Estudio del Exoma y la Expresión Diferencial de Proteínas en Muestras de Pacientes Diagnosticados con Lesiones Gástricas Potencialmente Malignas del Departamento de Nariño
Estudiante: Lizeth Giovanna Mejía Ortiz
Programa: Doctorado en Ciencias - Biología
Director: Andrés Castillo Giraldo.

Resumen: Su estudio analizó de manera integral los factores genéticos, proteómicos y bacterianos asociados a la progresión del cáncer gástrico. Se identificaron 38 variantes genéticas en genes clave, incluidos supresores tumorales como CDKN2A y FAT4, reguladores de la matriz extracelular (COL23A1, LAMA2) y de la angiogénesis (FLT1, RAC1). A nivel proteómico, se evidenció que la metaplasia intestinal se caracteriza por la activación de vías inmunitarias, mientras que la displasia presenta un incremento en la fosforilación oxidativa y alteraciones en la reparación del ADN. Además, el análisis del pangenoma de Helicobacter pylori reveló la asociación de factores de virulencia como babB y futA con lesiones avanzadas. Estos resultados proporcionan un conjunto de potenciales biomarcadores moleculares que podrían complementar el estudio histopatológico tradicional, facilitando la detección temprana y el seguimiento de pacientes en riesgo de progresión hacia cáncer gástrico.

*Lizeth Giovanna Mejía Ortiz es profesora del departamento de Biología de la Universidad del Nariño y la investigación fue financiada por la Universidad del Valle, CI 71356, la Universidad de Vanderbilt—NIH—EE. UU, Prime Award No. 2 P01 CA028842, Subaward No. VUMC3239, y la Gobernación de Nariño—Fundación CEIBA, beca doctoral. )

Un modelo de educación ambiental basado en la teoría de la complejidad
Estudiante: Maria Claudia Solarte Echeverri
Programa: Doctorado en Ciencias Ambientales
Director: Orlando Zuñiga Escobar / Carlos Augusto Osorio Marulanda.

Resumen: El trabajo de investigación que se expone en este informe presenta el diseño de un modelo de educación ambiental basado en el paradigma de la complejidad, como una propuesta de formación para los futuros maestros de la Licenciatura de Ciencias Naturales y Educación Ambiental de la Universidad del Valle. Dicho modelo pretende contribuir a la superación de prácticas tradicionales o reduccionistas que no contribuyen a alcanzar una comprensión del ambiente en todas sus dimensiones ecosistémicas y socioculturales. Se plantea el siguiente problema de investigación: ¿Cómo diseñar un modelo de educación ambiental desde la perspectiva de la complejidad en la Licenciatura de Ciencias Naturales y Educación Ambiental de la Universidad del Valle? Para dar solución al problema se plantea como objetivo general el diseño de un modelo de educación ambiental basado en la complejidad validándolo con inteligencia artificial, y como objetivos específicos la caracterización de los modelos implementados en los programas de la misma licenciatura en las universidades del sur del Pacifico, definir y fundamentar los modelos de educación ambiental desde la perspectiva de la complejidad, la implementación del modelo y su validación mediante la metodología de lógica difusa. Los resultados frente a la caracterización de las universidades muestran que no se están implementando parámetros de complejidad en los procesos de enseñanza-aprendizaje de la educación ambiental. Con respecto a la implementación del modelo, esta se hizo en el periodo académico agosto diciembre 2023 con estudiantes de últimos semestres de la licenciatura a partir del estudio en el campus de la Universidad del Valle, donde las actividades y las prácticas experimentales contribuyeron a entender que hacer educación ambiental es más que enseñar contenidos. Finalmente, la experiencia del curso se evaluó mediante un cuestionario construido a partir de criterios de lógica difusa, implementándolo en otros dos cursos del componente ambiental: el primero, Fundamentos de la educación ambiental, propio del Programa de la Licenciatura; el segundo, el curso Humanitas, que hace parte de la política de formación de la Universidad del Valle y se ofrece a estudiantes de todos los programas. Los resultados revelaron que el modelo de educación ambiental desde la perspectiva de la complejidad superó la propuesta de formación de los otros dos cursos.

Tiempo y modo de diversificación de especies geminadas de peces marinos separadas por el Istmo de Panamá
Estudiante: Natalia Ossa Hernández
Programa: Doctorado en Ciencias del Mar
Director: Jose Tavera

Resumen: El levantamiento del istmo de Panamá se considera uno de los eventos geológicos más significativos del Cenozoico, que provocó cambios extensos en los ecosistemas del océano Pacífico y del Atlántico. Estas alteraciones se han identificado como un factor clave en la diversificación biológica, promoviendo la diferenciación genética y morfológica entre especies. En este contexto, se infirieron los tiempos de divergencia de pares de especies hermanas pertenecientes a las familias Carangidae (especies de los géneros Alectis, Caranx, Chloroscombrus, Elagatis, Selene, Trachinotus, Uraspis y Selar), Centropomidae (especies del género Centropomus), y Gerreidae (especies de los géneros Diapterus, Eucinostomus y Gerres). Estas familias incluyen especies con diversas preferencias ecológicas. Para alcanzar los objetivos, se realizó una reconstrucción filogenética de las tres familias utilizando datos moleculares (genes mitocondriales y nucleares). Los resultados revelan 26 pares de especies hermanas, de los cuales 18 tienen distribución actual en alopátria y 8 pares están en simpatría. Los eventos de divergencia de los pares hermanos ocurrieron en su mayoría en el Mioceno (~14.13 Ma) para el Pleistoceno (~0.87 Ma), con un único evento registrado en el Oligoceno (~25.76 Ma). En el proceso de formación del istmo, este periodo (~25 Ma – ~10 Ma) corresponde a la fase de formación de paisaje terrestre, que incluye el cierre de la vía Marítima Centroamericana (CAS). Nuestros resultados sugieren que no hay sincronía entre los tiempos de divergencia, los hábitos ecológicos de las especies y el cierre final del istmo. Basados en los tiempos de divergencia, y el proceso de formación del istmo se postula que la mayoría de los eventos de divergencia ocurrieron en simpatría (cuando los océanos aún tenían conexión), con algunos eventos de divergencia que ocurrieron después del cierre de la conexión oceánica (~3.5) Ma. Estos resultados subrayan la necesidad de realizar investigaciones adicionales sobre el impacto de los cambios ambientales regionales y locales en la evolución de las especies marinas.

Desarrollo de nanoestructuras de oro como sensores ópticos para la detección de contaminantes en baja concentración en agua.
Estudiante: Cristhian Alfredo Visbal Contreras.
Programa: Pregrado en Física.
Directora: Lorena Marin Mercado.
Codirectores: Luis Alfredo Rodríguez Gonzalez, Wilkendry Ramos Cervantes.

Resumen: En este estudio se presenta un método de fabricación de nanoestructuras de oro (AuNEs) con el propósito de diseñar sustratos para espectroscopía Raman mejorada en superficie (SERS, por sus siglas en inglés). Estas AuNEs fueron producidas mediante el método de “Solid-State Dewetting” a partir de películas delgadas. El proceso de fragmentación se estudió a 300 °C, considerando la duración del tratamiento térmico durante 1, 3, 6 y 12 horas. Posteriormente, estos sustratos SERS se emplearon para detectar Rodamina B (RhB) como analito modelo, simulando un contaminante en agua a una concentración de 5 ppm. La morfología de las AuNEs fue examinada mediante microscopía electrónica de barrido (SEM, por sus siglas en inglés), revelando una forma esferoidal, la cual evoluciona por el fenómeno de coalescencia promovido por el tiempo del tratamiento térmico. Se estimó que el tamaño de las AuNEs oscilaba entre 22 ± 7 y 24 ± 6 nm. La resonancia plasmónica de superficie localizada (LSPR, por sus siglas en inglés) de las AuNEs se determinó utilizando espectroscopía de absorción, mostrando un desplazamiento conforme aumentaba el tiempo de tratamiento. Para analizar las señales SERS de RhB adsorbida en los sustratos de AuNEs se realizaron mapas barriendo un área de 10 × 10 µm sobre la superficie de cada muestra (1, 3, 6 y 12 h), y un análisis comparativo no mostró diferencias significativas en las posiciones de las bandas; sin embargo, se observaron variaciones en la intensidad de la señal Raman en función del tiempo de tratamiento térmico. En términos generales, todas las plataformas SERS detectaron la RhB. Las mejores condiciones de funcionamiento se observaron en la muestra tratada durante 1 hora a 300 °C, mostrando un incremento de 123 veces respecto al espectro de la RhB sobre vidrio, y con una dispersión relativa menor al 20 %.

Cotas de continuidad uniforme para la entropía de vonNeumann.
Estudiante: Juan Pablo López Holguín.
Programa: Pregrado en Matemáticas.
Director: Julio César Delgado Valencia.

Resumen: En el presente trabajo desarrollaremos el concepto de entropía de von Neumann, mostrando sus diferencias con la entropía de Shannon para finalmente enfocarnos en el problema de su aproximación. En una primera parte revisaremos los conceptos de análisis matemático y los axiomas de la mecánica cuántica necesarios para el resto del trabajo. Seguidamente presentaremos el concepto de entropía de Shannon, el cual mostraremos estimativos superiores y una prueba computacional de la eficiencia de los mismos. Por otra parte, estudiaremos el concepto de entropía de von Neumann, para luego revisar las cotas de continuidad uniforme existentes y usarlas para estudiar otras propiedades de los estados cuánticos. Finalmente, analizamos cómo estas cotas nos permiten aproximar la entropía de un estado cuántico conociendo solo una parte de este último, presentamos una nueva forma de estimación finita de un estado cuántico y sus respectivas pruebas numéricas.

A numerical algorithm for calculating eigenvalues of preconditioned Toeplitz matrices.
Estudiante: Julian Andrés Montenegro Parra.
Programa: Pregrado en Matemáticas.
Director: Johan Manuel Bogoya Ramirez.

Resumen: This thesis addresses the problem of finding eigenvalues for preconditioned Toeplitz matrices based on a conjecture made by Professor Manuel Bogoya et al. In many cases, working with an ill-conditioned matrix can be computationally expensive. This is measured by what is known as the condition number of the matrix. The effect of preconditioning is to attempt to reduce this condition number so that the matrix is less sensitive to perturbations, that is, to small changes. Various types of numerical algorithms have been implemented to find the spectrum of Toeplitz matrices, and simple-loop theory allows for the derivation of asymptotic expansions for this type of matrix Tn(f) generated by a symbol f. However, this theory is not available in the context of preconditioned Toeplitz matrices.

Caracterización del Microbioma, Genes de Virulencia y Resistencia de Alouatta seniculus en Bosques Andinos Colombianos.
Estudiante: Anyelo Imanol Flórez Sánchez.
Programa: Pregrado en Biología.
Director: Andrés Castillo Giraldo.
Codirectora: Diana López Álvarez

Resumen: El microbioma de los monos aulladores (Alouatta seniculus) está siendo estudiado como un posible indicador de la salud de los bosques. El presente estudio buscó analizar el microbioma, los genes de resistencia y los factores de virulencia presentes en esta especie en dos bosques andinos colombianos. Se recolectaron seis muestras fecales de tres individuos en el bosque Yotoco/Valle del Cauca y tres en el bosque de Barbas-Bremen en Quindío. Las muestras se procesaron y secuenciaron utilizando metagenómica dirigida 16S y shotgun. No se observaron diferencias significativas en la diversidad entre las localidades. Se identificaron un total de 44 genes de resistencia, once de ellos asociados con plásmidos en nueve géneros bacterianos, y 68 genes de virulencia en seis géneros bacterianos. Los géneros bacterianos con mayor número de genes de resistencia fueron Escherichia y Enterococcus, y para los factores de virulencia, Escherichia y Citrobacter. La resistencia predominante fue hacia fluoroquinolonas, macrólidos y algunos beta-lactámicos, mientras que el mecanismo de virulencia predominante fue la adherencia. Los resultados sugieren que la condición de su hábitat puede influir en el microbioma del mono aullador, y la presencia de genes de resistencia y factores de virulencia puede ser atribuida a mecanismos de resistencia naturales en poblaciones silvestres, a pesar de la presencia de géneros de microorganismos potencialmente patogénicos en el microbioma.

Tortugas Terrestres y Dulceacuícolas en Humedales Urbanos de Cali: Tráfico de Especies y Especies Introducidas.
Estudiante: Juan Sebastián Cardona Corredor
Programa: Pregrado en Biología
Director: Alan Giraldo.

Resumen: Las especies exóticas pueden ser introducidas en un ecosistema y convertirse en especies invasoras, siendo uno de los factores que causa extinción local o desplazamiento de especies nativas, afectando la diversidad local del ecosistema. Las tortugas terrestres y dulceacuícolas, son reptiles carismáticos, víctimas del tráfico ilegal de especies y en muchas ocasiones terminan abandonadas en los ecosistemas urbanos ante la imposibilidad de su cuidado en cautiverio como fauna silvestre. Esta investigación tiene como objetivo generar información de referencia de las tortugas terrestres y dulceacuícolas presentes en los humedales urbanos de Cali. Los humedales urbanos muestreados fueron: Ecoparque Lago de las Garzas y Humedales de la Universidad del Valle sede Meléndez, en donde se realizaron cinco esfuerzos de muestreo consecutivos entre las 11:00 y las 18:00 horas en el mes de diciembre de 2024, capturando manualmente a los individuos utilizando un cebo. Además, se recopiló información solicitada al Hogar de Paso de Fauna Silvestre (HPFS) del DAGMA en Cali y a la Fundación Zoológico de Cali, sobre ingresos, entregas voluntarias o decomisos de tortugas en la ciudad para detallar la severidad del tráfico de quelonios. Se encontraron cuatro especies de tortugas en los humedales muestreados y una base de datos del HPFS con 2751 registros desde el año 2015 hasta el 2023, en donde las cinco especies de tortugas más traficadas representan el 96% de los registros, siendo Trachemys callirostris la especie más afectada. Esta investigación contribuye a la información disponible sobre tortugas continentales y tráfico de especies en la región. Este trabajo fue financiado por el grupo de Investigación en Ecología Animal de la Universidad del Valle, en el marco del proyecto de investigación CI 71379.

Comportamiento de las ballenas Jorobadas en presencia de embarcaciones turísticas en el Golfo de Tribugá.
Estudiante: Laura Valentina Girón.
Programa: Pregrado en Biología.
Director: Ann Carol valeljo Ortega / Alan Giraldo.

Resumen: El turismo de avistamiento de ballenas jorobadas es una actividad de importancia socioeconómica. Sin embargo, su inadecuada implementación causa efectos negativos sobre estos cetáceos. En Colombia existen recomendaciones para un correcto avistamiento, pero aún son relativamente pocos los estudios enfocados en estimar tales impactos, especialmente en el Pacífico norte. El objetivo fue caracterizar el comportamiento de las ballenas jorobadas frente a embarcaciones de turismo y el seguimiento de las recomendaciones de observación en el Golfo de Tribugá. Los datos se recopilaron desde embarcaciones turísticas en el 2023. Se registró la actividad de 236 ballenas en 99 grupos, de los cuales el 71% contenían ballenatos. La reacción principal de las ballenas hacia las embarcaciones fue neutra (74%), y evasiva (22%). Sólo en el 22% de los avistamientos se evidenció al menos un evento superficialmente activo. Los ballenatos ejecutaron la mayor tasa de despliegues aéreos, en especial en grupos con escoltas. En el 57% de los avistamientos participó una única embarcación y el tiempo promedio con grupo de ballenas fue de 16 minutos. Sólo el 14% de las embarcaciones cumplieron con la distancia recomendada (≥100 m). Los operadores cumplen con algunas de las recomendaciones, pero no estrictamente. En el presente trabajo se caracteriza el comportamiento de las ballenas jorobadas en el Golfo de Tribugá en eventos de observación turística, cuantificando el comportamiento superficialmente activo. Esta información es útil para fortalecer las acciones de prevención y control requeridas para la actividad turística de observación en el Pacífico norte colombiano. Este trabajo fue financiado por el grupo de Investigación en Ecología Animal de la Universidad del Valle, Centro de Excelencia en Ciencias del Mar - CeMarin y la Fundación R&E Ocean Community Conservation.

Caracterización no invasiva del estado de salud cutáneo de la comunidad de cetáceos en el Golfo de Tribugá, Colombia.
Estudiante: Nicolás Enrique Álvarez Herrera.
Programa: Pregrado en Biología.
Director: Jennifer Bachmann / Alan Giraldo.

Resumen: La piel, como capa más externa del cuerpo, está en contacto directo con el medio ambiente y sirve como un indicador crítico de la salud tanto ambiental como del huésped. Si bien las enfermedades ocurren en todos los organismos vivos, incluidos los cetáceos, como fenómeno natural, las presiones antropogénicas pueden deteriorar aún más la salud de la piel de los mamíferos marinos. Sin embargo, la falta de estudios directos en cetáceos vivos dificulta la obtención de información sobre la salud de la piel de los cetáceos. El objetivo de esta investigación fue caracterizar las lesiones cutáneas y su frecuencia de afectación en los cetáceos residentes y migratorios del Golfo de Tribugá, Colombia. Se analizaron 1931 fotografías (proporcionadas por la Fundación R&E Ocean Community Conservation) de la comunidad de cetáceos de la zona marítima de Nuquí, entre agosto de 2020 y junio de 2023. Las especies registradas fueron Delphinus delphis, Megaptera novaeangliae, Orcinus orca, Tursiops truncatus, Stenella attenuata, S. longirostris y Steno bredanensis. La especie más afectada por efecto antrópico y por lesiones patogénicas fue M. novaeangliae, mientras que las especies más sanas fueron D. delphis y S. longirostris. T. truncatus fue la especie que más lesiones naturales exhibió sobre el lomo con forma de rastrillo, mientras que O. orca no se vio impactada por efecto antrópico ni por lesiones patogénicas. Se cree que estas variaciones en la salud de la piel radican en el comportamiento de cada especie y sus relaciones intra- e interespecíficas. Este es uno de los primeros estudios que dilucidan la salud cutánea de los cetáceos en Colombia, mostrando un aparente buen estado de salud en el Golfo de Tribugá.

*Este trabajo fue financiado por el grupo de Investigación en Ecología Animal de la Universidad del Valle y la Fundación R&E Ocean Community Conservation

Estabilidad de Sistemas de Ecuaciones diferenciales ordinarios.
Estudiante: Kevin Arley Ayala Trullo.
Programa: pregrado en Matemáticas.
Directora: Ivonne Rivas Triviño.

Resumen: El trabajo de grado titulado "Estabilidad de Sistemas de Ecuaciones Diferenciales Ordinarias" realizado por Kevin Ayala Trullo, bajo la dirección de Ivonne Rivas Triviño, explora la importancia y métodos para evaluar la estabilidad en sistemas dinámicos modelados por ecuaciones diferenciales. Se abordan conceptos teóricos fundamentales, como el teorema de existencia y unicidad. El objetivo principal es elaborar una monografía que examine tanto modelos lineales como no lineales, con reuniones semanales programadas para discutir avances y resolver dudas. El cronograma previsto incluye lecturas, redacción, elaboración de un primer borrador y finalización del trabajo.

Fabricación y caracterización de nanoestructuras semiconductoras a partir de películas de Cu/Ti/Si para aplicaciones fotocatalíticas.
Estudiante: Maria Camila Perez Ortiz.
Programa: Pregrado en Física.
Directora: Lorena Marin Mercado.
Codirector: Luis Alfredo Rodríguez González

Resumen: Los problemas ambientales han aumentado significativamente en los últimos años. En busca de soluciones sostenibles, la fotocatálisis ha emergido como una tecnología prometedora, para la cual es necesario estudiar alternativas que permitan mejorar la eficiencia de los procesos fotocatalíticos a bajo costo. Este estudio se centró en fabricar nanohilos de óxidos semiconductores de cobre y analizar su dependencia con el tiempo de recocido, utilizando métodos económicos y accesibles. Se depositaron películas de cobre de 400 nm sobre una capa de 5 nm de titanio en un sustrato de silicio, y se sometieron a tratamientos térmicos a 400 °C durante 5, 15 y 30 minutos en aire. Se estudiaron los efectos del tiempo de recocido en la morfología mediante microscopía de fuerza atómica y microscopía electrónica de barrido. La evolución de la transformación de cobre a óxidos se analizó con espectroscopía fotoelectrónica de rayos X, espectroscopía de rayos X de energía dispersiva, espectroscopía de absorción ultravioleta-visible y espectroscopía Raman. El estudio reveló una relación directamente proporcional entre el crecimiento de las nanoestructuras y el tiempo de recocido. Se detectó la coexistencia de fases, tales como la cuprita y la tenorita, siendo esta última la más predominante con el incremento de tiempo de recocido. Se encontró una pequeña concentración de óxido de titanio en la superficie. Adicionalmente, se observó que la respuesta óptica estaba directamente relacionada con la duración del tratamiento térmico, donde los anchos de banda encontrados estaban dentro de los rangos adecuados para óxidos semiconductores. En conclusión, los tratamientos térmicos empleados en este estudio demostraron ser efectivos para el crecimiento de nanohilos de óxidos de cobre con propiedades adecuadas para su aplicación en fotocatálisis.