UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS ESCUELA DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
GRUPO DE INVESTIGACIÓN BIOLOGÍA AMBIENTAL
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I CONGRESO LATINOAMERICANO Y II NACIONAL DE ALTA MONTAÑA TROPICAL: DESAFÍOS ANTE EL CAMBIO CLIMÁTICO DE LOS ECOSISTEMAS DE BOSQUE ALTOANDINO, PÁRAMOS Y GLACIAR
CON EL APOYO:
DIRECCIÓN DE INVESTIGACIONES-UPTC
GOBERNACIÓN DE BOYACÁ
UNIVERSIDAD DE LAS NACIONES UNIDAS-PROGRAMA DE BIOTECNOLOGÍA PARA AMERICA LATINA Y DEL CARIBE
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MEMORIAS
Tunja Agosto 27 – 02 de septiembre de 2012
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2012. I Congreso Latinoamericano y II Nacional de Alta Montaña Tropical: Desafíos ante el cambio climático de los Ecosistemas de Bosque altoandino, Páramos y Glaciar: memorias [recurso informático] / Vol. 1 (2012) —Tunja: UPTC, 2012 1CD www.uptc.edu.co/eventos/2012/index.html ISSN: 2322-9101. Fecha: 2012-11-14 © Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia Gustavo Orlando Álvarez Álvarez, Rector Orlando Vergel Portillo, Vicerrector Académico Nelson Vera Villamizar, Director de Investigaciones Gabriel Patarroyo Moreno, Decano Facultad Ciencias Básicas
Grupo de Investigación Biología Ambiental Dra. Luz Marina Lizarazo Forero Coordinadora General del Evento Deisy Lisseth Toloza Moreno Biológa. Coordinadora de los Comités David Ricardo Hernández Velandia Estevan López Velandia Giovanna Ávila Martínez Fabián Darío Cuadros S. Greisy Andrea Estupiñán Cindy Johanna Niño Camacho Yeimy Marcela Sanabria Lorena Vega Acevedo Estudiantes de pregrado de Biología
Coordinadora Editorial: Yolanda Romero A.
Responsable de las memorias Dra. Luz Marina Lizarazo Forero Escuela de Ciencias Biológicas. Facultad de Ciencias Universidad Pedagogica y Tecológica de Colombia
[email protected]
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TABLA DE CONTENIDO
EDITORIAL I Congreso Latinoamericano y II Nacional de Alta Montaña Tropical: Desafíos ante el cambio climático de los Ecosistemas de Bosque altoandino, Páramos y Glaciar
CONFERENCIAS MAGISTRALES La fijación biológica del nitrógeno en el contexto del cambio climático Dr. JUAN SANJUÁN PINILLA (España)…………………………………………………………………….. Uso de microorganismos promotores de crecimiento como tecnología para incrementar la producción de madera y secuestro de carbono de Schizolobium amazonicum Huber ex ducke (Paricá) en condiciones de campo Dr. GALDINO ANDRADE FILHO (Brasil)…………………………………………………………………… Comunidades acuáticas de lagos: vulnerabilidad ante eventos de cambio climático Dr. NELSON JAVIER ARANGUREN RIAÑO (Colombia)...……………………………………………….. Mamíferos andinos y el mundo de los cambios globales Dr. FRANCISCO ALEJANDRO SÁNCHEZ BARRERA (Colombia)...………………………..………….. Experiencias de restauración ecológica en la región andina de Colombia Dr. ORLANDO VARGAS RÍOS (Colombia).……………………………….……………………………….. La ecología de la restauración en Boyacá y su relación con el cambio climático DR. FRANCISCO CORTÉS PÉREZ (Colombia)...……………………………………………………….... El cambio climático y el efecto en especies vegetales (Chalybea: Melastomataceae) en vía de extinción en los andes tropicales Dra. MARÍA EUGENIA MORALES PUENTES (Colombia)……………………………………………….. Sistemas humanos – naturales acoplados: el desafío del análisis de los cambios globales DR. CLAUDIO FABIAN SZLAFSZTEIN (Argentina)……………………………………………………….. Modernización, modernidad y biodiversidad en América latina realzando el desarrollo sostenible como respuesta a la crisis civilizadora y ambiental DR. CAMILO TORRES SANCHEZ……………………………..……………………………………………. La alta montaña en Colombia: dinámica y perspectivas DRA. LUZ MARINA ARÉVALO SANCHEZ...……………………………………………………………….. Planificación y gestión adaptativa de los socioecosistemas de alta montaña: elementos claves para la adaptación al cambio climático
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN BIOLOGÍA AMBIENTAL DRA. DIANA CAROLINA USECHE RODRÍGUEZ (Colombia)…………………………………………… Paramos y sistemas de vida DRA. BIBIANA DUARTE ABADÍA (Colombia)……………………………………………………………… CONFERENCIAS CORTAS ESTUDIO METAGENÓMICO DE LA MICROBIOTA RIZOSFÉRICA DE Espeletia sp, EN EL PÁRAMO DE SANTA INÉS-ANTIOQUIA. Henry Arenas-Castro, Juan Alzate-Restrepo, Pilar Ximena Lizarazo-Medina…................................... USO DE HÁBITAT DE AVES Y MAMÍFEROS GRANÍVOROS EN UN BOSQUE ALTOANDINO DE BOYACÁ: COMPARACIÓN DE DOS TIPOS DE BORDE Wilderson Alfonso Medina Barón…………………………………………………………………………….. CARACTERIZACIÓN FLORÍSTICA DEL SECTOR DE PIEDRA GORDA (SOCHA, BOYACÁ) Astrid Milena Caro Roa, Orlando Rivera Díaz………………………………………………...................... EVALUACIÓN DEL ESTADO DE CONSERVACIÓN DE LOS BOSQUES Y ESPECIES DE LOS ANDES TROPICALES Natalia Tejedor, Esteban Alvarez, Sandra Arango, Alejandro Araujo, Cecilia Blundo, Tatiana Boza, María de los Angeles La Torre, Juan Gaviria, Néstor Gutiérrez, Peter Jørgensen, Blanca León, René López, Lucio R. Malizia, Betty Millán, Mónica Moraes, Silvia Pacheco, Carlos Reynel, Martín Timaná, Carmen Ulloa, Omar Vacas, Adrian Newton.…………………………………………………….. VERIFICACIÓN DE COBERTURAS Y CARACTERIZACIÓN FLORÍSTICA DEL MACIZO DE BIJAGUAL-BOYACÁ, COLOMBIA Pablo Andrés Gil Leguizamón, María Eugenia Morales Puentes………………………………………… BROMELIACEAE EN BOYACÁ Y CASANARE, COLOMBIA Viviana Maritza Alvarado-Fajardo, María Eugenia Morales-Puentes……………………………………. BRIÓFITOS Y LÍQUENES DE RAMIRIQUÍ (BOYACÁ): DIVERSIDAD GENÉRICA Y ESTRATEGIAS ADAPTATIVAS Merly Yenedith Carillo Fajardo, Jorge Enrique Gil Novoa, María Eugenia Morales Puentes…………. DIVERSIDAD DE ANGIOSPERMAS EN LAS ZONAS PARAMUNAS DE RAMIRIQUÍ Y VIRACACHÁ (BOYACÁ-COLOMBIA). Merly Yenedith Carillo Fajardo, María Eugenia Morales Puentes, Pablo Andrés Gil Leguizamón, Andrea Liliana Simbaqueba…………………………………………………………………………………... FLORA DE LOS PÁRAMOS DE ANTIOQUIA Fernando Alzate Guarín, Oswaldo Díaz Vasco, Santiago Varela Velásquez…………………………… ESPECIES AMENAZADAS DE ASTERACEAE EN EL MACIZO PÁRAMO DE RABANAL, BOYACÁ-COLOMBIA Andrea Liliana Simbaqueba-Gutiérrez, María Eugenia Morales-Puentes……………………………….. RESTAURACIÓN ECOLÓGICA DE LOS PÁRAMOS ANDINOS TRASFORMADOS POR ACTIVIDADES DE GANADERÍA, PARQUE NACIONAL NATURAL (PNN) CHINGAZA, COLOMBIA Jennyfer Insuasty-Torres; Oscar Zamora-Rojas; Orlando Vargas Ríos; Liz Ávila-Rodríguez; Laura Victoria Pérez-Martínez; Felipe Álvarez-Castiblanco; Natalia Rodríguez-Castillo……………………… HORMIGAS INDICADORAS EN LA RESTAURACIÓN DE BOSQUES MONTANOS CERCANOS AL VALLE DE ABURRÁ Juan David Sánchez-Rodríguez, Juliana Cardona-Duque, Carlos Alberto Gutiérrez………………….. UNA APROXIMACION A LA RECONSTRUCCION BIOGEOGRAFICA EN LAS AREAS DE PARAMO EN EL NOROCCIDENTE DE LA CORDILLERA DE LOS ANDES Carlos Jimenez-Rivillas, Juan M. Daza………………………………………………………………………
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN BIOLOGÍA AMBIENTAL VARIACIÓN ALTITUDINAL Y TEMPORAL DE LAS REDES DE INTERACCIÓN PLANTAPOLINIZADOR EN UN BOSQUE TROPICAL ANDINO Sandra E. Cuartas Hernández, Laura Gómez-Murillo……………………………………………………... ACALIPTINOS (COLEOPTERA: CURCULIONIDAE) DE ZONAS ALTAS: ESTADO DEL CONOCIMIENTO E INTERACCIÓN CON SUS PLANTAS HOSPEDERAS Juliana Cardona-Duque, Juan David Sánchez-Rodríguez………………………………………………... MARIPOSAS EN LA RESERVA NATURAL EL ROMERAL: APORTE DE VERTIENTES PARA LA CONSERVACIÓN DE LA DIVERSIDAD REGIONAL. Mario Alejandro Marín Uribe, Carlos Federico Álvarez-Hincapié, Alejandra Clavijo-Giraldo, Alba Lucia Marín Valencia…………………………………………………………………………………………... RIQUEZA Y COMPOSICIÓN DE LAS MARIPOSAS EN LA PARTE ALTA DE LAS LADERAS DEL VALLE DE ABURRA Laura Isabel Ríos Marín, Carlos Alberto Gutiérrez………………………………………………………… AVIFAUNA ASOCIADA A CULTIVOS DE PAPA EN BOYACÁ Y CUNDINAMARCA. Gina Liliana Rojas Lizarazo, Pablo Emilio Rodríguez Africano, Javier Alvarado Macias……………... MODELO DE DISTRIBUCIÓN DE Quercus humboldtii (BONPL.) EN COLOMBIA Ángela Del Pilar Vianchá Sánchez…………………………………………………………………………... EFECTO DEL ROBLE (Quercus humboldtii) SOBRE LOS ENSAMBLAJES DE PLANTAS DE LOS ROBLEDALES DE COLOMBIA Diana Galindo, Sebastián González-Caro, Irina Mendoza, Cesar Velásquez, Marcela Serna, Fernando Fernández, Omar Melo, Oswaldo Velásquez, Esteban Álvarez……………………………… SISTEMATIZACIÓN Y VALIDACIÓN DEL CONOCIMIENTO Y PRÁCTICAS BIOCULTURALES COMO ESTRATEGIA PARA DEFENSA INTEGRAL TERRITORIAL Y COMUNITARIA DEL PUEBLO NASA Mery Victoria Velasco Prada………………………………………………………………………………….. PLANIFICACIÓN TERRITORIAL PARA LA SOSTENIBILIDAD DE ECOSISTEMAS MONTAÑOSOS ANDINOS. ESTUDIO DE CASO: RÁQUIRA (BOYACÁ) Claudia Lorena Ortiz Melo, Orlando Vargas Ríos………………………………………………………….. DELIMITACIÓN PARTICIPATIVA EN ESCALA LOCAL Y DETALLADA DEL SECTOR DEL PÁRAMO DE MORAS LOCALIZADO EN EL RESGUARDO DE LA COMUNIDAD NASA DE MOSOCO (CAUCA) Sebastián Bohórquez Santamaría……………………………………………………………………………
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PÓSTER ESTUDIO DE LA MICROBIOTA RIZOSFÉRICA DE Espeletia occidentalis EN EL PÁRAMO DE SANTA INÉS-ANTIOQUIA Pilar Ximena Lizarazo-Medina, Diana Gómez-Vásquez…………………………………………………... CARACTERIZACIÓN MICROBIOLÓGICA DE SUELOS ÁCIDOS SULFATADOS DEL MUNICIPIO DE PAIPA – BOYACÁ Fabián Cuadros, Greisy Estupiñan, Juan Juez, Angela Leguizamo, Yenny López, Karen Niño, Alejandro Poveda, Yeimy Ramírez, Zully Rincón, Javier Sierra, Luz Marina Lizarazo Forero………... ÍNDICE DE ESTADO LIMNOLÓGICO PARA RIOS ANDINOS CASO DE ESTUDIO (CUENCA ALTA DEL RÍO CHICAMOCHA) Iván Martínez…………………………………………………………………………………………………… DESCRIPCION DE GRUPOS FUNCIONALES DEL FITOPLANCTON BASADOS EN RASGOS MORFOLÓGICOS Erika Alexandra Triana Balaguera…………………………………………………………………………… CLASIFICACIÓN TRÓFICA DE INSECTOS ACUÁTICOS EN DOS QUEBRADAS TRIBUTARIAS DEL RÍO VERDE (QUINDÍO, COLOMBIA) Alejandro Villarreal-Grisales, Katherine Rodríguez-Marín, Rocío García-Cárdenas…………………… COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA COMUNIDAD DE MACROINVERTEBRADOS ACUÁTICOS DE ALTA MONTAÑA (QUINDÍO, COLOMBIA) Alejandro Villarreal-Grisales, Delly Rocío García-Cárdenas…………………………………………….... El GÉNERO ANASTROPHYLLUM (SPRUCE) STEPH. (MARCHANTIOPHYTA, ANASTROPHYLLACEAE) EN COLOMBIA Wilson Álvaro Alba, Jaime Uribe Meléndez…………………………………………………………………. CARACTERIZACIÓN DE LA VEGETACIÓN DEL PÁRAMO DE PISBA EN EL SECTOR DE PIEDRA GORDA (Socha, Boyacá) CON FINES DE CONSERVACIÓN Astrid Caro, Orlando Rivera…………………………………………………………………………………... MIRAFLORES DE COLORES (RESERVA FORESTAL PROTECTORA ―CUCHILLA DE SUCUNCUCA‖) BOYACÁ - COLOMBIA. Naisla Manrique, María Morales……………………………………………………………………………… GERMINACIÓN DE ALGUNAS ESPECIES DEL PÁRAMO DEL PNN CHINGAZA EN CONDICIONES DE LABORATORIO Laura Victoria Pérez-Martínez, Natalia Rodríguez-Castillo, Jennyfer Insuasty-Torres, Oscar RojasZamora, Orlando Vargas Ríos………………………………………………………………………………... CONTROL DE GRAMÍNEAS EXÓTICAS EN ZONAS DE PÁRAMO ALTERADO A TRAVÉS DE MATRICES DE LEGUMINOSAS ARBUSTIVAS Y HERBÁCEAS PARA LA CONFORMACIÓN DE NÚCLEOS DE REGENERACIÓN Liz Ávila, Felipe Castiblanco, Jennifer Insuasti, Oscar Rojas, Orlando Vargas………………………… EFECTO DE LA FERTILIZACIÓN SOBRE EL CRECIMIENTO Y SOBREVIVENCIA DE ESPECIES NATIVAS Deisy Johanna Moreno Betancur, Sandra E. Cuartas Hernández………………………………………. CONTROL DE PASTOS EXÓTICOS MEDIANTE SOMBREADO ARTIFICIAL COMO ESTRATEGIA DE RESTAURACIÓN ECOLÓGICA DE PÁRAMOS ANDINOS Felipe Castiblanco, Liz Ávila, Jennyfer Insuasty-Torres, Oscar Rojas-Zamora, Orlando Vargas……..
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ESTUDIO ETNOFICOLÓGICO EN AGUAS TERMOMINERALES EN EL DEPARTAMENTO DE BOYACÁ (COLOMBIA) Javier Enrique Sierra Forero, Mayer Isnardo Lagos López……………………………………………….. ESTUDIOS PRELIMINARES DE PROPAGACIÓN IN VITRO DE Espeletia paipana ENDÉMICA DEL PNM RANCHERÍA-PAIPA-BOYACÁ, ESPECIE EN PELIGRO CRÍTICO DE EXTINCIÓN Eyda Araque, María Bohórquez……………………………………………………………………………… EVALUACION DE LA LLUVIA DE SEMILLAS DE Gaiadendron punctatum (LORANTHACEAE) Y Ternstroemia meridionalis (THEACEAE) EN EL PARQUE NATURAL MUNICIPAL RANCHERÍA Martha Parada………………………………………………………………………………………………….. REDESCUBRIMIENTO DE Miconia Imbricata GLEASON Y NOVEDADES COROLÓGICAS DE MELASTOMATACEAE PARA EL PARQUE NACIONAL NATURAL TATAMÁ. Juan Mauricio Posada-Herrera……………………………………………………………………………….. VARIABILIDAD AMBIENTAL Y RESPUESTAS FISIOLÓGICAS DE Polylepis cuadrijuga (ROSALES, ROSACEAE) EN UN AMBIENTE FRAGMENTADO EN EL PÁRAMO DE LA RUSIA (COLOMBIA) Carolina Ramos, Sindy Buitrago, Karen Pulido, Leidy Vanegas…………………………………………. PRINCIPALES ARVENSES EN CULTIVOS DE PAPA (Solanum tuberosum L.) EN UN PÁRAMO DEL MUNICIPIO DE VILLAMARÍA, CALDAS Néstor Fabio Alzate Quintero…………………………………………………………………………………. DIVERSIDAD DE LEPIDÓPTEROS DIURNOS EN EL COMPLEJO DE PÁRAMOS Y BOSQUES ALTOANDINOS DEL MUNICIPIO DE BELMIRA, ANTIOQUIA Alejandra Clavijo-Giraldo, Carlos Federico Álvarez-Hincapié, Mario Alejandro Marín Uribe, Francisco Restrepo Carrasquilla……………………………………………………………………………... MARIPOSAS DE ALTA MONTAÑA. UN CASO DE ESTUDIO EN EL MACIZO DE BIJAGUAL, BOYACÁ Dumar Ariel Parrales R………………………………………………………………………………………... CONOCIMIENTO PRELIMINAR DE LOS ESTAFILÍNIDOS (COLEOPTERA: STAPHYLINIDAE) EN EL BOSQUE HÚMEDO TROPICAL DE SANTA MARÍA (BOYACÁ) Yudy Sissa Dueñas……………………………………………………………………………………………. LOS ANDES COMO FUENTE DE ESPECIACIÓN, UNA EVIDENCIA CON RANAS DE LLUVIA DEL GÉNERO Pristimantis. Felipe Duarte-Cubides, Juan M. Daza………………………………………………………………………. ACERCAMIENTO A LA COMPOSICIÓN DE LA DIETA DE BOLITOGLOSSA HYPACRA (CAUDATA: PLETHODONTIDAE) Carlos Jimenez-Rivillas; María Pérez; José Fang, Nayibe Cala………………………………………….. COMPOSICIÓN DE REPTILES EN UN RELICTO DE SELVA ANDINA EN LA PERIFERIA URBANA DE MANIZALES, CALDAS Elizabeth Sánchez……………………………………………………………………………………………... MAMIFEROS RESIDENTES EN LA UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA Gina Liliana Rojas Lizarazo, Javier Alvarado Macías, Alcibiades Escárraga Saavedra……………….. EVALUACIÓN DE LA AVIFAUNA EN EL SECTOR DEL PÁRAMO RABANAL – RAQUIRA, BOYACÁ - Y SU IMPORTANCIA EN LA CONSERVACIÓN DE ECOSISTEMAS ALTOANDINOS Samuel Rodríguez P, Lizeth Vega, Yeimy Sanabria, Pablo E. Rodríguez A……………………………
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN BIOLOGÍA AMBIENTAL ALTERNATIVAS ANTE EL CONFLICTO ENTRE AUTORIDADES AMBIENTALES Y HABITANTES DE ÁREAS PROTEGIDAS EN PÁRAMOS COLOMBIANOS Manuela Avellaneda-Torres, Esperanza Torres, Tomás León……………………………………………. RESPUESTA SOCIO-AMBIENTAL DE LA COMUNIDAD DE ARCABUCO-BOYACÁ FRENTE A LA EXPLOTACIÓN DE MINERIA A CIELO ABIERTO EN EL PÁRAMO ―VALLE DE LOS ENSUEÑOS‖ Nataly Poveda Díaz, Milena Cárdenas Avella, Camilo Andrés Cárdenas……………………………….
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CONFERENCIAS CORTAS SIMPOSIO 1. BIODIVERSIDAD MICROBIANA Y CAMBIO CLIMÁTICO
LA FIJACIÓN BIOLÓGICA DEL NITRÓGENO EN EL CONTEXTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO Dr. JUAN SANJUÁN PINILLA (España). Estación Experimental de Zaidín
[email protected] Siendo el nitrógeno el elemento más abundante de nuestra atmósfera, representa al mismo tiempo una de las principales limitantes para el crecimiento y desarrollo vegetal en sistemas agrícolas. El coste energético de la producción de fertilizantes nitrogenados a nivel mundial, pero sobre todo el coste ambiental derivado de la quema de energías no renovables conllevan un coste cada vez mayor de los mismos, asociado además a la producción y liberación de CO 2 y sobre todo de N2O que tienen incidencia directa en el calentamiento global. Así, las necesidades de tipo social, ambiental y económico están conduciendo a una reducción progresiva del uso de fertilizantes nitrogenados. Sin embargo, la única alternativa a la fijación antropogénica de nitrógeno (proceso de Haber-Bosch) es la fijación biológica de nitrógeno (FBN), que por sí misma es responsable de más de la mitad del nitrógeno incorporado a la biosfera. No obstante, solo ciertos microorganismos procarióticos (bacterias y arqueas) son capaces de realizar la FBN, a través de la enzima nitrogenasa. Muchos fijadores de nitrógeno se asocian con plantas, estableciendo relaciones simbióticas en las que la bacteria posee la actividad nitrogenasa y la planta proporciona el ambiente y la energía necesarios para el proceso de FBN. Conocer y comprender el funcionamiento de estos sistemas puede conducirnos a mejorarlos y, por qué no, a ampliar su aprovechamiento e incluso generar nuevas simbiosis entre microorganismos y plantas no leguminosas. La simbiosis que establecen ciertas bacterias del suelo, conocidas como rizobia, y plantas leguminosas permite a éstas utilizar el nitrógeno atmosférico para su nutrición. Esta simbiosis fijadora es la más eficiente y la de mayor relevancia agronómica de todos los sistemas fijadores conocidos. Gracias a esta propiedad, las leguminosas pueden desarrollarse incluso en suelos carentes de nitrógeno combinado. El elemento visible de esta simbiosis son los nódulos, generalmente
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localizados en la raíz de la planta, y que representan un verdadero nuevo órgano vegetal donde se alojan las bacterias para poder llevar a cabo el proceso de fijación de nitrógeno. La formación, infección y desarrollo de los nódulos conlleva un continuo y complejo intercambio de señales químicas, una especie de diálogo molecular entre los simbiontes, que aún no es del todo comprendido. De la correcta señalización entre bacteria y planta depende la eficiencia de este sistema simbiótico, que puede verse afectado por múltiples limitantes de tipo genético, fisiológico y ambiental. Muchos laboratorios internacionales se afanan en estudiar y comprender este sistema fijador, que podría darnos las claves para ampliar la capacidad fijadora de nitrógeno a plantas no leguminosas de alto valor agroalimentario, como los cereales. Esta posibilidad, para muchos utópica, es una de las varias alternativas por las que sería posible aprovechar mejor la FBN para una producción de alimentos más energética y ecológicamente responsable en el futuro.
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USO DE MICROORGANISMOS PROMOTORES DE CRECIMIENTO COMO TECNOLOGÍA PARA INCREMENTAR LA PRODUCCIÓN DE MADERA Y SECUESTRO DE CARBONO DE Schizolobium amazonicum Huber ex Ducke (Paricá) EN CONDICIONES DE CAMPO Dr. GALDINO ANDRADE FILHO (Brasil). Universidad Estatal de Londrina
[email protected] El paricá (Schizolobium amazonicum Heber ex Ducke) es una especie arbórea que ocurre naturalmente en la Amazonía y tiene una gran importancia comercial debido a las cualidades de su madera y su rápido crecimiento, así como por su viabilidad en diferentes sistemas de cultivo. Esto ha generado en los últimos años un gran interés por el estudio de nuevas estrategias para mejorar la producción de madera de ésta especie. La utilización del potencial de promoción de crecimiento de los microorganismos del suelo, entre ellos los hongos micorrízicos y bacterias fijadoras de nitrógeno aparece como una importante herramienta a ser utilizada en los sistemas de cultivo intensivo de paricá en el norte Brasilero. En experimentos realizados en campo ha sido evaluada la eficiencia de la inoculación de hongos micorrízicos arbusculares (MA) de las especies Glomus etunicatum y Acaulospora sp., junto con dos cepas nativas de bacterias fijadoras de nitrógeno (BFN) del género Rhizobium (Rh1, Rh2) y una cepa exógena del género Burkholderia, diferentes combinaciones de estos microorganismos fueron inoculados en semillas y plántulas con adición ó no de fertilizante químico (dosis media = 75 g/ planta y dosis completa = 150 g/ planta). Dos años después de la siembra fue medido el crecimiento del paricá y calculada la producción de madera y la cantidad de carbono fijado. En el método de siembra por semillas en los tratamientos sin fertilizante, fue observado un mayor crecimiento con la inoculación de la cepa Rhizobium Rh1 junto con Acaulospora sp. Con la dosis media y completa de fertilizante la bacteria Rhizobium Rh1 estimuló el crecimiento de las plantas cuando inoculada en combinación con los hongos Acaulospora sp. o Glomus etunicatum. Un mayor crecimiento fue observado en las plántulas sin fertilizante e inoculadas con Glomus etunicatum y la bacteria Rhizobium Rh1, así como en las plantas fertilizadas con la dosis media de fertilizante e inoculadas con el hongo AM Acaulospora sp., y la bacteria Rhizobium Rh1. Los mejores tratamientos alcanzaron valores de 21.73 t/ha de producción de madera y 12 t/ha de carbono fijado. Estos resultados muestran que la inoculación de microorganismos puede ser una buena herramienta para ser utilizada en el sistema de cultivo de S. parahyba var amazonicum, ya que ambas especies de hongos AM han estimulado
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el crecimiento de esta especie en combinación con la cepa Rhizobium Rh1 y el uso de la dosis de media de fertilizante.
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SIMPOSIO 2. DIVERSIDAD Y DINÁMICA DE LAS COMUNIDADES DE ORGANISMOS ACUÁTICOS Y EL IMPACTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO
COMUNIDADES ACUÁTICAS DE LAGOS: VULNERABILIDAD ANTE EVENTOS DE CAMBIO CLIMÁTICO Dr. NELSON JAVIER ARANGUREN RIAÑO (Colombia). Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Profesor Asistente Escuela de Biología.
[email protected] Sin duda uno de los fenómenos que ha llamado la atención de los investigadores en la última década es el efecto de escenarios de cambio climático sobre la biodiversidad del planeta. Son muchas las investigaciones que se han adelantado al respecto, y a pesar de la gran variabilidad de grupos taxonómicos y de metodologías, se apunta a que habría una reducción considerable de la variedad de especies en escala global. Particularmente en los ecosistemas acuáticos continentales, en especial de lagos, se conoce sobre implicaciones causadas por eventos de incremento de temperatura en aspectos estructurales y funcionales de estos ambientes. A nivel estructural se prevén modificaciones en la composición de especies que puede darse en dos sentidos, primero en una reducción de la diversidad taxonómica y segundo en el desplazamiento de especies nativas por especies invasoras en un nuevo escenario ambiental. Esta modificación tendrá implicaciones no solo en la diversidad taxonómica en escalas local y regional, también en la diversidad ecológica asociada con los cambios en los roles e interacciones ecológicas de las especies. Dado que los eventos ecológicos son de naturaleza sinérgica, los cambios en la estructura tendrían implicaciones importantes en aspectos funcionales, como flujos de materia y energía, productividad y estabilidad de los ecosistemas. Algunos estudios experimentales, muestran que se alterarían procesos de reciclaje de nutrientes, con incremento potencial en la productividad de los lagos y con una incidencia significativa en un mayor efecto regulatorio de las especies de niveles tróficos superiores como los peces sobre las demás especies de la red trófica. En lagos tropicales muy poco se conoce sobre estas dinámicas, sin embargo estudios recientes sugieren que los lagos fríos de alta montaña serían más vulnerables en un escenario de calentamiento global. Lo que está claro es la necesidad urgente de potenciar y definir políticas de investigación en estos ámbitos, especialmente en ecosistemas acuáticos tropicales sobre los que se desconocen las implicaciones de un
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inminente escenario de cambio climático de escala global.
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SIMPOSIO 3. COMUNIDADES VEGETALES Y ANIMALES EN LOS ECOSISTEMAS DE ALTA MONTAÑA. EFECTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE LAS ESPECIES NATIVAS MAMÍFEROS ANDINOS Y EL MUNDO DE LOS CAMBIOS GLOBALES Dr. FRANCISCO ALEJANDRO SÁNCHEZ BARRERA (Colombia). Universidad Militar Nueva Granada. Programa de Biología Aplicada, Facultad de Ciencias Básicas.
[email protected] El cambio climático global es derivado del aumento de la población humana y del uso desmedido de los recursos naturales. Los estudios sobre dicho cambio global sugieren que éste podría reducir el área de los ecosistemas necesarios para algunas especies que habitan en los Andes; especialmente aquellas dependientes de bosques altoandinos y páramos. Sin embargo, otros cambios globales asociados a los humanos podrían tener incluso mayores impactos sobre la diversidad de mamíferos andinos que los cambios climáticos. De particular preocupación es la transformación de los ecosistemas naturales y el abuso del suelo. Por ejemplo, las transformaciones derivadas de la agricultura, el urbanismo y la minería son responsables de la pérdida de más del 70% de los bosques andinos colombianos. Este cambio continúa a una tasa que posiblemente dejará sin hábitat a la mayor parte de los mamíferos andinos, y probablemente esto ocurrirá antes que los cambios climáticos globales puedan causar un efecto similar. Por lo anterior, argumento que considerar los cambios climáticos, que implican modificaciones en la temperatura y disponibilidad de agua para los ecosistemas andinos, es muy importante, pero debe hacerse más énfasis sobre el impacto del deterioro y pérdida de los ecosistemas naturales sobre los mamíferos. Debemos hacer estudios para entender mejor qué mamíferos andinos toleran o no las transformaciones a los ecosistemas naturales. Adicionalmente debemos obtener información para diseñar alternativas que permitan a los mamíferos silvestres persistir en áreas alteradas por el ser humano, ya que éstas dominan y dominarán la mayor parte de los Andes. Palabras clave: Andes, cambio del uso del suelo, conservación, reconciliación ecológica, transformación de ecosistemas.
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EXPERIENCIAS DE RESTAURACIÓN ECOLÓGICA EN LA REGIÓN ANDINA DE COLOMBIA Dr. ORLANDO VARGAS RÍOS (Colombia). Universidad Nacional de Colombia. Grupo Departamento de Biología.
[email protected]
de
Restauración
Ecológica.
En este trabajo se presentan varios enfoques conceptuales para abordar la restauración ecológica de ecosistemas altoandinos. Se toma como ejemplo, áreas invadidas por Ulex europaeus (retamo espinoso) en zonas de bosque altoandino, áreas con plantaciones de especies forestales exóticas, humedales urbanos altoandinos y páramos (ecosistema de alta montaña tropical). Un aspecto común para las cuatro áreas son las especies invasoras como barreras a la restauración, para lo cual los modelos sucesionales tradicionales no se pueden aplicar y es necesario utilizar otros enfoques como los modelos de estados y transiciones. Además de los enfoques conceptuales un aspecto importante es el enfoque de participación de las comunidades locales si se quiere trabajar a una escala regional (restauración ecológica con participación comunitaria). Generalmente estos trabajos tienen tres fases en común. En la primera fase se hace la caracterización regional con estudios diagnósticos y experimentales a pequeña escala, una segunda fase de aplicación de estrategias de control y restauración a escala local con mantenimiento y monitoreo, y una tercera fase de proyección a escala regional. En cada una de estas fases se debe tener en cuenta la participación de las comunidades locales. El conocimiento de los rasgos de historia de vida de las especies problema y de las especies nativas que inician el proceso de restauración es un aspecto de gran importancia para poder elaborar un modelo sucesional de estados y transiciones el cual incorpora posibles desviaciones del ecosistema. Finalmente se construye un modelo para la restauración de las áreas incluyendo las diferentes etapas o posibles trayectorias sucesionales generadas con la oferta de especies nativas de la región. Palabras clave: modelos de restauración ecológica, especies invasoras, sucesión ecológica.
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LA ECOLOGÍA DE LA RESTAURACIÓN EN BOYACÁ Y SU RELACIÓN CON EL CAMBIO CLIMÁTICO DR. FRANCISCO CORTÉS PÉREZ (Colombia) Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Profesor Asistente Escuela de Biología. Cand PhD Ciencias Biológicas Pontificia U. Javeriana. Coordinador Grupo de investigación Ecología de Bosques Andinos Colombianos – EBAC.
[email protected] Las actividades humanas en el territorio boyacense, centradas en agricultura y minería han transformado amplias superficies del departamento, llevando al agotamiento de su productividad, con pérdida de estructura y funciones fundamentales de los ecosistemas naturales, y la consiguiente pérdida de servicios para los habitantes de las cuencas hidrográficas afectadas. Sumado a lo anterior, el cambio climático global se ha hecho sentir en Boyacá, especialmente en los últimos años, cuando las épocas secas han sido más agudas y las lluviosas más intensas, provocando un aumento en la afectación por las sequias y las inundaciones. La construcción urbana, vial, oleoductos y gasoductos, necesarios para atender los requerimientos de una población cada vez mayor, también tienen sus efectos sobre los ecosistemas de Boyacá y contribuyen a hacer más intensos los cambios observados en el clima. Las actividades mencionadas afectan todos los compartimientos de los ecosistemas, quizás los más afectados sean el componente biótico, los suelos y el ciclado de nutrientes, por lo que las soluciones que demos tienen que considerarlos. Sin embargo, la magnitud de los problemas identificados provocan una gran preocupación que lleva a confundir las acciones necesarias para restaurar, rehabilitar o recuperar las áreas afectadas por usos antrópicos, con acciones de reforestación y aun de conservación, desvirtuando el conocimiento que aporta la Ecología de la Restauración y más aún la Restauración Ecológica de los ecosistemas, al hacer creer que éstas son simples reforestaciones con especies nativas. En Boyacá hemos comenzado a realizar experimentos de Ecología de la Restauración para conocer los siguientes aspectos: listados de especies vegetales nativas que contribuyan a la restauración de ecosistemas, efectividad de algunas de estas especies en experimentos de restauración ecológica, cambios de los Bancos de Semillas del Suelo a lo largo del tiempo. Otros experimentos, actualmente en etapa de montaje tendientes a la rehabilitación o recuperación de áreas afectadas por minería a cielo abierto, especialmente referidos a probar técnicas que permitan recuperar algunos atributos del suelo y analizar si pueden ayudar a recobrar coberturas vegetales. En
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esta ponencia, damos a conocer los resultados que hemos venido obteniendo de estos trabajos de Ecología de la Restauración, los que sin duda, nos ayudarán a entender mucho mejor el funcionamiento de los ecosistemas del departamento de Boyacá y sus respuestas a diferentes acciones que venimos implementando para su restablecimiento en cuanto a estructura y funciones que prestan a la población campesina y urbana.
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EL CAMBIO CLIMÁTICO Y EL EFECTO EN ESPECIES VEGETALES (CHALYBEA: MELASTOMATACEAE) EN VÍA DE EXTINCIÓN EN LOS ANDES TROPICALES. Dra. MARÍA EUGENIA MORALES-PUENTES (Colombia) Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Profesor Asistente Escuela de Biología.
[email protected] El impacto que el hombre ha ejercido sobre el medio ambiente es demoledor, y más aún, en los procesos de transformación de uso del suelo y el cambio de ecosistemas naturales, muchos de ellos, en agrosistemas, condiciones de incidencia directa e indirecta en las poblaciones naturales. El neotrópico no se escapa de tal impacto, debido a su enorme riqueza vegetal distribuida en una menor área, por lo cual, los procesos de extinción son significativos. Tras un estudio puntual, se evaluaron las especies del género Chalybea (Morales-P. et al., en eval.), taxa con rangos de distribución muy restringidos y todas ellas, con diferentes grados de amenaza: C. calyptrata (Ecuador), C. corymbifera (Norte de Santander), C. ecuadorensis (Ecuador), C. kirkbridei (Sierra Nevada de Santa Marta), C. penduliflora (Huila) y C. peruviana (Perú) en peligro crítico [CR B1a], también la nueva especie C. yariguies (Santander) (Morales-P. & Aguilar, en eval.), igualmente C. macrocarpa (Boyacá), C. minor (Boyacá), C. mutisiana (Santander) y C. occidentalis (Cauca) se evalúan en peligro [EN B1b (ii)]. Se evidencia que el principal impacto sobre los fragmentos de bosque en zonas andinas, altoandinas y páramos, corresponden a los cultivos de papa y matrices de pastizal; estas intervenciones han diezmado la presencia de polinizadores (abejas, avispas, colibríes y murciélagos) y dispersores (dípteros, avispas y aves), han ocasionado cambios en los microclimas específicos (a causa de la reducción de parche de bosque, la entresaca de árboles, etc.), discontinuidad entre fragmentos de bosque, y el equilibrio enterespecífico. Palabras clave: especies amenazadas, impacto humano, Melastomataceae, transformación de ambiente.
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SIMPOSIO 4. POLÍTICAS PÚBLICAS-HERRAMIENTAS DE PLANIFICACIÓN Y GESTIÓN: UNIVERSIDADES ESTATALES, UNIVERSIDADES PRIVADAS, GOBERNACIÓN DE BOYACÁ, ORGANIZACIONES GUBERNAMENTALES Y NO GUBERNAMENTALES, ORGANIZACIONES CÍVICAS, ALCALDÍAS MUNICIPALES SISTEMAS HUMANOS – NATURALES ACOPLADOS: EL DESAFÍO DEL ANÁLISIS DE LOS CAMBIOS GLOBALES DR. CLAUDIO FABIAN SZLAFSZTEIN (Argentina) Instituto de Geociencias. Facultad de Geología. Universidad Federal de Pará. Brasil
[email protected] Los últimos años han visto el despertar de una nueva visión en la forma de comprensión de las problemáticas ambientales, los llamados sistemas humanos– naturales acoplados (Coupled Human-Natural Systems - CHANS). Estos modelos simulan las interacciones entre los grupos humanos y el paisaje natural, y cómo se modifican estos comportamientos con base a la percepción de los cambios en el ambiente debido a estas acciones. Aunque las interacciones humano-ambientales, tanto actuales como de la antigüedad, se han estudiado durante muchos años, resulta novedoso utilizar técnicas matemáticas y de computación para abordar estos estudios. Por consiguiente, estos sistemas procuran relacionar e comprender mediante el uso de modelos, las relaciones uni/multidireccionales existentes entre las presiones socioeconómicas y naturales (drivers) sobre los ambientes y la sociedad, los impactos o cambios de estado decurrentes de estas presiones, las respuestas adaptativas existentes. Las técnicas modernas de modelos multi-agente (MMA) facilitan las simulaciones del comportamiento de los sistemas humanos, ya que capturan lo esencial de los procesos de decisión y valores o preferencias que conllevan a cambios en el uso del territorio. A su vez estos cambios generan efectos en el sistema natural simulado por modelos basados en procesos y funciones del ecosistema. Aun más, las capacidades computacionales permiten el análisis de los patrones emergentes de SHN reconocidos como una forma de ―biocomplejidad‖. Varios aspectos caracterizan el estudio de biocomplejidad: escalas temporal y espacial múltiples, niveles múltiples de organización biológica, interacciones múltiples y dinámica nolineal.
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Para los objetivos del modelado, los valores o preferencias de los grupos humanos se expresan cuantitativamente con base a los factores que influyen en las acciones de los grupos de presión. El modo convencional de hacer esto es por medio de una métrica monetaria, pero este enfoque ha sido criticado por reducir el complejo de valores humanos a un solo tipo, el valor económico. Los economistas defienden el uso de esta métrica postulando que el dinero es sólo una medida para expresar valores de otra manera inconmensurables. Sin embargo, mucha gente se siente incapaz de responder cuando se le pregunta lo que querrían pagar por cosas consideradas como 'inestimables'; los iconos culturales, la belleza de la naturaleza, y los servicios del ecosistema. Con esta conferencia haré una presentación objetiva visualizando la utilización de los modelos CHANS, las principales presiones globales existentes y los potenciales escenarios, sus impactos y las respuestas existentes.
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PLANIFICACIÓN Y GESTIÓN ADAPTATIVA DE LOS SOCIOECOSISTEMAS DE ALTA MONTAÑA: ELEMENTOS CLAVES PARA LA ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO DRA. DIANA CAROLINA USECHE RODRÍGUEZ (Colombia) Agencia GIZ Bogotá. Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH
[email protected] El Cambio Climático global es una realidad e independientemente de la certeza con la pueda pronosticarse a futuro, desde hoy debemos planificar la adaptación de los sistemas sociales y ecológicos –socioecosistemas- a los cambios de temperatura, precipitación y los efectos que esto pueda conllevar. Existen múltiples documentos que señalan cambios, alteraciones y modificaciones positivas y negativas observadas en las diferentes dimensiones de la biodiversidad mundial (ver: CDB 2007, 2009). Se reconoce el impacto que el cambio climático antropogénico pueda tener sobre el comportamiento y la fisionomía de algunas especies y las épocas de migración o reproducción, entre otros efectos. Así mismo, es reconocido que los ecosistemas de alta montaña o aquellos que se encuentren aislados espacialmente, tales como los páramos, son más vulnerables al cambio climático. A pesar del reconocimiento, es complejo planificar las medidas de adaptación al cambio climático de los ecosistemas de la alta montaña cuando los modelos meteorológicos futuros tienen una alta incertidumbre de ocurrencia real y de acuerdo a la escuela que lo realice, se tienen diferentes resultados y algunas veces, contradictorios. Así mismo, tratar de predecir la respuesta de la biodiversidad de la alta montaña al cambio climático también es complejo, puesto que las especies responderán de manera distinta de acuerdo a varios factores intrínsecos de cada una (variabilidad genética y capacidad de desplazamiento y dispersión) y factores extrínsecos tales como el grado y tipo de modificación del paisaje en el que se encuentren. Por lo tanto, urge planificar la adaptación de los socioecosistemas y crear estrategias de gestión de la biodiversidad en escenarios de cambio, incertidumbre y sorpresas climáticas. Para ello es necesario aumentar o mantener la resiliencia de los sistemas ecológicos y sociales, alejarse de los umbrales de estados indeseados, manejar los disturbios, considerar el futuro en la dinámica espacial del territorio donde se está inmerso y lo más importante, gestionar el cambio.
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Aumentar la resiliencia de un territorio para lograr la adaptación de la biodiversidad y garantizar la prestación de servicios de los ecosistemas de la alta montaña, en especial aquellos claves para el bienestar de la población de las montañas, como la provisión y regulación de agua, provisión de alimentos, medicinas y abrigo y mantener aspectos culturales y religiosos, entre muchos otros servicios que prestan estos ecosistemas, se debe realizar bajo la planificación ambiental y adaptativa del territorio, el diseño e implementación de estrategias de monitoreo de la respuesta de las diferentes dimensiones de la biodiversidad al cambio climático, la generación e integración de la información y el conocimiento generados por diferentes disciplinas y actores y la formulación y ejecución de políticas públicas adaptativas.
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PARAMOS Y SISTEMAS DE VIDA DRA. BIBIANA DUARTE ABADÍA (Colombia) Investigadora Páramos y Sistemas de Vida. Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt El proyecto ´Páramos y sistemas de vida´ es un estudio que entrelaza las dimensiones conceptuales, analíticas y prácticas para comprender la vinculación entre pobreza, bienestar humano y sostenibilidad en los páramos. Esto como aporte a la comprensión del cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo del Milenio en Colombia, específicamente la meta 1 (erradicación de pobreza) y la meta 7 (sostenibilidad ecosistémica). El proyecto tiene una duración de 3 años y se desarrolla en tres ventanas de estudio en los páramos de Rabanal, Guerrero y Santurban. A través de estos tres casos se busca fortalecer la toma de decisiones en los temas relacionados con la pobreza y la sostenibilidad ecológica de los páramos a una escala nacional. Para esto, se han definido tres objetivos específicos: el primero consiste en ampliar el conocimiento socio-ecosistémico del páramo, el segundo tiene como fin generar recomendaciones de políticas para los tomadores de decisiones locales, regionales y nacionales, y el tercero formulará e implementará una estrategia de comunicación, sensibilización y divulgación para la apropiación del conocimiento de los actores que directamente e indirectamente intervienen y se benefician del páramo. Se propone desarrollar el proceso de investigación mediante la implementación de un proceso formativo denominado ―Escuela de campo sobre políticas ambientales para el manejo, uso y conservación del páramo y ecosistemas asociados‖. Esta escuela está dirigida a las comunidades campesinas e instituciones del área de influencia del proyecto y ha sido diseñada desde una visión que permite integrar elementos culturales de conservación de la biodiversidad y actividades productivas por considerar de vital importancia la constitución de espacios para el intercambio y recreación del conocimiento individual y colectivo en el desarrollo del proyecto. El concepto de medios de vida lo hemos adaptado a sistemas de vida, siendo estos una representación de modelos de vida de un grupo de personas, familias y/o empresas rurales con condiciones socio culturales, económicas y tecnológicas especificas y diferenciables, que desarrollan actividades en un área geográfica determinada, con la finalidad de suplir sus necesidades y alcanzar sus objetivos e intereses (sociales, económicos, culturales, políticos). Por consiguiente,
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entendemos al páramo como un socio-ecosistema que está en continuo cambio dadas las constantes interacciones de unas variables biofísicas y sociales. La forma en cómo se estén presentando estas relaciones determinan el estado actual de los ecosistemas de los páramos y de la biodiversidad asociada a este. El proyecto tiene un enfoque sistémico, lo que implica entenderlo desde una integralidad territorial que está condicionada por la dinámica de los sistemas producción. Estos últimos van más allá de la caracterización y definición de los agro-ecosistemas que los contiene pues también incluye la comprensión de las relaciones sociales y de las fuerzas económicas y políticas que los dinamizan e inciden en las transformaciones socio-ecosistémicas. En este sentido, el conocimiento del socio-ecosistema páramo se define desde la interacción de tres componentes: los Servicios Ecosistémicos (SE), las dinámicas de los sistemas de producción y las dinámicas socio-culturales.
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CONFERENCIAS CORTAS SIMPOSIO 1. BIODIVERSIDAD MICROBIANA Y CAMBIO CLIMÁTICO
ESTUDIO METAGENÓMICO DE LA MICROBIOTA RIZOSFÉRICA DE Espeletia sp, EN EL PARAMO DE SANTA INES-ANTIOQUIA Henry Arenas-Castro1, Juan Alzate-Restrepo2, Pilar Ximena Lizarazo-Medina1, 3 1
Grupo de Investigación en Ecología Microbiana y Bioprospección. Instituto de Biología. Universidad de Antioquia. 2Centro Nacional de Secuenciación GenómicaCNSG. Universidad de Antioquia. Universidad de Antioquia Calle 67 No. 53-108 Oficina 7- 218 Medellín - Antioquia Colombia 3
[email protected] RESUMEN Los páramos constituyen un ecosistema con características únicas, hallándose el 60% de ellos en Colombia. Actualmente, las actividades antrópicas como la ganadería, la minería y las quemas están causando el deterioro de estos ecosistemas. La microbiota de suelo y la rizosférica como agente dinamizador de nutrientes y minerales es responsable de garantizar la estructura del suelo y el establecimiento de las especies vegetales. La composición bacteriana del suelo de los páramos no ha sido explorada, siendo necesarios los estudios que permitan su conocimiento para adelantar acciones encaminadas a la conservación y restauración de estos ecosistemas. En este estudio se determinaron las poblaciones bacterianas presentes en la rizosfera del frailejón (Espeletia sp.) mediante el empleo de técnicas metagenómicas para la secuenciación del gen de la subunidad ribosomal de ARN pequeña 16S, y se asignaron a una categoría taxonómica contrastando las secuencias con diferentes bases de datos. Los principales phyla reportados fueron Proteobacteria y Acidobacteria, seguidos por Bacterioidetes, Actinobacteria, Cloroflexi y Firmicutes. Bradyrhizobium fue el género predominante. Este estudio demuestra la enorme riqueza de poblaciones bacterianas en los suelos de páramo, y valida el poder de las de técnicas de
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secuenciación de alto rendimiento en el estudio de la diversidad microbiana, que no podría conocerse en tal detalle con aproximaciones clásicas. Palabras clave: 16S RNA, bacteria, Espeletia sp., páramo, rizosfera INTRODUCCIÓN Con el levantamiento final de la cordillera de los Andes, hace cinco millones de años, se establecieron los bosques andinos y por encima de los 3.000 msnm, los ecosistemas de páramo. Estos ecosistemas están presentes desde el norte del Perú hasta Ecuador, Colombia y Venezuela, y aisladamente en Panamá y Costa Rica. Colombia tiene 34 complejos, representando el 60% de las zonas de páramo del mundo (1). Los páramos son una fuente permanente de agua y captación de carbono atmosférico, convirtiéndolos en un ecosistema estratégico de amplia importancia nacional e internacional. El área de páramos colombiana alberga cerca de 4.700 especies de plantas, 154 de aves, 70 de mamíferos, 87 de anfibios, 14 de reptiles y 130 de mariposas; para los grupos microbianos la información es prácticamente inexistente. El endemismo específico para toda el área es alto, su gran biodiversidad está relacionada con la variedad de condiciones ecológicas vinculadas con la geomorfología glaciar, que ha resultado en un gran número de diferentes asociaciones y especies vegetales únicas, como el frailejón (Espeletia sp.) (2). La vegetación es uno de los principales factores en la formación de los suelos, a través del proceso de acumulación de la materia orgánica. La evolución de los suelos en los páramos es muy restringida debido a que las temperaturas bajas aletargan la actividad microbiana. Por esta razón, los procesos de formación de humus y la mineralización de los restos orgánicos ocurren de forma muy lenta y esto hace que la materia orgánica tienda a acumularse parcialmente descompuesta. En términos generales, los suelos son considerados los ambientes que albergan las comunidades bacterianas más diversas en el planeta (3, 4). Las estimaciones del número de especies bacterianas por gramo de suelo varían entre 2.000 y 8.300.000, y en sitios prístinos hasta 10 9 células (5); la mayoría asociadas a las raíces de las plantas (6). A pesar de esta riqueza, el conocimiento de la diversidad y procesos funcionales del suelo es limitado, pues los estudios de cuantificación de la biodiversidad y procesos funcionales en el suelo son mucho menos comunes que aquellos centrados en organismos de la superficie, especialmente plantas (7).
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Los esfuerzos en caracterizar la biodiversidad de microorganismos en los suelos de páramos colombianos han sido pocos (8), y la mayoría se han centrado en hongos filamentosos (1, 9). Por lo tanto, estudiar la diversidad microbiana de los suelos de páramos se convierte en un imperativo, si el interés—más allá de conocer la diversidad bacteriana del sitio—está en descubrir nuevas estrategias metabólicas, íntimamente relacionadas con los ciclos biogeoquímicos y degradación de la materia orgánica; pues es un ecosistema con condiciones ambientales únicas en el mundo y niveles de endemismo elevados. Nuestro conocimiento de la diversidad microbiana del suelo es limitado en parte por las propias limitaciones técnicas para estudiar los microorganismos del suelo. Las aproximaciones clásicas se basan en métodos de cultivos, los cuales, a parte de ser selectivos para microorganismos de rápido crecimiento, desconocen el 99% de la diversidad microbiana, considerada no cultivable (10). Las aproximaciones metagenómicas son las mejores para conocer la fracción no cultivable (11, 12), las que además cuentan con el desarrollo creciente de herramientas para el análisis de la gran cantidad de datos generados, y algoritmos cada vez más complejos (7); así, se pueden descifrar los ensamblajes taxonómicos y funcionales de comunidades bacterianas locales de una forma rápida y confiable (13). Entre las estrategias de secuenciación de última generación para estudios metagenómicas se destaca la pirosecuenciación con tecnología 454 GS FLX (14), pues genera un elevado número de reads con longitud media mayor a 250 pb, y su uso ha sido ampliamente validado en estudios metagenómicos (15, 16, 17). El presente estudio tuvo como objetivo determinar la composición bacteriana del suelo adherido a las raíces de Espeletia sp. en el Páramo de Santa Inés, (Belmira, Antioquia). Para alcanzar el objetivo se utilizó una metodología independiente de cultivo mediante la amplificación y secuenciamiento directo a partir ADN de suelo rizosférico del gen del RNA ribosomal 16S. MATERIALES Y MÉTODOS El páramo de Santa Inés está ubicado al norte de la cordillera Central, entre los 3.100 y 3.340 msnm, con un área central de 1.080 ha. La zona registra valores altos de humedad relativa, temperatura promedio entre 10 y 16 °C, y precipitación anual entre los 1.900 y 2.200 mm, correspondiendo a un régimen monomodal con un período seco de diciembre a marzo y uno lluvioso de abril a noviembre (2). Las muestras fueron recolectadas a 15 km al norte de la cabecera municipal del municipio de Belmira, a una altura de 3.214 msnm (N 6°37.9' - W 75° 38.6'), el 18
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de junio de 2011. Se tomaron 20 muestras de suelo a 10 cm de profundidad, en la rizosfera de frailejones (Espeletia occidentalis var. antioquensis, familia Asteraceae), especie vegetal predominante en la zona. Se realizó un muestreo aditivo, las submuestras se combinaron y mezclaron para formar una única muestra de 500 g, la cual fue transportada al laboratorio bajo refrigeración. Durante el muestreo se registraron datos de temperatura, humedad relativa e intensidad lumínica. El ADN total de la muestra de suelo se extrajo usando el kit comercial PowerMax® Soil DNA Isolation (MoBio® Laboratories Inc., Carlsbad, CA, USA). Para la amplificación se emplearon oligonucleotideos para las regiones V1-V3 del rDNA16S (RV-5‘ CCTATCCCCTGTGTGCCTTGGCAGTCTCAGAGAGTTTGATCC TGGCTC3‘ y FW 5‘CCATCTCATCCCTGCGTGTCTCCGACTCAGAAGGTGCAT TACCGCGGCTGCTGG 3‘), los fragmentos obtenidos fueron secuenciados en un secuenciador Roche GS-FLX 454 (Roche, Mannheim, Germany). Los reads fueron filtrados y se seleccionaron aquellos con longitud entre 350 y 600 pb y se eliminaron de la bases correspondientes a los adaptadores de secuenciación. Se corrió un algoritmo de BLAST local contra la base de datos de 16S microbiano del NCBI para la asignación taxonómica de los reads, al igual que contrastamos las secuencias usando los algoritmos y base de datos de RDP multiclassifier (18). Ambas asignaciones taxonómicas fueron interpretadas usando MEGAN (19), y centramos el análisis de la clasificación a nivel de phylum, familia y género. RESULTADOS Y DISCUSIÓN En cuanto a los resultados, las condiciones de temperatura y humedad relativas durante el momento de muestreo se encuentran reportadas en la Tabla 1
Factor Temperatura al nivel del suelo Temperatura al nivel de las hojas Humedad relativa al nivel del suelo
Valor Promedio 24.86 ° C 24.74°C 74.53
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Humedad relativa al nivel de las hojas 66.51 Tabla 1. Condiciones climáticas registradas durante el muestreo. Los datos indicaron que no se presentan variaciones de temperatura a nivel de la la altura de las hojas y entre la temperatura a nivel del suelo rizosférico, sin embargo la humedad en estos dos microhábitats es diferente. En general, las condiciones a nivel del suelo rizosférico son las esperadas para un ecosistema de páramo, sin embargo, es importante indicar que el muestreo fue realizado entre las 11:00 am y 2:00 pm, y que las temperaturas más bajas han sido reportadas en la noche y la madrugada. El análisis de suelo mostró características de un suelo ácido con un valor de pH bajo (Tabla 2). El contenido de materia orgánica es bajo y el de nitrógeno es medio, para lo esperado en este tipo de suelos a diferencia del contenido de azufre, que presenta un valor alto. Característica Valor Porcentaje de humedad 53.23 ± 1.88 Textura del suelo Arcillo arenoso pH 4,35 Porcentaje materia orgánica 8,45 Nitrógeno 0,42 Fosforo 5,14ppm Azufre 17,96ppm Potasio 0,15meq/100g Magnesio 0,24meq/100g Calcio 0,48meq/100g Aluminio 2,73meq/100g Sodio 0,07meq/100g Capacidad intercambio catiónico 3,66148meq/100g Tabla 2. Características físico-químicas del suelo rizosférico de Espeletia sp, en el paramos de Santa Inés- Antioquia A partir de la secuenciación del rDNA 16S se obtuvieron 74.000 reads, de los cuales 48.000 fueron seleccionados por presentar tamaños superiores a 350 pb. La asignación taxonómica usando algoritmo de BLAST con la base de datos del NCBI no clasificó más del 25% de los reads, por lo que se desistió de posteriores análisis con estos datos. Por otro lado, casi el 100% de los reads fueron
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clasificados en al menos phylum, usando la base de datos RDP. Fueron identificados en la muestra 26 phyla, 179 familias y 588 géneros bacterianos, cifra no alcanzada antes por ningún estudio valiéndose de métodos clásicos de cultivo. El 52.83% de los phyla correspondieron a Acidobacterias, el 37.45% a Proteobacterias y cerca del 2% a Bacterioidetes, Actinobacteria, Cloroflexi y Firmicutes cada uno. A nivel de familia el 43,80% de los reads fueron exitosamente asignados, siendo Bradyrhizobiaceae la familia con mayor representación (6,64%), seguida por Acetobacteraceae (4%). Dentro del phylum Proteobacteria la familia y el género más abundantes fueron Acetobacteraceae y Steroidobacter respectivamente. Dentro de la clase Alfaproteobacterias se presenta en mayor proporción las bacterias fijadoras de nitrógeno del género Bradyrhizobium. En la clase betaproteobacteria la familia Burkholderiadeae y Oxalobacteraceae fueron también abundantes, caracterizadas por presentar especies patogénicas y que utilizan el ácido oxálico como fuente de carbono. El pH bajo cumple un papel determinante en los suelos del páramo de Santa Inés, sin embargo los phyla reportados aquí en mayor proporción corresponden a los reportados en la mayoría de suelos neotropicales, además, llama la atención la baja representación del phylum Firmicutes. Este estudio sienta las bases para futuros análisis comparativos de la diversidad microbiana en suelos de páramos y bosques de alta montaña, pues constituye el primer referente que usa técnicas de secuenciación de alto rendimiento en estudios metagenómicos en páramos, y señala una gran riqueza microbiológica como ningún estudio lo había señalado anteriormente. BIBLIOGRAFÍA 1. Chitiva-Jaramillo A, Torrenegra R, Cabrera-Parada C, Díaz-Puentes N, PinedaParra V. Contribución al estudio de microhongos filamentosos en los ecosistemas páramo de Guasca y el Tablazo. Facultad de Ciencias, Pontificia Universidad Javeriana – Bogotá D.C. 2001. 2. Morales M, Otero J, van der Hammen T, Torres A, Cadena C, Pedraza C, Rodríguez N, Franco C, Betancourth J, Olaya E, Posada E, Cárdenas L. Atlas de páramos de Colombia. Bogotá: Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt; 2007. 3. Roesch L, Fulthorpe R, Riva A, Casella G, Hadwin A, Kent A, Daroub S, Camargo F, Farmerie W, Triplett E. Pyrosequencing enumerates and contrasts soil microbial diversity. The ISME Journal. 2007; 1(4): 283–290.
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4. Delmont T, Robe P, Cecillon S, Clark I, Constancias F, Simonet P, Hirsch P, Vogel T. Accessing the Soil Metagenome for Studies of Microbial Diversity. Applied and Environmental Microbiology. 2011; 1315–1324. 5. Gans J, Wolinsky M, Dunbar J. Computational improvements reveal great bacterial diversity and high metal toxicity in soil. Science. 2005; 309: 1387-1390. 6. Treusch A, Schleper C. The microbial soil flora. En: Intestinal microorganisms of termites and other invertebrates; 6:407-424. 2006. 7. Maron P, Mougel C, Ranjard L. Soil microbial diversity: methodological strategy, spatial overview and functional interest. Comptes Rendus Biologies. 2011; 334: 403–411. 8. Montaña J, Jiménez D, Hernández M, Ángel T, Baena S. Taxonomic and functional assignment of cloned sequences from high Andean forest soil metagenome. Antonie van Leeuwenhoek. 2012; 101(2): 205-215. 9. Arias E, Piñeros P. Aislamiento y clasificación de hongos filamentosos de muestras de suelo de los páramos de Guasca y Cruz Verde. Facultad de Ciencias, Pontificia Universidad Javeriana – Bogotá D.C. 2008. 10. Kirka J, Beaudettea L, Hartb M, Moutoglisc P, Klironomosb J, Leea H, Trevors J. Methods of studying soil microbial diversity. Journal of microbiological methods. 58: 169– 188. 11. Rajendhran J, Gunasekaran P. Strategies for accessing soil metagenome for desired applications. Biotechnology Advances. 2008; 26: 576–590. 12. Hudson M. Sequencing breakthroughs for genomic ecology and evolutionary biology. Molecular Ecology Resources. 2008; 8: 3–17. 13. Desai N, Antonopoulos D, Gilbert J, Glass E, Meyer F. From genomics to metagenomics. Current Opinion in Biotechnology. 2012; 23:72–76. 14. Harkins T, Jarvie T. Metagenomics analysis using the Genome Sequencer™ FLX system. Nature Methods. 2007: iii-iv. 15. Quince C, Lanzén A, Curtis T, Davenport R, Hall N, Head I, Read L, Sloan W. Accurate determination of microbial diversity from 454 pyrosequencing data. Nature Methods. 2009; 9: 639-641. 16. Luo C, Tsementzi D, Kyrpides N, Read T, Konstantinidis K. Direct comparisons of Illumina vs. Roche 454 sequencing technologies on the same microbial community DNA sample. PLoS One. 2012; 7(2): e30087. 17. Nacke H, Thürmer A, Wollherr A, Will C, Hodac L, Herold N, Schöning I, Schrumpf M, Daniel R. Pyrosequencing-based assessment of bacterial community structure along different management types in German forest and grassland soils. PLoS One. 2011; 6(2): e17000. 18. Cole J, Wang Q, Cardenas E, Fish J, Chai B, Farris R, Kulam-Syed-Mohideen A, McGarrell D, Marsh T, Garrity G y Tiedje M. The Ribosomal Database Project:
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improved alignments and new tools for rRNA analysis. Nucleic Acids Research. 2009; 37. 19. Huson D, Auch A, Qi J y Schuster S. MEGAN analysis of metagenomic data. Genome Research. 2007; 17: 377-386.
SIMPOSIO 3. COMUNIDADES VEGETALES Y ANIMALES EN LOS ECOSISTEMAS DE ALTA MONTAÑA. EFECTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE LAS ESPECIES NATIVAS USO DE HÁBITAT DE AVES Y MAMÍFEROS GRANÍVOROS EN UN BOSQUE ALTOANDINO DE BOYACÁ: COMPARACIÓN DE DOS TIPOS DE BORDE Wilderson Alfonso Medina Barón
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Grupo de investigación Sistemática Biológica. Escuela de Biología, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Tunja, Boyacá-Colombia.
[email protected] RESUMEN El entendimiento de los procesos que suceden en fragmentos de bosque, incluyendo los posibles efectos de los bordes sobre las comunidades del bosque, puede servir para evaluar la cantidad de hábitat disponible y así diseñar estrategias de manejo y seguimiento de la biodiversidad. En este estudio, mediante la teoría de uso óptimo de parches, evalué el uso de hábitat de aves y mamíferos granívoros en tres sitios: un borde suave, i.e. un borde de bosque de bajo contraste con la matriz adyacente, bosque-pinar; el interior del bosque, y un borde abrupto, i.e. borde de alto contraste con la matriz adyacente, bosquepastizal, en un fragmento de bosque andino, como herramienta para revelar cómo interactúan especies funcionalmente similares. Para realizar esto, se evaluaron parches alimentarios, los cuales consistieron en bandejas plásticas de 45 cm de diámetro por 6 cm de profundidad que contenían 3 g de maíz pira mezclado en 3 L de arena cernida. Cada bandeja siempre estaba acompañada de un algodón impregnado con esencia de vainilla y esencia de banano como atrayente. Así, para cada sitio comparé el número de visitas y el forrajeo de aves y mamíferos; además, analicé el efecto de la iluminación de la luna y la lluvia sobre el uso de hábitat. Con base en lo anterior, encontré que al menos una especie de roedor, un marsupial y al menos dos especies de aves visitaron los parches alimentarios. Las aves sólo estuvieron activas en el día y prefirieron el interior del bosque, mientras que los roedores y los marsupiales estuvieron activos sólo en la noche, y prefirieron el borde bosque-pinar y el borde bosque-pastizal, respectivamente. La iluminación de la luna afectó negativamente el comportamiento de las aves en el interior y el borde bosque-pinar, al igual que los roedores en el borde bosque-pinar y a los marsupiales en el interior del bosque. La precipitación no afecto las visitas ni el forrajeo de aves y mamíferos. Estos resultados indican marcadas diferencias en la selección de hábitat, sugiriendo una repartición de nicho en su componente espacial. De esta manera, las modificaciones al bosque hechas por los humanos podrían servir como mecanismo para permitir la coexistencia de las especies. Con este estudio se concluye que no todas las modificaciones al ambiente son perjudiciales para los animales; esto podría depender de la magnitud y el área modificada. Palabras clave: aves y mamíferos, bosque altoandino, coexistencia, efecto de
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN BIOLOGÍA AMBIENTAL
borde, uso de hábitat. INTRODUCCIÓN El entendimiento de los procesos que suceden en fragmentos de bosque en los Andes colombianos, incluyendo los posibles efectos de los bordes sobre las comunidades del bosque, puede servir para evaluar la cantidad de hábitat disponible y así diseñar estrategias de manejo y seguimiento de la biodiversidad. Objetivos. En este estudio, mediante la teoría de uso óptimo de parches, evalué el uso de hábitat de aves y mamíferos granívoros en tres sitios: un borde suave, i.e. un borde de bosque de bajo contraste con la matriz adyacente, bosque-pinar, el interior del bosque y un borde abrupto, i.e. borde de alto contraste con la matriz adyacente, bosque-pastizal, en un fragmento de bosque andino, como herramienta para revelar cómo interactúan especies funcionalmente similares. Para realizar esto, comparé el número de visitas y el forrajeo de aves y mamíferos en cada sitio; además, analicé el efecto de la iluminación de la luna y la lluvia sobre el uso de hábitat. MATERIALES Y MÉTODOS Examiné el uso de hábitat de mamíferos no voladores, masa