Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales

Generation of the outer membrane potential in mitochondria by the VDAC-glycerol kinase complexes and its possible metabolic role

Abstract Mitochondrial outer membrane plays a crucial role in the regulation of energy metabolism in aerobic cells, controlling the exchange of various charged metabolites and inorganic ions through its voltage-dependent anion channels (VDACs). Several possible mechanisms of generation of the outer membrane potential (OMP) have been proposed. One of them, the VDAC-hexokinase (VDAC-HK) mechanism, explained the Warburg and Crabtree effects as a result of an electrical suppression of mitochondria by the metabolically dependent OMP. This work proposes a new VDAC-glycerol kinase (VDAC-GK) mechanism for OMP generation, taking into account that glycerol kinase competes with hexokinase for the same binding site on VDAC. The computational model developed demonstrated the possibility of OMP generation. The OMP magnitude predicted by the model depends on the intracellular concentrations of glycerol and glycerol-3-phosphate. According to the thermodynamic analysis, a relatively high positive OMP should accelerate the oxidation of external glycerol-3-phosphate by the glycerol-3-phosphate dehydrogenase (GPD2) localized on the outer side of the mitochondrial inner membrane. The possible physiological and pathophysiological roles of generated OMP in cell metabolism regulation through the "electrical crossroad" of lipid metabolism, glycolysis, and oxidative phosphorylation are subjects for future experimental study.

Resumen La membrana mitocondrial externa desempeña un papel crucial en la regulación del metabolismo energético en las células aeróbicas al controlar el intercambio de diversos metabolitos cargados e iones inorgánicos a través de sus canales aniónicos dependientes de voltaje (voltage-dependent anion channels, VDAC). Se han propuesto diversos mecanismos para la generación del potencial de membrana externa (OMP). Uno de ellos, el mecanismo VDAC-hexoquinasa (VDAC-HK), permitió explicar los efectos Warburg y Crabtree como resultado de una supresión eléctrica de las mitocondrias por el OMP dependiente del metabolismo. Se propone aquí un nuevo mecanismo, el VDAC-glicerol quinasa (VDAC-GK), para la generación del OMP, considerando que la glicerol quinasa compite con la hexoquinasa por el mismo sitio de unión en los VDAC. El modelo computacional desarrollado demostró la posibilidad de generar el OMP. La magnitud del OMP predicha por el modelo depende de las concentraciones intracelulares de glicerol y glicerol-3-fosfato. Según el análisis termodinâmico, un OMP positivo relativamente alto, generado por los complejos VDAC-GK, debería acelerar la oxidación del glicerol-3-fosfato externo por acción de la glicerol-3-fosfato deshidrogenasa (GPD2), localizada en el lado externo de la membrana mitocondrial interna. Las posibles funciones fisiológicas y fisiopatológicas del OMP generado en la regulación del metabolismo celular a través de la «encrucijada eléctrica» del metabolismo lipídico, la glucolisis y la fosforilación oxidativa, constituyen temas para futuros estudios experimentales.

In silico analysis of the potential of Bacillus subtilis CW14 and Propionibacterium freudenreichii ITG P9 probiotics as modulators in the microbiota-gut-brain axis pathologies

Abstract Gut microbiota comprises more than 100 trillion microorganisms and plays critical roles in immunity, metabolism, and homeostasis. Its imbalance (dysbiosis) has been associated with gastrointestinal, metabolic, autoimmune, and neurological disorders. On the other hand, probiotics are live microorganisms with beneficial effects that have emerged as a promising therapeutic strategy. Here, we analyzed the impact of Bacillus subtilis CW14 and Propionibacterium freudenreichii ITG P9 probiotics on intestinal epithelial cells from the Caco-2 and HT-29 cell lines, respectively. Using an integrative approach based on bioinformatics tools, we examined differentially expressed genes and protein-protein interactions (PPIs) to establish the impact of these probiotics on gene modulation and their relationship with various human pathologies. The results showed specific effects for each probiotic: B. subtilis CW14 primarily modulated a coordinated and controlled immune response involving chemokines and inflammatory factors, while P. freudenreichii ITG P9 elicited a transcriptional response characterized by the modulation of genes associated with cell cycle control and stress. The pleiotropic effect of both probiotics on genes linked to metabolic, neurological, and autoimmune diseases was established, with many cases involving the regulation of genes with immunomodulatory, neuroprotective, or antitumor properties. Furthermore, key molecular mechanisms related to immunomodulation emerged from the results, including innate receptors such as TLR and NOD, and signaling pathways like NF-kB and MAPK, which, based on the transcriptomic data, support the relevance of the gut-brain axis connection as a framework for future investigation.

Resumen La microbiota intestinal comprende más de 100 billones de microorganismos y desempeña funciones críticas en la inmunidad, el metabolismo y la homeostasis. Su desequilibrio (disbiosis) se ha asociado con trastornos gastrointestinales, metabólicos, autoinmunes y neurológicos. Por otra parte, los probióticos, microorganismos vivos con efectos beneficiosos, han surgido como una estrategia terapéutica prometedora. Analizamos aquí el impacto de los probióticos Bacillus subtilis CW14 y Propionibacterium freudenreichii ITG P9 en células epiteliales intestinales de las líneas celulares Caco-2 y HT-29, respectivamente. Mediante un enfoque integrador basado en herramientas bioinformáticas, se examinaron genes expresados diferencialmente e interacciones proteína-proteína (IPP) para establecer el impacto de estos probióticos en la modulación génica y su relación con diversas patologías humanas. Los resultados mostraron efectos específicos para cada probiótico: B. subtilis CW14 moduló principalmente una respuesta inmunitaria coordinada y controlada que involucró quimiocinas y factores inflamatorios, en tanto que P. freudenreichii ITG P9 provocó una respuesta transcripcional caracterizada por la modulación de genes asociados al control del ciclo celular y el estrés. Se estableció el efecto pleiotrópico de ambos probióticos en genes vinculados a enfermedades metabólicas, neurológicas y autoinmunes, regulando en muchos casos genes con propiedades inmunomoduladoras, neuroprotectoras o antitumorales. De los resultados emergieron, además, mecanismos moleculares claves relacionados con la inmunomodulación, incluidos receptores innatos como el TLR y el NOD, y vías de señalización como la NF-kB y la MAPK, lo que respalda la relevancia de la conexión del eje intestino-cerebro a partir de los datos transcriptómicos como marco de futuras investigaciones.

Effect of high-energy ball milling on the structural, morphological, and magnetic properties of FeSiBPCu nanocrystalline soft magnetic alloy

Abstract We used high-energy ball milling (HEBM) to produce nanocrystalline powders from a FeSiBPCu soft magnetic alloy. We examined the influence of milling time on the structural evolution, particle morphology, and magnetic properties. Our results show that, under the applied milling conditions, the powders reached a steady state characterized by a narrow particle size distribution. The quantitative X-ray diffraction analysis using the Rietveld method revealed a progressive refinement of the a-Fe(Si) crystallite size from 27.6 to 12.8 nm with increasing milling time. Simultaneously, the high mechanical energy input promoted partial crystallization of the residual amorphous phase, leading to the formation of Fe5B2P and Fe3(B,P) secondary phases. The magnetic measurements performed by vibrating sample magnetometry indicated that these microstructural changes significantly affected the magnetic response, resulting in a reduction of saturation magnetization and an increase in coercivity due to milling-induced defects and severe plastic deformation. Despite the degradation of magnetic softness compared to annealed ribbons, the powders obtained retained a typical soft magnetic behavior and properties comparable to Fe-based nanocrystalline powders used in soft magnetic composite cores. These results demonstrate the potential of mechanically processed FeSiBPCu powders for the fabrication of soft magnetic components with complex geometries.

Resumen Se empleó molienda mecánica de alta energía (HEBM) para producir polvos nanocristalinos a partir de la aleación magnética blanda FeSiBPCu. La influencia del tiempo de molienda sobre la evolución estructural, la morfología de las partículas y las propiedades magnéticas se investigó de manera sistemática. Los resultados muestran que, bajo las condiciones de molienda aplicadas, los polvos alcanzaron un estado estacionario caracterizado por una distribución estrecha del tamaño de la partícula. El análisis cuantitativo de difracción de rayos X mediante el método de Rietveld reveló un refinamiento progresivo del tamaño del cristalito de la fase a-Fe(Si) de 27,6 a 12,8 nm a medida que aumentó el tiempo de molienda. Simultáneamente, la elevada energía mecánica introducida promovió la cristalización parcial de la fase amorfa residual, dando lugar a la formación de las fases secundarias FesB2P y Fe3(B,P). Las mediciones magnéticas mediante magnetometría de muestra vibrante indicaron que estos cambios microestructurales afectaron significativamente la respuesta magnética, resultando en una disminución de la magnetización de saturación y un aumento de la coercitividad debido a los defectos inducidos por la molienda y a una acusada deformación plástica. A pesar del deterioro de la suavidad magnética en comparación con las cintas recocidas, los polvos obtenidos conservaron el comportamiento magnético blando típico y presentaron propiedades comparables a las de polvos nanocristalinos a base de Fe utilizados en núcleos compuestos magnéticos blandos. Estos resultados demuestran el potencial de los polvos FeSiBPCu procesados mecánicamente para la fabricación de componentes magnéticos blandos con geometrías complejas.

Supercells and symmetry-governed Moiré patterns: Generalization for n square and hexagonal lattices

Resumen Los patrones de Moiré surgen al superponer redes periódicas con una rotación o traslación relativa, lo que produce periodicidades emergentes a escalas mayores. Desde el punto de vista matemático, dichos patrones constituyen ejemplos notables de simetrías discretas en el plano, donde la conmensurabilidad entre dos o más redes da lugar a superceldas de orden superior. Aunque el caso de los sistemas bicapa con simetría cuadrada o hexagonal se ha analizado en trabajos previos, no se había establecido de forma sistemática una descripción recursiva general para configuraciones de múltiples capas. En este trabajo presentamos un formalismo basado en ecuaciones en diferencias que permite generar de manera recursiva superceldas de Moiré para un número arbitrario de capas. El método se aplica a redes de Bravais cuadradas y hexagonales, capturando el crecimiento exponencial del área de la supercelda y preservando los ejes de simetría característicos de cada red. Con ejemplos numéricos se ilustra cómo el formalismo proporciona una descripción unificada y compacta de las condiciones de conmensurabilidad, lo que permite calcular propiedades estructurales intrínsecas como la densidad atómica y el área específica en materiales bidimensionales de longitud de enlace fija. Estos resultados subrayan el papel de la simetría discreta en la organización a gran escala de los patrones de Moiré y ofrecen un marco matemático sistemático para su extensión a sistemas multicapa.

Abstract Moiré patterns arise from the superposition of periodic lattices with a relative rotation or translation, producing emergent periodicities at larger scales. From a mathematical perspective, these patterns represent remarkable examples of discrete symmetries in the plane, where the commensurability among two or more lattices gives rise to higher-order supercells. While the case of two-layer systems with square or hexagonal symmetry has been analyzed in previous works, a general recursive description for multilayer configurations has not been systematically established. In this paper, we present a formalism based on difference equations that generates Moiré supercells recursively for an arbitrary number of layers. The method applies to both square and hexagonal Bravais lattices, capturing the exponential growth of the supercell area while preserving the characteristic symmetry axes of each lattice. Numerical examples illustrate how the formalism provides a unified and compact description of commensurability conditions, enabling the calculation of intrinsic structural properties such as atomic density and specific area in two-dimensional materials with fixed bond length. These results highlight the role of discrete symmetry in governing the large-scale organization of Moiré patterns and provide a systematic mathematical framework for their extension to multilayer systems.

Assessing quinoa's resilience to Martian UV radiation through germination and chlorophyll analysis

Abstract As space exploration advances, identifying crops that can withstand extraterrestrial conditions is crucial for establishing sustainable life-support systems. Here, we examined the physiological response of two Chenopodium quinoa materials, Quinoa Real and Amarilla de Maranganí, to simulated Martian ultraviolet (UV) radiation at wavelengths of 180 nm, 250 nm, and 395 nm, compared to a control treatment simulating Earth-like UV (410 nm). Using time-to-event analysis, we found that shorter UV wavelengths (180 nm and 250 nm) significantly accelerated germination, with median germination times nearly three times faster than the control. The Kaplan-Meier and Cox Proportional Hazards models revealed a wavelength-dependent stimulation of germination, with the Amarilla de Maranganí variety consistently showing a better performance. Chlorophyll content index measurements further demonstrated that UV exposure, particularly at 180 nm, enhanced chlorophyll accumulation during early seedling development, suggesting an adaptive photoprotective response. These findings underscore quinoa's resilience in germination and early chlorophyll production under UV-induced stress and support its potential as a candidate crop for Martian agriculture. This work contributes to astrobiological efforts aimed at designing robust agricultural systems capable of supporting long-duration human missions beyond Earth.

Resumen A medida que avanza la exploración espacial, la identificación de cultivos capaces de resistir condiciones extraterrestres resulta crucial para establecer sistemas de soporte vital sostenibles. Se investigó aquí la respuesta fisiológica de dos materiales de Chenopodium quinoa - la quinoa real y la amarilla de Maranganí- a radiación ultravioleta (UV) marciana simulada en longitudes de onda de 180 nm, 250 nm y 395 nm, en comparación con un tratamiento control que simulaba la radiación UV terrestre (410 nm). Mediante un análisis de tiempo hasta el evento, se estableció que las longitudes de onda más cortas (180 nm y 250 nm) aceleraron significativamente la germinación, con tiempos medios casi tres veces menores que el control. Los modelos de Kaplan-Meier y de riesgos proporcionales de Cox revelaron una estimulación de la germinación dependiente de la longitud de onda, siendo la variedad amarilla de Maranganí la que mostró consistentemente un desempeño superior. Las mediciones del índice de contenido de clorofila demostraron, además, que la exposición a UV, en particular a 180 nm, incrementó la acumulación de clorofila durante el desarrollo temprano de las plántulas, lo que sugiere una respuesta fotoprotectora adaptativa. Estos hallazgos resaltan la resiliencia de la quinua durante la germinación y la producción temprana de clorofila bajo estrés inducido por radiación UV, lo que respalda su potencial como cultivo candidato para la agricultura marciana. Este trabajo contribuye a los esfuerzos astrobiológicos encaminados al diseño de sistemas agrícolas robustos capaces de sostener misiones humanas de larga duración más allá de la Tierra.

Temporal patterns and acoustic structure of anurans in tropical dry forest artificial ponds in northeastern Colombia

Resumen La vocalización es un recurso fundamental de los anuros en sus procesos de territorialidad y apareamiento que varía dentro de la especie y entre especies. Dichas señales se modulan incluso a partir de las vocalizaciones de otras especies y del microclima. En este estudio evaluamos los patrones de actividad vocal y su relación con algunas variables ambientales en tres lagunas artificiales de un fragmento de bosque seco tropical en el nororiente de Colombia. Planteamos que la actividad vocal está estructurada por factores bióticos y abióticos, e hicimos las siguientes predicciones: 1) el solapamiento temporal tiende a ser menor entre especies estrechamente relacionadas; 2) la frecuencia dominante actúa como eje complementario de partición acústica, modulando pero no determinando los patrones de solapamiento, y 3) la actividad vocal depende de umbrales mínimos de temperatura y humedad relativa, con variación de la tolerancia entre especies. Registramos la actividad durante temporadas de alta y baja precipitación mediante monitoreo acústico continuo, analizamos el solapamiento temporal y aplicamos un agrupamiento multivariado incluyendo la temperatura y la humedad. Identificamos 13 especies, de las cuales diez mostraron actividad predominantemente nocturna. En Dendropsophus y Leptodactylus el solapamiento fue bajo, variable entre especies con frecuencias similares. La actividad vocal respondió a umbrales de temperatura (>20 °C) y humedad (>75 %), con rangos microclimáticos específicos para cada especie. Los resultados evidencian la partición temporal y el papel complementario de la frecuencia dominante, lo que confirma nuestras predicciones y resalta el valor del monitoreo acústico para comprender la coexistencia y la estructuración comunitaria en ambientes artificiales del bosque seco tropical.

Abstract Vocalization is a fundamental resource for anurans in processes such as territoriality and mating, with intra- and interspecific variation. These signals are modulated by the calls of other species and by the microclimate. In this study, we evaluated vocal activity patterns and their relationship with environmental variables in three artificial ponds in a fragment of tropical dry forest in northeastern Colombia. We propose that biotic and abiotic factors structure vocal activity; we predict that: 1) temporal overlap will tend to be lower between closely related species; 2) dominant frequency will act as a complementary axis of acoustic partitioning, modulating but not determining overlap patterns, and 3) vocal activity will depend on minimum thresholds of temperature and relative humidity, with variation in tolerance among species. We recorded activity during high- and low-precipitation seasons through continuous acoustic monitoring; we analyzed temporal overlap and applied multivariate clustering with temperature and humidity. We identified 13 species, ten of which showed predominantly nocturnal activity. In Dendropsophus and Leptodactylus, overlap was low, while among species with similar frequencies, it was variable. Vocal activity responded to temperature (>20 °C) and humidity (>75%) thresholds, with specific microclimatic ranges for each species. The results show temporal partitioning and a complementary role of dominant frequency, supporting our predictions and highlighting the value of acoustic monitoring for understanding coexistence and community structure in tropical dry forest artificial environments.

Challenges for the conservation and knowledge of primates in the department of Tolima, Colombia

Resumen Los primates cumplen funciones ecológicas claves, como la dispersión de semillas, el reciclaje de nutrientes y el monitoreo ambiental. Sin embargo, cerca del 66 % de las especies está amenazado a nivel mundial. En Colombia se han registrado 38 especies de primates, nueve de ellas endémicas, lo que sitúa al país como el tercero más diverso en primates de América Latina. Más de la mitad de estas especies se encuentra actualmente en alguna categoría de amenaza. El conocimiento científico sobre este grupo presenta sesgos geográficos y taxonómicos debido a la inaccesibilidad geográfica de varias regiones y la impuesta por el conflicto armado. En ese contexto, nuestro objetivo fue analizar, identificar y establecer el estado del conocimiento y la distribución espacial de los primates en el Tolima. Se registraron siete especies: dos categorizadas como de preocupación menor (Alouatta seniculus y Sapajus apella), tres como vulnerables (Aotus griseimembra, A. lemurinus y Lagothrix lagothricha), y dos en peligro (Cebus versicolor y Oedipomidas leucopus). Los registros se han concentrado en el norte del departamento, evidenciando sesgos de muestreo y autocorrelación espacial. Las áreas prioritarias de conservación se ubican en el occidente y oriente, coincidiendo con zonas de gran biodiversidad y presión por la deforestación. Se resaltó la necesidad de fortalecer la investigación, el monitoreo poblacional y la participación comunitaria mediante ciencia ciudadana. Por último, se recomienda implementar planes de manejo para especies amenazadas y promover estudios interdisciplinarios que integren ecología, genética y conservación para asegurar una gestión efectiva de los primates en el territorio.

Abstract Primates play key ecological roles, including seed dispersal, nutrient recycling, and environmental monitoring. However, about 66% of species are globally threatened. Thirty-eight primate species have been recorded in Colombia, nine of which are endemic, making it the third most diverse country in Latin America. More than half of these species are currently in some category of threat, while the scientific knowledge of this group shows geographic and taxonomic biases influenced by the armed conflict and the inaccessibility of several regions. Here, we analyzed the state of knowledge and spatial distribution of primates in the department of Tolima, a biodiverse region strategically located in central Colombia. We recorded seven species: two categorized as "Least Concern" (Alouatta seniculus and Sapajus apella), three as "Vulnerable" (Aotus griseimembra, A. lemurinus, and Lagothrix lagothricha), and two as "Endangered" (Cebus versicolor and Oedipomidas leucopus). Records concentrated in the northern part of the department, revealing sampling biases and spatial autocorrelation. Priority conservation areas are located in the western and eastern regions of Tolima, which overlap with zones of high biodiversity and strong deforestation pressure. The need to strengthen research, population monitoring, and community participation through citizen science is highlighted. We recommend implementing management plans for threatened species and promoting interdisciplinary studies integrating ecology, genetics, and conservation to achieve effective management of primates within the territory.

Natural diet and efficiency of baits for the capture of Macrobrachium amazonicum (Decapoda, Palaemonidae) in the lower Amazonas River, Brazil

Abstract Macrobrachium amazonicum is a native freshwater shrimp from the northern region of Brazil, widely distributed throughout the Amazon basin, which supports an extensive regional fishery. Here, we assessed its dietary habits in the wild in a prime fishery area for this species in the lower Amazonas River (Pará state, Brazil) and evaluated the relative efficiency of three bait types (cooked rice, canned sardines, and babassu fruit meal) for both its quantitative and qualitative capture yield. Stomach contents were analyzed using occurrence frequency, the point method, and the food index. We identified four food categories: fine particulate organic matter (FPOM), coarse particulate organic matter (CPOM), particulate plant matter (PPM), and identified plant matter (INV) (leaves, root remains, and invertebrates). According to the frequency of occurrence and the point method, fine particulate organic matter (FPOM) was the most important food category (88%). In the bait attractiveness test, the average number of shrimps and total biomass captured varied significantly among treatments, with babassu flour being the most attractive. Our results indicate that M. amazonicum is omnivorous and an opportunistic generalist shrimp, and that among the three baits tested, babassu meal likely renders higher yields.

Resumen Macrobrachium amazonicum es un camarón de agua dulce nativo, con amplia distribución en toda la cuenca amazónica, que constituye el sostén de una importante pesquería regional. Evaluamos los hábitos alimentarios de M. amazonicum en estado silvestre en una de las principales zonas de pesca de esta especie en el bajo río Amazonas (estado de Pará, Brasil), y analizamos la eficiencia relativa de tres tipos de cebos (arroz cocido, sardinas enlatadas y harina de fruto de babasú) en el rendimiento cuantitativo y cualitativo de la captura. El contenido estomacal se examinó detrminando la frecuencia de ocurrencia y utilizando el método de puntos y el índice alimentario. Se detectaron cuatro categorías de alimento: materia orgánica particulada fina (MOPF), materia orgánica particulada gruesa (MOPG), materia vegetal particulada (MVP) y materia vegetal identificada (INV) (hojas, restos de raíces e invertebrados). Según la frecuencia de ocurrencia y el método de puntos, la materia orgánica particulada fina (MOPF) fue la categoría alimentaria más importante (88 %). En el ensayo de atracción de cebos, el número promedio de camarones y la biomasa total capturada variaron significativamente entre los tratamientos, siendo la harina de babasú la de mayor atractivo. Nuestros resultados indican que M. amazonicum es omnívoro y un generalista oportunista, y que, de los tres cebos evaluados, la harina de babasú probablemente proporcione mayores rendimientos de captura.

Identification of plant-parasitic nematodes in Musa AAB (Plantain subgroup) 'Hartón' crops in Puerto Salgar, Cundinamarca, Colombia

Resumen En Colombia el plátano es un alimento básico de la canasta familiar debido a su calidad alimenticia como fuente de carbohidratos y su precio asequible. El consumo per cápita es de 72 kg/persona/año y los cultivos ocupan 438.051 ha, con una producción de 4'724.031 t y un rendimiento de 10,53 ton/ ha. El objetivo de este estudio fue cuantificar e identificar los nematodos fitoparásitos que afectan los cultivos de Musa AAB 'Hartón' en Puerto Salgar, Cundinamarca, Colombia. En 20 fincas se recolectaron muestras compuestas de 2 kg de raíces y 3 kg de suelo al frente del hijo de sucesión de plantas recién florecidas. En una hectárea de cada finca, se recolectó una muestra conformada de diez submuestras; la unidad de muestreo fue la planta de plátano y se utilizó un patrón de muestreo aleatorio. La extracción de nematodos se hizo en el laboratorio de nematología de la Universidad de Caldas mediante el método de licuado, centrifugación y flotación en azúcar. Se identificaron seis géneros de fitonematodos: Pratylenchus, Helicotylenchus, Meloidogyne, Tylenchus, Dorylaimus y Criconemoides. El género Pratylenchus predominó en las muestras de suelo y de raíces, con una frecuencia poblacional de 85 % y poblaciones máximas de 24.796 individuos/100 g de raíces, seguido de Helicotylenchus y Meloidogyne, con una frecuencia poblacional de 50 y 40 % y poblaciones máximas de 7.670 y 10.451 individuos/100 g de raíces, respectivamente. Se encontró que las raíces no eran funcionales entre 40 y 87 % de las muestras y presentaban síntomas típicos de daños en el cilindro cortical, coloración rojiza, necrosis y agallas, ocasionadas por los géneros identificados. Las poblaciones de nematodos fitoparásitos y el porcentaje de raíces no funcionales por muestra tuvieron una correlación positiva de Pearson de 0,68. Esta es la primera identificación de nematodos fitoparásitos en cultivos de Musa AAB (subgrupo plátano) 'Hartón' en el municipio de Puerto Salgar, lo cual es esencial para establecer estrategias de manejo integrado de fitonematodos y reducir las pérdidas en el rendimiento del cultivo.

Abstract Plantain is a staple food in Colombia, with a per capita consumption of 72 kg/year. The crop covers 438,051 ha, producing 4.61 million tons and yielding 10.53 t/ha. In this study, we aimed to quantify and identify the plant-parasitic nematodes associated with Musa AAB 'Hartón' in Puerto Salgar, Cundinamarca, Colombia. Composite samples of 2 kg of roots and 3 kg of soil were collected from succession suckers of recently flowered plants in 20 farms (one sample per hectare, each comprising 10 subsamples). The nematodes were extracted in the Nematology Laboratory of Universidad de Caldas using the blending-centrifugation-sugar flotation method. We identified six plant-parasitic nematode genera: Pratylenchus, Helicotylenchus, Meloidogyne, Tylenchus, Dorylaimus, and Criconemoides. Pratylenchus was predominant in both soil and root samples, with a population frequency of 85% and maximum densities of 24,796 individuals/100 g of roots, followed by Helicotylenchus (50%; 7,670 individuals/100 g of roots) and Meloidogyne (40%; 10,451 individuals/100 g of roots). Root dysfunction ranged from 40% to 87%, characterized by cortical cylinder damage, reddish discoloration, necrosis, and gall formation caused by these genera. Nematode populations were positively correlated with the percentage of non-functional roots (Pearson's r = 0.68). This study constitutes the first report of plant-parasitic nematodes associated with Musa AAB (plantain subgroup) 'Hartón' in the municipality of Puerto Salgar. It provides a baseline for developing integrated nematode management strategies to mitigate yield losses.

The effect of researcher expertise and local knowledge on sampling representativeness and epiphyte diversity at Parque Natural Regional El Vínculo-Buga

Resumen Nuestro estudio evaluó cómo la experiencia del investigador y los saberes comunitarios influyen en la representatividad y la diversidad del muestreo de epífitas. Se empleó una metodología mixta: en el componente cuantitativo se compararon estadísticamente los registros de epífitas vasculares y no vasculares de tres investigadores del PNR El Vínculo con distintos niveles de experiencia (experto, intermedio e inexperto), utilizando un modelo lineal generalizado (GLM) para las diversidades alfa y gamma; en el componente cualitativo se entrevistó a seis habitantes locales para determinar su nivel de conocimiento ecológico y de las especies de epífitas. Los resultados evidenciaron que la experiencia del investigador influyó en la representatividad del muestreo, especialmente de líquenes, pues el nivel de experto registró mayor riqueza y diversidad, en tanto que los investigadores con menos experiencia tendieron a sobreestimar los briófitos, posiblemente por confundirlos con los líquenes. En el muestreo de epífitas vasculares no hubo diferencias significativas. Las curvas de acumulación y rarefacción confirmaron estos patrones. En cuanto al análisis cualitativo, se destacó el conocimiento detallado de los habitantes locales sobre las epífitas, así como las transformaciones ecológicas del territorio. Además, se estableció el potencial de los jardines domésticos como espacios informales de conservación, con especies no registradas en los muestreos. Estos hallazgos subrayan la necesidad de integrar la experiencia científica y el conocimiento local en los lineamientos metodológicos para una representación más precisa de la biodiversidad de epífitas, especialmente de las no vasculares.

Abstract Our study evaluated how researchers' experience and community knowledge influence the representativeness and diversity of epiphyte sampling. We used a mixed methodology. For the quantitative component, we made a statistical comparison of vascular and non-vascular epiphyte records from three researchers with different levels of expertise (expert, intermediate, and inexperienced) at PNR El Vínculo. For the qualitative component, we interviewed six local inhabitants and analyzed their responses to identify ecological knowledge and conservation practices. The results showed that researchers' expertise influenced sampling representativeness, especially for lichens, with the expertlevel researcher recording greater richness and diversity. The less experienced researchers tended to overestimate bryophytes, possibly due to confusion with lichens. No significant differences were found for vascular epiphytes. Accumulation and rarefaction curves confirmed these patterns. From a qualitative perspective, detailed local knowledge about epiphytes and ecological transformations in the area was highlighted. Furthermore, the potential of domestic gardens as informal conservation spaces was identified, with species not recorded in technical surveys. These findings underscore the need to integrate scientific expertise and local knowledge into methodological guidelines for a better representation of epiphyte biodiversity, especially nonvascular species.

Response of phytoperiphytic algal assemblages to the introduction of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) in Andean streams

Resumen En los ecosistemas dulceacuícolas, la introducción de especies exóticas se convierte en un problema a largo plazo, pues altera el flujo de materia y energía en las comunidades bióticas. Los efectos de los organismos introducidos en los ecosistemas acuáticos dependen de la magnitud de las interacciones que suceden entre las especies nativas y las introducidas. Dichas interacciones son complejas y poco se han estudiado en la región andina colombiana. Por tal razón, en el presente estudio se analizaron las variaciones en el ensamblaje de la comunidad de algas fitoperifíticas en quebradas con y sin la presencia de Oncorhynchus mykiss (trucha arcoíris) y bajo diferentes tipos de cobertura vegetal (bosques frente a pastos y cultivos). Se registró una densidad total de 119.600 organismos/ cm3 distribuidos en cuatro filos, seis clases, 22 órdenes, 31 familias y 41 géneros. Se evaluaron cuatro tratamientos, de los cuales los tratamientos tres y cuatro registraron las mayores densidades de perifiton. La división Bacillariophyta se encontró en los cuatro tratamientos evaluados. No se evidenciaron diferencias significativas entre los tratamientos frente a la presencia de trucha arcoíris en las quebradas. El presente estudio presenta información base sobre la influencia de la introducción de O. mykiss en la comunidad de algas fitoperifíticas en quebradas andinas.

Abstract In freshwater ecosystems, introducing exotic species has been a long-term problem, altering the flow of matter and energy in biotic communities. The effects of introduced organisms on aquatic ecosystems depend on the magnitude of the interactions between native and introduced species. Such interactions are complex and have been little studied in the Colombian Andean region. In this context, our study analyzed variations in the assembly of phytoperiphytic algal communities in streams with and without Oncorhynchus mykiss (rainbow trout) and under different types of vegetation cover (forests versus pastures and crops). A total density of 119,600 organisms/cm3 was recorded, distributed across four phyla, six classes, 22 orders, 31 families, and 41 genera. Of the four treatments evaluated, treatments three and four recorded the highest periphyton densities, with the Bacillariophyta division being the most present in all four treatments evaluated. No significant differences were found between treatments regarding the presence of rainbow trout in the streams. This study presents baseline information on the influence of the introduction of O. mykiss on the phytoperiphytic algal community in Andean streams.

First record of Passiflora smilacifolia J.M.MacDougal (Passifloraceae: Decaloba: Decaloba) for Colombia

Resumen Con más de 181 especies en Colombia, Passiflora (Passifloraceae) es uno de los géneros ornamentales más ricos del Neotrópico. En este estudio documentamos la expansión de la distribución nororiental de Passiflora smilacifolia con dos registros confirmados en las selvas húmedas de los municipios de Belén de los Andaquíes, Caquetá, y La Macarena, Meta. Hicimos una descripción morfológica detallada y aportampos imágenes de alta resolución, atributos ecológicos clave y un mapa de distribución actualizado para esta especie que previamente solo se conocía de Ecuador. Realizamos un contraste morfológico con Passiflora cuspidifolia para resolver confusiones de identificación. Dada la limitada información disponible sobre el estado de conservación de P. smilacifolia y la alta susceptibilidad de su hábitat a amenazas como la agricultura y la extracción ilegal de flora y fauna, sugerimos formalmente su inclusión en la Lista Roja de la UICN bajo la categoría de Datos Insuficientes (DD).

Abstract With over 181 species in Colombia, Passiflora (Passifloraceae) is one of the richest ornamental genera in the Neotropics. In this study, we documented the north-eastern range expansion of Passiflora smilacifolia, with two confirmed records in the humid rainforests of the municipalities of Belén de los Andaquíes (Caquetá) and La Macarena (Meta). We provide a detailed morphological description, high-resolution images, key ecological attributes, and an updated distribution map for this species, which was previously only known to occur in Ecuador. A morphological comparison with Passiflora cuspidifolia is presented to resolve identification confusion. Given the limited information available regarding the conservation status of P. smilacifolia and the high susceptibility of its habitat to threats such as agriculture and the illegal extraction of flora and fauna, we formally suggest its inclusion in the IUCN Red List under the category of Data Deficient (DD).

Diet and incidental consumption of microplastics in catfish from Tumaco Bay, Colombian Pacific

Resumen Los ariidos son organismos que se emplean como modelo de estudio porque habitan en todos los mares tropicales y subtropicales del mundo, y en aguas costeras continentales, así como en cuencas bajas de ríos costeros y estuarios marinos. En este estudio nuestro objetivo fue evaluar la influencia de la dinámica ambiental en la variación de la dieta y el consumo incidental de microplásticos en bagres comerciales en la bahía de Tumaco, Pacífico colombiano. El muestreo se realizó en cuatro estaciones agrupadas en dos zonas; la externa (mayor influencia marina) y la interna (mayor presión antrópica) de la bahía de Tumaco, Pacífico colombiano; se tomaron muestras en época de lluvia (enero-junio) y época seca (julio-septiembre). Se usaron tres artes de pesca por estación (red de arrastre, trasmallo y línea de anzuelos) y se midieron in situ pH, temperatura, salinidad, conductividad, sólidos disueltos, oxígeno disuelto y transparencia. En el laboratorio se examinaron 409 estómagos de Ariidae pertenecientes a 13 especies, de las cuales se analizaron las cuatro de mayor importancia comercial y con más individuos capturados (Ariopsis simonsi, Bagre pinnimaculatus, Notarius troschelli y Cathorops multiradiatus). El contenido estomacal se clasificó en seis categorías (crustáceos, peces, anélidos, moluscos, detritos y microplásticos). Se encontró que B. pinnimaculatus y A. simonsi se caracterizaron por el consumo de crustáceos como presa de gran importancia según el índice de importancia relativa (IIR 40-100 %), y de mayor significación en el estuario externo, donde se presentaron altos valores de salinidad, pH, oxígeno disuelto y mayor transparencia. Además, en el contenido estomacal de alrededor del 25 % de los individuos evaluados había microplásticos (fibras o fragmentos), siendo B. pinnimaculatus el de mayor consumo incidental de estos (47 %). Se pudo concluir que los hábitos tróficos de los peces de la familia Ariidae exhiben un comportamiento trófico generalista, lo que les permite aprovechar eficientemente las presas disponibles en su hábitat. Las variaciones espaciotemporales de las variables ambientales sí afectan la disponibilidad de presas, como en las especies N. troschelli, A. simonsi y B. pinnimaculatus, que tuvieron mayor consumo incidental de microplásticos en el estuario externo, donde las variables ambientales están asociadas a una mayor abundancia y riqueza de macroinvertebrados y estos contaminantes se enmascaran, lo que causa su ingestión incidental.

Abstract Ariid catfishes are model study organisms because they inhabit all tropical and subtropical seas worldwide, occurring in continental coastal waters as well as lower basins of coastal rivers and marine estuaries. The present study aimed to evaluate the influence of environmental dynamics on dietary variation and the incidental ingestion of microplastics (MPs) by commercial catfish in Tumaco Bay, Colombian Pacific. Sampling was conducted at four stations grouped into two zones: the external zone (greater marine influence) and the internal zone (greater anthropogenic pressure) of the Bay. Samples were collected during the rainy season (January-June) and the dry season (July-September). Three types of fishing gear were used per station (trawl net, gillnet, and longline), and several parameters were measured in situ: pH, temperature, salinity, conductivity, total dissolved solids, dissolved oxygen, and transparency. In the laboratory, 409 stomachs belonging to 13 species were examined, of which the four most commercially important species with the highest capture numbers were analyzed (Ariopsis simonsi, Bagre pinnimaculatus, Notarius troschelli, and Cathorops multiradiatus). Stomach contents were classified into six categories: crustaceans, fish, annelids, mollusks, detritus, and MPs. The main results showed that B. pinnimaculatus and A. simonsi are characterized by the ingestion of crustaceans as high-importance prey according to the Index of Relative Importance (IRI 40-100%), with greater significance in the external estuary, where high values of salinity, pH, dissolved oxygen, and greater transparency were present. Additionally, approximately 25% of the total individuals evaluated had MPs in their stomach contents (fibers or fragments), with B. pinnimaculatus showing the highest MP incidental ingestion (47%). We concluded that the trophic habits of fish in the family Ariidae (catfish) were generalist, allowing them to efficiently exploit the prey available in their habitat. Spatiotemporal variations in environmental variables do affect prey availability; for instance, N. troschelli, A. simonsi, and B. pinnimaculatus had a higher incidental MP ingestion in the external estuary, where environmental variables (salinity, dissolved oxygen, and transparency) are associated with a greater abundance and richness of macroinvertebrates, and MPs are masked, leading to the incidental ingestion of these pollutants.

Composition and diversity of caddisflies (Insecta: Trichoptera) in the Colombian Andean-Amazonian region

Resumen El orden Trichoptera es un grupo de interés ecológico por su diversidad y sensibilidad ambiental. Se analiza aquí su composición, su diversidad taxonómica, y su relación con componentes del paisaje fluvial (oxígeno disuelto, sustrato, pH, cobertura vegetal, etc.) en la región andino-amazónica colombiana. Se establecieron 30 estaciones de muestreo en tres regiones de interés (Andes, Transición y Amazonas), donde se hicieron campañas de recolección entre el 2021 y el 2022. Se estimó la diversidad alfa (números de Hill) y beta (variación balanceada en abundancia, gradiente de abundancia), y se describieron sus patrones en las regiones. Además, se hicieron análisis multivariados (PCoA, PERMANOVA, RDA, dbRDA), asociando la estructura comunitaria con variables ambientales, y se aplicó el método del valor indicador (IndVal) por región. Se registraron 22 géneros, predominantemente de las familias Leptoceridae e Hidroptilidae y los géneros Smicridea y Leptonema, así como ocho taxones indicadores de las regiones. La región de los Andes se destacó en los números de Hill, y la variación balanceada fue el componente sobresaliente en la diversidad beta. Mediante el análisis PCoA, con un 56,37 % de la variación explicada, se diferenciaron dos grupos significativos, separando las regiones de Andes y Transición de la de Amazonas, lo cual se validó con un valor F en el PERMANOVA de 8,139 (p = 0,001). La altitud, el sustrato de origen vegetal (O.Veg) y el pH fueron los componentes ambientales significativos en los modelos RDA y dbRDA. Estos hallazgos indican que la región andino-amazónica alberga una composición taxonómica importante, con un recambio de géneros asociado a las condiciones ambientales a lo largo del gradiente ambiental.

Abstract The order Trichoptera has a high ecological interest due to its diversity and environmental sensitivity. Our study examines its taxonomic composition and diversity and assesses its members' relationships with riverscape components (dissolved oxygen, substrate, pH, riparian vegetation cover, etc.) across the Colombian Andean-Amazonian region. We established 30 sampling sites in three focal regions (Andes, Transition, and Amazon) and conducted field surveys during 2021-2022. Alpha diversity (Hill numbers) and beta diversity (balanced variation in abundance and abundance gradient) were estimated to describe patterns among regions. We further applied multivariate analyses (PCoA, PERMANOVA, RDA, and dbRDA) to relate community structure to environmental variables, along with an indicator value (IndVal) analysis by region. We recorded 22 genera, with Leptoceridae and Hydroptilidae as the predominant families; Smicridea and Leptonema were particularly representative, and eight regional indicator taxa were identified. The Andean region showed the highest Hill numbers, and balanced variation was the dominant component of beta diversity. The PCoA explained 56.37% of the variation and distinguished two significant groups, separating the Andes and Transition regions from the Amazon, as supported by PERMANOVA (F = 8.139; p = 0.001). Altitude, plant-derived substrate (O.Veg), and pH were significant predictors in the RDA and dbRDA models. Overall, these findings indicate that the Andean-Amazonian region harbors a distinctive taxonomic assemblage, with pronounced genus turnover associated with environmental conditions along the riverscape gradient.

Two new species of Besleria (Gesneriaceae) from the Department of Santander, Eastern Cordillera of the Colombian Andes

Abstract Here, we describe and illustrate two new species of the genus Besleria (Gesneriaceae), Besleria bella sp. nov. and Besleria obconica sp. nov., from premontane forests of the Serranía de Los Yariguíes in the Magdalena Medio region of the Department of Santander, Colombia. We include detailed morphological descriptions of both species and provide comparative discussions of their differences with morphologically similar species. We also make preliminary conservation assessments following IUCN criteria.

Resumen Se describen e ilustran dos nuevas especies del género Besleria (Gesneriaceae): Besleria bella sp. nov. y Besleria obconica sp. nov., provenientes de bosques premontanos de la Serranía de Los Yariguíes, en el Magdalena Medio del departamento de Santander, Colombia. Asimismo, se hacen descripciones morfológicas detalladas de ambas especies y se comparan sus diferencias con las especies morfológicamente similares. Por último, se presentan evaluaciones preliminares de conservación según los criterios de la UICN.

El rastro del pasado: el gasterópodo marino invasor Eualetes tulipa (Mollusca: Vermetidae) en el Caribe colombiano

Resumen Se registra por primera vez la presencia del caracol vermétido Eualetes tulipa (Rousseau, 1843) en el Caribe colombiano. Se trata del segundo caso documentado de un gasterópodo marino invasor en la región. La especie se observó en aguas someras, tanto en sustratos artificiales como naturales. Su identificación se confirmó mediante análisis morfológicos (rádula, opérculo y concha), técnicas moleculares (código de barras de ADN) y registros históricos. La evidencia reciente de su presencia en el Caribe colombiano incluye fotografías de campo que datan de 2016 en Isla Arena (departamento de Bolívar) y Puerto Velero y sus alrededores (departamento del Atlántico). Sin embargo, la invasión probablemente comenzó antes, con conchas documentadas en 1988 más al norte, en una nave hundida en El Rodadero, Santa Marta (departamento del Magdalena), fecha ésta cercana al primer registro documentado de la especie en el mar Caribe en 1992 (Venezuela). El impacto ecológico de E. tulipa en el Caribe colombiano es aún desconocido. Dada la similitud genética entre especímenes del Caribe colombiano y de Hawái, nuestro hallazgo sugiere una probable introducción transoceánica, posiblemente facilitada por el transporte marítimo. Considerando el alto tráfico marítimo entre el Pacífico y el Caribe a través del Canal de Panamá, se subraya la importancia del monitoreo y la gestión de E. tulipa como especie invasora. Su continua propagación representa una amenaza significativa para la biodiversidad nativa en Colombia y en toda la región del Caribe, particularmente en zonas que carecen de regulaciones contra la bioincrustación o protocolos de detección temprana.

Abstract The vermetid gastropod Eualetes tulipa (Rousseau, 1843) is recorded for the first time in the Colombian Caribbean. It is the second documented case of an invasive marine gastropod in the region. The species was observed in shallow waters on both artificial and natural substrates. Its identification was confirmed through morphological analysis (radula, operculum, and shell), molecular techniques (DNA barcoding), and historical records. Recent evidence of its presence in the Colombian Caribbean includes field photographs taken in 2016 at Isla Arena (Department of Bolívar) and Puerto Velero and its surroundings (Department of Atlántico). However, the invasion likely began earlier, with shells documented further northward from a nearby shipwreck at El Rodadero, Santa Marta (Department of Magdalena) as early as 1998. This timing is close to the first documented Caribbean record of the species in 1992 (Venezuela). The ecological impact of E. tulipa in the Colombian Caribbean remains unknown. Given the genetic similarity between the Colombian Caribbean specimens and individuals from Hawaii, our findings suggest a likely transoceanic introduction, potentially facilitated by maritime transport. Considering the extensive connectivity of international shipping routes, particularly those linking the Pacific and the Caribbean through the Panama Canal, it is important to monitor and manage E. tulipa as an invasive species. Its continued spread poses a significant threat to native biodiversity in Colombia and across the Caribbean region, especially in areas lacking biofouling regulations or early detection protocols.

Technology for obtaining potassium titanate by ilmenite alkaline leaching with potassium hydroxide

Abstract Among other uses, potassium titanate enhances materials' heat resistance in the ceramic industry, acts as a dielectric and component of piezoelectric devices in electronics, and facilitates the production of catalytic materials. Here, we used ilmenite concentrate (96%) from the Irshansky deposit in Ukraine's Zhytomyr region, characterized by a high TiO2 content, as a promising raw material for synthesizing potassium titanate. We aimed to synthesize potassium titanate (K2TiO3) via alkaline leaching of ilmenite and to determine the optimal process conditions for achieving a high degree of titanium(IV) extraction. The methodology included alkaline leaching under controlled temperature, time, particle size, and FeTiO3:KOH molar ratio, followed by phase and morphological characterization of the product obtained. The experimental results showed that the optimal leaching conditions include an ilmenite particle size of ≤ 71 μm, a FeTiO3:KOH molar ratio of 1:2, a temperature of 453 K, and a leaching duration of 3 h, providing a titanium(IV) extraction degree of 86.7%. Further increases in temperature or alkali content resulted in only a slight increase in extraction efficiency (up to 89.7%), which was deemed economically unfeasible. The high efficiency of the process was attributed to an increased reaction surface area, optimal thermal conditions, and favorable thermodynamic parameters. A technological scheme for the potential industrial production of potassium titanate is proposed based on these results, with prospects for reduced energy consumption, improved environmental safety, and minimal raw material losses.

Resumen Entre otros usos, el titanato de potasio mejora la resistencia térmica de los materiales en la industria cerámica, actúa como dieléctrico y componente de dispositivos piezoeléctricos en electrónica, y facilita la producción de materiales catalíticos. En este estudio, utilizamos concentrado de ilmenita (96%) del yacimiento de Irshansky en la región de Zhytomyr, Ucrania, caracterizado por un alto contenido de TiO2, como materia prima prometedora para la síntesis de titanato de potasio. Nuestro objetivo fue sintetizar titanato de potasio (K2TiO3) mediante la lixiviación alcalina de ilmenita y determinar las condiciones óptimas del proceso para lograr una alta extracción de titanio(IV). La metodología incluyó la lixiviación alcalina en condiciones controladas de temperatura, tiempo, tamaño de partícula y relación molar FeTiO3:KOH, seguida de la caracterización morfológica y de fase del producto obtenido. Los resultados experimentales mostraron que las condiciones óptimas de lixiviación incluyen un tamaño de partícula de ilmenita ≤ 71 μm, una relación molar FeTiO3:KOH de 1:2, una temperatura de 453 K y una duración de lixiviación de 3 h, lo que resulta en un grado de extracción de titanio(IV) del 86,7 %. Un aumento adicional de la temperatura o del contenido de álcali solo produjo un ligero incremento en la eficiencia de extracción (hasta un 89,7%), lo que se consideró económicamente inviable. La gran eficiencia del proceso se atribuyó a una mayor superficie de reacción, condiciones térmicas óptimas y parámetros termodinámicos favorables. Con base en estos resultados, se propone un esquema tecnológico para la posible producción industrial de titanato de potasio, con perspectivas de reducción del consumo energético, mejora de la seguridad ambiental y mínimas pérdidas de materia prima.

Morphometric classification of lunar domes using unsupervised clustering and orthogonal descriptors

Resumen Los domos lunares registran señales de procesos volcánicos y térmicos superficiales y subsuperficiales, por lo que una clasificación morfométrica bien fundada facilita la interpretación de su génesis y aporta claves sobre la evolución térmica de la corteza lunar. En este estudio proponemos una nueva clasificación basada en descriptores morfológicos cuantificables obtenidos a partir de modelos digitales de elevación (digital elevation model, DEMs), parámetros morfométricos y análisis de imágenes. A diferencia de modelos previos, el método no recurre a estimaciones teóricas que pueden introducir incertidumbre en las clasificaciones. Se analizaron 26 domos, que comprenden los 16 domos intrusivos recopilados por Lena et al. (2013) y una selección representativa de 10 domos efusivos. Para la clasificación se emplearon propiedades geométricas (pendiente, altura, diámetro, volumen y área) y descriptores de Jacobi-Fourier (JFD) extraídos de imágenes en escala de grises. Se aplicaron métodos de agrupamiento no supervisado (K-means y Agglomerative Clustering) en la evaluación de 26 combinaciones con distintas complejidades de JFD y números de clústeres. La calidad de los agrupamientos se evaluó mediante índices internos (Silhouette, Calinski-Harabasz y Davies-Bouldin). El mejor resultado se obtuvo con Agglomerative Clustering sobre descriptores JFD 2x2 con k=3, alcanzando métricas internas consistentes (Silhouette = 0,4280; CH = 17,06; DB = 0,8581). Los pares reducidos de momentos JFD (por ejemplo, J(2 2)11 | y |J(2 2)12|) mostraron una gran capacidad de discriminación entre estilos volcánicos. Los agrupamientos reprodujeron parcialmente la clasificación de Lena et al. (2013), pero revelaron subtipos morfológicos intrusivos no considerados previamente, lo que sugiere que la morfometría superficial contiene señales relevantes sobre el modo de emplazamiento. Este enfoque metodológico ofrece una alternativa objetiva y replicable para clasificar geoformas sin depender de modelos teóricos ni de información espectral o composicional, y puede aplicarse a otros cuerpos planetarios o a diferentes formas volcánicas para apoyar estudios comparativos de evolución volcánica y térmica.

Abstract Lunar domes record signals of both surface and subsurface volcanic and thermal processes; therefore, a robust morphometric classification facilitates the interpretation of their genesis and provides insights into the thermal evolution of the lunar crust. Here, we propose a new classification based on quantifiable morphological descriptors derived from digital elevation models (DEMs), morphometric parameters, and image analysis. Unlike previous models, this method does not rely on theoretical estimates that may introduce uncertainty into the classifications. We analyzed 26 domes comprising the 16 intrusive domes compiled by Lena et al (2013) and a representative selection of 10 effusive domes. For the classification, we used geometric properties (slope, height, diameter, volume, and area) and Jacobi-Fourier Descriptors (JFD) extracted from grayscale images. Unsupervised clustering methods (K-means and Agglomerative Clustering) were applied to evaluate 26 combinations with different JFD complexities and numbers of clusters. Cluster quality was assessed using internal indices (Silhouette, Calinski-Harabasz, and Davies-Bouldin). The best result was obtained with Agglomerative Clustering using 2x2 JFD descriptors and k=3, achieving consistent internal metrics (Silhouette = 0.4280; CH = 17.06; DB = 0.8581). Reduced pairs of JFD moments (e.g., |J(22)11 | y J(22)12|) showed strong discriminative power among volcanic styles. The resulting clusters partially reproduced the classification of Lena et al (2013) but revealed intrusive morphological subtypes not previously recognized, suggesting that surface morphometry contains relevant signals regarding emplacement mechanisms. This methodological approach provides an objective and replicable alternative for classifying landforms without relying on theoretical models or spectral/compositional information, and it can be applied to other planetary bodies or volcanic landforms to support volcanic and thermal evolution comparative studies.

Intermediate-depth earthquake diversity: Colombia, a natural laboratory

Resumen Los terremotos profundos (70-700 km) se presentan en unas condiciones de presión y temperatura que, en teoría, no deberían permitir una fractura frágil, sin embargo, son comunes a lo largo de zonas de subducción. Aún no existe consenso sobre el mecanismo que los causa, cuestión que continúa siendo uno de los desafíos de la sismología. Acá presento una revisión de la actividad sísmica y la relocalización de terremotos de profundidad intermedia (TPI; 70-300 km) en Colombia a partir de registros de la red sismológica nacional del Servicio Geológico Colombiano. Los TPI se encuentran a lo largo de dos segmentos, uno al sur (segmento Cauca) y otro al norte (segmento Bucaramanga), separados por aproximadamente 250 km en dirección este-oeste (E-W). En el segmento sur sobresale la presencia de terremotos dentro de la cuña del manto, inusuales a nivel mundial y solo reportados en tres o cuatro zonas de subducción, incluida Colombia. En el segmento norte, los TPI se encuentran fuertemente concentrados en cúmulos separados por regiones con muy poca actividad sísmica, entre los cuales se encuentran el nido de Bucaramanga y el cúmulo de Cucunubá. En este último se ha reportado evidencia de terremotos anti-repetitivos, los cuales solo se habían observado en el nido de Bucaramanga, o en relación con intrusiones de magma. Tales características hacen de Colombia un laboratorio natural ideal para estudiar los TPI.

Abstract Deep earthquakes (70-700 km) occur at pressure and temperature conditions that, in theory, should not allow for brittle failure. However, these earthquakes are commonly observed along subduction zones, and there is no consensus on the mechanism that generates them, which is still an open question in seismology. Here, I review the seismic activity and relocation of intermediate-depth earthquakes (IDE, 70-300 km) in Colombia using waveform data from the Servicio Geológico Colombiano. IDEs are found along two segments separated by about 250 km in the EW direction. In the south segment (the Cauca seismic cluster), I highlight the occurrence of unusual earthquakes in the mantle wedge, which have only been reported in three or four subduction zones, including Colombia. In the north segment (the Bucaramanga seismic nest), IDEs are clustered, separated by regions with little or no seismicity. The Bucaramanga nest (BN) and the Cucunubá cluster are just two examples. In the latter, anti-repeating earthquakes, a type of event only reported in the BN, or associated with magma intrusions, have occurred. Based on these and many other examples, Colombia can be considered an ideal natural laboratory for studying IDEs.

Precursor factors associated with mesoscale convective systems: cases in Northwestern South America

Resumen El noroeste de Suramérica es una región tropical montañosa, delimitada por el mar Caribe y los Andes, con alta vulnerabilidad frente a eventos hidrometeorológicos extremos. En las noches entre junio y agosto es frecuente el desarrollo de sistemas convectivos de mesoescala (SCM) que pueden generar impactos negativos en la región. En este estudio se caracterizaron cuatro eventos de SCM en esta región mediante el uso combinado de datos de estaciones hidrometeorológicas, estimaciones satelitales, reanálisis climático y simulaciones numéricas a escala de convección permitida (CP), utilizando el modelo Weather Research and Forecasting (WRF). Los eventos presentaron núcleos convectivos profundos (>11 km) sobre los piedemontes andinos, que alcanzaron su madurez sobre las planicies del Caribe colombiano. A escala sinóptica se identificaron señales como el paso de ondas del este, zonas de baja presión en la baja troposfera y vientos amazónicos canalizados desde el sur. A mesoescala se evidenciaron patrones de flujos canalizados por los valles del Magdalena y del Cauca (posiblemente vinculados a vientos amazónicos), brisas de mar y tierra extendidas, con características propias de chorros de bajo nivel nocturnos y vientos del noroeste canalizados por la Sierra Nevada de Santa Marta y la cordillera Central. En todos los casos se observó un aumento promedio del 12,6 % en el agua precipitable y una intensificación de la convergencia en la baja troposfera durante las 6 a 8 horas anteriores al desarrollo de los SCM, lo que sugiere que estas escalas temporales pueden ser útiles para la gestión del riesgo. Los resultados destacan el valor del modelo WRF en configuración CP para simular los SCM en entornos tropicales con topografía compleja.

Abstract Northwestern South America (NWSA) is a mountainous tropical region bordered by the Caribbean Sea and the Andes, with high vulnerability to extreme hydrometeorological events. Between June and August, mesoscale convective systems (MCSs) frequently occur during nighttime, producing significant impacts across the region. Here, we characterized four MCS events over the NWSA region using a combination of hydrometeorological station data, satellite-based precipitation estimates, climate reanalysis, and convection-permitting (CP) simulations with the Weather Research and Forecasting (WRF) model. These events exhibited deep convective cores (>11 km) that initiated over the Andean foothills and reached maturity over the Colombian Caribbean lowlands. At a synoptic scale, the main features identified included the passage of easterly waves, the presence of low-pressure systems in the lower troposphere, and Amazonian winds channeled from southern Colombia. At mesoscale, common patterns included low-level flow channeled through the Magdalena-Cauca valleys (possibly linked to Amazonian inflows), extended nocturnal sea-land breezes with low-level jet characteristics, and northwesterly gap winds between the Sierra Nevada de Santa Marta and the Central Andes. In all four cases, a mean increase of up to 12.6% in precipitable water and intensification of low-level wind convergence were observed 6-8 hours before MCS development, suggesting that this time-scale might be relevant to risk management. These results underscore the value of the WRF model in CP configuration for simulating the morphology and dynamics of convective systems in tropical regions with complex terrain.