Actualidades Biológicas

Detección y visualización de módulos para la fauna de mariposas neotropicales a través de la teoría de grafos

La teoría de grafos aporta herramientas metodológicas que permiten describir diferentes tipos de interacciones, y asimismo, describir sus propiedades emergentes, como la conformación de módulos. El objetivo de este estudio fue detectar y visualizar módulos para un grafo construido a partir de la fauna mariposas neotropicales y sus localidades geográficas empleando dos métodos de optimización. Se obtuvo entre siete a ocho módulos según el método empleado, siguiendo en parte las grandes regiones biogeográficas propuestas. El grafo obtenido exhibió un patrón donde las comunidades presentan reducción de la riqueza y aumento de su aislamiento hacia la periferia ya sea para el grafo en general o dentro de algunos módulos similar a un patrón de centro-periferia. Se discute el papel potencial de la dispersión y la utilidad de los grafos para explicar el balance entre riqueza local y regional y especiación a nivel de comunidades.

Graph theory offers methodological tools that allow the description of different kinds of interactions, as well as describe their emergent properties such as the conformation of modules. The objective of this study was to detect and visualize modules for a graph constructed from the Neotropical butterfly fauna and their geographic localities using two optimization methods. Depending on the method used, seven to eight modules were obtained, which corresponded in part to the major biogeographic regions proposed. The resultant graph showed communities patterns of reduction in species richness and an increase in isolation toward the periphery; this was true for either the general graph as well as some modules expressing a core-periphery pattern. The potential role of dispersal and the usefulness of graphs to explain the balance between local and regional richness and speciation at the community level are discussed.

**Caracterización cinética de la enzima polifenol oxidasa en seis estadios de maduración en lulo (Solanum quitoense Lam.) var. Castilla**

En Colombia, el lulo (Solanum quitoense Lam.), presenta un área cosechada de 4.868 hectáreas y una producción anual de 38.910 toneladas, siendo un recurso de importancia por la relevancia de este cultivo para la economía nacional. El pardeamiento enzimático es un problema que afecta los frutales por sus efectos negativos sobre las características nutricionales y organolépticas. Este proceso es catalizado por enzimas con actividad de polifenol oxidasas (PFOs; PFO: EC 1.10.3.1, 1.10.3.2 y/o 1.14.18.1) y varía dependiendo de la especie, cultivar, estadio de maduración y estadio fenológico de la planta específica. Sin embargo, las propiedades de esta enzima en el lulo no han sido adecuadamente estudiadas. Para comprender el comportamiento de esta enzima en los frutos de lulo, se evaluaron sus características fisicoquímicas y cinéticas. El estudio fue llevado a cabo en los seis estadios de maduración definidos comercialmente (0 hasta 5). Se determinaron las características óptimas de funcionamiento para la enzima con actividad PFO en términos de temperatura, pH, concentración de sustrato y cantidad de enzima, mediante ensayos espectrofotométricos (A412 nm) utilizando catecol como sustrato. Los estudios cinéticos mostraron variabilidad en los parámetros de la constante de Michaelis-Menten (K M; 1,16 ± 0,07 - 5,71 ± 0,14) y la velocidad máxima (Vmáx; 30,212 ± 1,77 - 188,679 ± 14,26) dependiendo del estadio de maduración. Los frutos de lulo en los estadios de maduración 3 y 4 fueron los que presentaron menor actividad de la enzima PFO, sugiriendo que estos pueden ser los estadios en los cuales deberían ser cosechados para minimizar el proceso de pardeamiento enzimático.

Enzymatic browning is a problem that affects fruits due to its negative effects on nutritional and organoleptic characteristics. This process is catalyzed by enzymes with polyphenol oxidase activity (PPOs; PFO: EC 1.10.3.1, 1.10.3.2 y/o 1.14.18.1) and varies depending on the species, cultivar, maturity and specific plant phenological stage. In lulo (Solanum quitoense Lam.), with a cultivated area in Colombia of 4868 hectares and an annual production of 38910 tons, it is an important problem because of the relevance of this crop for the national economy. However, the properties of this enzyme in lulo have not been adequately studied. In order to understand the behavior of the enzyme in lulo fruits, several physicochemical and kinetic characteristics were evaluated. The study was conducted on the six commercially defined maturation stages (0 to 5). We determined the optimum functional characteristics for PPO activity in terms of temperature, pH, substrate concentration and amount of the enzyme, through spectrophotometric assay (A412 nm) using catechol as a substrate. Kinetic studies showed variability in the parameters KM (1.16 ± 0.07 - 5.71 ± 0.14) and Vmáx (30.212 ± 1.77 - 188.679 ± 14.26), depending on the maturation stage. The lulo fruits in maturation stages 3 and 4 were those with lower PFO enzyme activity, suggesting that these may be the stage in which they can be harvested to minimize the enzymatic browning process.

Psittacanthus longerectus (Loranthaceae), a new showy species from Colombia

We describe Psittacanthus longerectus (Loranthaceae), a species so far only known from Antioquia (Colombia) and discuss the taxonomic affinities of the new species with P. acinarius and P. cyclophyllus. Psittacanthus longerectus is characterized by having cordate leaves, erect branches, and terminal inflorescences.

Se describe Psittacanthus longerectus (Loranthaceae), una especie hasta ahora recolectada solo en Antioquia (Colombia) y se discuten sus afinidades taxonómicas con respecto a P. acinarius y P. cyclophyllus. Psittacanthus longerectus se caracteriza por poseer las hojas con base cordada, ramas erectas y la inflorescencia terminal.

Primeros registros y descripciones genéricas de la familia de holoparásitos aclorófilos Apodanthaceae (Cucurbitales) de Colombia

The Apodanthaceae (Cucurbitales) are one of the 12 parasitic clades of flowering plants and the only holoparasitic family with a vegetative phase entirely endophytic, growing primarily on Fabaceae and Salicaceae stems. The two genera of the family, Apodanthes and Pilostyles, are broadly distributed in Colombia, although they remain extremely under-collected and poorly known. Based on field and herbarium work, and a review of the literature, we provide detailed generic-level descriptions of the family. We also update the records of the family in Colombia and discuss the homology and taxonomic implications of floral characters such as perianth scales, pollen sacs, and the central column. Finally, we provide photographic records of Colombian Apodanthaceae, and some guidelines for properly collecting these plants.

Apodanthaceae (Cucurbitales) es uno de los doce clados de angiospermas parasíticas, y la única familia de especies holoparasíticas con la fase vegetativa completamente endofítica en tallos principalmente de especies de Fabaceae y Salicaceae. Los dos géneros de la familia, Apodanthes y Pilostyles están ampliamente distribuidos en Colombia, aunque han sido muy poco recolectados y permanecen poco conocidos. Con base en trabajo de campo y de herbario, y una extensa revisión bibliográfica, se describen en detalle los caracteres genéricos de la familia. A la vez, se actualizan los registros de la familia en Colombia y se discute la homología e implicaciones taxonómicas de caracteres florales tales como piezas del perianto, sacos polínicos y columna central. Finalmente, presentamos fotografías de las Apodanthaceae colombianas, así como algunas recomendaciones para recolectar adecuadamente estas plantas.

**Estimación de heredabilidad y correlaciones genéticas en caracteres morfológicos y fisiológicos para una población de Zamia obliqua A.Br. (Zamiaceae: Cycadales)**

La respuesta a la selección natural en caracteres cuantitativos en una población natural depende de la magnitud de variabilidad genética y las correlaciones genéticas en los rasgos, y estos parámetros genéticos pueden diferir entre categorías de rasgos. En este estudio se caracterizaron los patrones de varianza y covarianza fenotípica y se realizaron estimaciones de heredabilidad (h²) y correlaciones genéticas de rasgos morfológicos y fisiológicos en una población de Zamia obliqua (Zamiaceae: Cycadales). Se probaron las hipótesis de que la varianza y la heredabilidad de rasgos morfológicos son mayores que las de rasgos fisiológicos, y que las correlaciones fenotípicas y genéticas son mayores dentro que entre las categorías de rasgos. Los valores de varianza fenotípica fueron mayores en los rasgos fisiológicos comparados con los caracteres morfológicos. Los estimativos de heredabilidad sugieren que los caracteres morfológicos presentan mayor varianza genética que los rasgos fisiológicos. Por otro lado, no se obtuvieron correlaciones genéticas significativas entre los rasgos. Sin embargo, las correlaciones fenotípicas muestran mayor correlación dentro de los caracteres morfológicos que dentro de los fisiológicos o entre rasgos morfológicos y fisiológicos. Estas estimaciones de parámetros genéticos permiten construir hipótesis sobre la evolución de caracteres fenotípicos en poblaciones naturales, y son aportes importantes al estudio de la ecología evolutiva de especies no modelo y sus poblaciones en hábitats naturales.

The response to natural selection of quantitative traits in a natural population depends on the magnitude of genetic variability and genetic correlations between traits, and these genetic parameters can differ between trait categories. In this study we characterized the patterns of phenotypic variance and covariance and estimated heritability and genetic correlation of morphological and physiological traits in a population of Zamia oblique (Zamiaceae: Cycadales). We tested the hypothesis that variance and heritability values are higher for morphological than for physiological traits, and that phenotypic and genetic correlations are larger within than between trait categories. Phenotypic variance values were higher for physiological traits than for morphological characters. Heritability estimates suggested that morphological traits had a higher genetic variance than physiological traits. On the other hand, significant estimates of genetic correlations among traits were not obtained. Nevertheless, phenotypic correlations show a higher correlation within morphological traits than within physiological traits or among physiological and morphological traits. These kinds of estimates for genetic parameters can help generate hypotheses about the evolution of phenotypic traits in natural populations, and represent important contributions to the study of evolutionary ecology in non-model species and their populations in natural habitats.

Biomasa de rotíferos de dos embalses con diferentes estados tróficos (Antioquia, Colombia) y su relación con algunas variables limnológicas

Se evaluó la variación de la biomasa de rotíferos en los ejes longitudinal y vertical de la zona fótica de los embalses La Fe y Riogrande II (Antioquia), Colombia, con diferentes estados tróficos, durante los periodos de alta y baja precipitación. Además, se analizó su relación con las variables temperatura, oxígeno disuelto, pH, transparencia, nutrientes y con la biomasa fitoplanctónica. La biomasa de rotíferos fue dominada por Asplanchna girodi De Geurne 1888, en los dos embalses y fue significativamente mayor en el embalse de menor trofía. Aunque la biomasa de rotíferos no mostró un gradiente longitudinal significativo, sí presentó zonación vertical dentro de la zona fótica, con mayor biomasa en el 10 y 1% de incidencia lumínica. Los patrones de variación de la biomasa total de rotíferos y de las especies dominantes estuvieron determinados principalmente por el ingreso de sólidos suspendidos en el embalse de mayor trofía y por la biomasa y la densidad del fitoplancton en el embalse con menos nutrientes. A diferencia de lo esperado, la biomasa de los rotíferos no fue favorecida por condiciones de mayor estado trófico, ya que el factor preponderante sobre la expresión de biomasa fue la calidad de los recursos alimenticios en cada embalse.

Rotifers biomass was evaluated across longitudinal and vertical axes of the photic zone in the La Fe y Riogrande II reservoirs (Antioquia), Colombia, with different trophic states during periods of high and low precipitation. IN addition, its relationship with temperature, dissolved oxygen, pH, transparency, nutrient availability, and phytoplankton biomass was analyzed. In both reservoirs, rotifer biomass was dominated by Asplanchna girodi De Geurne, 1888, and it was significantly higher in the reservoir with a lower trophic state. Even though rotifers biomass did not exhibit a longitudinal gradient, a vertical zonation in the photic zone was documented, with the greatest biomass at 10% and 1% of light intensity. Patterns of variation in total rotifer biomass and in dominant species biomass appear to be determined primarily by the entry of suspended solids into the reservoir with the higher trophic state, and by phytoplankton biomass and density in the reservoir with lower nutrient levels. Contrary to expectations, rotifer biomass was not favored by increasing trophic state. The most important factor determining rotifer biomass was the quality of food resources in each reservoir.

**Parámetros de crecimiento individual de Petrolisthes caribensis (Werding, 1983) y Petrolisthes galathinus (Bosc, 1902) (Decapoda: Porcellanidae) en el golfo de Morrosquillo, Caribe colombiano**

Para determinar si existen variaciones en los parámetros de crecimiento entre dos especies con relaciones ecológicas y filogenéticas, se utilizó la herramienta ELEFAN I. Con base en un muestreo de 11 meses, se estimó la longitud asintótica (L∞) y la constante de crecimiento (K) a partir de las distribuciones de tallas de dos especies de crustáceos, Petrolisthes galathinus y P. caribensis. Los muestreos fueron realizados en recolectores artificiales ubicados en un espolón litoral de roca en la punta norte del golfo de Morrosquillo, San Onofre (Sucre), Colombia. Los resultados indicaron que los valores de K en los tres morfotipos de P. galathinus variaron entre 2,2 y 2,9, y L∞ fluctuó entre 10,6 y 12,15 mm. En P. caribensis (Azul), K osciló entre 2,4 y 2,7, y L∞ entre 11,8 y 12,2 mm. El coeficiente de crecimiento de von Bertalanffy y las tallas máximas en todas las hembras de los morfotipos de las dos especies, fueron menores que en los machos, lo que podría estar relacionado con la defensa territorial en machos, y en el caso de las hembras, con la inversión de energía en reproducción. El coeficiente de variación del índice phi prima (Ø') entre especies y sexos fue menor al 4%, lo cual indica que no hay diferencias entre los parámetros de crecimiento entre especies, debido probablemente a una restricción filogenética. En general, la fase bentónica del ciclo de vida de las dos especies de porcelánidos, desde la categoría de megalopa hasta adulto, se extendió entre 39 y 45 días.

To determine if there was variation in growth parameters between two ecologically and phylogenetically related species, the ELEFAN I application was used (FISAT II FAO-ICLARM). Based on an eleven months of sampling, the asymptotic length (L ∞) and growth constant (K) were estimated from size distributions of two species of crustaceans, Petrolisthes caribensis and Petrolisthes galathinus. The samples were obtained with artificial collectors located on a rocky shore zone in the northern portion fo the Gulf of Morrosquillo, San Onofre (Sucre), Colombia. The results showed that the K value of the three morphotypes of P. galathinus ranged from 2.2 to 2.9, and the L∞ ranged from 10.6 to 12.15 mm. In P. caribensis (Blue), K ranged from 2.4 to 2.7, and the L∞ from 11.8 to 12.2 mm. The von Bertalanffy growth coefficient and the maximum sizes of all females of the morphotypes of the two species were lower than in males, which could be related to territorial defense in males and to reproductive energy investment in the case of females. The coefficient of variation of the phi prime index (Ø') among species and sexes was less than 4%, which indicates that were are no differences between growth parameters within species, probably due to a phylogenetic restriction. In general, the benthic phase of the life cycle of these two species of porcellanids, from megalope stage to adult, lasted from between 39 and 45 days.

**Compatibilidad del hongo entomopatógeno Purpureocillium sp. cepa UdeA0106 con biocontroladores y productos fitosanitarios utilizados en cultivos de crisantemo**

El hongo entomopatógeno Purpureocillium sp. cepa UdeA0106 ha mostrado potencial para el control de sinfílidos (Scutigerella sp.), una plaga que ataca los cultivos de crisantemo, tanto in vitro como bajo condiciones de invernadero. En la actualidad, la cepa Purpureocillium sp. UdeA0106 se aplica en combinación con otros hongos biocontroladores, fungicidas e insecticidas en los sistemas de manejo integrado (IPM) en cultivos de crisantemo en el oriente de Antioquia, Colombia. Sin embargo, los aspectos ecológicos relacionados con la compatibilidad del hongo UdeA0106 y estas estrategias de control son desconocidos. Uno de los objetivos del presente trabajo fue la evaluación del antagonismo in vitro de la cepa Purpureocillium sp. UdeA0106 con los biocontroladores Beauveria bassiana (Vuill., 1912), Metarhizium anisopliae (Sorokin, 1883), Paecilomyces lilacinus [(Thom) Luangsa-ard, Houbraken, Hywel-Jones & Samson, 2011] y Trichoderma viride (Pers., 1794). Adicionalmente, y bajo condiciones de laboratorio, se estudió el efecto de productos fitosanitarios aplicados de forma regular en los cultivos de flores sobre Purpureocillium sp. UdeA0106. Los resultados obtenidos mostraron que el hongo UdeA0106 presentó compatibilidad in vitro con la mayoría de los hongos biocontroladores excepto con T. viride, mientras que el fungicida Carbovax® (carboxina + tiram) inhibió completamente la germinación y el crecimiento vegetativo del hongo. Los avances en la comprensión de la compatibilidad del hongo con otros productos que se aplican comúnmente en los cultivos de flores, permitirán un uso más eficiente de Purpureocillium sp. cepa UdeA0106 para el control de sinfílidos en cultivos de crisantemo.

The entomopathogenic fungus Purpureocillium sp. strain UdeA0106 was isolated in soil from a farm belonging to the Universidad de Antioquia. This fungus has shown potential in vitro and under greenhouse conditions to control symphylans (Scutigerella sp.) , a pest that attacks chrysanthemum crops, whose control has been achieved with the use of some insecticides, which temporarily reduce populations but without the desired efficiency throughout the cultivation cycle. Currently the Purpureocillium sp. strain UdeA0106 is applied in combination with another biocontrol fungi, fungicides and insecticides in the integrated pest management systems (IPM) for chrysanthemum crops (eastern Antioquia); however, the ecological aspects related to the compatibility of the fungus Purpureocillium sp. strain UdeA0106 and the control strategies are unknown. The goals of the present study were to evaluate the in vitro antagonism of Purpureocillium sp. strain UdeA0106, with the biocontroller Paecilomyces lilacinus (Samson 1974), Beauveria bassiana (Vuill. 1912), Metarhizium anisopliae (Sorokīn 1883) and Trichoderma viride (Pers. 1794), using the dual plates method, and to study the effect of plant protection products applied regularly in flower crops on Purpureocillium sp. strain UdeA0106, under laboratory conditions. The results obtained demonstrated that the fungus Purpureocillium sp. strain UdeA0106 showed in vitro compatibility with the majority of the biocontrol fungi, except with Trichoderma viride. The fungicide Carbovax® (carboxin + thiram) completely inhibited germination and vegetative growth of the fungus. The advances in the understanding of the compatibility of this fungus with other products commonly applied on flower crops will enable in the future a more efficiently use of the fungus Purpureocillium strain UdeA0106, to control this pest in chrysanthemum crops.