Universitas Scientiarum

Synthesis, antibacterial activity and DNA interactions of lanthanide(IU) complexes of N(4)-substituted thiosemicarbazones

Abstract This paper reports the synthesis and detailed characterization of six novel lanthanide complexes of La(III), Eu(III) and Nd(III) with N(4)-substituted thiosemicarbazones derived from the 2-carboxybenzaldehyde. The IR, 1H-NMR and 13C-NMR spectroscopic studies confirmed the coordination of the thiocarbonyl (C=S), azomethine (C=N) and carboxylate (COO-) groups to the metal centers, and the carboxylate was coordinated in a bidentate manner. The elemental and thermal analyses suggest that lanthanide complexes were formed in 1:2 molar ratios (metal:ligand). The molar conductivity values confirmed the non-electrolytic nature of the complexes. The interaction of these complexes with calf thymus DNA (CT-DNA) was investigated by UV absorption and viscosity measurements. It was found that the Eu(HI) and Nd(nI) complexes could roll along the DNA strands through groove interactions. Furthermore, lanthanide complexes could promote the oxidative cleavage of plasmid pBR322 in a high-oxidative stress environment. Finally, the Schiff base ligands (L) and their complexes were evaluated for their antibacterial activities against gram-positive and gram-negative bacteria using a microdilution procedure. The results indicate that the lanthanide complexes exhibit more potent antibacterial activity than the free ligands.

Resumen Este articulo reporta la síntesis y caracterización detallada de seis nuevos complejos lantánidos de La(III), Eu(III) y Nd(III) con tiosemicarbazonas N(4)-sustituidas derivadas del 2-carboxibenzaldehído. Los estudios espectroscópicos de IR, 1H-NMR y 13C-NMR confirmaron la coordinación de los grupos tiocarbonilo (C=S), azometina (C=N) y carboxilato (COO-) a los centros metálicos, y el carboxilato se coordinó de forma bidentada. Los análisis elemental y térmico sugieren que los complejos lantánidos se formaron en proporciones molares 1:2 (metal:ligando). Los valores de conductividad molar confirmaron la naturaleza no eléctrica de los complejos. Por medio de medidas de absorción UV y de viscosidad se investigó la interacción entre estos complejos con DNA de timo de ternera (CT-DNA). Se encontró que los complejos Eu(III) y Nd(III) podrían correr a lo largo de cadenas de DNA a través de interacciones en el surco. Además, los complejos lantánidos podrían promover el clivaje oxidativo del plásmido pBR322 en un ambiente de alto estrés oxidativo. Finalmente, se evaluaron las actividades antibacteriales de las bases de Schiff como ligandos (L) y sus complejos contra bacterias gram-positivas y gram-negativas usando un procedimiento de microdilución. Los resultados indican que los complejos lantánidos exhiben una actividad antibacterial más potente que los ligandos libres.

Resumo Este artigo reporta a síntese e caracterização detalhada de seis novos complexos lantanídeos de La(III), Eu(III) e Nd(III) com tiosemicarbazonas N(4)-substituídas derivadas do 2-carboxibenzaldeído. Os estudos espectroscópicos de IR, 1H-RMN e 13C-RMN confirmaram a coordenação dos grupos tiocarbonilos (C = S), azometina (C=N) e carboxilato (COO-) com os centros metálicos, e o carboxilato se coordenou de forma bidentada. As análises elementares e térmicas sugerem que os complexos lantanídeos se formaram em proporções molares 1:2 (metal:ligante). Os valores de condutividades molar confirmaram a natureza não-elétrica dos complexos. Se avaliou a interação entre estes complexos com DNA de vitela (CT-DNA) por meio de medidas de absorção UV e de viscosidade. Se observou que os complexos Eu(III) e Nd(III) poderiam deslocar-se ao longo da cadeia de DNA através de interações no sulco. Adicionalmente, os complexos lantanídeos poderiam promover a clivagem oxidativa do plasmídeo pBR322 em um ambiente de alto estresse oxidativo. Finalmente, se avaliaram as atividades antibacterianas das bases de Schiff como ligantes (L) e seus complexos contra bactérias gram-positivas e gram- negativas, usando o método de microdiluição. Os resultados indicam que os complexos lantanídeos exibem uma atividade antibacteriana mais potente que os ligantes livres.

Direct large-volume injection analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons in water

Abstract Due to the health risks for both humans and living beings caused by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), the monitoring of these compounds in environmental matrices is mandatory. This work proposes an analytical method for analyzing anthracene (AN) and benzo[a]pyrene (BaP), two of the most representative PAHs, at ultra-trace concentrations in water, employing direct injection of large volumes of samples coupled with reversed-phase high-performance liquid chromatography. For this purpose, principal component analysis was used to examine the behavior of AN and BaP within the chromatographic system. Results showed that AN and BaP chromatographic behavior can be described by three models representing their identification, the quantification of AN and that of BaP, respectively. The factors affecting the obtained models, such as the injection volume, column temperature, flow rate, strength of the mobile phase, and the excitation and emission wavelengths, were examined and optimized by means of design of experiments. Finally, the analytical method was validated, obtaining promising limits of detection and quantification. The developed analytical method was demonstrated to be useful for a sensitive analysis of the target analytes in relatively clean natural water matrices.

Resumen Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) causan problemas en la salud de los seres humanos y seres vivos, por lo que se requiere un monitoreo de estos compuestos en matrices ambientales. Este trabajo propone un método analítico para analizar el antraceno (AN) y el benzopireno (BAP), los hidrocarburos más representativos en concentraciones de ultra trazas en el agua, empleando inyección directa en grandes volúmenes en muestras acopladas a la fase inversa con cromatografía líquida de alto rendimiento. Por tal razón, se utilizó el análisis de componentes principales para examinar el comportamiento de AN y BAP en el sistema cromatográfico. Los resultados mostraron que el comportamiento cromatográfico de AN y BAP podría describirse por medio de tres modelos que representan su identificación, la cuantificación de AN y de BAP, respectivamente. Se examinaron los factores que afectan a los modelos obtenidos, como el volumen de inyección, la temperatura de la columna, la tasa de flujo, la fuerza de la fase móvil, y las longitudes de las ondas de excitación y emisión, y se optimizaron mediante el diseño de experimentos. Finalmente, se validó el método analítico, obteniendo límites de detección y cuantificación. Se demostró que el método analítico desarrollado fue útil para el análisis sensible de los analitos en matrices de agua natural relativamente limpia.

Resumo Devido aos riscos para a saúde tanto para humanos como para os seres vivos em geral causados pelos hidrocarbonos aromáticos policíclicos (HAPs), o monitoramento de estes compostos em matrizes ambientais é prioritário. Este trabalho propõem um método analítico para analisar antraceno (AN) e benzo[a]pireno (BaP), dois dos hidrocarbonos mais representativos, em concentrações de ultra traços em água, empregando injeções diretas de grandes volumes de amostra acoplada a cromatografia líquida de alta eficiência em fase reversa. Usando Análises por Componentes Principais e desenho experimental, foram avaliados os efeitos de diversos fatores que afetam o sistema cromatográfico, tais como o volume de injeção, a temperatura da coluna, fluxo, forca da fase móvel e comprimentos de onda de excitação e emissão. Os resultados demonstraram que o comportamento cromatográfico de AN e BaP pode ser descrito por meio de três que representam sua identificação, quantificação de AN e de BaP, respectivamente. Os resultados mostraram que o comportamento cromatográfico de NA e BAP poderia ser descrito por meio de três modelos que representam sua identificação, a quantificação de NA e de BAP, respectivamente. Examinaram-se os fatores que afetam aos modelos obtidos, como o volume de injeção, a temperatura da coluna, a taxa de fluxo, a forca da fase móvel, e as longitudes das ondas de excitação e emissão, e se otimizaram mediante o desenho experimental. Finalmente, se validou o m todo analítico, obtendo os limites de detecção e quantificação. O método analítico desenvolvido demonstrou ser útil para uma análise sensível para os compostos de interesse em matrizes de água natural relativamente limpas.

Mass of Spiral Galaxies by Means of a Maximum Disc Model

Abstract Maximum disc mass models for a set of spiral galaxies from the Ursa Major Cluster are presented. We construct the models using the Hunther method and the particular solutions are chosen in such a way that the circular velocities are adjusted very accurately to the observed rotation curves of some specific spiral galaxies. Under the maximum disc hypothesis, we consider that the rotation curves of the analyzed galaxies can be modeled with only the contribution of the disc. This implies that it is not necessary to consider the contribution ot the dark matter halo in the inner part of the spiral. In this way, the models reproduce the global behavior of the rotation curves in the great majority of galaxies. Producing good adjustments to calculate the total mass of these galaxies, and yielding values of the order of 1O10 M ☉. Based on the vertical stability criterion presented by Viera & Ramos-caro (2016), we find that all the galaxies analyzed present a vertically stable behavior. On the other hand, from the analysis of the epicyclic frequency we find that all the models exhibit mainly a radial stable behaviour except at the edge of the disc.

Resumen Presentamos modelos de masa de disco máximo para un conjunto de galaxias espirales del Cluster Ursa Major. Los modelos se obtienen por medio del método de Hunter y las soluciones particulares se eligen de tal manera que las velocidades circulares se ajustan muy exactamente a las curvas de rotación observadas de algunas galaxias espirales específicas. Bajo la hipótesis del disco máximo, suponemos que la masa del disco es lo más grande posible, en consonancia con la curva de rotación de la galaxia. Por lo tanto, la contribución de la masa del halo de la materia oscura se considera insignificante en las partes internas de las espirales. Los modelos reproducen la estructura general de las curvas de rotación en la mayoría de las galaxias, proporcionando buenos ajustes para calcular la masa total de estas galaxias obteniendo valores del orden de 1010 M ☉. Basados en el criterio de estabilidad vertical presentado por Vieira and Ramos-Caro (2016), encontramos que todas las galaxias analizadas presentan un comportamiento verticalmente estable. Por otro lado, a partir del análisis de la frecuencia epicíclica se observa que todos los modelos presentaron mayormente un comportamiento estable radial excepto en el borde del disco.

Resumo Apresentamos modelos de massa de disco máximo para um conjunto de galáxias espirais do Cluster Ursa Major. Os modelos são obtidos por meio do método Hunter e as soluções particulares são escolhidas de tal forma que as velocidades circulares são ajustadas com muita precisão às curvas de rotação observadas de algumas galáxias espirais específicas. Sob a hipótese de disco máximo, supomos que a massa do disco é tão grande quanto possível, consistente com a curva de rotação da galáxia. A contribuição de massa do halo da matéria escura é, portanto, assumida como insignificante nas partes internas das espirais. Os modelos reproduzem a estrutura geral das curvas de rotação na maioria das galáxias, proporcionando bons ajustes para calcular a massa total dessas galáxias obtendo valores da ordem de 1010 M ☉. Com base no critério de estabilidade vertical apresentado por Vieira and Ramos-Caro (2016), descobrimos que todas as galáxias analisadas apresentam um comportamento verticalmente estável. Por outro lado, a partir da análise da frequência epicíclica, descobrimos que todos os modelos apresentaram principalmente um comportamento estável radial, exceto na borda do disco.

Decreased rotavirus infection of MA104 cells via probiotic extract binding to Hsc70 and β3 integrin receptors

Abstract Probiotic bacteria are microorganisms beneficial to human health, useful to improving biological conditions. Thanks to probiotic bacteria the symptoms of viral infections can be alleviated. Different mechanisms whereby probiotic bacteria exert they antiviral effect have been proposed. The aim of this study was to determine whether probiotic bacteria extracts bind to receptors of host cells susceptible of rotavirus (RV) infection. To accomplish this objective, four probiotic bacterial strains of Lactobacillus spp. and Bifidobacterium spp. were tested. Probiotic extracts were obtained after bacterial growth, cell lysis and centrifugation. Obtained probiotic extracts were used in assays to interfere with adhesion and penetration of a RV strain in the mammal cell line MA104. Furthermore, the interaction between probiotic extracts and MA104 cell receptors was evaluated by co-immunoprecipitation assays using anti-β3-integrins and anti-Hsc70 antibodies. All four probiotic, protein-rich, extracts reduced RV infections in MA104 cells, suggesting a successful antiviral activity mediated by these probiotic extracts. All probiotic extracts significantly exerted their antiviral activity by interfering with RV adhesion on MA104 cell receptors, with proteins in probiotic extracts competitively interacting with cell surface receptors necessary to RV infection. Co-immunoprecipitation assay results showed that proteins in probiotic extracts were able to bind to β3-integrinsand Hsc70, which are two cellular receptors required to viral infection. The most significant contribution of this study is an insight into the mechanisms of probiotic antiviral activity, thus expanding current probiotics fundamental knowledge.

Resumen Las bacterias probióticas son microorganismos con efectos positivos en la salud humana, gracias a las bacterias probióticas los síntomas de infecciones virales pueden mitigarse. Al respecto, varios mecanismos antivirales de las bacterias probióticas han sido propuestos. El propósito de este estudio fue determinar, de manera experimental, si extractos de bacterias probióticas reducen la infección rotavírica al interferir con la unión entre el rotavirus y sus receptores celulares blanco. Extractos de cuatro cepas probióticas de Lactobacillus spp. y Bifidobacterium spp. fueron obtenidos a partir de cultivos bacterianos lisados y centrifugados. Cada uno de los extractos fue usado en experimentos para determinar si estos interfieren con la adhesión y penetración del rotavirus en células de mamífero MA104. Además, la interacción entre extractos probióticos y receptores de las células MA104 fue evaluada con ensayos de co-inmunoprecipitación, usando anticuerpos anti-integrina β3 y anti-Hsc70. Se observó que los cuatro extractos probióticos, ricos en proteínas, redujeron significativamente la infección de rotavirus en las células MA104. También se estableció que la que la actividad antiviral de los extractos probióticos es mediada por la interacción competitiva de sus proteínas con los receptores integrina β3 y Hsc70 de las células MA104, necesarios para iniciar la infección por rotavirus. Estos hallazgos constituyen un aporte al conocimiento de los mecanismos básicos de acción antiviral de las bacterias probióticas.

Resumo Bactérias probióticas são microrganismos com efeitos positivos na saúde humana, úteis na melhora de certas condições biológicas. Gracas a bactérias probióticas os sintomas de uma infecção viral podem ser aliviados. Diferentes mecanismos pelos quais as bactérias probióticas exercem seus efeitos antivirales têm sido propostos. O objetivo de este estudo foi determinar se extratos de bactérias probióticas reduzem a infecção de rotavírus (RV) ao interferir com a união entre o RV e seus receptores celulares alvo. Quatro cepas probióticas de Lactobacillus spp. e Bifidobacterium spp. foram testadas. Os extratos probióticos foram obtidos após o crescimento bacteriano, lise celular e centrifugação. Os extratos probióticos obtidos foram utilizados em ensaios para determinar se interferem com a adesão e penetração de uma cepa de RV em células de mamífero MA104. Adicionalmente, a interação entre os extratos probióticos e os receptores das células MA104 foi avaliada por ensaios de co-imunoprecipitação usando anticorpos anti-integrina β3 e anti- Hsc70. Os quatro extratos probióticos, ricos em proteínas, reduziram as infecções por RV em células MA104, sugerindo uma atividade antiviral mediada por estes extratos. Todos os extratos interferiram na adesão do RV aos receptores de células MA104, sendo que as proteínas presentes nos extratos mostraram uma interação competitiva com os receptores integrina β3 e Hsc70 das células MA104, necessários para iniciar a infecção por RV. Estes resultados contribuem para o conhecimento dos mecanismos básicos de ação antiviral de bactérias probióticas.

Synthesis, characterization and theoretical calculations of Cu(I) complex of trithiocyanuric acid [Cu(ttc)₃]

Abstract A new Cu(I) complex constructed by reaction of trithiocyanuric acid (ttc) and copper(II) perchlorate hexahydrate has been successfully synthesized by a slow sedimentation method in a DMF solvent at room temperature. The molecular structure of the compound was elucidated by MALDI-TOF MS, UV-Vis and FTIR spectroscopy, DSC-TGA analysis and magnetic susceptibility measurement. The proposed structure was corroborated by a computational study carried out with the Gaussian09® and AIMAII® programs using the RB3LYP hybrid DFT functional with both 6-31G and Alhrich-TZV basis sets. The calculated vibrational frequencies values were compared with experimental FTIR values. Photophysical properties of the synthesized complex were evaluated by UV-Visible spectroscopy and compared with computed vertical excitation obtained from TDDFT. The theoretical vibrational frequencies and the UV-Vis spectra are in good agreement with the experimental values. Additionally, the Frontier Molecular Orbitals (HOMO - LUMO) and the Molecular Electrostatic Potential of the complex was calculated using same theoretical approximation. The results showed the interaction between three coordinated ligand atoms and the Cu(I) ion.

Resumen Un nuevo complejo de Cu(I) elaborado por la reacción de ácido cianúrico (ttc) y perclorato de cobre(II) hexahidrato se sintetizó exitosamente por medio de un método lento de sedimentación en un solvente de DMF a temperatura ambiente. La estructura molecular del compuesto se determinó utilizando MS de MALDI-TOF, la espectroscopia de UV-VIS y de FTIR, el análisis de DSC-TGA y el análisis magnético de susceptibilidad. La estructura propuesta se corroboró por medio de un estudio computacional usando los programas Gaussian09® y AIMAII®, utilizando el híbrido RB3LYP DFT con los equipos 6-31G y Alhrich-TZV. Se compararon los valores calculados de las frecuencias vibracionales con los valores experimentales de FTIR. Se evaluaron las características fotofísicas del complejo sintetizado usando espectroscopia UV-visible y se compararon con la vibración vertical obtenida de TDDFT. Las frecuencias teóricas vibracionales y los espectros UV-VIS coinciden con los valores experimentales. Además, se calcularon las órbitas moleculares (HOMO - LUMO) y el potencial electrostático molecular del complejo usando la misma aproximación teórica. Los resultados demostraron la interacción entre tres receptores de átomos coordinados y el ion del Cu(I).

Resumo Um novo complexo de Cu(I) elaborado pela reação de ácido cianúrico (ttc) e perclorato de cobre (II) hexahidratado foi sintetizado de maneira exitosa por meio de um método lento de sedimentação em um solvente de DMF a temperatura ambiente. A estrutura molecular do composto se determinou utilizando MALDI-TOF, espectroscopia de UV-VIS e FTIR, DSC-TGA e análise magnético de susceptibilidade. A estrutura proposta se corroborou por meio de um estudo computacional usando os programas Gaussian09® e AIMAII®, utilizando o híbrido RB3LYP DFT com os equipamentos 6-31G e Alhirich-TZV. Se compararam os valores calculados das frequências vibracionais com os valores experimentais de FTIR. Se avaliaram as características fotofísicas do complexo sintetizado utilizando espectroscopia UV-VIS e se compararam com a vibração vertical obtida de TDDFT. As frequências teóricas vibracionais e os espectros UV-VIS coincidem com os valores experimentais. Além disso, se calcularam as órbitas moleculares (HOMO - LUMO) e o potencial eletrostático molecular do complexo utilizando a mesma aproximação teórica. Os resultados demonstraram a interação entre três receptores de átomos coordenados e o íon de Cu(I).

Characterization of the mRNA untranslated regions [UTR] of the Trypanosoma cruzi LYT1 isoforms derived by alternative trans-splicing

Abstract In trypanosomatids, gene expression is mainly regulated at posttranscriptional level, through mechanisms based on the interaction between RNA Binding Proteins [RBPs] and motifs present in the untranslated regions [UTRs] of the mRNAs, which altogether form ribonucleoproteic complexes [RNP] that define the fate of the mRNA. The pre-mRNA derived from the LYT1 gene of Trypanosoma cruzi, is processed by alternative trans-splicing, resulting in different mRNAs which code for the isoforms mLYTl and kLYTl, proteins having differential expression, cellular location and function. The aim of this study was to characterize the 5’ and 3’ UTRs of the LYT1 mRNAs as the initial step towards the objective of identification of the RBPs responsible for their differential expression. The presence of the two types of 5’ UTRs were confirmed in two T. cruzi isolates belonging to the DTU I, thus, corroborating the occurrence of alternative trans-splicing also in the LYT1 gene of this T. cruzi DTU. In addition, for the first time, was unscovered the existence of two types of LYT1 mRNAs transcripts, differing in length by 116 nts, that are generated by alternative polyadenylation. Furthermore, an in-silico analysis of the experimentally obtained UTRs, and ten additional LYT1 sequences retrieved from TritrypDB and GenBank databases, together with a thoroughly search of structural motifs, showed a remarkable conservation of relevant structural motifs previously associated with RNA metabolism in the different UTRs; these elements might be involved in the differential stage-specific expression of each LYT1 isoform.

Resumen En los trypanosomátidos, la expresión génica se regula principalmente en el nivel post-transcripcional mediante mecanismos basados en la interacción entre las proteínas de unión del ARN [RBP] y las figuras presentes en las regiones no traducidas [UTR] de las ARN, que en conjunto forman complejos ribonucleoproteicos [RNP] que definen el destino de la ARN. El pre-ARN derivado del gen LYT1 del Trypanosoma cruzi es procesado por trans-empalme alternativo, dando como resultado diferentes ARN que codifican las isoformas mLYTl y kLYTl, proteínas con expresión diferencial, localización celular y función. El objetivo de este estudio fue caracterizar los 5' y 3' UTR de las ARN LYT1 como el paso inicial hacia la identificación de los RPB responsables de la expresión diferencial. Se confirmó la presencia de los dos tipos de 5' UTR en dos aislantes del T. cruzi pertenecientes al DTU I; de esta forma también se comprobó la ocurrencia del trans-empalme alternativo en el gen LYT1 de este T. cruzi DTU. Además, por primera vez, se pudo demostrar la existencia de dos tipos de transcripciones de ARN LYT1, que difieren en longitud por 116 nts, y son generadas por poliadenilación alternativa. Adicionalmente, se realizó un análisis in-silico de la UTR obtenida experimentalmente, y otras diez secuencias LYT1 recuperadas de las bases de datos TritrypDB y GenBank, junto con una búsqueda exhaustiva de figuras estructuradas, mostrando una notable conservación de los figuras estructurales asociadas con el metabolismo del ARN en los diferentes UTR; estos elementos podrían estar implicados en la expresión diferenciada de la etapa específica de cada isoforma LYT1.

Resumo Nos tripanossomatídeos, a expressão génica é regulada principalmente a nível pós-transcricional mediante mecanismos baseados na interação entre as proteínas de união do RNA [RBPs] e as fugiras presentes nas regiões não-traduzidas [UTRs] do RNA. O pré-RNA derivado do gene LYT1 do Trypanosoma cruzí é processado por uma junção trans-alternativa, resultando em diferentes RNA que codificam as isoformas mLYTl e kLYTl, proteínas com expressão, localização celular e função diferenciadas. O objetivo de este estudo foi caracterizar as 5’ e 3’ UTRs dos RNAs LYT1 como sendo o passo inicial na identificação das RBPs responsáveis pela expressão diferenciada. A presença dos dois tipos de 5’ UTRs foi confirmada em dois isolados de T. cruzí pertencentes ao DTU I; corroborando assim com a ocorrência da junção trans-alternativa no gene LYT1 de este T. crují DTU. Adicionalmente, se demonstrou pela primeira vez a existência de dois tipos de transcrições de RNA LYT1, que se diferenciam em comprimento por 116 nts, e são geradas por poliadenização alternativa. Além disso, realizou-se uma análise in-sílico da UTR obtida experimentalmente e outras dez sequencias LYT1 recuperadas das bases de dados TritrypDB e GenBank, junto com uma busca exaustiva de figuras estruturadas, mostrando uma notável conservação das figuras estruturais associadas com o metabolismo do RNA nas diferentes UTRs. Estes elementos poderiam estar envolvidos na expressão estágio-específica diferenciada de cada isoforma LYT1.

Abundance and diversity of black flies (Diptera: Simuliidae) in rivers of the Andean Eastern Hills of Bogotá (Colombia), and its relationship with water stream physicochemical variables

Abstract Black flies are abundant benthic organisms in well-oxygenated running water and are considered effective bioindicators of water quality. Information on the ecology of these organisms at the species level is important, since up to now information has mainly been available on a family level. The aim of this study was to evaluate the composition of black flies and their relationships to a group of physical and chemical factors in four small rivers of the Eastern Hills around Bogotá, Colombia. These headwaters are protected by the Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá. Black fly larvae and pupae were collected during four sampling periods during the dry season to the early rainy season of 2012. Multivariate methods were used to determine the presence of each species in relation to dissolved oxygen, nitrates, pH, temperature, and water velocity. PCA ordination revealed a physicochemical environment with a tendency towards a certain homogeneity in the four rivers studied. The DCA ordination confirmed that in La Vieja River the G. ortizi complex dominated while S. muiscorum was dominant in the other three rivers. Similarly, according to the NMDS, the composition of black flies in Arzobispo and Chorro de Padilla rivers was similar, while that of El Delirio and La Vieja rivers were different, especially in this last river. The rivers had low species richness (four species and one species complex). Simulium muiscorum was negatively correlated with dissolved oxygen, temperature and current velocity while S. ignescens was associated with slightly more oxygenated waters and S. furcilatum with faster currents. The low species diversity and richness for the four rivers is consistent with previous reports of low Neotropical diversity of black flies. Results showed that simuliid species could possibly be good indicators of the environmental conditions of Eastern Hills rivers around Bogotá.

Resumen Las moscas negras son organismos bénticos abundantes en corrientes de agua bien oxigenadas y se consideran bioindicadores efectivos de la calidad de agua. La información sobre la ecología de estos organismos a nivel de especie es importante, ya que hasta el momento, ha estado disponible principalmente solo a nivel de familia. El objetivo de este estudio fue evaluar la composición de moscas negras y sus relaciones con un grupo de factores físicos y químicos en cuatro ríos pequeños de los Cerros Orientales alrededor de Bogotá, Colombia. Estos nacimientos están protegidos por la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá, Colombia. Se colectaron larvas y pupas de moscas negras a lo largo de cuatro períodos de muestreo, desde la estación seca hasta la estación lluviosa de 2012. Se utilizaron métodos multivariados para determinar la presencia de cada especie en relación con: oxígeno disuelto, nitratos, pH, temperatura y velocidad del agua. La ordenación por PCA reveló un ambiente fisicoquímico con tendencia hacia la homogeneidad en los cuatro ríos estudiados. La ordenación por DCA confirmó que en el río La Vieja dominó el complejo G. orti%i, mientras que S. muiscorum fue dominante en los otros tres. De igual forma de acuerdo con el análisis NMDS, la composición de moscas negras en los ríos Arzobispo y Chorro de Padilla fue similar, mientras que en los ríos El Delirio y La Vieja fue diferente, especialmente en este último. Los ríos presentaron baja riqueza de especies (cuatro especies y un complejo de especies). Simulium muiscorum se correlacionó negativamente con el oxígeno disuelto, temperatura y velocidad de la corriente, mientras que S. ignescens estuvo asociado con aguas ligeramente más oxigendas y S. furcilatum, con corrientes más rápidas. La baja diversidad y riqueza para los cuatro ríos es consistente con reportes previos de baja diversidad neotropical de moscas negras. Los resultados muestran que las especies de simúlidos podrían ser buenos indicadores de las condiciones ambientales de los ríos de los Cerros Orientales de Bogotá.

Resumo As moscas negras são organismos bentônicos abundantes em correntes de água bem oxigenadas e se consideram bioindicadores efetivos da calidade de água. A informação sobre a ecologia de estes organismos quanto a espécie é importante, pois até o momento, há informação somente em nível de família. O objetivo de este estudo foi avaliar a composição de moscas negras e suas relações com um grupo de fatores físicos e químicos em quatro rios pequenos dos Cerros Orientais nas redondezas de Bogotá, Colômbia. As nascentes estão protegidas pela Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá, Colômbia. Foram coletadas larvas e poupas de moscas negras ao longo de quatro períodos de amostragem, desde a estação seca até a estação chuvosa de 2012. Foram utilizados métodos multivariados para determinar a presença de cada espécie em relação com: oxigênio dissolvido, nitratos, pH, temperatura e velocidade da água. A ordenação por PCA revelou um ambiente físico-químico com tendência à homogeneidade nos quatro rios estudados. A ordenação por DCS confirmou que no rio La Vieja dominou o complexo G. orti%i, enquanto que S. muiscorum foi dominante nos outros três rios. Igualmente, de acordo com a análise NMDS, a composição de moscas negras nos rios Arzobispo e Chorro de Padilla foi similar, enquanto que nos rios El delírio e La Vieja foi diferente, em especial neste último. Os rios apresentaram baixa riqueza de espécies (quatro espécies e um complexo de espécies). S. muiscorum se correlacionou negativamente com o oxigênio dissolvido, temperatura e velocidades da corrente, enquanto que S. ignescens foi associado com águas ligeiramente mais oxigenadas e S. furcilatum, com correntes mais rápidas. A baixa diversidade e riqueza para os quatro rios é consistente com reportes prévios de baixa diversidade neotropical de moscas negras. Os resultados mostram que espécies de Simulium poderiam ser boas indicadoras das condições ambientais dos rios dos Cerros Orientais de Bogotá.

Swimming in Curved Surfaces and Gauss Curvature

Abstract The Cartesian-Newtonian paradigm of mechanics establishes that, within an inertial frame, a body either remains at rest or moves uniformly on a line, unless a force acts externally upon it. This crucial assertion breaks down when the classical concepts of space, time and measurement reveal to be inadequate. If, for example, the space is non-flat, an effective translation might occur from rest in the absence of external applied force. In this paper we examine mathematically the motion of a small object or lizard on an arbitrary curved surface. Particularly, we allow the lizard’s shape to undergo a cyclic deformation due exclusively to internal forces, so that the total linear momentum is conserved. In addition to the fact that the deformation produces a swimming event, we prove -under fairly simplifying assumptions- that such a translation is somewhat directly proportional to the Gauss curvature of the surface at the point where the lizard lies.

Resumen El paradigma newtoniano de la mecánica establece que, en un sistema de referencia inercial, un cuerpo permanece en reposo o se mueve uniformemente en una recta, a menos que una fuerza externa actúe sobre él. Esta afirmación crucial falla cuando los conceptos clásicos de espacio, tiempo y medición son inadecuados. Si, por ejemplo, el espacio no es euclidiano, el cuerpo podría abandonar el reposo en ausencia de fuerza externa aplicada. En este artículo examinamos matemáticamente el movimiento de un pequeño objeto o lagartija en una superficie curva cualquiera. En particular, permitimos que la forma del lagarto sufra una deformación cíclica debida exclusivamente a fuerzas internas, de modo que la cantidad de movimiento lineal se conserva. Además del fenómeno de traslación o natación, probamos -bajo ciertas suposiciones simplificadoras- que dicha traslación es directamente proporcional a la curvatura gaussiana de la superficie en el punto donde yace la lagartija.

Resumo O paradigma Newtoniano da mecânica prevé que, em um referencial inercial (Galileano), um corpo está parado ou se movimentando em linha reta e com velocidade constante, a menos que uma força externa atue sobre ele. Essa declaração crucial falha quando os conceitos clássicos de espaço, tempo e medição são inadequados. Se, por exemplo, o espaço não é euclidiano, o corpo pode sair do repouso sem ser impelido por uma força externa. Neste artigo, examinamos matematicamente o movimento de um pequeno objeto (lagartixa) em qualquer superficie curva. Em particular, permitimos que a forma da lagartixa sofra uma deformação causada exclusivamente por forças internas, de modo que o momento linear seja conservado. Além do fenômeno da translação ou da natação, provamos -sob certos pressupostos simplificadores- que a translação efetiva é diretamente proporcional à curvatura Gaussiana da superfície.