Doctorado en Ciencias - Biología

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https://hdl.handle.net/1992/52128

Encuentre en acceso abierto la producción académica, investigativa y de creación del Doctorado en Ciencias - Biología de la Universidad de los Andes.

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Anaerobiosis: a new gamer in phage-host interaction
(Universidad de los Andes, 2023-02-02) Hernández Villamizar, Santiago; Vives Flórez, Martha Josefina; 51912705; Celis Ramírez, Adriana Marcela; Rodríguez Villamizar, Fernando; Centro de Investigaciones Microbiológicas - CIMIC
La fagoterapia es una alternativa viable para controlar infecciones bacterianas, sin embargo, entender como la bacterias y fagos interactúan dependiendo del ambiente es crucial para tener un tratamiento efectivo. Muchas de las aplicaciones de fagos son realizadas sobre ambientes anaerobios (intestino, heridas), entonces entender el efecto de la falta o limitación de oxígeno en la interacción fago-hospedero se hace necesaria. Desde 1975 no se han publicado investigaciones para elucidar el efecto de la ausencia de oxígeno en el proceso de infección del fago. En este estudio nosotros reportamos este efecto en un modelo Salmonella sp.-fago, dada su importancia como patógeno y contaminante bacteriano en ambiente anaerobios, y el potencial de la fagoterapia para controlarla. Encontramos que el ciclo de replicación viral, la reducción de la población bacteriana por unidad de tiempo, y el desarrollo de resistencia son influenciadas por la anaerobiosis de la siguiente manera: a) el fago es afectado en la longitud de su ciclo de vida y en su capacidad para controlar la población bacteriana; b) se observó que el tamaño celular bacteriano está asociado a la cantidad de proteína FtsZ y que se altera la aparición de resistencia en contra del fago. Asimismo, los resultados de los análisis transcriptómicos sugieren que la infección en condiciones aeróbicas induce metabolismo anaerobio, específicamente nitrato reducción, y hay subexpresión de genes asociados con respiración aeróbica en la bacteria. En la infección anaeróbica no se observó cambios al metabolismo de generación de energía usado por la bacteria en crecimiento anaeróbico, pero sí se evidenció aumento en la transcripción de genes relacionados con el transporte de aceptores de electrones usados en anaerobiosis. Independiente la condición de oxígeno, los resultados mostraron que la mayoría de los genes con expresión diferencial en la infección fueron aquellos clasificados en la categoría de función desconocida o no pudieron ser anotados. Los resultados en conjunto dan un panorama de cómo la ausencia de oxígeno pude afectar la interacción fago-hospedero, y cuyas consecuencias deberían ser consideradas al momento de usar los fagos biotecnologicamente.
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Análisis de datos genómicos con aplicaciones en la biología del cáncer
(Uniandes, 2016) Yepes Torres, Sally Lilian; Torres Carvajal, María De La Merced
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Análisis genético y epigenético de enfermedades heredadas o influenciadas por el ambiente :dos ejemplos
(Uniandes, 2018) Polanía Villanueva, Diana Carolina; Groot de Restrepo, Helena; López Segura, Valeriano; Zimmermann, Barbara Hanna; Pulecio Rojas, Julián Andrés
La presente tesis doctoral propone dos ejemplos para estudiar enfermedades heredadas o influenciadas por el ambiente. Desde una perspectiva epigenética, se estudió la metilación (5mC) e hidroximetilación (5hmC) del ADN en pacientes diabéticos y en controles, usando como modelo biológico la Diabetes Mellitus tipo 2. Nuestra hipótesis fue que parte del daño al órgano diana ocurre por alteraciones oxidativas en la 5mC y la 5hmC del ADN. La hiperglucemia conduce a la oxidación celular y posteriormente a la desmetilación del ADN, lo que resulta en la desregulación epigenética de los tejidos dañados. También se estandarizó un modelo celular in vitro para analizar la función de las DNMT, TET y AID humanas en condiciones normales e hiperglucémicas. Concluimos que la hiperglucemia produce hipermetilación de ADN en células Vero, lo que confirma nuestros resultados en pacientes. Determinamos que DNMT1 tiene una función directa en la hipermetilación, y que DNMT3a y DNMT3b están implicadas en el proceso de desmetilación: DNMT3b media el paso de 5mC a 5hmC y DNMT3a en el paso siguiente, de 5hmC a citosina. Desde una perspectiva genética, se realizó un estudio molecular de 2 trastornos de la coagulación: Hemofilia A (HA) y Enfermedad de von Willebrand (EvW). -- Tomado del Formato de Documento de Grado
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Ancestralidad poblacional y su relación con enfermedades genéticas en una población con alto nivel de mezcla como Bogotá
(Uniandes, 2019) Cárdenas Cuadros, Wilmer Arturo; Lattig Matiz, María Claudia; Velásquez Toledo, María Marcela; Carracedo, Angel; Guhl Nannetti, Felipe
"Nuestra población es una mezcla cultural, social y genética derivada de tres grupos ancestrales (nativos americanos, africanos y europeos). El origen de la población colombiana actual se caracterizó por la constante mezcla entre estos tres grupos durante los primeros dos siglos después de la conquista de América. La esclavitud fue abolida en mayo de 1851, dos de estos tres grupos fueron segregados y se establecieron en regiones específicas, que ahora se pueden diferenciar genética y culturalmente. Conocer la relación del origen genético de nuestra población con el desarrollo de diferentes enfermedades es mi principal interés, así como heredamos la cultura y las costumbres de cada grupo, también pudimos adquirir factores genéticos de susceptibilidad o protección para diferentes patologías. Por esta razón, el objetivo principal del presente trabajo es conocer la ancestralidad de la población y su relación con diferentes enfermedades abordando cuatro puntos particulares." -- Tomado del Formato de Documento de Grado.
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Antigenicity of peptides from the protein ROP18, a virulence factor in Toxoplasma gondii
(Uniandes, 2014) Primrose, Débora Marina; Zimmermann, Barbara Hanna; Nielsen, Niels Norby; González, John Mario; Tekiel, Valeria
"Toxoplasma gondii is one of the most widespread obligate intracellular pathogen within the phylum Apicomplexa, affecting nearly one third of the world population (Pappas et al., 2009). This protozoan parasite can infect almost all warm-blooded animals and is the causing agent of toxoplasmosis (Boothroyd JC. & Grigg ME., 2002). Toxoplasmosis is generally clinically asymptomatic in healthy individuals but may cause severe complications in immunocompromised patients. If infection occurs during pregnancy, the parasite can cross the placental barrier and cause severe damage to the foetus (Jacobs D. et al., 1999). T. gondii has been classified into three distinct strains according to the symptoms in murine models. Type I strain causes lethal infection in all strains of mice; Type II is much less virulent while Type III strain is practically avirulent (Chunlei S. et al., 2002). There has been great interest in determining whether different strains of T. gondii are associated with different clinical outcomes of the disease or infection in specific groups of patients (Boothroyd JC. & Grigg ME., 2002; Sibley D. et al., 1995). The majority of human infections that have been studied in North America and Europe are caused by Type II strains, wich are also common in agricultural animals from these regions. Research done in Colombia has shown mainly Type I strains of T. gondii. Mice act as intermediate hosts of T. gondii and play an important role in its persistence and propagation. (Murphy RG. et al., 2008). Defining the population structure of T.gondii from new regions has important implications for transmission, immunogenicity and pathogenesis of toxoplasmosis (Sibley D. et al., 2009)..."
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Aportes genéticos para el entendimiento de la organización social de la comunidad muisca Tibanica (Soacha, Cundinamarca)
(Uniandes, 2016) Pérez Sepúlveda, Luz Adriana; Groot de Restrepo, Helena; Crawford, Andrew Jackson; Porras, Gloria Liliana; Langebaek Rueda, Carl Henrik
En la presente investigación se utilizan herramientas de la genética para responder preguntas sobre la organización social de la población muisca Tardía, anterior al periodo de la conquista. El estudio demuestra el valor de análisis genéticos para controvertir ideas avanzadas desde la arqueología y el estudio de crónicas del Período Colonial. La información de esta investigación proviene del sitio arqueológico Tibanica ubicado en el sur de la Sabana de Bogotá, más exactamente en el municipio de Soacha. El trabajo, realizado en conjunto entre el Departamento de Antropología y el Laboratorio de Genética Humana permitió el desarrollo de uno de los proyectos más ambiciosos, desde el punto de vista de la genética prehispánica, dada la cantidad de individuos científicamente excavados. Este proyecto, además de ayudar a responder preguntas formuladas por arqueólogos, ha involucrado una etapa de estandarización de metodologías y de adecuación de espacios que ha llevado al desarrollo de protocolos aptos para la generación de resultados provenientes de ADN antiguo autentico. También aporta, aunque no es su interés central, información que será importante para la reconstrucción del poblamiento indígena del norte de Suramérica. Específicamente, logró tipificar información genética proveniente de las regiones hipervariables I y II del ADN mitocondrial de individuos enterrados con ajuares ricos, con el fin de determinar si el acceso a esa clase de ajuares estaba restringido a miembros de unos pocos linajes maternos, como han propuesto algunos arqueólogos
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Asociación del antígeno de histocompatibilidad HLA-B15 y espondiloartritis, su influencia en la presentación clínica y pronóstico en la cohorte de pacientes del Hospital Militar Central
(Uniandes, 2013) Santos Granados, Ana María; Londoño Patiño, John Dario; Jaramillo Henao, Carlos Alberto
Las Espondiloartritis (SpA), llamadas artritis seronegativas, son un grupo frecuente de enfermedades reumáticas que afectan a personas jóvenes, especialmente hombres menores de 45 años, generando una importante discapacidad y alteración de la calidad de vida producto de la afección de las articulaciones de la columna vertebral, especialmente el segmento lumbar y sacro, al igual que en las articulaciones de los miembros inferiores. Tradicionalmente en este grupo de enfermedades se ha identificado e investigado la forma más severa de presentación clínica llamada Espondilitis Anquilosante (AS), caracterizada por la formación de puentes óseos entre la vertebras que generan la imagen radiológica de ?columna en caña de bambú? y la presencia del alelo HLA-B27 en más del 90% de los enfermos. Esta forma es la más frecuente presentación clínica en población blanca de origen anglosajón. En nuestro medio la AS es menor al 40% de todas las SpA, como ha sido ya reportado en la cohorte del Hospital Militar. Más del 60% de los enfermos Colombianos corresponden a formas no definidas de enfermedad (uSpA), llamadas así por el hecho de presentar todo el conjunto de signos y de síntomas, pero que no pueden ser clasificadas como AS por la ausencia de compromiso radiológico ?anquilótico? a nivel de la columna vertebral. La asociación errónea de las SpA con estados severos de enfermedad representados por ?anquilosis? ha limitado la posibilidad de establecer un diagnóstico adecuado en los pacientes con formas en estadios tempranos o con enfermedad leve plenamente establecida. Muchos pacientes son mal diagnosticados como lumbago común, hernias de disco, espondilo artrosis de columna o fibromialgia. Un detenido análisis clínico podría superar esta barrera diagnostica en la mayoría de los casos. Existe información que permite suponer que al menos en poblaciones mestizas latinoamericanas las formas uSpA, conformarían una categoría definida de enfermedad, con características propias en lo relacionado con una edad de inicio más tardía y el mejor pronostico en el tiempo. La ausencia del B27 y la presencia del B15, podría explicar este comportamiento. De la misma forma el establecer una posible relación entre la enfermedad y subtipo específico de B15 daría un sentido biológico a la relación y abriría un campo de investigación en procura de mejor información relacionada con la etiología de la enfermedad. Por tal motivo se estudió el polimorfismo del HLA-B15 en las Espondiloartritis de los pacientes atendidos en el Servicio de Reumatología del Hospital Militar Central
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Bird-parasite interactions in tropical forests : an ecological and evolutionary perspective
(Universidad de los Andes, 2018) Pulgarín Restrepo, Paulo César; Cadena Ordónez, Carlos Daniel; 79787809; Guhl Nannetti, Felipe; Marzal Reynolds, Alfonso
"The results of this dissertation are a step forward in the understanding of host-parasite interactions in tropical and temperate areas. Overall, the first chapter indicates that host-species are more important than water-related variables in explaining parasite prevalence across environmental gradients, which offers opportunities to study the factors responsible for parasitic infections and how are parasite communities structured in tropical forest. The second chapter we found that prevalence and lineage diversity of haemosporidians varied significantly over the year, being higher during breeding and migration while decreasing during wintering. We found that Gray-cheeked Thrushes shared few parasite lineages with tropical resident birds and slightly more lineages with other migratory and resident-boreal species. My results indicate that long-distance migratory songbirds may not be important dispersers of blood parasites because there are ecological and evolutionary barriers to the interchange of parasites across vastly separated areas. Finally in the third chapter I found that Santa Marta and New Guinea differed in parasite diversity and degree of host-parasite specialization (both were higher in New Guinea), however, I provide evidence for reciprocal elevational zonation between haemosporidian parasites and closely related species of bird as well as variation in prevalence patterns between bird species replacing each other with elevation in both mountain systems. Although these patterns are consistent with predictions of the hypothesis that parasites limit host geographic ranges, additional work including studies of vector ecology and experiments are necessary to determine whether patterns in fact imply causal relationships. I summary my thesis offers a wide perspective on the ecology and evolution of host-parasite interactions in a variety of systems that includes population and community approaches of the host and parasites."--Tomado del Formato de Documento de Grado.
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Bird-parasite interactions in tropical forests :an ecological and evolutionary perspective
(Uniandes, 2018) Pulgarín Restrepo, Paulo César; Cadena Ordóñez, Carlos Daniel; Guhl Nannetti, Felipe; Marzal Reynolds, Alfonso
"The results of this dissertation are a step forward in the understanding of host-parasite interactions in tropical and temperate areas. Overall, the first chapter indicates that host-species are more important than water-related variables in explaining parasite prevalence across environmental gradients, which offers opportunities to study the factors responsible for parasitic infections and how are parasite communities structured in tropical forest. The second chapter we found that prevalence and lineage diversity of haemosporidians varied significantly over the year, being higher during breeding and migration while decreasing during wintering. We found that Gray-cheeked Thrushes shared few parasite lineages with tropical resident birds and slightly more lineages with other migratory and resident-boreal species. My results indicate that long-distance migratory songbirds may not be important dispersers of blood parasites because there are ecological and evolutionary barriers to the interchange of parasites across vastly separated areas. Finally in the third chapter I found that Santa Marta and New Guinea differed in parasite diversity and degree of host-parasite specialization (both were higher in New Guinea), however, I provide evidence for reciprocal elevational zonation between haemosporidian parasites and closely related species of bird as well as variation in prevalence patterns between bird species replacing each other with elevation in both mountain systems. Although these patterns are consistent with predictions of the hypothesis that parasites limit host geographic ranges, additional work including studies of vector ecology and experiments are necessary to determine whether patterns in fact imply causal relationships. I summary my thesis offers a wide perspective on the ecology and evolution of host-parasite interactions in a variety of systems that includes population and community approaches of the host and parasites."--Tomado del Formato de Documento de Grado
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Búsqueda de péptidos antimicrobianos nuevos en secreciones de piel de ranas
(Uniandes, 2017) Muñoz Camargo, Carolina; Groot de Restrepo, Helena; Mitrani Acrich, Eduardo; Siano, Alvaro; Vives Flórez, Martha Josefina
"La piel de las ranas es la primera línea de defensa contra patógenos y depredadores. Las secreciones que produce la piel de estos organismos son una fuente de péptidos con amplio espectro de actividades antimicrobianas que pueden ser desarrollados en agentes con potencial terapéutico. En este grupo de investigación se ha utilizado la técnica de cultivo de micro-órganos (MOs) para la obtención in vitro de las secreciones de piel de 49 especies de ranas la cual ha demostrado ser una forma efectiva de obtener cantidades suficientes de secreciones para el análisis de actividad la identificación y la caracterización de péptidos antimicrobianos. Al utilizar estas sustancias secretadas en el medio de cultivo, denominadas Medios Condicionados (MC), se encontró actividad contra bacterias Gram positivas y Gram negativas, y contra el virus de la fiebre amarilla sin ser tóxicos para células somáticas. A partir de estos resultados y por medio de técnicas como MS/MSm, RACE-PCR, y métodos bioinformáticos, se seleccionaron siete péptidos candidatos nuevos y la buforina II, todos ellos identificados a partir de los MC y MOs de varias especies de ranas colombianas. Se sintetizaron los siete candidatos y la buforina II, y se realizó una caracterización biológica de estos en mezcla para determinar su efecto citotóxico en diferentes líneas celulares, y su actividad antimicrobiana contra cepas de bacterias de referencia de Escherichia coli, Sthaphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa (PA01y PA14)..."
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Caracterización clínica y estudio genético de una cohorte colombiana con trastorno del espectro autista idiopático
(Universidad de los Andes, 2020) Núñez Ríos, Diana Leandra; Lattig Matiz, María Claudia; Zarante Montoya, Ignacio Manuel; Crawford, Andrew Jackson
The autism spectrum disorder (ASD) is a complex disorder encompassing a broad phenotypic and genotypic variability. The twin concordance rate and a milder autism phenotype in relatives reflect a strong genetic component in the pathophysiology of ASD; nevertheless, the broad phenotypic variability of this disorder and the 60% of individuals who remain with unknown etiology suggest an interplay of several genetic factors. Aiming to promote a better knowledge of ASD, this doctoral thesis pursued four goals: to recognize the clinical heterogeneity of ASD in our population, to identify rare copy number variants (CNVs) previously associated with a neurodevelopmental disorders, to evaluated de novo protein truncating variants in haplonsufficient genes with brain expression and to evaluate the 5-HTTLPR polymorphism in our cohort likewise its frequency in the under-represented Latin American population. Our clinical analyses revealed that high functioning and regressive are ASD subtypes present in our population, and that the male was the most frequent sex affected in our cohort. We did not observe differences in severity or ASD subtypes according to gender, although intellectual disability was higher in women. Following a rigorous molecular analyses we identified five rare non-recurrent CNVs probably involved in the ASD etiology: one de novo deletion involving the haploinsufficient ARGLU1 and EFNB2 genes, one small inherited deletion involving part of DOCK4 gene, one inherited duplication involving NUP98, PGAP2 and RHOG as interesting genes, and two inherited duplications involving among other genes CREM and CUL2 in one variant and YWHAE and CRK in the second variant. A collaborative work between Andes University and the autism consortium sequencing from Mount Sinai also led us to perform a Family-based whole exome sequencing and to identify ASD candidate variants in 13 participants (13.8%), three disrupted genes were already known ASD risk genes (CHD8, ASH1L and SYNGAP1).
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Caracterización de los principales factores bióticos y abióticos que influyen sobre la capacidad remoción de fenol por un Consorcio Microbiano (CM) formado por Scenedesmus dimorphus y su ficoesfera
(Universidad de los Andes, 2021) Gutiérrez Fonseca, Jaime Eduardo; González Barrios, Andrés Fernando; Vives Flórez, Martha Josefina; Sánchez Muñoz, Juan Armando; Montenegro Ruiz, Luis Carlos
Los consorcios microbianos (CM) están despertando mucho interés científico y biotecnológico, y entre estos, los consorcios microbianos de predominancia microalgal (CMPM) han mostrado un gran potencial para aplicaciones en producción de biomasa, energía limpia y bioremediación (Abdel-Raouf, Al-Homaidan, & Ibraheem, 2012a; Gonçalves, Pires, & Simões, 2017). El principal uso de los CMPM en la biorremediación es en el tratamiento de aguas residuales (Abdel-Raouf et al., 2012a; Gonçalves et al., 2017; Liu et al., 2017), y los géneros más reportados en este campo son Chlorella y Scenedesmus. Sin embargo, se han reportado varias otras microalgas con la capacidad de eliminar y degradar contaminantes (Abdel-Raouf et al., 2012a; Delgadillo-Mirquez, Lopes, Taidi, & Pareau, 2016). A pesar de este potencial, los costos de los productos y procesos basados en microalgas siguen siendo relativamente altos, lo que ha impedido su aplicación generalizada (De Bhowmick, Sarmah, & Sen, 2019). Los CMPM están formados por células flotantes (plantónicas) y por biopelículas cuya composición celular y capacidades metabólicas pueden variar respecto a su contraparte plantónica (Berner, Heimann, & Sheehan, 2015; Rincon, Romero, Aframehr, & Beyenal, 2017). Numerosa evidencia indica que las células del consorcio modifican sus perfiles de expresión cuando hacen parte de una biopelícula, lo cual a su vez modifica el comportamiento del consorcio (Paquette et al., 2020). Entender estos cambios, los factores que los inducen, y el efecto que estos tienen sobre las capacidades metabólicas del CMPM es esencial para poder desarrollar aplicaciones tecnológicas efectivas y eficientes (Bharti, Velmourougane, & Prasanna, 2017). En este trabajo se estudiará un CMPM formado por Scenedesmus dimorphus y las bacterias presentes en su ficoesfera, para entender como influye la formación de la biopelícula en la capacidad de este CMPM para remover fenol del medio, y caracterizar la biopelícula.
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Cecropia growth pattern periodicity - could a neotropical genus be a good biological clock to estimate the age of disturbed areas?
(Uniandes, 2010) Zalamea Zamora, Paul Camilo; Heuret, Patrick; Stevenson Díaz, Pablo Roberto
In the tropics, the surfaces covered with secondary forests are rapidly increasing due to the high deforestation rates. Forest succession is a slow process and continuous data on vegetation change are scare. To study this change, the chronosequence approach has been used but in order to implement it, the knowledge of the secondary forest ages is necessary; however, this information is difficult and/or expensive to gather. Yet, a posteriori reconstruction of individual development in emblematic tropical pioneer trees could be helpful to determine the age of a tree and the moment of individual establishment after a perturbation. In this study, I propose a straightforward and fast method to estimate the age of secondary forests based on the individuals? age estimation of Cecropia, one of the most important pioneer genera of the Neotropics. The objectives of this dissertation were: i) to characterize the developmental pattern of C. sciadophylla, in order to establish a simple protocol to determine the age of C. sciadophylla individuals, ii) to determine how the growth pattern of C. sciadophylla, varies the year and to characterize the stability of this pattern across the species distribution range, iii) to determine the flowering frequencies of Cecropia species and to identify the relationship between flowering events and climate secondary forests in the Neotropics. I found a high annual periodicity in flowering and branching processes, and an alternation of long and short nodes in C. sciadophylla populations. Also, I found that Cecropia inferred ages were highly correlated with real perturbation ages in all cases (i. e. slash and burn agricultural sites, a forestry road, and mining sites. In addition, I propose 21 Cecropia species that show annual flowering patterns and that are distributed over the geographical range of the genus, as potential chronometer species. For the first time it is shown that Cecropia genus is a promising and very precise tool for dating disturbances and studying secondary forest dynamics in the Neotropics
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Climatic asynchrony and speciation: the evolution of breeding cycles and its role on population differentiation in neotropical birds
(Universidad de los Andes, 2025-07-28) Moreno Palacios, Miguel César; Cadena Ordónez, Carlos Daniel; Riehl, Christine; Crawford, Andrew Jackson; Facultad de Ciencias::Biología Evolutiva de Vertebrados
This dissertation investigates how climatic asynchrony shapes reproductive timing and population dynamics in Neotropical birds, integrating macroecological analysis, fine-scale field studies, and bioacoustic monitoring to test the Asynchrony of Seasons Hypothesis (ASH). Chapter 1 presents the first large-scale, quantitative analysis of breeding seasonality in Colombian resident birds, using over 80,000 records from banding programs and GBIF. Generalized additive models and circular statistics revealed that breeding activity is markedly seasonal across Colombia, with peaks in the first half of the year and variation driven by latitude, elevation, and trophic guild. These findings challenge the traditional view of aseasonal reproduction in tropical birds and establish a national-level baseline for phenological research. Chapter 2 shifts to a local scale, examining bird assemblages across a 30 km elevational gradient in the Upper Magdalena Valley. Year-round field sampling and hormone analysis showed clear breeding asynchrony between lowland and foothill populations, with distinct seasonal peaks despite geographic proximity. Breeding activity correlated with gross primary productivity and solar radiation, while hormone levels peaked synchronously across sites, suggesting that local environmental conditions modulate reproductive output even under shared endocrine cues. These results offer empirical support for ASH within a climatically heterogeneous tropical landscape. Chapter 3 uses passive acoustic monitoring to assess whether vocal activity—a behavioral proxy for reproduction—also reflects asynchronous breeding dynamics. Over 120,000 recordings revealed displaced acoustic peaks along the elevational gradient, with lowland sites peaking earlier in the year. Vocal activity was weakly correlated with rainfall but aligned closely with reproductive activity measured in the field. At the species level, focal taxa exhibited asynchronous vocal phenologies across sites, suggesting that bioacoustic patterns mirror reproductive asynchrony and may contribute to ecological divergence. Overall, this work demonstrates that reproductive phenology in Neotropical birds is not only seasonal but also spatially structured across geographic and environmental gradients. Climatic asynchrony—especially variation in productivity and radiation—emerges as a key driver of reproductive divergence, with implications for population differentiation even in the absence of physical barriers. By combining large-scale datasets, field-based endocrine and phenological assessments, and machine learning-based bioacoustics, this dissertation offers a robust framework to explore temporal divergence in tropical birds. The findings advance our understanding of avian life-history evolution and highlight the need to incorporate temporal environmental heterogeneity into models of population dynamics, especially under climate change scenarios.
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Deciphering the role of cytidine triphosphate synthase (TgCTP) in the parasite Toxoplasma gondii
(Uniandes, 2015) Narváez Ortiz, Heidy Yohana; Zimmermann, Barbara Hanna; Liu, Ji-Long; Guhl Nannetti, Felipe
Toxoplasmosis is caused by the intracellular obligate parasite Toxoplasma gondii. The current treatments against toxoplasmosis display adverse reactions in many patients, thus, it is important to seek new targets for drug design. Cytidine triphosphate synthase (CTP synthase, EC 6.3.4.2) catalyzes the production of CTP from UTP, the final step in the production of cytidine nucleotides, and the first step in the formation of phospholipid intermediates. CTP synthases also play structural roles associated with maintaining cell shape in organisms such as Caulobacter crescentus. In most other organisms, including mammalian cells, the structural roles are unknown. We have identified and characterized the CTP synthase from T. gondii (TgCTP). Complementation of a lethal double mutant in S. cerevisiae by TgCTP was assessed using a plasmid shuffling approach. TgCTP permitted growth of S. cerevisiae on selective medium, indicating that the parasite protein was capable of substituting for the yeast proteins in vivo. We have also expressed and purified recombinant full-length and truncated his-tagged TgCTP proteins from Escherichia coli. Both TgCTP recombinant proteins were active and kinetic parameters were determined
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Determinación de nuevas especies de odonatos en un bosque húmedo tropical colombiano: Un protocolo integrativo enfocado en la conservación de la biodiversidad
(Universidad de los Andes, 2021) Amaya Vallejo, Vanessa; Sánchez Herrera, Melissa; Realpe Rebolledo, Emilio Antonio; Lorenzo Carballa, María Olalla; Stevenson Díaz, Pablo Roberto
La pérdida de biodiversidad es uno de los problemas más desafiantes dentro del panorama biológico contemporáneo, especialmente para los insectos, un taxón de interés prioritario debido a su significativo papel ecológico. Aunque se ha buscado divulgar activamente la importancia de la conservación de dicho taxón, estas iniciativas se han enfocado en ciertos grupos de insectos, específicamente polinizadores (Orden Himenóptera: abejas y moscas; Orden Lepidóptera: polillas y mariposas) o detritívoros (Orden Coleóptera: escarabajos), mientras las libélulas (Orden Odonata) permanecen sin ser suficientemente reconocidas, a pesar de que su rol dentro de los ecosistemas es muy importante. Por lo tanto, este trabajo busca describir nuevas especies de libélulas a través de un enfoque integrativo que combina información taxonómica, genética, ecológica y filogenética, con el fin de enriquecer el conocimiento del orden dentro de un ecosistema de interés principal para la conservación (bosque húmedo neotropical) y evidenciar la importancia de los odonatos dentro de la problemática de la pérdida actual de diversidad entomológica. Inicialmente, se realizaron descripciones taxonómicas de las especies de interés utilizando caracteres diagnósticos morfológicos, reforzadas con la creación de códigos de barras genéticos. Luego se establecieron los requerimientos ecológicos y las preferencias de hábitat de dichas especies y finalmente, fueron posicionadas filogenéticamente dentro de sus respectivas familias, replanteando las relaciones propuestas en estudios anteriores. Se espera que estos resultados puedan ser utilizados como punto de partida para el desarrollo y continuidad de planes de manejo y conservación para el Orden Odonata y para la sobresaliente diversidad entomológica del Neotrópico en general.
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Developmental plasticity in anurans of an extreme environment: The inselbergs in Colombia
(Universidad de los Andes, 2025-06-03) Delgadillo Méndez, Diana Alexandra; González Arango, Catalina; Gómez Mestre, Iván; Link Ospina, Andrés; Richter-Boix, Alex; Facultad de Ciencias::Palinología y Paleoecología Tropical
Most species possess a certain degree of plasticity that enables them to persist over various conditions by adjusting their morphology, physiology, and behavior. However, some environments can be more challenging than others, and organisms may struggle to produce appropriate phenotypic responses to extreme environmental conditions. The inselbergs of the Guiana Shield in northern South America have environmental conditions that are harsh for plant life, categorizing them as microclimatic deserts. Moreover, rocky ponds in inselbergs are characterized by their shallow depth, dependence on precipitation, intense temperature fluctuations, and a high risk of desiccation. During the rainy season, these rocky ponds host numerous species of anurans that reproduce in them, providing an ideal model system to examine developmental plasticity in tropical anurans exposed to complex environments. In this PhD thesis, we aim to investigate developmental plasticity in two tropical anuran species that inhabit inselbergs in Colombia and have contrasting reproductive strategies: Leptodactylus lithonaetes, an inselberg specialist that breeds exclusively in temporary rocky ponds, and Leptodactylus fuscus, a widespread generalist found in rocky ponds, savannas, and seasonally flooded habitats. We combined laboratory experiments, pond characterization, locomotor performance assessments, and genomic analyses to understand how various ecological pressures (e.g., desiccation risk, temperature, and predation) and their interactions influence the plastic responses of larvae and recently metamorphosed froglets. In Chapter 1, we examined the plastic response of Leptodactylus lithonaetes tadpoles to different levels of desiccation risk under controlled conditions. We evaluated changes in developmental rate, tadpole morphology (body size and body length), and locomotor performance (acceleration). Contrary to expectations based on studies of temperate species, tadpoles exposed to drying conditions did not accelerate their development. Instead, they exhibited a significantly larger body size and greater body mass compared to those in constant conditions. Moreover, tadpoles in dry conditions showed enhanced locomotor performance, suggesting a compensatory growth strategy that may facilitate escape from drying ponds and possibly reflecting the semi-terrestrial nature of tadpoles. In Chapter 2, we investigated how gene flow, environmental heterogeneity, and evolutionary history influence developmental plasticity to desiccation risk among L. lithonaetes populations along a geographical and bioclimatic gradient. Genetic analyses of nine populations revealed significant genomic differentiation, particularly in southern populations that exhibited lower heterozygosity and evidence of historical bottlenecks. A common-garden experiment with four populations exposed to two drying regimes showed that tadpoles did not adaptively accelerate development in response to desiccation; instead, they reached metamorphosis at smaller sizes. A clinal pattern emerged: northern populations had higher survival and smaller reductions in body size and mass under desiccation, while southern populations experienced higher mortality and greater reductions in body size and mass, suggesting maladaptive responses likely driven by genetic impoverishment. In Chapter 3, we focused on Leptodactylus fuscus to examine how environmental stressors interact to shape developmental trajectories. In a fully factorial experiment, tadpoles were exposed to combinations of temperature, desiccation risk, and predator cues. We measured survival, developmental time, body size, lipid reserves, and post-metamorphic locomotor performance to assess whether interactions between factors were additive, synergistic, or antagonistic. Tadpoles did not adjust their developmental rate in response to any factor. Temperature had the strongest positive effect on larval body mass, size, fat bodies, and locomotor performance. In contrast, risk of pond drying negatively affected mass, size, and snout length at metamorphosis. Predator cues had minimal effects, showing only an antagonistic interaction with temperature regarding locomotor performance. The remaining interactions among ecological factors on metamorphic traits were additive. Developmental canalization may relate to the reproductive mode of L. fuscus, which involves a terrestrial foam-nest phase that may reduce the selection for plasticity. However, limited plasticity in developmental rate could constrain responses to climate change involving higher temperatures and shorter hydroperiods. Overall, the results of this thesis highlight the diversity and complexity of developmental plasticity in tropical amphibians facing extreme environmental pressures. The findings emphasize that plasticity is context-dependent, shaped by ecological constraints, life-history traits, and genetic backgrounds. Our results also stress the importance of continuing to study phenotypic plasticity in complex, more realistic scenarios and expanding the range of species studied to include tropical species and those with different reproductive modes.
Acceso abierto
Dihydroorotate dehydrogenase of Toxoplasma gondii - kinetic characterization and intracellular localization
(Uniandes, 2010) Hortua Triana, Miryam Andrea; Zimmermann, Barbara Hanna
The pyrimidine biosynthesis patway in the protozoan pathogen Toxoplosma gondii is essenial for parasite growth during infection. To investigate the properties of Dihydroorotate dehydrogenase (TgDHOD. TgDHOD exhibited a specific activity of 83.8 U/mg, a kcat of 89.2 sec-1 ± 1.5. a Km = 60.3 ±0.002 æM for L-dihydroorotate, and a Km = 28.9 æM ± 1.8 for decylubiquinone (QD). Quinones lacking or having short isoprenoid side chains yielded lower kcats and higher Kms than QD. As expected, fumarate was a poor electron acceptor for this family 2 DHOD. The determined for Redoxal and A77-1726 were 253.3 æM ± 13.3 and 91.2 æM ±2.2, respectively. The enzyme was not significantly affected by brequinar or TTFA, known inhibitors of human DHOD, or by atovaquone. TgDHOD exhibits a 157 ? residue N-terminal extension, consistent with potential organellar targeting, but bioinformatic analysis failed to reveal a consensus subcellular destination, Preliminary inmunolocalization studies of TgDHOD performed in intra- and extracellular parasites treated with the polyclonal antibodies raised against purified recombinant TgDHOD exhibited fluorescence that appeared to colocalize with the apicoplast in fluorescence was observed in -10% of mitochondria stained with Mitotracker Red in extracellular parasites. These findings suggest that TgDHOD is associated with both the apicoplast and mitochondrion, making it a member of a growing list of a metabolic enzymes that are dual targeted in T. gondii
Acceso abierto
Dinámica de transmisión de trypanosoma cruzi en áreas endémicas en el departamento de Casanare, Colombia
(Uniandes, 2018) Rendón Ramos, Lina María; Guhl Nannetti, Felipe; Restrepo Restrepo, Silvia; Cordovez Álvarez, Juan Manuel; González Rosas, Camila
"Rhodnius prolixus, triatomino hematófago con hábitos antropofílicos domiciliarios, es el vector principal del parásito causante de enfermedad de Chagas. El paradigma actual de la transmisión del parásito Trypanosoma cruzi en Colombia incluye un ciclo selvático y domiciliario que coexiste con poblaciones domésticas y selváticas de reservorios. El objetivo de este estudio es evaluar las diferentes variables involucrados en el ciclo selvático de la enfermedad de Chagas: genética estructural de poblaciones del vector presentes en áreas de alto riesgo de transmisión, genotipificación de T. cruzi de diferentes aislamientos, determinación de reservorios-mamíferos que sirven como fuente alimenticia para los triatominos, y evaluación de la eficiencia de las vías de transmisión del parásito en el ciclo selvático, para aclarar el escenario epidemiológico en un área endémica del departamento de Casanare." -- Tomado del Formato de Documento de Grado
Acceso abierto
Dinámicas de transmisión de parásitos gastrointestinales en primates neotropicales: análisis bajo una mirada socio-ecológica
(Universidad de los Andes, 2024-12-12) Galvis Ramírez, Nelson Fabián; Stevenson Díaz, Pablo Roberto; Link Ospina, Andrés; Solórzano García, Brenda; Molina Escobar, Jorge Alberto; Facultad de Ciencias::Centro de Investigaciones Ecológicas la Macarena
Durante las dos últimas décadas tanto en ecología como en epidemiología el poder entender que variables determinan la riqueza de parásitos en primates ha sido de gran interés. Se ha planteado que variables ambientales como la temperatura, la humedad relativa y la precipitación son factores que determinan la riqueza de parásitos en diferentes grupos de vertebrados. Sin embargo, los resultados de los diferentes estudios que han puesto a prueba estas variables han sido inconclusos, por consiguiente, se ha sugerido que existen otras fuerzas que tienen una mayor influencia como el tamaño del grupo, la densidad poblacional, dieta del hospedero y/o las dinámicas comportamentales. Teniendo en cuenta los diferentes supuestos asociados a las variables ambientales, poblacionales y comportamentales, en este estudio evaluamos la potencial relación entre la riqueza de parásitos gastrointestinales con el tamaño del grupo, la densidad poblacional, los patrones de agrupamiento, la estructura social, la dieta, el tamaño corporal y la dominancia social en primates, los cuales son detallados en tres capítulos distintos. En el primer capítulo, mediante un metaanálisis evaluamos si el tamaño poblacional, la densidad poblacional y la dieta explican la riqueza de las cargas parasitarias de 163 especies de primates. También, mediante un estudio de caso evaluamos si la temperatura, la humedad relativa y la pluviosidad explican la riqueza de especies en las cargas parasitarias de monos cariblancos (Cebus versicolor), monos maiceros (Sapajus apella) y monos araña café (Ateles hybridus). Los resultados de este capítulo sugieren que la riqueza de parásitos incrementa positivamente con el tamaño del grupo y la densidad poblacional, como una potencial consecuencia de un mayor riesgo de infección. Al igual que previos estudios, nuestros resultados no evidencian un patrón claro entre la dieta y la riqueza de parásitos en primates, rechazando la hipótesis de que el tipo de dieta puede determinar la comunidad de parásitos del hospedero. También, se encontró que ni la temperatura, la humedad y la precipitación explican la riqueza de parásitos en las tres especies de primates estudiadas. Sin embargo, existe una tendencia a observarse una mayor riqueza de parásitos durante la época seca en la tropa de monos araña café y de cariblancos. Los resultados de este trabajo son un aporte para el entendimiento de los factores que influencian las cargas parasitarias en primates neotropicales, evidenciando la complejidad de las dinámicas de transmisión de parásitos. En el segundo capítulo, implementando análisis de redes sociales describimos como la estructura social, los patrones de cohesividad, la jerarquía social, el tamaño corporal y las relaciones entre individuos medidas a través de métricas de centralidad, influencian las cargas parasitarias y las dinámicas de transmisión de parásitos en monos araña café (Ateles hybridus), monos maiceros (Sapajus apella) y (Cebus versicolor) que habitan en bosques de tierras bajas en Colombia. Los resultados de este estudio resaltan la fluidez en los patrones de agrupación y la estructura social altamente modular de la tropa de monos araña, aportando evidencia a la complejidad de la estructura social tipo fisión – fusión que ha sido reportada en otras especies de monos araña. Adicionalmente, se encontró que esta especie ajusta su patrón de agrupación a la disponibilidad de recursos observándose una menor cohesividad durante las épocas de escases. En contraste tanto en los monos maiceros y los monos cariblancos, se registró una mayor cohesividad y una estructura grupal compacta, la cual no es afectada por la productividad de frutos. Adicionalmente, se encontró que la estructura social no explica la riqueza de parásitos en ninguna de las tres especies de primates. En los monos maiceros y en los monos cariblancos no se encontró una relación entre la cohesividad de los grupos con la riqueza de especies de sus cargas parasitarias, mientras que en los monos araña se evidenció que el patrón de agrupamiento explica las cargas parasitarias, registrándose una mayor riqueza de parásitos durante los periodos de cohesividad social más altos. Al combinar estos resultados con la estructura social altamente modular observada en los monos araña, se evidencia que este estudio soporta la hipótesis del cuello de botella epidemiológico. En las tres especies de primates se determinó la importancia de los integrantes de las tropas a través de la centralidad por fuerza, intermediación y de vector propio. En los monos cariblancos se encontró que los individuos con alta centralidad por fuerza poseen una mayor riqueza de parásitos. No obstante, en los monos araña los individuos con alta centralidad por intermediación tienen una mayor riqueza de especies en sus cargas parasitarias. Aunque en los monos maiceros se encontró la misma tendencia que en los monos araña, al incluir en el modelo la dominancia social, se observó que esta por si sola explica la riqueza de las cargas parasitarias, sugiriendo que los individuos con alta jerarquía tienden a tener comunidades de parásitos más grandes que individuos subordinados. Los resultados de este capítulo aportan al entendimiento de las dinámicas de transmisión de parásitos y a la socio- ecología de los monos araña café, los monos cariblancos y monos maiceros a través de acercamientos analíticos novedosos y registros de información de manera no invasiva. Resalta las dinámicas sociales inherentes de la especie como factores determinantes en la transmisión de parásitos y las cargas parasitarias. Finalmente, en el tercer capítulo describimos como las interacciones sociales, el tamaño corporal y la dominancia determinan las cargas parasitarias en una tropa de monos maiceros (Sapajus apella). Adicionalmente, se evaluó si la productividad de frutos carnosos determina los patrones comportamentales de los individuos de la tropa, su masa corporal o si esta es explicada por su estatus social. También, de manera experimental se determinó si las cargas parasitarias representan un costo energético para el hospedero. Además, determinamos la compensación social para los individuos dominantes de la tropa. Durante 18 meses se realizaron monitoreos comportamentales usando muestreos de animal focal de todos los miembros adultos y sub-adultos de la tropa. Sistemáticamente se colectaron datos de las actividades diarias de la tropa y sus patrones comportamentales. Mensualmente se colectaron muestras fecales de todos los individuos adultos y sub-adultos. Mensualmente se registró la biomasa de los miembros del grupo, seis meses después, el 50% de los miembros recibió un tratamiento antiparasitario y se continuó con el monitoreo de la masa corporal de los individuos del grupo. Se encontró que la dominancia es la variable que mejor explica la riqueza de especies en las cargas parasitarias de la tropa de monos maiceros, sugiriendo un potencial costo asociado con el estatus social. Sin embargo, experimentalmente encontramos que las cargas parasitarias no representan un costo energético significativo para el hospedero. Observamos que la masa corporal se mantuvo relativamente estable durante los periodos de escasez, en contraste en los periodos de abundancia la mayoría de los individuos ganaron peso. Los individuos sub-adultos subordinados presentaron una mayor ganancia comparado con el resto de los miembros. Actividades como movimiento, acicalamiento y juego fueron más frecuentes durante la escasez sugiriendo un maximización de energía. También, se encontró diferencias comportamentales asociadas al estatus social, observándose al macho alfa alimentarse más frecuente y por periodos más largos, infligió más agresiones y recibió más acicalamiento que los subordinados. Adicionalmente, el macho fue más pesado que el promedio de la población. Nuestros resultados soportan la hipótesis que la ganancia en masa corporal está determinada por la disponibilidad de recursos y que el tamaño corporal está asociado con la dominancia. Aunque la posición social trae consigo un costo asociado con el riesgo de infección, se observaron una serie de beneficios sociales con el estatus. Sin embargo, el mantenimiento de esta posición genera un alto gasto en energético a través de despliegues de agresiones, evidenciándose en una pérdida de peso durante las épocas de escases y una ganancia menor de biomasa que individuos subordinados.

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