneyder; Duque Gutiérrez, Maritza
Las universidades representan espacios antropogénicos que amenazan la biodiversidad y afectan la integridad de los espacios naturales, debido a la gran demanda de materiales, agua y energía se está disminuyendo la capacidad de generar servicios de los ecosistemas. Por lo tanto, se hace necesario bajo los principios de sostenibilidad socio-ambiental y la resiliencia, establecer una hoja de ruta para un modelo de campus universitario sostenible integrado con la ciudad y los ecosistemas del territorio. La aproximación metodológica de esta investigación consideró análisis asociados a la información, como la revisión de 359 artículos científicos en sostenibilidad universitaria, el procesamiento de información segundaria de 100 universidades utilizando como marco de referencia el ranking de GreenMetric, y acciones metodológicas asociadas a un trabajo con 90 estudiantes en los espacios verdes del Ecocampus. Los resultados permitieron identificar que el primer camino por el que atravesaron las universidades para incluir la sostenibilidad, estuvo enmarcado bajo las estructuras de gobernanza a través de la firma de declaraciones, se refuerza que las universidades centran su atención en dar a conocer las iniciativas ambientales que se incluyen dentro de las categorías de infraestructura, energía y cambio climático, se pone en evidencia la importancia de los espacios verdes de los campus como laboratorios vivos para a la formación de competencias de sostenibilidad en los estudiantes. Esta investigación propone 3 lineamientos claves para visionar un campus sostenible desde una aproximación socio-ecología: 1. Empoderar al estudiantado desde la acción en las iniciativas de sostenibilidad, 2. Conservar y proteger las áreas verdes como fuentes suministradoras de un rico y variado flujo de ecoservicios, 3. Incorporar estructuras de gobernanza flexibles y diversas.
Estudio de la biodiversidad bacteriana de ecosistemas del departamento del Atlántico como fuente de posibles compuestos antituberculosis y antibacterianos
(Universidad del Norte, 2019) Bernal Martínez, Anthony Williams; Vidal Orjuela, Óscar; Guzmán Vázquez, Juan David

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