hipÓtesis 10 by Hipotesis Uniandes

ISSN 1692-729X > N o. 10 > DICIEMBRE DE 2009 > UNIVERSIDAD DE LOS ANDES > FACULTAD DE CIENCIAS > EDICIONES UNIANDES

Apuntes cientíﬁcos uniandinos

> Pág. 26.

Toxoplasma gondii:

cien años de historia

> Pág. 14. Darwin

en Suramérica: principio y ﬁn > Pág. 36. Bacteriófagos: virus de bacterias que curan infecciones Foto: Andrea Hortúa

> Pág. 04. > Pág. 06. > Pág. 11. > Pág.

14.

Editorial Bio/notas Problemas y rompecabezas

Darwin en Suramérica: Principio y ﬁn Uno de los rasgos más fascinantes de la vida de Charles Robert Darwin es que parece haber sido uno de esos hombres cuyo porvenir se decidió en forma bastante inesperada y fortuita, cuando por un simple golpe de suerte fue llamado a realizar un viaje alrededor del mundo. Las razones que motivaron este viaje son poco conocidas, y en buena parte tuvieron que ver con los acontecimientos que ocurrieron años antes, durante la primera misión del Beagle, al mando de Robert FitzRoy, a ﬁnales de 1829. Felipe Guhl

> Pág.

26.

Toxoplasma Gondii:

Cien años de historia

Lo que ha hecho de Toxoplasma uno de los parásitos de mayor éxito y ubicuidad ha sido su capacidad de invadir cualquier tipo de célula nucleada en huéspedes de sangre caliente. Si tomamos como ejemplo las células del sistema inmune encargadas de la defensa, este parásito es capaz de utilizarlas como “caballos de troya” para moverse rápidamente a través del hospedero en la invasión, logrando llegar hasta órganos tan protegidos como el mismo cerebro. Manuel F. Garavito / Andrea Hortúa Gabriel L. Lozano / Barbara H. Zimmermann

> Pág.

36.

Bacteriófagos. Virus de bacterias que curan infecciones Los bacteriófagos, o fagos, son virus que infectan exclusivamente bacterias y han sido importantes desde los años setenta en la exploración de diferentes procesos genéticos celulares. Recientemente han sido objeto de renovada atención debido a su potencial como controladores biológicos de bacterias patógenas, especialmente debido al incremento en la resistencia a los antibióticos que dichos patógenos han desarrollado. María Catalina Gómez P. / Martha Joseﬁna Vives F.

> Pág. 48. > Pág. 50.

Facultad de Ciencias Graduandos de maestría y doctorado

No. 10, diciembre de 2009 / 4000 ejemplares ISSN 1692-729X ISSN ONLINE 1794-354X © Universidad de los Andes, 2005 Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra sin la autorización escrita de los editores Director:

Hernando Echeverri Dávila

Profesor asociado, Departamento de Matemáticas hechever@uniandes.edu.co Director Asistente:

Monique Hostettler

Profesora, Departamento de Matemáticas mhosttet@uniandes.edu.co Comité Editorial: Carlos Montenegro Decano, Facultad de Ciencias / Profesor asociado, Departamento de Matemáticas Juan Armando Sánchez Profesor titular, Departamento de Ciencias Biológicas Director de Investigaciones y Posgrados, Facultad de Ciencias Jaime Lesmes Profesor titular / Departamento de Matemáticas Luis Quiroga Puello Profesor titular / Departamento de Física Adolfo Amézquita Torres Profesor asociado / Departamento de Ciencias Biológicas Edgar Vargas Profesor asociado / Departamento de Química Diseño y dirección de arte, editorial y gráﬁco

Alfonso Felipe Castañeda Feletti / CastaFeletti Teléfonos: (571) 232 8701 / (57) 315 899 7139 castafeletti@hotmail.com http://castafeletti.blogspot.com/ Imagen: Charles Darwin. Tomado de: Darwin-Desktop.jpg. http://elliott.ucnrs.org

Edición de textos y corrección de estilo: Pedro Lama Ctp / impresión: Contacto Gráﬁco LTDA

Universidad de Los Andes Facultad de Ciencias Carrera 1ª No. 18A-10 / Apartado aéreo: 4976, Bogotá, D.C., Colombia Teléfonos: (571) 332 4533 - 339 4949 - 339 4999, ext.: 2700 hipotesis@uniandes.edu.co Ediciones Uniandes Carrera 1ª No. 19-27, Ediﬁcio AU 6, Bogotá, D.C., Colombia Teléfonos: (571) 339 4949 - 339 4999, Ext.: 2181, 2071, 2099 infeduni@uniandes.edu.co

Por la formación de jóvenes científicos Cada vez es más engorroso editar la revista Hipótesis. Se dificulta cada vez más obtener artículos para publicar en ella. Los investigadores, quienes son los que mejor pueden comunicar el entusiasmo por la ciencia y la mística del proceso creativo, no tienen tiempo. Cada día están más ocupados en publicar los artículos técnicos que exigen su universidad y Colciencias, y no pueden reservar ni un momento para escribir generalidades que sean accesibles a los jóvenes. Escribir un buen artículo divulgativo toma tiempo, y no cuenta para su promoción en la carrera profesoral pues no va a ser publicado en una revista indexada de reconocimiento internacional. En cambio, para artículos especializados sí hay incentivos. La revista indexada otorga su sello de aprobación cuando publica un artículo original, que es lo más relevante a la hora de darle crédito al investigador en Colciencias y para que las universidades califiquen al profesor. Esto está bien. La ciencia en Colombia, si se quiere llamar ciencia, debe competir en el ámbito internacional. Los profesores de programas de doctorado del país deben poder compararse con sus colegas del resto del mundo. Es ésta una de las metas de nuestro gobierno, que actualmente da más incentivos a estos programas que a los de pregrado, y las universidades le siguen la pauta. Sin embargo, al enfocar todas las baterías a la punta de la pirámide educativa, no se puede dejar la base desprotegida. En estos días de cambio de gobierno se habla mucho de la importancia de la educación y de la necesidad que tiene el país de formar una masa crítica de científicos productores de tecnología, demanda esencial en una economía del siglo XXI. Evidentemente, esto requiere formar investigadores en algún programa de doctorado, ya sea en el país o en el exterior. Pero, ¿qué se piensa hacer si no hay suficientes jóvenes que quieran dedicarse a las ciencias? Ésta es la premisa que no se ha tenido en cuenta. En últimas, se necesita que en

la educación básica y media los profesores sepan crear en los estudiantes el entusiasmo por la matemática y las ciencias. Asimismo, es indispensable que esta motivación sea reforzada por otros medios, como la televisión, las revistas divulgativas y los museos. Estos medios también serían de gran ayuda para los profesores al proporcionarles material didáctico. Infortunadamente, esta motivación es escasa en Colombia y no está al alcance de todos. Los jóvenes están muchísimo más expuestos a telenovelas y a revistas de farándula que a programas de National Geographic y Discovery, o a revistas divulgativas de ciencias, y sus afinidades se desarrollan en consecuencia con esto. En conclusión, se necesita un mayor compromiso –tanto del gobierno como de los investigadores– para que haya una mayor interacción entre la comunidad científica y esa juventud que queremos conquistar. Se requieren más museos Maloka, más revistas, más programas divulgativos, textos superiores y una mejor capacitación del profesorado de educación básica y media. Con este editorial me despido. Me ha llegado el momento de seguir otros rumbos y dejarle la dirección de esta revista a otra persona. A quien quiera que vaya a ser su director, le deseo muchos éxitos. Agradezco a todos mis colaboradores su paciencia y dedicación. A los autores, porque sin ellos la revista no existiría; a Rolando Roldán, el anterior decano, que se propuso sacarla adelante; al comité editorial y el decano actual, Carlos Montenegro, por su apoyo incondicional; y a Monique Hostettler, actual directora asistente, por no dejarme flaquear en la realización de este número. No puedo dejar de mencionar al corrector de estilo, Pedro Lama, quien defendió el castellano como un verdadero quijote y me ayudó a mantener legibles artículos que podían haberse dispersado en la estratosfera. Doy las gracias, por encima de todos, al editor gráfico, Alfonso Castañeda Feletti, quien con su sentido estético y perfeccionismo le dio el brillo de vida a Hipótesis.

Hernando Echeverri Dávila / Director Revista Hipótesis / hechever@uniandes.edu.co

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 3

Imagen: Cetrería. http://www.tug.com/blog /20090713_Falconry_Festival /full /136I0797.jpg

> La

cetrería

como herramienta para la conservación de rapaces Juan Fernando Millán Villaneda Estudiante de pregrado de Biología

La cetrería es un deporte que ha sido practicado durante cientos de años. Se originó posiblemente en el Medio Oriente y luego se expandió hacia Europa, para ﬁnalmente llegar a América. En muchos casos era un deporte exclusivo de los nobles, y se constituyó en una herramienta muy útil para actividades recreativas tales como la caza. El deporte consiste básicamente en la cría de diferentes rapaces y su entrenamiento para obedecer comandos y seguir presas. De tal manera, es un arte en el cual cetrero y ave establecen una relación muy estrecha. Por otra parte, del cetrero depende que el ave esté en excelentes condiciones, similares a las que tendría en su estado natural. Las óptimas condiciones de estas aves han hecho que adquieran gran

4 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

importancia en proyectos de conservación, como la repoblación de algunas áreas de donde las rapaces estuvieron a punto de extinguirse debido a cambios en el paisaje y a una interacción negativa con los pobladores de las distintas zonas. Existen ejemplos puntuales en los que poblaciones enteras de halcones peregrinos (Falco peregrinus) fueron recuperadas gracias a los esfuerzos de organizaciones ambientales, apoyadas en el conocimiento que tenían los cetreros del comportamiento, la forma de reproducción y los hábitos de esta ave. Proyectos similares se llevan a cabo con otros halcones pequeños, como el halcón aplomado (Falco ), en aquellas regiones en que se ha visto una dramática disminución en el tamaño de sus poblaciones. Se

espera repoblar los valles del sur de Estados Unidos con ejemplares obtenidos gracias a la cría de estas aves por parte de cetreros locales. En el país del norte existen fuertes normas que regulan la tenencia y cría de aves rapaces, lo cual garantiza un tratamiento ético de estos animales y también que sean mantenidos en óptimas condiciones. Esto permite que sus genes sean de alta calidad y muy conﬁables para llevar a cabo programas de repoblación y reproducción. Todos los esfuerzos por salvar estas especies de la extinción en distintas zonas, quizás fuesen menos eﬁcaces, de no ser por el conocimiento logrado por generaciones de cetreros, quienes han conseguido entender y aprovechar las cualidades de estas maravillosas criaturas.

Selección sexual en el pato de lagos argentinos (Oxyura vittata) María Alejandra Chadid / Estudiante de Biología

Imagen: Eucalipto

Tomada de: http://2.bp.blogspot.com/_Lylm-yxbq78/SxLvtWZozHI/ AAAAAAAAC8M/4DxhWqn2SB4/s1600/Cavanilles+eucalipto+2.jpg

Alelopatía Ana Belén Hurtado Martilletti / Estudiante de Biología En cualquier ecosistema que se estudie, es claro que para las plantas siempre resulta más difícil librarse de sus enemigos o sortear cualquier otra adversidad, como la competencia por luz y nutrientes con las plantas vecinas, debido a que no se pueden mover del sitio en el que nacieron. Por esta razón, en las plantas han evolucionado numerosas estrategias para evadir estos problemas sin necesidad de escapar corriendo a un lugar menos hostil para vivir. Existe una interacción química entre plantas de diferentes especies, conocida como alelopatía. Este término se reﬁere a la interferencia, reducción o anulación del crecimiento de una planta A debido a la acción de algún tipo de sustancia química liberada en el entorno por otra planta B. Ésta es una interacción compleja, en la que desempeñan un papel muy importante todas las variables ambientales de los entornos particulares, como el tipo de suelo y la cantidad de lluvia. Asimismo, es una interacción asombrosa: la planta que libera la sustancia química en el entorno debe hacerlo en una cantidad especíﬁca que le permita reducir el crecimiento de las plantas que compiten con ella por luz, agua y nutrientes del suelo, pero que a su vez no inhiba su propio crecimiento. Como es de esperarse, la naturaleza química de los diferentes compuestos alelopáticos liberados es muy variada. Y aunque su estudio es complicado, el interés que este fenómeno está despertando en las investigaciones hace que cada día se conozcan más compuestos obtenidos de algunas plantas o del suelo en el que éstas se encuentran. Conocer de manera más detallada los compuestos químicos liberados y sus cantidades funcionales nos puede permitir combatir el crecimiento de plantas no deseadas en nuestros cultivos sin necesidad de usar cantidades excesivas y constantes de fumigantes y otros compuestos que pueden alterar los suelos y contaminar las aguas.

Aunque por lo general las aves no cuentan con un órgano penetrante para la cópula, existe una excepción encontrada en Argentina: el pato Oxyura vittata, el cual tiene un pene cuyas medidas pueden alcanzar hasta 42,5 cm de largo (más de la mitad de la longitud de su cuerpo). Sin embargo, éste se encuentra enrollado para evitar problemas relacionados con la fuerza de gravedad. Este sistema ha coevolucionado con el de las hembras: ellas tienen dentro de sus largos oviductos unas bolsas en las cuales se cree que almacenan la esperma de los diferentes machos con los que copulan. Se ha sugerido que el órgano masculino evolucionó por competencia espermática, la cual es un tipo de selección sexual cuya finalidad es producir la mayor cantidad de esperma posible y, de esta manera, llenar un gran número de las bolsas encontradas en el oviducto de las hembras. Adicional a esto, los penes tienen forma de cepillo con el fin de remover la esperma del macho con el que la hembra copuló anteriormente. De esta manera, los machos más dominantes son aquellos que producen mayores cantidades de esperma, y cuyos penes tienen una forma lo suficientemente efectiva como para limpiar el semen de otros machos dentro de las hembras. Así logran ser escogidos para dejar un buen número de hijos a lo largo de sus vidas.

Imagen: Pato Oxyura vittata. McCracken K. et al. Are ducks impressed by drake´s display? 2001. Nature. Fotografía del pene de 42,5 cm de largo de un pato Oxyura vittata, tomada en Argentina. Vol 420. P 128. Tomado de: www.nature.com

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 5

Anfibios no deseados Fernando Vargas-Salinas / f.vargas216@uniandes.edu.co Estudiante de posgrado, Departamento de Ciencias Biológicas, Universidad de los Andes Mientras cientos de especies de anfibios se extinguen en los ecosistemas alrededor del planeta, otras incrementan su rango de distribución y la abundancia de sus nuevas poblaciones, convirtiéndose así en especies que, a diferencia de las primeras, se desea erradicar. Los anfibios fueron el grupo de vertebrados pionero en la colonización de los ecosistemas terrestres del planeta. Han sobrevivido a las grandes extinciones de la historia, son altamente diversos y son considerados un componente integral en el funcionamiento de los ecosistemas naturales. Por tales razones, es alarmante el proceso de extinción en masa de numerosas poblaciones y especies de anfibios que se ha registrado en los últimos años. No obstante, hay anfibios que, por el contrario, expanden su rango de distribución natural, y de forma exitosa colonizan nuevos hábitats, dando origen a poblaciones abundantes a partir de unos pocos individuos: las especies de anfibios invasores. Las especies invasoras son consideradas un componente de cambio global importante, y su impacto puede ser fuerte y negativo tanto desde el punto de vista ecológico como del económico. Por un lado, las especies invasoras pueden competir, depredar o traer consigo enfermedades que perjudican a la fauna nativa de los sitios colonizados. Por otro, implican grandes pérdidas económicas debido a que se convierten en pestes para los cultivos agrícolas y en vectores de enfermedades; o también a que las estrategias de control son frecuentemente costosas. Sólo en Estados Unidos de Norteamérica, las pérdidas económicas por la acción de especies invasoras superan los 137 billones de dólares al año.

Imagen: Ranita coquí, Eleutherodactylus coqui (Brachycephalidae). Mientras poblaciones nativas de esta especie han experimentado declive en Puerto Rico, en poblaciones invasoras de las islas de Hawai (EUA) se hacen esfuerzos para erradicarlas debido a su impacto como contaminadores acústicos del ambiente para turistas y habitantes nativos.

6 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

Actualmente se han reportado 84 especies de anﬁbios invasores exitosos. En la mayoría de estos casos, no se ha demostrado un impacto ecológico o económico de grandes proporciones. Sin embargo, hay excepciones. Por ejemplo, en varios lugares del planeta se ha registrado que poblaciones nativas de serpientes, aves y lagartos han declinado o desaparecido a medida que se

expanden las poblaciones del sapo de la caña, Rhinella marina (Bufonidae). Igualmente, en los países donde se ha introducido la rana toro, Litobathes catesbeianus (Ranidae), se ha conjeturado que esta especie ha desempeñado un rol como vector dispersor de Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), el hongo causante de la chitridiomicosis, enfermedad que ha provocado la extinción en masa de numerosas poblaciones y especies de anfibios, incluso en áreas prístinas y protegidas. A pesar de lo anterior, las especies de anfibios invasores tienen una faceta positiva. Nos dan la oportunidad de estudiar aspectos básicos de evolución y dinámica de poblaciones. Esto debido a que las especies invasoras frecuentemente evolucionan rápido en respuesta a condiciones bióticas o abióticas novedosas, y a que ellas ofrecen una de las pocas oportunidades que tenemos para observar y monitorear una población que comienza a aumentar en condiciones naturales distintas a las de su origen. Lo anterior puede darnos un conocimiento útil para optimizar estrategias de conservación en los anfibios que han experimentado declive, pues eventuales programas de reintroducción de especies necesitarán conocer en detalle los aspectos conductuales, ecológicos y de historia de vida que pueden restringir o beneficiar el crecimiento de una población de anfibios a partir de unos pocos individuos reintroducidos. En resumen, mientras muchas poblaciones y especies de anfibios se extinguen por causas directa o indirectamente relacionadas a nuestra acción perturbadora en el ambiente, otras se benefician y expanden sus poblaciones por causas del mismo tipo. Por lo demás, mientras hacemos grandes esfuerzos por salvar de la extinción a algunas poblaciones y especies, en el caso de otras poblaciones, incluso de las mismas especies en peligro (e.j. Eleutherodactylus coqui) se hacen grandes esfuerzos por erradicarlas. Por otra parte, dichas especies de anfibios que luchamos por exterminar pueden darnos información clave para optimizar los planes de conservación de las especies que queremos preservar. Un poco irónico, ¿cierto?

Imagen: Hembra de la rana cubana, Osteopilus septentrionalis (Hylidae), especie invasora, comiéndose una ranita nativa, Leptodactylus albilabris (Leptodactylidae) en la isla de Puerto Rico, Indias Occidentales.

Literatura citada: Lever CH. 2003. Amphibians and reptiles naturalized of world. Westbury Academic and Scientiﬁc Publishing. Otley, West Yorkshire, U.K. / Pimentel D, Lach L, Zuniga R, Morrison D. 2000. Environment and economic cost of nonindigenous species in the Unites States. BioScience 50:53-65. / Sakai AK, Allendorf F W, Holt JS, Lodge DM, Molofsky J, With KA, Baughman S, Cabin RJ,. Cohen JE, Ellstrand NC, Mccauley DC, O’neil P, Parker IM, Thompson JN, Weller SG. 2001. The population biology of invasive species. Annual Review in Ecology and Systematics 32: 305-332.

Imagen: Macho del sapo de la caña, Rhinella marina (Bufonidae) cantando para atraer una hembra. Especie introducida en varios países tropicales para el control de insectos en cultivos de caña de azúcar.

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 7

Nuevo registro de Drymarchon para Colombia Juan Salvador Mendoza / Mateo Fernández Lucero

Las serpientes del género Drymarchon se distribuyen desde el sur de Estados Unidos hasta el norte de Argentina (Fitzinger, 1843). Este género está conformado por especies de gran tamaño reconocibles por ser colúbridos aglifos –sin dientes inoculadores de veneno–, con escamas lisas o levemente quilladas, con dos fosetas termo receptoras apicales de disposición oblicua, una placa anal generalmente entera y sus escamas subcaudales –las que están después del oriﬁcio anal– pareadas. En Colombia se habían registrado hasta la fecha dos especies pertenecientes a este género: D. melanurus (Dumeril, 1854) y D. corais (Amaral, 1930), caracterizadas por tener una reducción 19-17 en el patrón de escamación dorsal. Los patrones de pigmentación de las escamas supralabiales (en el caso de D. melanurus) y del cuerpo en general (en ambos

8 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

casos), facilitan la distinción de estas dos especies. Las dos pueden habitar tanto bosques montanos como bosques de tierras bajas. Sin embargo, debido a estos eventos de simpatría y a su similitud morfológica, se creyó durante muchos años que ambas eran subespecies de D. corais. En el año 2001, el doctor Wuster y otros proponen, mediante un análisis fenético de componentes principales, un cambio en su rango taxonómico, y las clasiﬁcan como especies distintas. Además, en la misma publicación describen una nueva especie de este género encontrada en Venezuela y a la cual llaman D. caudomaculatus. Durante su estudio sólo se logran encontrar dos ejemplares de esta especie en un periodo de cuatro años, ambos en la región de Falcón, Venezuela. Posterior a esto, el autor describe los ejemplares capturados, además de otros dos que

Imagen: Nuevo registro de Drymarchon para Colombia

se encontraban en cautiverio, y recopila datos sobre su historia natural. Asimismo, propone que esta serpiente pertenece a una especie de distribución restringida. Esta especie se diferencia de manera especíﬁca de las otras del mismo género, reportadas para Colombia, por tener las zonas submandibular y ventral anterior fuertemente mecanizadas; además de presentar una reducción en conteo de escamas dorsales de 17-15 (versus 19-17 en D. corais y D. melanurus) y una serie de pigmentaciones blancas irregularmente distribuidas en la región dorso-caudal, de la cual se deriva su nombre vulgar, cola manchada. Durante el mes de julio de 2008, Fernández encontró un ejemplar macho de esta especie, hallazgo que fue confirmado mediante una revisión taxonómica realizada por el doctor Wuster por vía electrónica. El ejemplar cuenta con una longitud de un metro setenta, y fue encontrado en una vía cercana al poblado de Nazareth, ubicado en la zona de amortiguación del

P.N.N. Serranía de la Macuira en la Alta Guajira. El animal había sido cazado por pobladores de la región en las primeras horas de la mañana (hecho que coincide con las horas de actividad reportadas para esta especie por Wuster en 2001). Con este nuevo reporte se amplía el rango de distribución de esta especie, y se suma un registro más al listado de fauna escamada de Colombia. Intrínsecamente, este hallazgo enfatiza la importancia de centrar estudios posteriores en las regiones de formaciones xerofíticas del Caribe colombiano, que actualmente experimentan una de las más aceleradas tasas de fragmentación. Debido a esto, y a su aislamiento geográﬁco, se sugiere que las serranías de la Macuira y el Perijá son hot spots importantes para la diversidad del norte de Suramérica donde el inventario de fauna herpetológica está aún lejos de ser completado.

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 9

>Problemas y rompecabezas Carlos Montenegro. Decano de Ciencias, Profesor Asociado del Departamento de Matemáticas

Los problemas siempre son un reto, y no todo el mundo puede resolverlos. Esa es su gracia. Entre los que encontramos en esta edición de Hipótesis, el primero, según cuenta la historia, lo formuló Einstein. Al hacerlo aﬁrmó que que sólo el 2% de la población podría resolverlo. ¿Está usted en este 2%? Éste es el desafío. Al ﬁnal podrá encontrar las respuestas a los problemas de la edición pasada. Como siempre, puede hacernos llegar sus soluciones o enviar otros problemas a esta dirección electrónica: cmontene@uniandes.edu.co.

Problema 1 ¿De quién es el pez? Cinco personas de distintas regiones del país viven en cinco casas de diferentes colores dispuestas en ﬁla sobre el mismo costado de una calle. Las personas tienen preferencias por bebidas distintas y por cigarrillos distintos; además, cada una tiene una mascota diferente. ¿Puede usted deducir quién es el dueño del pez a partir de los siguientes datos? 1. El paisa vive en la casa roja. 2. El costeño tiene un perro. 3. El bogotano toma té. 4. La casa verde está a la izquierda de la blanca. 5. El dueño de la casa verde toma café. 6. La persona que fuma Marlboro tiene un loro. 7. El dueño de la casa amarilla fuma President. 8. El hombre que vive en la casa del centro toma leche. 9. El caleño vive en la primera casa. 10. El hombre que fuma Kent vive al lado del hombre que tiene un gato. 11. El hombre del caballo vive al lado del hombre que fuma President. 12. El hombre que fuma Kool toma cerveza. 13. El opita fuma Pielroja. 14. El caleño vive al lado de la casa azul. 15. El hombre que fuma Kent tiene un vecino que toma agua.

Problema 2 Acertijos de Tirkan. En la ciudad de Tirkan, los visitantes se enfrentan a dos juegos que les permiten demostrar su habilidad deductiva. Primero, para entrar a la ciudad, el juego presenta cuatro pilas de 5, 8, 13 y 21 piedras, respectivamente. El visitante y el guardia de la ciudad toman turnos para quitar cuantas piedras quieran –por lo menos una–, pero cada vez de un solo montón, hasta que se agoten todos los montones. El visitante sólo puede entrar si el guardia es el último en sacar piedras. El guardia le pregunta al visitante si quiere jugar de primero o de segundo. ¿Cuál debe ser su decisión?

10 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

Luego, para entrar al castillo del rey, el visitante debe jugar con otro guardia, esta vez con un solo montón de piedras. Quien comience puede quitar las piedras que quiera del montón, aunque no todas. Después, cada jugador puede quitar a lo sumo el doble de piedras de las que se sacaron en el turno anterior. El visitante podrá entrar si es el último en quitar piedras. Si se comienza con 551 piedras, ¿cuál turno debe escoger el visitante, el primero o el segundo?

Problema 3 Príncipes del ajedrez. Cada uno de los primeros cuatro cuadrados de la diagonal de un tablero de ajedrez hecho en oro tiene incrustada una piedra preciosa. Cuatro príncipes deben partir el tablero en cuatro partes enteras iguales –cada una con dieciséis cuadrados–, de manera que cada parte tenga una de las piedras preciosas. ¿Cómo lo deben hacer?

>Soluciones Problema 1 El ángel y el demonio. En un tablero de ajedrez, infinito en todas las direcciones, un ángel puede moverse, como el rey, un cuadro a la vez en cualquier dirección. Cada vez que el ángel se mueve, el diablo pone un obstáculo en un cuadro cualquiera, excepto donde se encuentre el ángel en ese momento. El ángel no puede pasar a un cuadro con obstáculo. El objetivo del diablo es encerrar al ángel para que no pueda moverse, y el del ángel, no dejarse. ¿Será posible que el diablo siempre atrape al ángel, o habrá una estrategia para que éste siempre se escape? > Solución. Según Conway [2], este problema fue resuelto por Berlekamp, quien demostró que el diablo tiene una estrategia ganadora para atrapar al ángel encerrándolo en un rectángulo del tablero de 32x33 cuadros o mayor. La estrategia consiste en colocar los obstáculos a una distancia del ángel suficientemente grande en la dirección en que éste avanza. Inicialmente los obstáculos se colocan formando el perímetro del rectángulo, dejando espacios entre uno y otro que se van rellenando a medida que el ángel se acerca a esa parte del perímetro. Cuando el ángel llegue a dos cuadros de un determinado sitio del perímetro del rectángulo, el demonio debe haberlo rellenado dejando a lo sumo un cuadro entre un obstáculo y otro. Así podrá terminar de cerrarle el paso al ángel. Una vez que el demonio haya cerrado el perímetro completamente, podrá inmovilizar al ángel al final.

Imagen: Study of regular division of the plane whit angels and devils. 1941. Maurits Cornelis Escher, del libro The World of M. C. Escher.

Problema 2

Problema 3

Dodecaedro regular El universo del dodecaedro. Para los pitagóricos, el dodecaedro regular −la figura sólida limitada por doce pentágonos regulares− representaba el universo. Partiendo de esta figura, prolongue los planos de sus caras indefinidamente para dividir el espacio en regiones tridimensionales, una de las cuales es el mismo dodecaedro. ¿Cuántas de estas regiones se forman en total?

Dama al vuelo. En un tablero de ajedrez normal, se coloca la reina blanca en su lugar de inicio y ninguna otra ﬁcha. ¿Cuál es la máxima distancia que puede recorrer en cinco movimientos, sin pasar por encima de ningún lugar en el que haya parado en los movimientos anteriores?

> Solución. Se forman 63 regiones acotadas y 122 no acotadas para un total de 185 regiones [1]. Aquí mostramos solamente el conteo de las regiones acotadas.

La respuesta que frecuentemente se da corresponde a la ﬁgura 2, donde, aunque se recorren dos cuadros más, la distancia es menor: 25+6 33.485.

(a) El mismo dodecaedro

(b) En cada cara del dodecaedro una pirámide pentagonal formando el dodecaedro estrellado

(d) Sobre los vértices del gran dodecaedro, bipirámides triangulares que forman el gran dodecaedro estrellado

total:

> Solución. La respuesta correcta a este problema es 17+12 33.971, si los cuadros del tablero son de 1x1. La ﬁgura muestra los cinco movimientos de la dama.

Dodecaedro regular. [1] Hayes DF, Shubin T. 2004. Mathematical adventures for students and amateurs. Editors. MAA. p 129. El fragmento del libro que muestra este conteo está en: http://books.google.com. co/books?id=yUiWtEXiwoQC&lpg=PA129&ots=S90GCvrzaM &dq=regions%20dodecahedron&pg=PA129#v=onepage&q= regions%20dodecahedron&f=false El ángel y el demonio.

Caras de:

Conway luego propuso una familia de problemas semejantes en los que el ángel tiene potencia n, lo que signiﬁca que en su turno el ángel hace seguidamente n movidas a la manera del rey. En 2006 aparecieron soluciones independientes al ángel de potencia 2 ([3], [4]) y al de potencia 4 [1], en las cuales gana el ángel. [1] Bowditch BH. 2007. The angel game in the plane. Combinatorics, Probability and Computing 16(3):345-362. [2] Conway JH. The angel problem. In: Nowakowski R (editor). 1996. Games of no chance. MSRI Publications. P. 3–12. [3] Kloster O. 2007. A solution to the angel problem. Theoretical Computer Science 389(1-2):152-161 [4] Máthé A. 2007. The angel of power 2 wins. Combinatorics, Probability and Computing 16(3):363-374. [5] Bowditch BH. The angel game in the plane. Combinatorics, Probability & Computing 16(3):345-362, 2007. En http:// en.wikipedia.org/wiki/Brian_H._Bowditch

12 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

DOCTORADOS + MAESTRÍAS / Facultad de Ciencias BIOLOGÍA / FÍSICA / MATEMÁTICAS / MICROBIOLOGÍA Informes: tels: +57(1) 332 4533 - 339 4949, Ext.: 2700. http://ciencias.uniandes.edu.co

Imagen: Charles Darwin. Tomada de: Darwin. http://tallerfcpys.ﬁles. wordpress.com/2009/03/charles_darwin.jpg

DARWIN EN SURAMÉRICA: PRINCIPIO Y FIN FELIPE GUHL

Imagen: Ruta del Beagle. http://www.bowmangraphics.co.uk/Darwin/images/map.jpg

EN 2009 SE CELEBRARON LOS DOSCIENTOS AÑOS DEL NACIMIENTO DE DARWIN Y LOS 150 DE LA PUBLICACIÓN DE SU OBRA CUMBRE: EL ORIGEN DE LAS ESPECIES. ÉSTE ES UN RELATO DE LOS HECHOS Y LAS OBSERVACIONES QUE LLEVARON A LAS CONCLUSIONES QUE REVOLUCIONARON EL ESTUDIO DE LA BIOLOGÍA. > EL VIAJE DEL BEAGLE Uno de los rasgos más fascinantes de la vida de Charles Robert Darwin es que parece haber sido uno de esos hombres cuyo porvenir se decidió en forma bastante inesperada y fortuita, cuando por un simple golpe de suerte fue llamado a realizar un viaje alrededor del mundo. Las razones que motivaron este viaje son poco conocidas, y en buena parte tuvieron que ver con los acontecimientos que ocurrieron años antes, durante la primera misión del Beagle, al mando de Robert FitzRoy, a ﬁnales de 1829. El capitán estuvo en la Tierra del Fuego en este mismo año. La región, habitada por fueguinos, llamados así por las innumerables hogueras que encendían y que desprendían su humo a lo largo de las costas, permitía los encuentros esporádicos de sus nativos con la tripulación inglesa. Esta primera misión, comisionada por el almirantazgo británico, consistía en una exhaustiva exploración de las costas del sur de Tierra del Fuego, desde la entrada oeste hasta la entrada este del estrecho de Magallanes. Una región nubosa y llena de peligros debido a la cantidad de rocas emergentes, como era muy poco conocida por los navegantes, exigía detenerse y encontrar lugares seguros donde anclar para hacer lecturas de hitos y altitudes alrededor del anclaje, calculando desde cubierta azimutes del sol y de diferentes astros mediante el compás y el sextante. Luego había que desembarcar en los botes auxiliares cargados de instrumentos topográﬁcos, trepar colinas rocosas cargando teodolitos, sextantes y brújulas; una tarea difícil para cubrir un área de 25 000 millas. Ocurrió que en el transcurso de la expedición, los nativos fueguinos atacaron a los tripulantes de una de las barcas auxiliares: les propinaron una golpiza, les robaron las ropas y provisiones, y también destruyeron y quemaron el bote. Como represalia ante este ataque, FitzRoy secuestró a cuatro nativos, los embarcó en el Beagle y los llevó a Gran Bretaña con la intención de “civilizarlos”. Su engreimiento respecto a su poder civilizador y a la superioridad intelectual europea quedó demostrado en esta acción. Tanto más que el capitán los bautizó: York Minster (un hombre adulto), Fuegia

16 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

Basket (una niña), Jemmy Button (un muchacho que habían comprado por un botón) y Boat Memory (otro joven que murió por una vacunación de viruela en Inglaterra). Los salvajes de FitzRoy, al igual que los nativos “coleccionados” por Cook en 1822, eran trofeos vivientes que satisfacían el fervor misionero de la época. Fueron aceptados en la escuela, donde aprendieron inglés, aritmética y las “verdades del cristianismo”. Los fueguinos fueron bien acogidos por la sociedad británica, más como una curiosidad que como personas con quienes se pudiera entablar un diálogo interesante. Fueron recibidos por la reina, la aristocracia inglesa y por los círculos sociales más inﬂuyentes de la época. Sin embargo, el comportamiento libidinoso entre los fueguinos durante la primavera de 1831 –York violó a la muchacha de 12 años–, cambió totalmente el rumbo de la historia e hizo que FitzRoy tomara la drástica decisión de cambiar sus planes originales: los aborígenes ya no se quedarían tres años en Inglaterra, sino siete meses apenas. El capitán se vio en serios apuros para sacarlos de Inglaterra y devolverlos a Tierra del Fuego cuanto antes. La indecorosa posibilidad de que Fuegia Basket pudiera quedar embarazada amenazaba con destruir toda la buena disposición de la familia real, la corte, el almirantazgo, los amigos de FitzRoy y el público en general. Había que regresar de inmediato a Tierra del Fuego a devolver a los aborígenes a su tierra natal, bajo el pretexto de hacer una exploración más completa de las aguas del sur de Suramérica.

Imagen: El HMS Beagle fue un bergantín de la clase Cherokee de la Marina Real Británica en la que viajó Chales Darwin, haciendo que este buque se convirtiera en uno de los mas famosos de la historia. http://thegreenlog.ﬁles.wordpress.com/2009/02/hms-beagle.jpg

La asignación para la nueva expedición del Beagle se produjo el 4 de julio de 1831, e inmediatamente se ordenó darle prioridad en el dique de Devenport para que se le hicieran los arreglos necesarios para emprender una larga y ardua travesía por el mar. El almirantazgo, entonces, diseñó un plan grandioso para este segundo viaje de la nave: un levantamiento cartográfico de las aguas suramericanas, con el retorno a Inglaterra por el oeste, después de navegar alrededor del mundo a través del océano Pacífico, pasando por Nueva Zelanda, Australia y el océano Índico. Además, FitzRoy consideró que era preciso incluir una amplia variedad de investigaciones botánicas, zoológicas, meteorológicas y geológicas durante el viaje, convirtiendo así la expedición en un ejemplo de labor científica. De no haber sido por la preocupación de FitzRoy por el comportamiento indeseable de los fueguinos, probablemente el segundo viaje del Beagle no habría ocurrido. Hoy en día, la fama alcanzada por este viaje dificulta en ocasiones recordar que su finalidad no era llevar a Darwin por todo el mundo, sino cumplir con las órdenes del almirantazgo británico. La historia de FitzRoy, el capitán que llevó a Darwin a bordo del HMS Beagle, cambió el rumbo de la ciencia. El 5 de septiembre de 1831, el joven estudiante fue citado en Londres para conocer a Robert FitzRoy. La propuesta era que Darwin, con 22 años de edad, cuatro años menor que el capitán, ocupase el puesto ad honorem de naturalista en el viaje. Darwin, hijo de un médico acaudalado de la sociedad inglesa, había iniciado estudios de medicina en la Universidad de Edimburgo. Sin embargo, ante el terror que le produjo el curso de cirugía, cambió su carrera por la de biología, la cual le permitió entrar en conocimiento de las ideas evolutivas de Jean-Baptiste Lamarck. Su padre, decepcionado con su hijo, lo sacó de estos estudios para matricularlo en Christ’s College de la Universidad de Cambridge, con miras a que se ordenara como pastor anglicano, un oficio más lucrativo. En esta universidad siguió interesado por la historia natural, recibiendo las enseñanzas de John S. Henslow en botánica y geología, pero con un enfoque creacionista según el cual la diversidad de la naturaleza y la perfección del diseño de las especies era una demostración de la existencia de Dios y de su sabiduría infinita. Finalmente, terminó sus estudios en junio de 1931, pero pospuso su ordenamiento religioso. El 27 de diciembre de 1831, Charles R. Darwin se embarcó en el Beagle en el puerto de Plymouth y no regresó a Inglaterra hasta el 2 de octubre de 1836. El viaje debía durar dos años según el plan inicial, pero en realidad duró cuatro años, nueve meses y seis días, realizando un recorrido de 40 000 millas. El Beagle era un buque de tres palos, de 242 toneladas, 28 metros de eslora, armado con diez cañones. Aunque Darwin pasó la mayor parte de la expedición en tierra, en la embarcación convivían 74 personas al mando del capitán de la Real Armada, Robert FitzRoy, cartógrafo y meteorólogo.

Imagen: Ñandú. http://darwin-online.org.uk/ content/frameset?itemID=F59& viewtype=image&pageseq=141

Hay que reconocer que en aquellos dos hombres que recorrieron el mundo juntos encarnó cierto simbolismo: uno era un profundo creyente, y el otro emprendió el camino de la destrucción de las hipótesis religiosas creacionistas. Sin embargo, en aquella época FitzRoy era un entusiasta geólogo aficionado a unos puntos de vista no bíblicos, bastante progresistas, de las causas de la transformación de la corteza terrestre. Le regaló a Darwin el primer volumen de la obra de Charles Lyell: Principios de geología (18301833), que influyó enormemente en la teoría darwiniana por su afirmación de que los procesos geológicos antiguos eran los mismos que seguían afectando la tierra en los tiempos presentes, doctrina que Darwin pudo comprobar en su exploración de la Patagonia.

Imagen: Nativo fueguino. http://darwin-online.org.uk/content/ frameset?itemID = F10.2&viewtype=image&pageseq=7

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 17

Imagen. http://www.filosofia.unibo.it/aldrovandi/pinakesweb/files/image/VOL004_unico%5C_0068.jpg

> EN SURAMÉRICA Durante todo el viaje, Darwin hizo gala de un entusiasmo que el capitán y los oficiales calificaron de contagioso. Lo apodaron Filos, por considerar que era el “filósofo del barco”, y le tomaban el pelo por todos los restos de plantas, animales y rocas que coleccionaba sobre cubierta. En Suramérica, Darwin realizó en solitario varias expediciones tierra adentro, incluido un largo viaje a través de los Andes. Hizo colecciones de aves, vertebrados, invertebrados, organismos marinos, insectos, fósiles y muestras de rocas, así como un magnífico herbario. Todas ellas eran periódicamente remitidas a Cambridge, a John S. Henslow, su profesor de botánica, quien había estimulado fuertemente su interés por la historia natural. Visto en retrospectiva, quizá el aspecto más relevante del viaje no fuera a la postre la inmensa colección de especímenes, los paisajes o los peligros, sino la oportunidad de vivir con intensidad la comprensión de la diversidad del mundo natural. El gran cazador que fuera de joven dejó a un lado las armas de caza, y al regresar a Inglaterra, escribió en su diario: “Descubrí, aunque de manera inconsciente e insensible, que el placer de la observación y el raciocinio era muy superior al de la pericia y el deporte” [1]. La estadía en Suramérica jugó un papel crucial en su teoría de la evolución. En la introducción de El origen de las especies, Darwin afirmó que el punto de partida de todos sus planteamientos fueron tres hallazgos realizados durante el viaje: los fósiles encontrados en la Patagonia, las pautas de la distribución geográfica del ñandú –una especie de ave parecida al avestruz–, y la vida animal del archipiélago de las Galápagos. Los fósiles constituyeron un hallazgo extraordinario. Encontrados en Bahía Blanca, Argentina, los expertos del Museo de Londres determinaron que aquellos restos de mamíferos gigantescos extinguidos pertenecían a especies de megaterio, toxodon y gliptodonte, desconocidas hasta entonces. Darwin señaló que la

constitución de los animales desaparecidos respondía, en líneas generales, al mismo patrón anatómico del perezoso, el chigüiro y el armadillo, habitantes de Suramérica de aquel momento. Éstos parecían haber guardado cierta continuidad en el “tipo” a lo largo de periodos de tiempo muy largos. En el extremo meridional de Argentina, Darwin recogió un ejemplar de ñandú de menor tamaño que los de la región septentrional. La tripulación del barco había capturado un pájaro para cocinarlo, y cuando ya se habían comido la mitad, el naturalista se dio cuenta de que se trataba de una especie desconocida que necesitaba para su colección. La osamenta que quedó sirvió para que el ave fuera bautizada posteriormente con el nombre de Rhea darwinii, en su honor. Darwin utilizó las dos variedades de ñandú para demostrar el hecho de que las especies que guardan un parentesco cercano no suelen habitar en el mismo territorio; se excluyen mutuamente. A su entender, parecían existir vínculos familiares entre especies, ya fuera a través del tiempo o del espacio geográfico. Es difícil decir cuáles fueron los datos más importantes para Darwin. Su argumentación tomó nociones de todas las disciplinas científicas de la época. Pero no cabe duda de que sus observaciones en las islas Galápagos desempeñaron un papel importante en la elaboración de su modelo de los mecanismos de transformación de las especies. Cuando llegó a la isla de San Cristóbal se fijó especialmente en las tortugas y los pinzones. Estas aves, como concluiría a su llegada a Inglaterra con la ayuda del ornitólogo John Gould, constituían catorce especies en las islas, todas semejantes a las del continente, pero con fisonomías y hábitos diferentes. Gould, taxónomo y pintor de aves inglés, terminó de identificar en el Museo Británico las especies de pinzones acopiadas en las Galápagos cuando Darwin empezó a darse cuenta del fenómeno evolutivo que tenía frente a sí. Sin embargo, le faltaba adquirir más información acerca de las plantas y los animales que vivían en las islas oceánicas para comenzar a deducir las causas de la variación entre los organismos. Sus descubrimientos no fueron repentinos, sino que resultaron de la acumulación lenta de información, de hechos y de pruebas.

Imagen: Esqueleto de toxodon. http://3.bp.blogspot.com/_tGHzOEp3UKA/ SwlV5DPDZjI/AAAAAAAAAyA/HgrljJ7w9U4/s1600/large_extinctanimals_toxodon.jpg

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 19

> DE REGRESO A CASA

Nicholas Lawson, vicegobernador de las Galápagos durante el dominio inglés, le hizo a Darwin un comentario que sería muy importante: que las tortugas gigantes variaban en la forma de su caparazón de una isla a otra, y que él era capaz de identificar su procedencia observando estas particularidades [1]. Cuando partió de las Galápagos con el Beagle rumbo a Nueva Zelanda, Darwin tuvo tiempo para examinar sus notas y se sorprendió de que las aves, así como las tortugas, variaran de una isla a otra. Pensó que era como si todas estas especies estuvieran emparentadas entre sí con un antepasado común, y hubiesen cambiado su apariencia física para explotar con mayor eficacia la variedad de recursos alimentarios de las islas. Escribió: “Cabe imaginar que, a partir de la escasez de aves de este archipiélago, se aprovechó una especie con fines diversos” [1]. Así pues, las catorce especies de pinzones de las Galápagos se “transmutaron” a partir de una especie llegada del continente que se difundió por las islas. En cada isla, las aves habrían experimentado transformaciones propias en función de las situaciones particulares halladas.

Imagen: Iguana -Amblyryuchus Demarlii- Tomada de: http://www.sil.si.edu/PAID/fullsize/SIL-007-295/SIL7-295-01.jpg

Las catorce especies de pinzones que viven en las Galápagos no solamente varían de una isla a otra, sino que pueden encontrarse hasta diez especies distintas en una sola isla, debido a que ellas no compiten por el mismo nicho ecológico. Tales son las adaptaciones que han hecho frente al tipo de alimento que ingieren, que las distintas especies pueden alimentarse de forma independiente unas de otras, sin que exista interferencia entre las diferentes variedades que cohabitan una misma isla o islote en el archipiélago. Darwin llegó a la conclusión de que el tamaño del pico de los pinzones era una característica adaptativa de las aves, y que algunas de esas distinciones podían ser tan notables como las que diferencian a las verdaderas especies entre sí. El “aislamiento geográﬁco” se convirtió para Darwin en componente clave de los mecanismos de especiación.

El 4 de octubre de 1836, Darwin regresó a su casa en Shrewsbury, y en los años siguientes se dedicó a trabajar en la clasiﬁcación de su inmensa colección de especímenes. Publicó cinco volúmenes de la Zoología del viaje del Beagle y también ocupó su tiempo en la redacción de su Diario del viaje de un naturalista alrededor del mundo, que fue publicado por primera vez en 1839 y se constituyó en todo un éxito literario, traducido a varios idiomas y editado un sinnúmero de veces. Hacia 1846, consideró que había concluido con sus investigaciones iniciadas en el Beagle y escribió al profesor Henslow: “No puede imaginarse lo contento que estoy de haber ﬁnalizado con todos los materiales del Beagle… ahora, diez años después de mi regreso, sus palabras, que consideré disparatadas, se han cumplido: describir todo el material llevaría el doble de años de los que se invirtieron en recolectarlo y observarlo” [5, 6]. Los años siguientes fueron de trabajo continuo a pesar de su precario estado de salud. Si bien vivió hasta la edad de 73 años, nunca volvió a dejar las costas de Inglaterra, y su hijo Francis escribió al recordar a su padre: “Durante casi cuarenta años ni un solo día supo lo que era la salud de una persona normal y en consecuencia su vida fue una lucha constante contra el cansancio y la postración de la enfermedad” [3].

Imagen: Pinzones. http://www.ou.edu/darwin/Site/ImagesDarwinSite/1845_Beagle_F14_392.jpg

20 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

A finales de la década de 1850, la cuestión de cómo se habían originado las especies estaba ganado considerable atención. Un cierto número de naturalistas y científicos estaba comenzando a escribir sobre el tema. Charles Lyell sabía lo suficiente sobre el trabajo de Darwin para aconsejarle hacer públicas sus ideas y hacer propio este tema. En 1856, ante el pedido de Lyell, Darwin finalmente comenzó a escribir sobre la transmutación de las especies.

Imagen: Ilustraciones de la travesĂa. http://www.uc3m.es/portal/pls/portal/docs/6561831.jpg

En junio de 1858 sucedió un hecho insólito. Recibió una carta de uno de sus corresponsales, Alfred Russel Wallace, desde Ternate, un remoto lugar de las islas Molucas, fechada en febrero del mismo año. Pedía la opinión de Darwin sobre el contenido de un ensayo que adjuntaba. Wallace, naturalista inglés, estaba a mitad de camino en su exploración de ocho años del archipiélago malayo, después de haber realizado exhaustivas observaciones y colecciones en el Brasil. El siguiente apartado del contenido de su ensayo fue un detonante: “[...] que la perpetua variabilidad de todos los seres vivos tendría que suministrar el material a partir del cual, por la simple supresión de aquellos menos adaptados a las condiciones del medio, solo los más aptos continuarán en carrera” [5]. Darwin y sus colegas leyeron el trabajo de Wallace el 1 de julio de 1858 en una reunión de la Sociedad Linneana, junto con la presentación de los datos de Darwin sobre el mismo tema. Un tiempo después Darwin escribió: “[…] Jamás he visto una simultaneidad más desconcertante. Si Wallace hubiera tenido mi borrador manuscrito de 1842, no habría podido hacer un resumen mejor” [8, 9]. El trabajo de Wallace, publicado en 1858, fue el primero en deﬁnir el rol de la “selección natural” en la formación de las especies. Tras conocerlo, Darwin se apresuró a publicar, en noviembre de 1859, su tratado más importante: El origen de las especies. Con base en lo relatado, y en aras de la verdad, es preciso aclarar que si bien la teoría de la evolución generalmente se le atribuye a Darwin, ésta fue desarrollada por ambos: Darwin y Wallace. En su obra, Darwin apenas mencionaba la evolución humana diciendo que: “En el porvenir veo ancho campo para investigaciones mucho más interesantes[…] Se proyectará mucha luz sobre el origen del hombre y su historia” [8]. Sin embargo, la tesis era mucho más amplia, como se encuentra resumida en la introducción:

Imagen: Alfred Russel Wallace http://api.ning.com/ﬁles/ getqk*NnuVHfeUEeJbE67ORaQ0 cCxui61J92rTBxlPEC5EQK2p9tf 8uXApI4fkwB0at39isihF*l4lLnq AQ-ZyDj5hPVlg51/AlfredRusselWallace18231913001.jpg

Como de cada especie nacen muchos más individuos de los que pueden sobrevivir y como, en consecuencia, hay una lucha por la vida, que se repite frecuentemente, se sigue que todo ser, si varía, por débilmente que sea, de algún modo provechoso para él bajo las complejas y a veces variables condiciones de la vida, tendrá mayor probabilidad de sobrevivir y de ser así naturalmente seleccionado. Según el poderoso principio de la herencia, toda variedad seleccionada tenderá a propagar su nueva y modiﬁcada forma [8] . Hacía mucho énfasis aquí en el descenso común a partir de una o pocas especies, pero evitaba el término “evolución”. Al final concluye: Hay grandeza en esta concepción de que la vida, con sus diferentes fuerzas, ha sido alentada por el Creador en un corto número de formas o en una sola, y que, mientras este planeta ha ido girando según la constante ley de la gravitación, se han desarrollado y se están desarrollando, a partir de un principio tan sencillo, inﬁnidad de formas las más bellas y portentosas [8] .

Imagen: Libreta de anotaciones de Darwin. http://blogs.mirror. co.uk/science/css/1_Darwin%20Tree%20B%2036.jpg

22 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

Esta obra colosal ha influido profundamente en la concepción de nosotros mismos e, igual que las teorías acerca de la mecánica y la astronomía de Copérnico, Galileo y Newton en los siglos XVl y XVll, cambió la forma de pensar del mundo occidental. Si bien con algunas modificaciones, las más notables debidas a la incorporación de la genética y de los conocimientos del ADN, la teoría de Darwin es aceptada por la mayoría de los científicos como una guía de la biología moderna.

Imagen: RECORD: Busk, G. 1854. Catalogue of marine Polyzoa in the collection of the British Museum, Part II. Cheilostomata (part). London: Trustees of the British Museum (Natural History). REVISION HISTORY: Transcribed (single key) by AEL Data, corrections by John van Wyhe 8.2009. RN1. http:// darwin-online.org.uk/content/frameset?viewtype=side&itemID=A532.2&pageseq=40

y la autoridad, causando revoluciones tan sangrientas como la que se dio ese año en el levantamiento de la Comuna de París.

Imagen: Charles Darwin. http://www.kqed.org/press/tv/quest/images/quest-darwin2.jpg

Darwin fue acogido por la comunidad científica inglesa desde su llegada en el Beagle, acogida que se incrementó con la publicación del Diario del viaje de un naturalista alrededor del mundo. Con El origen de las especies se convirtió en la figura central de la controversia entre sus seguidores y los naturalistas de la vieja escuela, muchos de ellos pertenecientes al clero de la iglesia anglicana, como su profesor Henslow. Sin embargo, sus amigos tuvieron mayor influencia, y en 1864 le fue otorgada la medalla de Copley de la Royal Society. Además, el estilo accesible de la prosa de Darwin permitió que sus libros fueran leídos ávidamente por una clase media más curiosa. Aunque prácticamente omitió cualquier referencia a la evolución humana en este tratado, tanto sus seguidores como sus detractores abrazaron la discusión al respecto poco después de la publicación del Origen de las especies. Era claro que de allí se desprendía que la humanidad compartía el descenso común de las demás especies y que, contrario a las enseñanzas del Génesis, el hombre era de naturaleza animal. No obstante, la contribución de Darwin al tema sólo apareció doce años más tarde, en 1871, en El origen del hombre. En este libro se dedicaba a demostrar cómo tanto los rasgos físicos del hombre como los mentales descendían de los mamíferos superiores, tomando como ejemplo a los simios, monos y perros. Mostraba cómo la selección sexual pudo servir de motor en las diferenciaciones raciales y argumentaba, en contraposición a muchas creencias de la época, que todas las razas pertenecían a una misma especie humana; las variaciones entre ellas eran principalmente culturales, y sus diferencias físicas muy superficiales. Este tratado se vendió rápidamente a pesar de su extensión –dos volúmenes de 450 páginas– y su costo de 24 chelines. El público lo comentaba abiertamente sin escandalizarse en ningún momento, pues el tema ya era bien conocido y hasta aceptado. Sin embargo, Wallace, el coautor de la selección natural, no aceptó sus tesis, alegando que la mente humana era demasiado compleja para haber evolucionado gradualmente. Y el Times de Londres, curiosamente, acusó a Darwin de socavar con sus ideas la moral

24 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

Darwin comenzó a enfermarse desde antes de la publicación del Diario del viaje de un naturalista alrededor del mundo. Sufría de episodios de jaquecas, forúnculos severos, dolores intestinales, taquicardia y temblores. Tras la muerte de varios de sus hijos, temió que su enfermedad fuera hereditaria y que por haberse casado con una prima se la hubiera transmitido con mayor virulencia a su prole. El naturalista falleció ﬁnalmente de una obstrucción circulatoria y un ataque cardíaco brutal. Casi un siglo más tarde, en 1981, el médico inglés S. Adler, examinando la biografía de Darwin a la luz de los avances de la medicina, descubrió la casi total identidad de su cuadro clínico con los síntomas clásicos de la enfermedad de Chagas. Esta enfermedad fue reportada por primera vez veintisiete años después de la muerte de Darwin por el médico brasilero Carlos Chagas. Su agente etiológico es el Trypanosoma cruzi, parásito de la sangre que destruye las ﬁbras cardíacas y es transmitido por insectos hematófagos. Todos estos hechos concuerdan con las anotaciones que el mismo Charles Darwin escribiera en su libro Diario del viaje de un naturalista alrededor del mundo. Darwin había salido a caballo hacia Mendoza, Argentina, “por el camino de Portillo” –recuerda-, junto al arriero chileno Mariano González, que meses más tarde lo acompañaría en una cabalgata similar de 800 kilómetros entre Valparaíso y Copiapó–. Pero fue del lado oriental de la cordillera de los Andes donde contrajo la enfermedad que lo llevaría a la muerte. El 25 de marzo de 1835, Darwin escribió en su diario: [...] la noche la pasamos en la Villa de Luján, pequeña población rodeada de jardines, cuya comarca es la más meridional de todas las cultivadas en la provincia de Mendoza; está situada cinco leguas al sur de la capital. No pude descansar por haberme visto atacado (empleo de propósito este término) por un numeroso y sanguinario grupo de las grandes chinches negras de las Pampas, pertenecientes al género Benchuca, una especie de reduvideo [1]. Darwin escribe benchuca, sin duda por la pronunciación inglesa del término vinchuca, nombre común con el cual se designa a los insectos del género Triatoma que transmiten la enfermedad de Chagas. Difícilmente hay cosa más desagradable que sentir correr sobre el cuerpo estos insectos, blandos y sin alas, de cerca de una pulgada de largo. Antes de efectuar la succión son muy delgados, pero después se redondean y llenan de sangre, y en este estado se los aplasta con facilidad. Uno que cogí en Iquique estaba muy vacío. Puesto sobre una mesa y en medio de un grupo de gente, si se le presentaba un dedo, el atrevido insecto sacaba inmediatamente su proboscis y atacaba sin vacilar y si se le dejaba sacaba sangre.

La herida no causaba dolor. Era curioso observar su cuerpo durante el acto de la succión y ver como en menos de diez minutos se cambiaba desde plano como una oblea en redondo como una esfera. El festín que una Benchuca debió a uno de los oﬁciales la conservó gorda durante cuatro meses enteros; pero después de los quince primeros días estuvo dispuesta a recibir otra comida de sangre [1]. Vale la pena recordar que la enfermedad de Chagas se adquiere por el contacto de las heces infectadas de los triatominos, y no por la picadura. Los insectos vectores del T. cruzi, después de alimentarse tienen el hábito de defecar continuamente, y el contacto con este material es la principal fuente de infección. Darwin trabajó hasta el 17 de abril de 1882, y murió dos días más tarde. Por solicitud de la Royal Society, fue enterrado en la abadía de Westminster, cerca de la tumba de Newton, con toda la pompa de los funerales de Estado británicos. Sus amigos, Alfred Wallace, cocreador de la teoría de la evolución, Thomas Huxley y Joseph Hooker, sus defensores más acérrimos, ayudaron a portar su féretro.

> REFERENCIAS Existe mucha bibliografía sobre Darwin en Internet, incluyendo todas sus obras y correspondencia. Recomendamos el Diario del viaje de un naturalista y el Origen de las especies como lecturas amenas e interesantes. [1]

Darwin C. 1839. Diario del viaje de un naturalista alrededor del mundo. Trad. J. Mateos de Voyage of the Beagle. © 2000, www.elaleph.com. Disponible en http://www. e-libro.net/gratis/documentos/naturalista.pdf

[2]

Chancellor G, Keynes R. 2006. Darwin’s ﬁeld notes on the Galapagos: ‘A little world within itself’. En The complete works of Charles Darwin online. Ed. J. Van Wyhe. Disponible en http://darwin-online.org.uk/EditorialIntroductions/Chancellor_Keynes_Galapagos.html

[3]

Darwin F, ed. 1887. Life and letters of Charles Darwin. Londres: John Murray. Disponible en http:// darwin-online.org.uk/content/frameset?itemID=F145 2.1&viewtype=text&pageseq=1

[4]

Darwin C. 5 oct 1846. Letter 1005 - Darwin, C. R. to Henslow, J. S. Darwin Correspondence Project. Disponible en http://www.darwinproject.ac.uk/darwinletters/calendar/entry-1005.html

[5]

Curtis H, Barnes NS. 2007. Biología. 7ª ed. Madrid: Editorial Médica Panamericana.

[6]

Darwin C. 18 June 1846. Letter 2285 - Darwin, CR to Lyell, Charles. Darwin Correspondence Project. Disponible en http://www.darwinproject.ac.uk/darwinletters/calendar/entry-2285.html

[7]

Díaz C, ed. 2006. Charles Darwin y Alfred Wallace. En Nuestros Orígenes http://perso.wanadoo.es/ s915083000/evolucion/darwin/darwin.html

[8]

Darwin C. 1988. El origen de las especies. Ed. Jaume Josa i Llorca. Trad. Antonio de Zuleta. Espasa Calpe, Madrid. Disponible en http://www.cervantesvirtual.com/servlet/SirveObras/13559620212026495222202/index.htm

[9]

Bernstein RE. 1984. Darwin’s illness: Chagas’ disease resurgens. Journal of the Royal Society of Medicine 37.

[10]

Adler S. 1959. Darwin’s illness. Nature 184.

> RESEÑA DEL AUTOR Felipe Guhl. fguhl@uniandes.edu.co

Imagen: Vistas del viaje del Beagle. Tomado de: http://darwin-online.org. uk/content/frameset?itemID=F10.1&viewtype=image&pageseq=500

Profesor titular del Departamento de Ciencias Biológicas, director del Centro de Investigaciones en Microbiología y Parasitología (CIMPAT). Miembro del WHO Advisary Panel on Parasitic Diseases. Miembro de número de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas Físicas y Naturales.

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 25

TOXOPLASMA

GONDII: CIEN AÑOS DE HISTORIA MANUEL F. GARAVITO / ANDREA HORTÚA GABRIEL L. LOZANO / BARBARA H. ZIMMERMANN

La toxoplasmosis se ha convertido en una de las infecciones parasitarias más comunes y con mayor distribución en el mundo. Lo que ha hecho de Toxoplasma uno de los parásitos de mayor éxito y ubicuidad ha sido su capacidad de invadir cualquier tipo de célula nucleada en huéspedes de sangre caliente. Si tomamos como ejemplo las células del sistema inmune encargadas de la defensa, este parásito es capaz de utilizarlas como “caballos de troya” para moverse rápidamente a través del hospedero en la invasión, logrando llegar hasta órganos tan protegidos como el mismo cerebro [1]. Toxoplasma resalta así dentro del filo apicomplexa sobre las otras 4 600 especies que lo componen y cuyo espectro de invasión está limitado a cierto tipo de células u organismos. Pese a esto, la enfermedad no es tan conocida como lo son la malaria, el ébola o la tuberculosis, cuya distribución es mucho menor en el mundo. Se estima que Toxoplasma infecta a cerca del 40% de la población humana mundial [2], pero la mayor parte de las infecciones son asintomáticas y no se consideran como un verdadero riesgo para la salud pública. Sin embargo, el parásito puede comportarse como un oportunista si encuentra poca resistencia inmune, como en los fetos o los adultos con VIH, en quienes ocasiona serios daños oculares y cerebrales que pueden desencadenar hasta la muerte. Toxoplasma gondii es un organismo unicelular eucariota que está obligado a vivir como parásito dentro de otra célula eucariota. Pertenece al filo apicomplexa que se distingue por tener en su interior un plastidio no fotosintético de origen endosimbiótico llamado apicoplasto, único de los parásitos de este filo, y un complejo apical de organelos encargados de segregar enzimas que le permiten al parásito invadir a la célula hospedera. Al mismo filo pertenecen algunos géneros de patógenos de importancia médica, como Plasmodium, responsable de la malaria en humanos, y otros de importancia económica puesto que afectan al ganado, las aves de corral y las mascotas [3]. T. gondii fue identificado por primera vez en 1908. Como en otros casos famosos en la historia de la ciencia, su hallazgo fue reportado independientemente y de manera simultánea por Charles Nicolle y Louis Manceaux en un roedor (Ctenodoactyus gundi) en Túnez, y por Alfonso Splendore en conejos en el Brasil. Aunque inicialmente su estudio tuvo un interés meramente zoológico, con el correr de los años y tras su hallazgo en casos clínicos pasó a ocupar gradualmente un papel más importante dentro del grupo de los patógenos humanos. Tanto así, que en la década de 1960, cuando todavía no se había dilucidado su ciclo de vida ni su forma de transmisión, las mujeres eran excluidas de trabajar con el parásito en el laboratorio [4].

El ciclo de vida del parásito se puede dividir en una fase de reproducción asexual y otra de reproducción sexual. La fase de reproducción asexual o incompleta ocurre cuando es parásito de un huésped intermedio, que puede ser cualquiera de los miles de animales de sangre caliente. T. gondii invade las células del huésped formando en ellas una estructura denominada vacuola parasitófora, donde en la forma de taquiozitos, hace una serie de divisiones binarias rápidas hasta destruir la célula hospedera, liberando una gran cantidad de parásitos. Ya fuera de las células, pocos taquiozitos logran penetrar en la invasión nuevas células vecinas. Esto se debe a que, en su mayoría, los parásitos libres ﬂotantes en el torrente sanguíneo son fácilmente destruidos por el sistema inmunológico, a no ser que éste se encuentre debilitado, en cuyo caso se produce una infección aguda. Los taquizoitos sobrevivientes al ataque en el interior de las células reconocen lo que está ocurriendo en el exterior y entran en una especie de hibernación, adoptando su forma de bradizoito de división binaria mucho más lenta. La célula huésped se transforma en un quiste en el cual el parásito, por estar al interior, evade la detección del sistema inmunológico del hospedero, lo que constituye la infección latente de la toxoplasmosis y diﬁculta su erradicación con medicamentos. En la década de 1970, Jack Frenckel y J.P. Dubey descubrieron que la fase de reproducción sexual sólo podía ocurrir en los gatos, constituyendo así a los felinos en el huésped primario. El felino ingiere los quistes de los tejidos de sus presas. Ellos sobreviven al paso por su estómago, y los parásitos que liberan infectan las células epiteliales de su intestino delgado. Aquí se reproducen sexualmente, es decir, con intercambio de material genético, y producen ooquistes, dentro de los cuales se encuentran encapsulados los parásitos en su forma de esporozoitos. Los ooquistes se esparcen en el excremento del felino, resisten hasta por un año en el medio ambiente y se encuentran listos para introducirse en otros huéspedes, animales o humanos. Éstos pueden infectarse ya sea al ingerir los ooquistes en aguas y otras fuentes ambientales, como vegetales contaminados, o bien los quistes en carnes crudas o mal cocidas. La propagación de Toxoplasma es inusualmente exitosa, si se compara con otros apicomplexa, debido a que no requiere pasar a través del huésped primario. Plasmodium, por ejemplo, siempre requiere el paso a través del mosquito. Sin embargo, la reproducción sexual del toxoplasma en los felinos ha sido muy importante en su evolución pues se tiene evidencia de que estos parásitos afectan las células cerebrales de las ratas infectadas para que éstas pierdan el miedo a los gatos y se dejen cazar, permitiendo así el retorno del toxoplasma al huésped primario [5].

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 29

EN LATINOAMÉRICA, ESTE PARÁSITO CAUSA ENFERMEDADES OCULARES Y CONGÉNITAS MUCHO MÁS SEVERAS QUE EN EUROPA. ESTO PARECE DEBERSE A QUE NUEVOS GENOTIPOS MÁS ÉXITOSOS Y VIRULENTOS PREDOMINANTES EN ESTOS PAÍSES SON RARAMENTE ENCONTRADOS EN EL VIEJO CONTINENTE [6]. A DIFERENCIA DE OTRAS NACIONES, EN COLOMBIA LA SITUACIÓN NO HA MEJORADO MUCHO EN LOS ÚLTIMOS VEINTICINCO AÑOS. ESTUDIOS CON MUJERES EMBARAZADAS MUESTRAN UN INCREMENTO EN LA PREVALENCIA DE ANTICUERPOS CONTRA TOXOPLASMA DEL 33-37% EN 1980 AL 39-55% EN 2008 [7]. ÉSTAS Y OTRAS CONDICIONES HACEN QUE EL PARÁSITO NUEVAMENTE OCUPE LOS PRIMEROS PLANOS DE LA ACTUALIDAD CLÍNICA DEL PAÍS, Y QUE A ESCALA MUNDIAL SEA CATALOGADO POR EL NATIONAL INSTITUTE OF ALLERGY AND INFECTIOUS DISEASES (NIAID) COMO UN AGENTE PRIORITARIO DE CATEGORÍA B.

Debido a que el parásito es capaz de convertirse de taquizoito a bradizoito y viceversa, en respuesta al ambiente del huésped, su manejo clínico es difícil. Las drogas utilizadas convencionalmente en los tratamientos médicos buscan suprimir la rápida proliferación de los taquizoitos, lo que disminuye la sintomatología pero no cura del todo la infección, ya que ellas ejercen poco efecto sobre los bradizoitos en el interior de los quistes, que se mantienen como una fuente de infección recrudescente. Por lo tanto, existe una gran población con la infección latente que no presentará síntomas mientras su sistema inmunológico esté sano. Sin embargo, con cualquier deficiencia de éste, como el sida, o durante tratamientos inmunosupresivos comunes en el trasplante de órganos, pueden presentarse manifestaciones agudas, como la encefalitis producida por la infección de células del cerebro. La transmisión de Toxoplasma también puede ser vertical –lo que significa que se transfiere de la madre al feto durante la gestación–, pues él tiene la facultad de pasar a través de la placenta. Éste es precisamente el gran problema de salud que constituye el parásito. Si la madre fue infectada por éste meses antes del embarazo, los anticuerpos de su sistema inmunológico generalmente la protegen a ella de una infección aguda y, por lo tanto, el feto estará protegido de la infección congénita. En cambio, si contrae la infección por primera vez durante el embarazo, hay un alto riesgo de que el feto también se infecte. Si la contrae en el primer trimestre del embarazo, el feto tiene un riesgo del 13% de infectarse; si la contrae en el segundo trimestre, de un 30%; y durante el tercer trimestre, de un 65% [8]. Aunque hacen falta estudios recientes en Colombia, se estima que cerca del uno de cada mil bebés sufren de toxoplasmosis congénita, lo que hace de la enfermedad una de las primeras causas de infección prenatal

30 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

[9]. Aunque la mayoría de estos niños infectados se desarrollan normalmente, hasta un 4% mueren o muestran serias complicaciones neurológicas y oftalmológicas en el primer año [8]. Otras afecciones que pueden mostrar estos niños después son: pérdida de la audición, hidrocefalia, retraso mental, problemas de aprendizaje o ataques de apoplejía. Por esta razón, es importante que las mujeres embarazadas eviten ser infectadas. Los Centers for Disease Control and Prevention ( CDC ) de los Estados Unidos, recomiendan que ellas se abstengan de limpiar la caja de excrementos del gato y que utilicen guantes al trabajar en el jardín. También deben abstenerse de comer carnes crudas –como jamón serrano o prosciutto– y de tomar agua no tratada, leche cruda o cualquiera de sus derivados, pues se ha detectado el parásito en estos productos. La higiene en la cocina es de suma importancia, pues las moscas y las cucarachas pueden actuar como vectores mecánicos, transﬁriendo los ooquistes microscópicos a la comida. Las legumbres y las frutas deben lavarse bien y las carnes deben cocinarse hasta una temperatura mínima a 75° C. Por otra parte, es preciso lavarse las manos y también lavar los utensilios de cocina al preparar carnes o legumbres, evitando tocarse la boca o la nariz durante su preparación. La detección temprana de la infección por T. gondii es difícil, ya que sus síntomas no suelen mostrarse o son muy leves, y se asemejan a los de un resfriado. Las pruebas utilizadas en todo el mundo para revelar la enfermedad se basan en detectar la presencia de diferentes anticuerpos en el suero de los pacientes. Uno de éstos –IgG- permanece de por vida, y no da información sobre cuándo se produjo la infección, si bien una seroconversión durante el emba-

razo implica que ésta tuvo lugar recientemente. Otros anticuerpos -IgM e IgA- aparecen por relativamente poco tiempo, y aunque pueden indicar una infección reciente, tienen problemas de falsos positivos. Existen pruebas más sofisticadas, como la medición de la avidez (afinidad por el antígeno) del anticuerpo IgG: una baja avidez generalmente indica que hubo una infección en los últimos tres meses. También se puede detectar la presencia del parásito circulando en la sangre al amplificar su ADN por PCR (reacción en cadena de la polimerasa) en una infección aguda. Con estas pruebas, aunque se puede establecer la presencia del parásito, es muy difícil determinar cuándo se dio la infección; ya que al ser pruebas serológicas, la mayoría depende mucho del sistema inmune de cada paciente. Por esto, se recomienda a las futuras mujeres embarazadas hacerse las pruebas antes de quedar en este estado, y luego mensualmente durante la gestación, para determinar si hay aparición de estos anticuerpos específicos. El análisis cuidadoso de estas pruebas por parte del médico es lo que permite el manejo apropiado de la toxoplasmosis [10].

> INVESTIGACIÓN EN LA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES Una de las primeras líneas de investigación que se presentó en la carrera de microbiología fundada en la Universidad de los Andes en 1963, fue la de la parasitología. Y en esta línea, la historia de T. gondii en la Universidad comenzó con el ahora profesor emérito Cornelis J. Marinkelle, junto a sus estudiantes Max Groegl y Nhora de Sánchez. Ya que en el país era un campo poco explorado, la información sobre la transmisión, incidencia o prevalencia del parásito era casi inexistente y muy necesaria. Inicialmente, las investigaciones comenzaron con el fin de obtener estos datos, y gradualmente se trabajó en el diagnóstico y la prevención en grupos de alto riesgo de contraer la toxoplasmosis, como el de las mujeres embarazadas. Luego de que la Universidad adquiriera el primer microscopio para realizar diagnósticos por la técnica de inmunofluorescencia indirecta ( IFI ) en el país, se posicionó como un centro de capacitación avanzada al que venían investigadores de todas las regiones con el fin de aprender acerca de este novedoso método. Esta técnica permite detectar anticuerpos específicos –por lo general en la sangre–, que reconocen un antígeno conocido, como el parásito o una de sus proteínas. Para ello se utiliza un segundo anticuerpo, que al reconocer al primero se une a él. Este segundo anticuerpo está marcado o conjugado con un fluorocromo, que al ser excitado a cierta longitud de onda, emite una señal luminosa que puede ser detectada.

Asimismo, las visitas de reconocidos investigadores internacionales a la Universidad permitieron incursionar en investigaciones con las técnicas más novedosas de la época. Entre ellas, el cultivo de tejidos in vitro que permite mantener in vivo células infectadas, recreando sus propiedades fisiológicas, bioquímicas y genéticas; o la elisa (Enzyme Linked Inmunoabsorvent Assay), que detecta un antígeno inmovilizado sobre una superficie sólida, utilizando anticuerpos que directa o indirectamente producen una reacción cuyo producto puede ser medido espectrofotométricamente. Es de resaltar la importante labor de la Universidad, en cabeza de Nhora Rodríguez de Sánchez, en el campo de la toxoplasmosis. En 1984, en el Simposio Interamericano de Toxoplasmosis, se dieron cita en sus instalaciones algunos de los grandes investigadores mundiales del campo, como Jack Frenkel. Años más tarde, también se organizó en el país el II Congreso Internacional de Toxoplasmosis. En la actualidad, la Universidad continúa la investigación en Toxoplasma siguiendo dos líneas, principalmente, para ayudar a combatir la enfermedad. Una de ellas busca técnicas para la serotipificación de las cepas del parásito asociadas a las manifestaciones clínicas más severas. En vista de que detectar el parásito directamente en sangre es difícil, por lo general se utilizan los anticuerpos en los sueros de pacientes para diagnosticar la infección. La serotipificación consiste en utilizar los anticuerpos, no sólo para el diagnóstico de la enfermedad, como en las pruebas IgG e IgM, sino para diferenciar las diversas cepas del parásito, utilizando la respuesta diferencial del anticuerpo frente a distintos factores de virulencia –como la proteína rop18–. En el futuro, se espera que esta metodología permita determinar el tratamiento específico que debe seguirse con cada paciente.

Imagen: Carátula de las memorias del Simposio Interamericano de Toxoplasmosis

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 31

Imagen: Ciclo de vida de T. gondii El ciclo de vida de T. gondii involucra el paso a través de diferentes huéspedes intermediarios vertebrados, pero su huésped deﬁnitivo es el gato, en el cual ocurren tanto la etapa de replicación sexual como la asexual. El toxoplasma puede infectar los tejidos más protegidos del huésped casi sin ser detectado. En la mayoría de los casos permanece inofensivo, pero en los fetos y los individuos con el sistema inmunológico comprometido puede causar daños severos.

HUMANOS. La gente se infecta de carne contaminada, de la arena del gato o del agua. Las mujeres pueden transmitir el agente patógeno al feto.

HUÉSPED PRIMARIO: EL GATO. El toxoplasma se reproduce sexualmente en el intestino de los miembros de todas la especies de gatos.

CÉLULAS TIPO HUEVO (OOQUISTES). 100 millones de ooquistes puede haber en las heces del gato infectado. Pueden sobrevivir por más de un año.

OTROS HUÉSPEDES. Animales que ingieren el toxoplasma pueden desarrollar quistes en sus tejidos. Los quistes siguen siendo infecciosos, si la carne de estos animales no está bien cocida.

RÁPIDA DISPERSIÓN. Horas después de la infección, el toxoplasma se mueve a través del cuerpo, invadiendo y controlando las células inmunes dendríticas del intestino.

ATRAVIESA BARRERAS PROTECTORAS. Utilizando la célula dendrítica como caballo de Troya atraviesa barreras protectoras para atacar órganos tan protegidos como el cerebro. Célula animal

INGRESO A LA CÉLULA. El toxoplasma es capaz de infectar cualquier tipo de célula. Ingresa presionando la membrana celullar, cubriéndose con ella. La célula se cierra tras él, dejando al patógeno en una especie de burbuja protectora.

32 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

núcleo

cápsula de protección

La otra línea está enfocada hacia los métodos terapéuticos de combatir al Toxoplasma. Hasta ahora, las infecciones con este parásito han sido incurables, debido a la habilidad que él posee de pasar de su estadio de replicación rápida como taquizoito, en infecciones agudas, a su estadio latente como bradizoito en el interior de los quistes. Los medicamentos actuales para el control de la enfermedad, por desgracia, no afectan todas las formas del parásito y fallan, sobre todo, cuando se trata de eliminar los quistes. Además, han mostrado complicaciones en algunos pacientes que no los toleran en tratamientos prolongados. Por estas razones se buscan nuevos tratamientos terapéuticos que afecten los diferentes estadios del parásito, que sean más tolerables para los pacientes y que puedan utilizarse tanto para tratar como para prevenir la toxoplasmosis. Uno de los blancos terapéuticos más prometedores para controlar la enfermedad son las seis enzimas de la ruta de síntesis de los nucleótidos de pirimidinas. Las pirimidinas son piezas esenciales para la construcción de los ácidos nucleicos; además, están involucradas en el desarrollo, crecimiento y metabolismo celular de todos los organismos. Ya que este parásito es tan maleable experimentalmente, se han podido desarrollar, in vitro, parásitos mutantes que carecen de la enzima 1 de la ruta de síntesis de pirimidinas. Estos parásitos han mostrado ser capaces de invadir las células, pero no de replicarse in vitro [11]. Por esta razón, creemos que esta ruta es necesaria para sostener la replicación tanto de los taquizoitos como de los bradizoitos. Aunque cualquiera de las seis enzimas involucradas en la síntesis de pirimidinas podría utilizarse para el diseño de drogas que inhiban las enzimas del parásito y no las del hospedero humano, la enzima 4, denominada dihiroorotato deshidrogensa ( DHODasa), es la que presenta un mayor potencial terapéutico. Este potencial se debe en parte a la diferencia estructural que existe entre la enzima del huésped humano y aquella del parásito, y en parte a que actualmente se conocen algunos inhibidores especie-especíﬁcos que actúan inhabilitando su actividad. Dado que algunos de estos inhibidores actualmente se utilizan en tratamientos prolongados contra el cáncer, la artritis reumatosa y ciertas enfermedades autoinmunes, su utilización en terapias clínicas tolerables por el huésped podría ser una respuesta para combatir la enfermedad. La DHODasa del parásito tiene similitud con las DOHD tipo 2 que están asociadas a membranas celulares en la mayoría de organismos eucariotas –en especial, a la mitocondrial– y está íntimamente relacionada con la cadena de transporte de electrones de la respiración mitocondrial [12]. Nuestros estudios con microscopía confocal, en los que se utilizan anticuerpos y proteínas reporteras ﬂuorescentes, sugieren que en los taquizoitos existe una localización inusual de esta enzima: en

el apicoplasto del parásito, ese organelo único de los apicomplexa ausente en su hospedero. La técnica de las proteínas fluorescentes, galardonada este año con el premio Nobel de química, consiste en alterar la genética de la célula para que fusione la enzima en cuestión con una proteína fluorescente que se pueda localizar dentro de la célula viva. Esta técnica se combina con la observación a través de un microscopio confocal, que permite incrementar el contraste de las muestras para la reconstrucción de imágenes en tres dimensiones. Esta posible localización atípica de la enzima 4 podría tener un papel adicional en el diseño de nuevos medicamentos, gracias a que las proteínas y rutas metabólicas presentes en el apicoplasto no son compartidas con el hospedero humano. Experimentalmente se ha demostrado la importancia que tiene el apicoplasto de T. gondii, debido a que parásitos mutantes que carecen de él pueden invadir de manera normal, pero no pueden replicarse in vitro [13]. > CONGRESO DE LOS CIEN AÑOS Este año se reunieron en Brasil los investigadores más importantes en el campo de la toxoplasmosis para conmemorar los cien años del descubrimiento de este patógeno. En el evento se mostró paso a paso el desarrollo de la investigación desde el descubrimiento de del parásito hasta la utilización de su genoma en proyectos a gran escala. En el evento, el nieto de Splendor, uno de los descubridores, entregó medallas a los investigadores más destacados por sus logros y por la dedicación al estudio del parásito. La gran conclusión del congreso fue que Toxoplasma se ha convertido en el organismo modelo para el estudio de los parásitos intracelulares del filo apicomplexa por su sencillo manejo experimental, destacándose sobre organismos tales como Plasmodium, el agente causal de la malaria. Este posicionamiento del parásito como modelo se ha conseguido gracias al arduo trabajo de múltiples investigadores, que a lo largo del siglo lo han mostrado como un organismo receptivo a la manipulación genética en el laboratorio y han implementado en su estudio metodologías novedosas que podrían ser replicadas en la investigación de otros organismos eucariotas.

Imagen: Logotipo del Congreso de los Cien Años de Toxoplasma

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 33

Los cien años de la historia del T. gondii constituyen un ejemplo del desarrollo de la biología en el último siglo: desde 1908, cuando muy pocos se imaginaban que la vida se podría explicar a partir de la química, hasta las teorías actuales que pretenden esclarecerla con el análisis del mapa genético y los procesos moleculares de las diversas proteínas. Los instrumentos y las técnicas para este estudio han avanzado vertiginosamente, sobre todo después del descubrimiento del ADN en 1953. Actualmente, las mismas técnicas descritas aquí para analizar el parásito se utilizan en el estudio de la biología en general: cultivos de tejidos in vitro, ingeniería genética, marcadores ﬂuorescentes, microscopios especializados, simulaciones por computador y muchas otras metodologías que no se soñaban a principios del siglo xx. Y esto sólo marca el inicio de una ciencia interdisciplinaria con mucho futuro.

La ﬂecha indica un loop más largo en la secuencia de T. gondii. La metionina (Met 30) es el aminoácido donde comienza la dhod de humanos, y la glicina (GLY 200) es el lugar donde comienza la predicción de la dhod de T. gondii. Se puede apreciar al cofactor fmn (verde), al sustrato que es el orotato (azul claro) y a un análogo estructural del inhibidor brequinar (azul oscuro) para la dhod en humanos.

34 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

> REFERENCIAS

Imagen: Localización intracelular de las enzimas 3 y 4 de la síntesis de pirimidinas en T. gondii.

[1]

Lüder CG, Gross U. 2005. Apoptosis and its modulation during infection with Toxoplasma gondii: molecular mechanisms and role in pathogenesis. Current Topics in Microbiology and Immunology, 289:219-37. PMID: 15791958.

[2]

Hill D, Dubey JP. 2002. Toxoplasma gondii: transmission, diagnosis and prevention; Clinical Microbiology and Infection, 8(10):634-40; PMID: 12390281.

[3]

Kim K, Weiss LM. 2004. Toxoplasma gondii: the model apicomplexan. International Journal for Parasitology, 34(3):423-32; PMID: 15003501.

[4]

Marinkelle C. 2008. Entrevista en la Universidad de los Andes.

[5]

Vyas A, Kim SK, Giacomini N, Boothroyd JC, Sapolsky RM. 2007. Behavioral changes induced by Toxoplasma infection of rodents are highly speciﬁc to aversion of cat odors. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States Of America, 104(15):6442-7. Epub 2007 Apr 2. PMID: 17404235.

[6]

Gilbert RE, Freeman K, Lago EG, Bahia-Oliveira LM, Tan HK, Wallon M, Buffolano W., Stanford MR, Petersen E., for The European Multicentre Study on Congenital Toxoplasmosis (EMSCOT). 2008. Ocular Sequelae of Congenital Toxoplasmosis in Brazil Compared with Europe. PLoS Neglected Tropical Diseases 2(8); PMID: 18698419.

[7]

Rosso F, Les JT, Agudelo A, Villalobos C, Chaves JA, Tunubala GA, Messa A, Remington JS, Montoya JG. 2008. Prevalence of infection with Toxoplasma gondii among pregnant women in Cali, Colombia, South America. American Journal of Tropical Medicine and Hygiene, 78(3):504-8; PMID: 18337350

[8]

SYROCOT (Systematic Review on Congenital Toxoplasmosis) study group, Thiébaut R, Leproust S, Chêne G, Gilbert R 2007. Effectiveness of prenatal treatment for congenital toxoplasmosis: a meta-analysis of individual patients’ data. Lancet 13; 369(9556):115-22; PMID: 17223474

[9]

Toxoplasmosis congénita. 1998. Avances en diagnóstico y tratamiento. Folleto del Segundo Congreso Internacional de Toxoplasmosis. Bogotá.

[10]

Gómez JE, Ruiz B, Silva P, Beltran S, Cortés JA, Montoya J. 2007. Guía de práctica clínica para toxoplasmosis durante el embarazo y toxoplasmosis congénita en Colombia. Infectio 11;129-141.

[11]

Fox BA, Bzik DJ. 2002. De novo pyrimidine biosynthesis is required for virulence of Toxoplasma gondii: Nature. Feb 21;415(6874):926-9; PMID: 11859373.

[12]

Sierra-Pagan ML, Zimmermann BH. 2003. Cloning and expression of the dihydroorotate dehydrogenase from Toxoplasma gondii. Biochimica et Biophysica Acta, 1637:178–81; PMID: 12633907.

[13]

He CY, Shaw MK, Pletcher CH, Striepen B, Tilney LG, Roos DS. 2001. A plastid segregation defect in the protozoan parasite Toxoplasma gondii. EMBO Journal, 20(3):330-9; PMID: 11157740.

> RESEÑAS DE LOS AUTORES Barbara Zimmerman bazimmer@uniandes.edu.co Ph.D., Universidad de Michigan. Profesor asociado del Departamento de Ciencias Biológicas. Directora del Grupo de Investigación de Bioquímica y Biología Molecular de Parásitos (BBMP) Manuel Garavito lgarav@uniandes.edu.co Microbiólogo, estudiante de doctorado. Andrea Hortúa Triana m-hortua@uniandes.edu.co M.Sc en Microbiología, estudiante de doctorado. Gabriel Lozano ga-lozan@uniandes.edu.co Ingeniero químico y microbiólogo, estudiante de maestría.

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 35

BACTERIÓFAGOS: VIRUS DE BACTERIAS QUE CURAN INFECCIONES MARÍA CATALINA GÓMEZ P. / MARTHA JOSEFINA VIVES F.

LOS VIRUS SON PARÁSITOS OBLIGADOS DE LAS CÉLULAS, PUES NO PUEDEN REPRODUCIRSE FUERA DE ELLAS. SEGÚN SU HOSPEDERO, EXISTEN VIRUS ANIMALES, VEGETALES, DE HONGOS, DE PROTISTAS (ANTES LLAMADOS PROTOZOOS), DE BACTERIAS Y DE ARCHAEAS (OTRA CLASE DE ORGANISMOS UNICELULARES PROCARIOTES). LOS BACTERIÓFAGOS, O FAGOS, SON VIRUS QUE INFECTAN EXCLUSIVAMENTE BACTERIAS Y HAN SIDO IMPORTANTES DESDE LOS AÑOS SETENTA EN LA EXPLORACIÓN DE DIFERENTES PROCESOS GENÉTICOS CELULARES. RECIENTEMENTE HAN SIDO OBJETO DE RENOVADA ATENCIÓN DEBIDO A SU POTENCIAL COMO CONTROLADORES BIOLÓGICOS DE BACTERIAS PATÓGENAS, ESPECIALMENTE DEBIDO AL INCREMENTO EN LA RESISTENCIA A LOS ANTIBIÓTICOS QUE DICHOS PATÓGENOS HAN DESARROLLADO. > EL DESCUBRIMIENTO DE LOS BACTERIÓFAGOS

> MORFOLOGÍA Y CLASIFICACIÓN

La historia del descubrimiento de los bacteriófagos es materia de gran debate y controversia. En 1896, el bacteriólogo británico Ernest Hankin evidenció la presencia de actividad antimicrobial contra Vibrio cholerae, la bacteria causante del cólera. Dos años más tarde, el bacteriólogo ruso Nikolay Gamaleya observó un fenómeno similar mientras trabajaba con Bacillus subtilis (bacteria no patógena para humanos). Sin embargo, ninguno de estos dos científicos exploró en profundidad sus hallazgos. Frederick Twort (Figura 1), bacteriólogo británico, fue quien en 1913 infirió que los agentes que mataban a las bacterias eran virus. No obstante, debido a problemas económicos, este científico no concluyó sus estudios. Tres años después, el microbiólogo francocanadiense Félix d’Herelle (Figura 1), del instituto Pasteur de París, anunció su descubrimiento [1]. Hoy se considera a los dos investigadores, Twort y D’Herelle, los codescubridores de los fagos.

Al igual que los virus animales y vegetales, la estructura básica de los fagos consiste de una cápside proteica y un tipo de ácido nucleico, ADN o ARN. Uno de los fagos más estudiados es T4, cuya morfología ha sido usada como modelo para la descripción de este tipo de virus (Figura 2), e incluso ha servido de inspiración para la construcción de módulos de exploración espacial. Los bacteriófagos se clasiﬁcan según su morfología, el tipo de ácido nucleico, el tamaño del genoma y la presencia o ausencia de envoltura o capa de lípidos [2, 3]. Según la morfología, su simetría puede ser binaria, cúbica, helicoidal o pueden ser pleomórﬁcos (Tabla 1) [5]. Los bacteriófagos de simetría binaria son los más complejos desde el punto de vista estructural: poseen cabeza de simetría cúbica, cola de simetría helicoidal y carecen de envoltura (Figura 2).

Figura 1. Frederick Twort (izq.) y Félix d’Herelle (der.). Codescubridores de los bacteriófagos. Molecular Biology of Bacterial Viruses. Gunther S. Stent. 1963. W. H. Freeman and company

38 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

Pseudomonas aeruginosa es una bacteria gramnegativa que causa infecciones graves, especialmente en pacientes hospitalizados. Su tratamiento con antibióticos es cada día menos exitoso, debido a la gran capacidad de la bacteria para desarrollar resistencias y a su capacidad para formar biopelículas. Una biopelícula es un ecosistema microbiano organizado, conformado por microorganismos pertenecientes a la misma o diferentes especies, asociados a una superﬁcie viva o inerte y embebidos en una matriz adhesiva protectora.

cápside o cabeza

ADN en el interior

de la cabeza collar barbas Figura 2. Estructura de fago T4. (modiﬁcado de John Wiley and Sons Publishers, 2003, tomado de faculty.mc3.edu/ lrehfuss/bit220/ch16.ppt).

tubo interno de la cola (hueco) envontura contráctil de la cola

ﬁbra caudal placa basal espículas superﬁcie celular bacteriana

Ilustración: CastaFeletti

> CICLO DE VIDA El ciclo de vida de un fago inicia con la infección de la bacteria susceptible. La infección ocurre cuando el bacteriófago reconoce receptores específicos de la superficie bacteriana e inocula su material genético en la célula (Figura 3). Dichos receptores (proteínas o carbohidratos) pueden estar presentes en la cápsula, la pared, el flagelo o el pilus; estructuras presentes en procariotes exclusivamente, y cuya composición es especie-específica o incluso cepa-específica. Una vez en el citoplasma, dependiendo del tipo de virus, de las condiciones ambientales y de la célula hospedera, los bacteriófagos pueden llevar a cabo un ciclo lítico o uno lisogénico. La diferencia fundamental entre los dos ciclos radica en que, en el primero, los fagos utilizan la maquinaria celular inmediatamente para producir su progenie, que es liberada al ambiente luego de la lisis o ruptura de la membrana y pared de la célula hospedera. En el ciclo de vida lisogénico los bacteriófagos reprimen sus funciones líticas e integran su genoma al cromosoma de la bacteria para que se replique con el de ésta, pero en algún punto también harán un ciclo lítico. Existen, además, fagos con estructura filamentosa que producen continuamente progenie sin lisar la célula hospedera, y otros fagos no filamentosos que pasan por un estado llamado pseudolisogenia, muy poco estudiado, en el que hay producción constante de progenie de fagos en presencia de alta densidad celular bacteriana [6].

40 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

El ciclo lítico (Figura 4) ha sido descrito en detalle para el fago T4, de la familia Myoviridae que infecta a Escherichia coli, bacteria que forma parte de la microbiota intestinal. Después de la infección, el fago emprende la síntesis de sus propias proteínas y detiene la de las proteínas bacterianas. El genoma de T4 no codifica para ninguna ARN polimerasa, enzima encargada de la transcripción del ADN, pero el fago resuelve esta constricción de forma exquisita: modifica la subunidad alfa de la ARN polimerasa de la bacteria mediante la adición de un grupo ADP ribosa, inhibiendo así el reconocimiento de promotores bacterianos por parte de la misma ARN polimerasa bacteriana, y permitiendo el reconocimiento de los promotores virales tempranos (promotores de los genes que deben expresarse en los primeros minutos postinfección). Las proteínas virales sintetizadas estimulan la replicación del genoma viral y la transcripción de los genes intermedios y tardíos (genes que se expresan hacia la mitad y el final del ciclo, respectivamente) mediante sucesivas modificaciones de la polimerasa y el reconocimiento de los respectivos promotores del fago. Las nucleasas codificadas por el virus digieren el cromosoma de la bacteria hospedera para proveer los nucleótidos necesarios en la síntesis del genoma del fago. Entre los genes virales tardíos se cuentan proteínas estructurales y de ensamblaje del virus, y enzimas que degradan la pared de la bacteria. Al final del ciclo, que toma entre 22 y 25 minutos, se lisa la célula y se libera la nueva progenie de fagos que infectará a las bacterias cercanas [4].

Figura 3. (arriba) Fago Lambda, adsorbido a la superﬁcie de Escherichia coli, inyectando su ADN. Referencia: http://www.sunum.org/index.php/kulphages2biotek2006-ppt/

adsorción

lisis y liberación de las partículas virales

inyección del material genético viral

ensamblaje

Figura 4. (abajo) Ciclo de vida del Fago T4, fago lítico de Escherichia coli. (modiﬁcado de http://www.microinmuno.qb.fcen.uba.ar/SeminarioBacteriófagos.htm)

síntesis de enzimas virales y replicación del material genético viral

síntesis de las cubiertas proteícas y encapsidación del material genético viral

Ilustración: CastaFeletti

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 41

En el ciclo lisogénico, el genoma del virus es integrado al material genético de la bacteria hospedera; el ADN del fago (denominado profago) se replica junto con el genoma de la bacteria y las células hijas heredan el genoma viral. La bacteria puede llevar a cabo varias divisiones celulares, hasta que eventualmente se induce el ciclo lítico y la célula libera la progenie de fagos [7]. La decisión entre seguir el ciclo lítico o el lisogénico al momento de infectar una E. coli ha sido estudiada en profundidad en el fago Lambda (familia Siphoviridae), siendo uno de los modelos clásicos de regulación de la expresión génica. Algunos fagos, como el Mu (Myoviridae), tienen la capacidad de cambiar entre el ciclo lisogénico y el lítico bajo la inﬂuencia de factores ambientales tales como las temperaturas altas [4].

> IMPORTANCIA ECOLÓGICA DE LOS FAGOS Los bacteriófagos son diez veces más numerosos en el ambiente que las bacterias, lo que los convierte en los organismos más abundantes del planeta. Son frecuentemente aislados de ambientes acuáticos, reportándose 1010 fagos por litro de agua marina superficial, y entre 107 y 109 por gramo de sedimento o tierra. Dado el volumen de los océanos, los científicos han calculado la existencia de 1031 bacteriófagos; lo que en términos de masa, es igual a cien millones de toneladas, medida equivalente a un millón de ballenas azules [8]. Aún más asombrosa es la idea de que estos 1031 bacteriófagos puestos en fila, cabeza con cola, cubrirían una distancia de doscientos millones de años luz. Por lo tanto, es seguro que la variedad de fagos aislados y caracterizados hasta ahora representa una pequeña fracción del total de bacteriófagos existentes. Una de las contribuciones de los bacteriófagos es el papel que juegan en el ciclo del carbono y el oxígeno, regulando la atmósfera del planeta y cooperando en la cadena alimenticia. La mitad del oxígeno presente en la atmósfera terrestre es generado por la actividad fotosintética de microorganismos marinos. Debido a que el 20% de la microbiota oceánica es destruida por infecciones virales, los bacteriófagos afectan dicho ciclo. Además, estos organismos participan en el intercambio genético mediante el proceso de transducción (mecanismo de intercambio genético entre bacterias mediado por un bacteriófago), aportando un estimado de 10 25 a 10 28 pares de bases de ADN por año a los distintos microorganismos acuáticos [8].

Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii y Pseudomonas aeruginosa (agentes causales de infecciones sistémicas o localizadas en diferentes órganos; entre ellos pulmones, corazón, piel, etc.), especialmente porque el número de antibióticos actualmente en estudio por parte de las compañías farmacéuticas es muy bajo (menos de diez) y ninguno de ellos corresponde a moléculas nuevas, sino a modificaciones de compuestos ya conocidos [4]. Por lo anterior, se espera que las bacterias desarrollen también resistencia a estos compuestos de forma muy rápida, y las opiniones más pesimistas hablan del fin de la era de los antibióticos. En consecuencia, se han realizado estudios alrededor del mundo para certificar otros métodos de tratamiento, como cócteles de antibióticos o antibióticos novedosos con blancos de acción diferentes [1]; la creación de vacunas que interfieran en la colonización y, por lo tanto, en la infección de agentes patógenos; o anticuerpos monoclonales para cada tipo de bacteria. En el caso de P. aeruginosa y Acinetobacter sp. se han reportado estudios con buenos resultados [10, 11]. La fagoterapia es otra modalidad de tratamiento antibacteriano muy promisoria, en la que se utilizan bacteriófagos de ciclo de vida lítico para combatir infecciones causadas por bacterias. Aunque la fagoterapia parezca una alternativa novedosa, en realidad este tratamiento empezó a ser utilizado en 1917, cuando Félix d’Herelle investigó una epidemia de disentería padecida por tropas francesas y descubrió la existencia de los bacteriófagos. A partir de ese momento, D’Herelle produjo en su laboratorio cinco preparaciones de fagos que fueron comercializadas. Posteriormente, en 1940, cuando los bacteriófagos ya se habían dado a conocer, la compañía estadounidense Eli Lilly produjo siete medicamentos a base de fagos. Sin embargo, con el descubrimiento de la penicilina, la fagoterapia fue opacada. Y aunque la terapia basada en antibióticos rápidamente mostró sus falencias, el gran número de antibióticos descubiertos en la década de los cincuenta fue eficaz para el tratamiento de las infecciones bacterianas en el mundo occidental. En cambio, la antigua Unión Soviética y otros países del Este, como Polonia, continuaron utilizándola con excelentes resultados, que evidencian su efectividad y ventajas comparativas respecto a los antibióticos [1]. A pesar de esto, la fagoterapia no ha sido utilizada en Occidente debido a la falta de estudios, la dificultad de acceso a la literatura de países del antiguo bloque soviético, la desconfianza en sus resultados, la preferencia de los antibióticos y la dificultad de comercialización de los preparados observada en la década de los años cuarenta.

> IMPACTO DE LOS FAGOS EN LA SALUD: FAGOTERAPIA Las bacterias patógenas oportunistas, causantes de infecciones contraídas en los hospitales o en la comunidad, se han convertido en un problema de salud pública en todo el mundo, debido a la emergencia de cepas resistentes a múltiples medicamentos [9]. Existe gran preocupación por la aparición de cepas resistentes de Mycobacterium tuberculosis, Enterococcus faecalis,

42 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

No obstante, con al aumento de cepas bacterianas multirresistentes, la fagoterapia ha retomado su importancia, y se le considera una excelente alternativa para tratar infecciones. Estudios preclínicos han reportado alta eﬁcacia y ausencia de efectos tóxicos en la aplicación de fagos para combatir organismos como Klebsiella sp., Shigella sp., Proteus sp., E. coli enterotoxigénica ( ETEC ), P. aeruginosa, Streptococcus sp.y S. aureus, entre otros.

Ensayo en placa del bacteriófago F3 y la bacteria Pseudomonas aeruginosa P4. Los halos claros que se observan son las placas de lisis, zonas en las que no hay bacterias debido a la actividad lítica del fago. Fotografía Marcela Mantilla.

Tabla 1. Clasiﬁcación de los bacteriófagos

44 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

foto: castafeletti.blogspot.com

abriendo perspectivas para su aprovechamiento. Además, se aislaron, a partir de tres muestras de materia fecal equina, catorce fagos –aparentemente diferentes– activos contra siete cepas de P. aeruginosa. De igual manera, se aislaron tres bacteriófagos activos contra doce cepas de S. aureus a partir de dos muestras.

Además, se ha observado que la selección de fagos nuevos para luchar contra bacterias fagorresistentes es un proceso relativamente fácil en cuanto a tiempo y costo. Dieciocho de los estudios más promisorios que utilizan fagos para controlar infecciones, muestran resultados confiables y eficientes en el tratamiento de la disentería y la meningitis; así como de las infecciones urinarias, gastrointestinales, de piel, mucosas y quirúrgicas. El bajo costo en el aislamiento de bacteriófagos y la facilidad con que se producen, hacen de la fagoterapia una excelente opción para combatir bacterias fármacorresistentes. Adicionalmente, múltiples ventajas –entre las que se encuentran su modo de acción, la especificidad de los bacteriófagos para infectar una cepa determinada, la muerte exclusiva de las bacterias patógenas blanco y la utilización de una sola dosis– hacen que la fagoterapia se perfile como un procedimiento viable. > FAGOS EN COLOMBIA Teniendo en cuenta que Colombia es considerada como la cuarta nación en biodiversidad mundial –siendo, por grupo taxonómico, la segunda en biodiversidad a nivel de plantas, la primera en anfibios y aves, la tercera en reptiles y la quinta en mamíferos [12]–, es de esperarse que, en cuanto a diversidad de bacteriófagos, el país se encuentre también entre los primeros lugares. La premisa anterior se ve confirmada por los resultados preliminares de un proyecto financiado por la Convocatoria Interfacultades 2007 de la Universidad de los Andes, en el cual el Grupo de Microbiología Ambiental y Bioprospección del Centro de Investigaciones Microbiológicas de la Facultad de Ciencias – CIMIC – y el Grupo de Diseño de Productos y Procesos de la Facultad de Ingeniería – GDPP –, trabajan conjuntamente. El objetivo del estudio es aislar bacteriófagos líticos contra cepas de P. aeruginosa y Staphylococcus aureus resistentes a múltiples medicamentos provenientes del Hospital Federico Lleras Acosta de Ibagué y de la Fundación Santa Fe de Bogotá respectivamente, y proponer modelos deterministas, y posteriormente estocásticos, que describan la interacción fagobacteria. Durante el desarrollo del proyecto se estandarizó una metodología de recuperación de fagos líticos (Figura 6) a partir de muestras de materia orgánica. Los resultados brindan indicios interesantes acerca de la diversidad de microorganismos nativos,

Los fagos recuperados han sido probados mediante curvas de infección de células libres en la especie de la que fueron aislados, en ensayos sobre biopelículas (ecosistema microbiano organizado, conformado por microorganismos pertenecientes a la misma o diferentes especies, asociados a una superficie viva o inerte y embebidos en una matriz adhesiva protectora) y con explantes de hojas de lechuga. Los datos obtenidos de las curvas de infección y en biopelículas están siendo usados para desarrollar modelos de la interacción fago-bacteria que permitan predecir su comportamiento y actividad bactericida. Los datos obtenidos hasta el momento en los ensayos con biopelículas son interesantes; las biopelículas constituyen uno de los factores más importantes en la virulencia de una bacteria patógena, ya que le permiten adherirse firmemente a la superficie de un tejido y desde alli colonizar otros así como también neutralizar el efecto de los antibióticos, por ser una barrera física entre fármaco y célula blanco y porque las bacterias incrementan su resistencia. Viviana Clavijo, estudiante en Ciencias Biológicas-Microbiología, realiza actualmente su tesis de Maestría probando la efectividad de tres fagos (individuales y en mezcla) contra diferentes cepas de P. aeruginosa. Sus resultados evidencian la importancia del uso de las mezclas de fagos (conocidas como coctel de fagos) y la capacidad de los fagos nativos para controlar la formación y el mantenimiento de las biopelículas en un modelo in vitro, llegando en algunos casos a eliminar hasta en 80% las biopelículas ya establecidas (manuscrito en preparación). Los ensayos con las hojas de lechuga han servido en la evaluación de la capacidad de los fagos para evitar una infección y han sido realizados con la colaboración entusiasta y generosa de estudiantes de pregrado del curso de Microbiología. En estos ensayos se observa la formación de una lesión necrótica en la hoja al ser inoculada con una suspensión de la bacteria P. aeruginosa pero al ser inoculada con una mezcla de la bacteria y el fago, se previene la formación de la lesión. Aunque todavía queda mucho por investigar en materia de fagoterapia, el futuro de este tratamiento es realmente prometedor. Por eso, el Grupo de Microbiología Ambiental y Bioprospección y el Grupo de Diseño de Productos y Procesos continúan trabajando en modelos para la optimización de dicha alternativa. Entre los temas relevantes que requieren de desarrollos futuros se cuentan el diseño de cócteles de fagos para prevenir la aparición de bacterias fagorresistentes, la selección de fagos sin genes que puedan incrementar virulencia en bacterias, y la búsqueda de actividades hidrolíticas en los fagos que permitan optimizar la remoción de las biopelículas.

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 45

> REFERENCIAS [1]

Sulakvelidze A, Aladidze Z. 2001. Bacteriophage therapy. Antimicrobial Agents and Chemeotherapy 45(3):3677-3696

[2]

Chibani-Chennouﬁ et al. 2004. Phage-Host interaction: an ecological perspective. Journal of Bacteriology 186(12):36773686.

[3]

Dabrowska et al. 2005. Bacteriophage penetration in vertebrates. Journal of Applied Microbiology 98(1):7–13.

[4]

Hanlon G. 2007. Bacteriophages: an appraisal of their role in the treatment of bacterial infections. International Journal of Antimicrobial Agents 30: 118–128.

[5]

Calendar R. (ed). 2006. The bacteriophages. Chapter 2, Classiﬁcation of Bacteriophages. Oxford University Press, US.

[6]

Paul JH et al. 2002. Marine phage genomics. Comparative Biochemistry and Physiology. Part B, pp. 463–476.

[7]

Purves WK et al. 2004. Life: the science of biology. Seventh edition. W.H. FREEMAN & CO. LTD. Chapter 13, The genetics of viruses and prokaryotes, pp. 260- 261.

[8]

Rohwer F, Edwards R. 2002. The phage proteomic tree: a genome-based taxonomy for phage. Journal of Bacteriology 118(16):4529-4535.

[9]

Organización mundial de la salud. 2003. Prevención de las infecciones nosocomiales. Guía práctica segunda edición, p. 1.

[10]

Pucci MJ 2006. Use of genomics to select antibacterial targets. Biochemical Pharmacology 71: 1066-1072.

[11]

Wróblewska M. 2006. Novel therapies of multidrug-resistant pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter spp. infections: the state of the art. Arch. Immunol. Ther. Exp. Vol. 54: 113-120.

[12]

CHM Colombia. Mecanismo de facilitación del convenio sobre diversidad biológica. Biodiversidad en Colombia. http://www. humboldt.org.co/chmcolombia/biodiversidad.htm

> RESEÑA DE LOS AUTORES María Catalina Gómez P gomez_katika@hotmail.com Microbióloga de la Universidad de los Andes (2004). Recibió una beca para iniciar sus estudios de maestría en septiembre de 2009 en la Universidad de Utrecht, Holanda. Martha J. Vives Flórez mvives@uniandes.edu.co Microbióloga, M.Sc. Ph.D. en Ciencias y Biología. Profesora asociada del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de los Andes Profesores, investigadores y estudiantes que participan en el trabajo. Departamento de Ciencias Biológicas Martha J. Vives Flórez / María Catalina Gómez Puerto / Ángela Victoria Holguín Moreno / Ingrid Viviana Clavijo López / Stefany Moreno / Andrés D. Torres González / Natalia Pacheco / Camilo Barbosa Departamento de Ingeniería Química Andrés González / Diana Catalina Ardila / María Catalina Prada Otras instituciones: Claudia Echeverri Erk, Hospital Federico Lleras Acosta de Ibagué, Clara Luz Rico, Fundación Santa Fe de Bogotá, Marcela Mantilla practicante de la UIS

46 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

> Concurso de fotografías

e imágenes de ciencias naturales y exactas. hipotesis@uniandes.edu.co

Babosa de Mar: Tambja verconis. Foto: Juan A. Sánchez.

> Condiciones del concurso Con el objeto de exhibir la belleza maniﬁesta en los diferentes aspectos de la naturaleza, el comité editorial de la revista Hipótesis realiza un concurso de fotografías e imágenes cuyo tema son las ciencias naturales y exactas. El premio mayor consiste en la publicación de la imagen en un aﬁche plegable de la revista, con una descripción del tema y el debido crédito al autor. El concurso, que se celebra dos veces al año, está abierto a estudiantes, pro-

fesores y empleados de la Universidad de los Andes. Las imágenes presentadas deben ser originales y de autoría del concursante. Éstas podrán ser utilizadas por la revista Hipótesis en cualquier momento y de manera ilimitada, pero haciendo la necesaria mención del autor. Debido al tamaño del aﬁche, se exige la mayor resolución posible. Las especiﬁcaciones técnicas de la imagen son: • Imagen digital: 120 píxeles por centímetro a un tamaño de 35 cm x 50 cm. • Fotografía tradicional: negativo más copia positiva de 10 cm x 15 cm.

> Facultad de Ciencias

> Facultad de Ciencias g Líneas de Investigación

g Actividades Decanatura

Departamento de Ciencias Biológicas

Exposiciones

• Biología evolutiva de vertebrados. • Biología molecular marina. • Bioquímica de errores innatos. • Bioquímica de Pirimidinas en parásitos. • Botánica sistemática. • Diagnóstico molecular y bioinformática. • Ecología de bosques tropicales y primatología. • Ecoﬁsiología, comportamiento y herpetología. • Fisiología vegetal. • Fitopatología y micología. • Genética humana. • Genética evolutiva, ﬁlogeografía y ecología de biodiversidad neotropical. • Microbiología de alimentos. • Microbiología ambiental y molecular. • Parasitología tropical. • Zoología y ecología acuática. • Ecología molecular de vertebrados acuáticos

• Galería de Grabados de M.C. Escher y el Efecto Droste. Exposición en el Muro Café Maloka. Bogotá, junio-diciembre de 2009. • Arte y Geometría. Exposición en el Congreso. Colombiano de Matemáticas 2009. Centro Cultural COMFANDI. Cali, 3 al 6 de agosto de 2009. • XI Expociencia – Expotecnología 2009 Corferias, Bogotá. 25 al 19 de octubre de 2009. • Ciencias al Aire Libre. I Muestra de la Facultad de Ciencias-Uniandes. Frente al Ediﬁcio W, Universidad de los Andes. 2, 3 y 4 de diciembre de 2009. g Departamento de Ciencias Biológicas Nombramientos Los profesores Susana Caballero y Andrew Crawford se vincularon al Departamento de Ciencias Biológicas en el primer semestre de 2009.

Departamento de Matemáticas • Álgebra, lógica, combinatoria y computación teórica. • Ecuaciones diferenciales, análisis funcional y análisis numérico. • Geometría, topología y sus aplicaciones a la física teórica. • Matemáticas aplicadas: probabilidad, estadística, procesos estocásticos, optimización, control y matemáticas ﬁnancieras. • Metodología de la enseñanza de las matemáticas.

Distinciones La profesora Silvia Restrepo fue galardonada con el Premio Academia de Ciencias para el Mundo en Desarrollo (Twas) para cientíﬁcos jóvenes colombianos en el área de biología - 2009, otorgado por la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, gracias a su obra, sus publicaciones y su impacto en la ciencia. El premio fue entregado el 19 de agosto en el Paraninfo de la Academia Colombiana.

del Templete al Libertador ubicado en la ciudad de Bogotá, Colombia”. El primero de ellos recibió una mención de honor en la modalidad de póster. El profesor Felipe Guhl fue ascendido a académico de número en la Academia Colombiana de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Asistió como conferencista invitado a la Biblioteca de Alejandría, Egipto, para la celebración de los 200 años del nacimiento de Charles Darwin y los 150 años de la publicación del libro sobre el origen de las especies, en la Conferencia Internacional Darwin Now, promovida por el Consejo Británico. El profesor Mauricio Linares recibió el Premio de la Facultad de Ciencias Elizabeth Groose a la Investigación Distinguida 2009. Además, participó en el evento Third International Barcode of Life Conference. Ciudad de México, del 9 al 13 de noviembre de 2009. El profesor Andrew J. Crawford fue seleccionado investigador principal de Ecopetro para proyectos encaminados a la investigación, valoración y manejo de la diversidad biológica. La investigación se titula: “El efecto de variación ambiental en la diversiﬁcación de anﬁbios y la prevalencia de su patógeno mortal: Un transecto por los humedales desde el Magdalena Medio hasta la Orinoquía”. Además fue nombrado co-director del Comité de anfibios, en la Universidad de California, Santa Cruz y coorganizador del taller: “Capacitación y aplicación de la técnica molecular de PCR en tiempo real para el estudio de epidemias en anfibios”, en el Smithsonian Tropical Research Institute, Panamá. El profesor Crawford también fue invitado a dictar las siguientes conferencias en Colombia:

Departamento de Física

Actividades de profesores

• Astronomía. • Biofísica. • Física de altas energías (o partículas elementales) (experimental y teórica). • Física de la materia condensada (experimental y teórica). • Física teórica. • Geociencias. • Óptica cuántica.

El profesor Carlos Jaramillo fue invitado como expositor por la organización del VI Simposio Iberoamericano en Educación, Cibernética e Informática ( SIECI 2009), realizado en Washington (EU) del 10 al 13 de julio. En el evento, el profesor Jaramillo presentó su ponencia “Implementación y evaluación del impacto del uso de podcasts y clickers en el proceso de enseñanza - aprendizaje en un curso de Biología de la Universidad de los Andes”.

“Diversidad y declive de anﬁbios en Panamá: una perspectiva genética”. Instituto de Ciencias Naturales, Universidad Nacional de Colombia. 21 de mayo de 2009.

Departamento de Química

Entre el 20 y el 22 de octubre de 2009 se celebró en la ciudad de Quito, Ecuador, el VII Simposio Latinoamericano de Biodegradación y Biodeterioro, en el cual participó Liliana Reyes Valderrama como ponente de cuatro trabajos realizados conjuntamente con estudiantes de pregrado del programa de Microbiología: “Presencia de microorganismos potencialmente biodeteriorantes en dos iglesias del centro histórico de Bogotá, Colombia”, “Aislamiento de microorganismos presentes en la fachada de la Catedral de Bogotá, Colombia”, “Presencia de microorganismos potencialmente biodeteriorantes en una escultura del Parque Nacional de Bogotá, Colombia” y “Deterioro biológico

Helena Groot y los integrantes del Laboratorio de Genética Humana participaron en la 10 th ICEM (International Conference on Environmental Mutagens) en Florencia, Italia, con las conferencias y los carteles siguientes.

• Electroquímica y Materiales Poliméricos. • Grupo de Investigación en Compuestos Bio-orgánicos. • Procesos Avanzados de Oxidación para la Remediación Ambiental. • Ciencias Agroalimentarias y del Aroma. • Grupo de Termodinámica de Soluciones. • Sólidos Porosos y Calorimetría. • Adsorbentes y Catalizadores para la Protección Ambiental. • La Química de la Interface Inorgánica – Orgánica.

48 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

“La relevancia de los códigos de barra de ADN en la evolución, ecología, y conservación: mensajes de los anﬁbios centroamericanos”. II Simposio de la Red Colombiana de Biología Evolutiva -COLEVOL. Universidad del Valle. Cali. 17 de octubre de 2009.

“Mitochondrial DNA Haplogrupos and ethnical origins in patients with multiple sclerosis”, H Groot, MC Lattig, MM Torres, W Cárdenas, C Perea, JM González, D VelaDuarte, J Toro. (Helena Groot-Presentación oral). “Citotoxicity of Sassafras albidum and Rosmarinus ofﬁcinalis in different cell lines”. E Barrero, DM Narváez, H Groot. (Cartel).

> Facultad de Ciencias

“In Vitro evaluation of DNA damage induced by low doses of X rays”. LF Olaya, L Franco, DM Narváez, MC Plazas, H Groot de Restrepo. (Cartel). “Molecular epidemiology of gastrointestinal stromal tumors (GISTS) in patients from Colombia focused on the presence of kit and PDGRFA mutations”. MM Torres, S Serrano, M Palau, R López, S Yepes, R Andrade. (Cartel). “GSTM1 and GSTT1 polymorphisms and the risk of prostate cancer in a Colombian population”. N Ospina, F Gomez, R Andrade, H Groot de Restrepo, A Mora y MM Torres. (Cartel). “DNA repair gene XRCC1 and hOGG1 polymorphisms and risk of prostate cancer in a Colombian population A Mora, R Andrade, F Gómez (3, 4), H Groot de Restrepo, N Ospina, MM. Torres.(Cartel). Asimismo participaron en el X Congreso Colombiano de Genética Humana y el Simposio de Mutagénesis y Carcinogénesis, Villa de Leyva, Colombia. 23-25 de septiembre de 2009. “Epidemiología y Prevención del Cáncer Causado por Genotóxicos”, Helena Groot. (Conferencia). “Epidemiología molecular del cáncer de la próstata en pacientes Colombianos”. María Mercedes Torres (presentación oral). “Identiﬁcación de mutaciones en los oncogenes KIT y PDFGRA en pacientes con tumor estromal gastrointestinal”. Silvia Serrano, María Mercedes Torres, Rafael Andrade. “Síndrome de Resistencia a la hormona tiroidea: caracterización clínico-molecular de una familia colombiana”. Salguero F, Durán, Páez P, Groot H, Lattig MC (presentación oral). “Asociación del Alelo HLA DRB1*15 y susceptibilidad a esclerosis múltiple en población residente en Bogotá”. Perea C, Groot H, González JM, Toro J, Lattig MC (presentación oral). “Aproximación al origen étnico mediante haplogrupos de ADN mitocondrial en pacientes con esclerosis múltiple”. Cárdenas WA, Lattig MC, Torres MM, Perea CS, Toro J, Groot H ( presentación oral). El Laboratorio de Genética Humana además estuvo presente con ponencias en otros encuentros y congresos. V Encuentro de Investigadores. Fundación Santa Fe de Bogotá. Septiembre 24 de 2009. “Epidemiología Molecular de los Tumores Estromales Gastrointestinales ( GIST) en pacientes Colombianos enfocados en la presencia de mutaciones del KIT y PDGRFA”. Torres M M. XIII Congreso de Antropología en Colombia. “Antropología y nuevas experiencias sociales. Encuentro de Antropología Biológica en Colombia”. 30 de septiembre - 3 de octubre de 2009. “El aporte

de la genética molecular en los estudios de poblaciones amerindias y mestizas colombianas”. Torres MM. XLIV Congreso Nacional de Ciencias Biológicas. Popayán, Colombia. 6-10 de octubre de 2009. “Epidemiología molecular del cáncer: Herramienta útil en la promoción de la salud”, Groot H. American Society of Human Genetics, 59th annual meeting. Honolulu, Hawaii. 20-24 de Octubre de 2009. “Inﬂuence of the HLA-DRB1*15 allele on Multiple Sclerosis in a Colombian population” Lattig MC, Perea C, González JM, Groot H, Toro J. (Póster). XI Expociencia , Expotecnología, Asociación para el Avance de la Ciencia ( ACAC ), Corferias, 21-22 de octubre de 2009. H. Groot. “Biotecnología y salud”. Encuentro: Expedición por la Biología y la Biotecnología, una Mirada Futurista. 40th EMS Annual Meeting, St Louis Mo. “Mutagenesis in the Environmental Century” 24-28 de octubre de 2009. “Occupational exposure to organic solvents: Biomarkers of exposure, effect and susceptibility”, Marcela E. Varona, Carlos Humberto Torres, Sonia Díaz, Rosa Isabel Patiño, Arnulfo Albores, Diana Narváez, Helena Groot. XXVII Congreso de la Sociedad Latinoamericana de Patología. Antigua, Guatemala 2 - 6 de noviembre de 2009.

de agosto de 2009. • II Simposio en Actuaría, 9 al 12 de septiembre de 2009. • Escher: Geometría y Arte; 5 al 15 de octubre de 2009. • Cursillo Taller: Programa R, 23 de noviembre al 4 de diciembre de 2009.

“Translocación API2−MALT1 Y Expresión de BCL10 en Linfoma Malt Gástrico en Colombia”. Saavedra Carlos, Yepes Sally, Torres María Mercedes, Andrade Rafael. Taller “Tumores Estromales Gastrointestinales”. Novartis- Fundación Santa Fe –Uniandes. 14, 7 de febrero, 14, 28 de noviembre de 2009 (Conferencista Torres MM).

Profesores invitados

g Departamento de Matemáticas Eventos

Nombramientos Se promovieron a la categoría de Profesor Asociado, los docentes: Ramiro de la Vega, Jean Carlos Cortissoz y Stefano Ferri, y a la categoría de Profesor Asistente, la docente Monika Winklmeier. g Departamento de Física Distinciones El estudiante de doctorado Camilo Carrillo, quien trabaja con el Grupo de Física de Altas Energías, recibió el Premio del Experimento CMS de CERN por su contribución al desarrollo del hardware y software de los detectores RPC, cámaras de muones de placas resistivas.

Como profesores invitados estuvieron: el profesor Frederic Van Wijland, de la Universidad de Paris VII - Denis Diderot – Francia, quien trabaja con el profesor Gabriel Téllez y dictó una charla titulada “Mecánica estadística de las historias y vidrios”; el cientíﬁco John Ellis del laboratorio CERN, quien ofreció la charla “Perspectivas en la física de partículas”; y el profesor Javier Magnin del Centro Brasilero de Pesquisas Física en Brasil, quien adelantó un trabajo de investigación con el grupo de física de altas energías.

Durante el 2009 el Departamento de Matemáticas organizó los siguientes eventos:

Actividades de profesores

• Taller en Programación Polinomial y Programación Cónica, 19-24 de enero de 2009. • Introducción a la Teoría de Modelos de los Números P-ádicos, 23-27 de marzo de 2009. • El Grupo de Mathieu M_24 y Temas Conexos, 24 de marzo al 3 de abril de 2009. • II Taller en Teoría de Juegos, 24 al 27de marzo de 2009. • II Taller en Teoría de Finanzas Cuantitativas y Computacionales, 6 al 8 de mayo de 2009. • Taller en Álgebra, Geometría y Topología, 11 al 15 de mayo de 2009. • Modelos Matemáticos para el Sector Eléctrico, 8 de junio de 2009. • Jornadas de Estadística, 21 y 22 de julio de 2009. • Escuela de Verano, 22 de julio de 2009. • Ciclo de Conferencias sobre Matemáticas en Investigación Interdisciplinaria: Modelamiento Estocástico en Problemas de Ingeniería Conﬁabilidad, 10 al 14

Al participar en la VII Reunión Anual de la Sociedad Chilena de Astronomía ( SOCHIAS), la profesora Beatriz Sabogal presentó el póster Infrared spectra of galactic Be stars y el profesor Alejandro García presentó el póster The Araucaria project: The distance to the sculptor group Galaxy NGC247 from Cepheid variables discovered in a wide-ﬁeld imaging survey. Los profesores también fueron invitados a la Universidad de Antioquia para participar en el evento Ser Astrónomo, con motivo de la inauguración de la carrera de Astronomía en esa universidad. La profesora Beatriz Sabogal dictó las conferencias “Estrellas Be: Candidatas en la LMC, la SMC y en la dirección del Bulbo Galáctico. Análisis de líneas de hidrógeno en la banda espectral L” y “Ser astrónoma”. El profesor Alejandro García participó con la charla técnica “Estrellas Cefeidas en la Galaxia Espiral NGC247 del Grupo de Sculptor, mejorando la calibración de la escala de distancias” y la charla divulgativa titulada “Ser astrónomo en Sur

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 49

Suramérica”. Del 15 al 18 de junio de 2009, estuvieron en Mérida, Venezuela, con el propósito de establecer nexos con investigadores del Centro de Investigaciones de Astronomía ( CIDA ). Allí, la profesora Sabogal presentó una charla técnica titulada “Espectros infrarrojos de estrellas Be Galácticas”y el profesor García presentó la charla “Estrellas Cefeidas en la Galaxia Espiral NGC247 del Grupo de Sculptor”. En el mes de febrero, el profesor Manu Forero participó en la 53 Conferencia Anual de la Sociedad de Biofísica en Boston, Estados Unidos, con la charla “Single-Molecule Constant-Force (Force-Clamp) AFM measurements confirm catch-bonds and multiple binding states in Bacterial Adhesin FimH”. Luego en junio viajó a la Universidad de Columbia para aprender a fabricar un espectroscopio de fuerzas con un presupuesto limitado. En abril, el profesor Alonso Botero estuvo en la Universidad de Tel Aviv, Israel, con la cual tiene colaboración cientíﬁca, donde presentó la charla “Schur-Weyl duality in quantum information”. En junio, en el Quantum Information Workshop 2009, en Benasque, España dictó una mini sesión sobre “Dualidad de Weyl Schur y enredamiento” y en julio, participó en el FQXI Meeting, Azores, Portugal con la charla “When is it appropriate to describe a quantum system with a point in phase space?”. En los meses de agosto a diciembre, estuvo en el Beyond Center en Arizona State University, en donde adelanta una investigación en mecánica cuántica de tiempo simétrico y cosmología. En octubre, participó en la conferencia AB 50, en Tel Aviv, donde dictó la charla “Quantum probabilities from quantum phases” y en noviembre, asistió al Workshop Mathematical Foundations of Quantum Information, en la Universidad de Sevilla, España. En abril, el estudiante de maestría Camilo Posada, bajo la dirección del profesor Marek Nowakowski, presentó el póster The effect of cosmological expansión in gravitational bound systems, en el Fifth International School on Field Theory and Gravitation, realizado en Universidad Federal de Mato Grosso Cuiba, MT, Brasil. El profesor Edgar Patiño realizó una visita cientíﬁca, en junio, al Centro de Excelencia de Nuevos Materiales ( CENM ) de la Universidad del Valle. Allí llevó a cabo experimentos en estructuras superconductor/Ferromagneto. En julio participó con la charla “Evaluation of Electrical Properties of Cr/CrN Nano-Multilayers for Electronic Applications”, en el 3rd. International Meeting on Developments in Materials, Processes and Applications of Emerging Technologies (MPA) en Manchester, Inglaterra. Luego, en agosto, presentó un trabajo de investigación en la conferencia internacional Condensed Matter Theories ( CMT33), en Quito, Ecuador. El título de la presentación fue “Experimental studies on superconductor ferromagnet heterostructures”. En los meses de junio y julio, el profesor Luis Quiroga participó como investigador invitado en la colaboración Nanofotónica Cuántica en el Departamento de Física Teórica de la Materia Condensada de la Universidad Autónoma de Madrid, España. En la misma época, el profesor Gabriel Téllez estuvo como investigador asociado al CNRS de Francia en el Laboratorio de Física Teórica y Modelos Estadísticos ( LPTMS ), en Orsay, Francia y la profesora Ángela Camacho visitó

la Universidad Complutense de Madrid, España, para trabajar en el proyecto de investigación “Método Non Local Potencial ( NLP ) para obtener analíticamente energías de enlace de excitones confinados en puntos cuánticos”. Durante el mismo período intersemestral se llevó a cabo la Escuela de Verano Geometric and Topological Methods for Quantum Field Theory en colaboración con el Departamento de Matemáticas. El profesor Andrés Fernando Reyes participó como coorganizador. Durante el segundo semestre de 2009, el profesor Carlos Ávila visitó el Laboratorio Fermilab con el fin de adelantar una investigación en el experimento D0. Asimismo, la profesora Neelima Kelkar visitó la Universidad de Tarapacá, Arica, Chile, para adelantar un trabajo de investigación, y participó en el Seminar at the Physics Department, con la charla “Quantum time scales”. El profesor Marek Nowakowski también participó con la charla “The cosmological constant”. Hacia finales del año, el profesor Juan Carlos Sanabria participó en el XII Mexican Workshop on Particles and Fields, con la charla temática “Search for s-quarks, gluinos and HSCPs in the CMS experiment”; la profesora Ángela Camacho visitó la Universidad Autónoma de Puebla en México para el avance del proyecto aprobado CONACYT-Colciencias “Control de las propiedades ferroicas de distribuciones de puntos cuánticos”. Luego, en la Conferencia Aharonov-Bohm Effect and Berry Phase Anniversary, en Bristol (UK), los profesores Andrés Reyes y Alonso Botero, junto con Hugo Contreras, egresado de la Maestría en Física, presentaron el póster Geometrical aspects of quantum projectors. El profesor Andrés Reyes y Olga Cortés, egresada de la Maestría en Física, también realizaron una pasantía de investigación en la Universidad de Mainz, Alemania, dentro del proyecto Procol ( DAADColciencias), donde presentaron la charla “Geometric and algebraic methods in physics”. Además, durante todo el año, el Departamento de Física ofreció un ciclo de películas bajo el título de “Aventuras Visuales en Ciencia”, coordinado por el profesor Juan Pablo Negret. Asimismo, se mantuvieron las reuniones semanales del Coloquio Divulgativo De Física y de los seminarios de Astronomía, Biofísica, Altas Energías, Física de la Materia Condensada, Mecánica Cuántica y Física de la Información, Métodos Geométrico y Algebraicos en Física, y Física Teórica. Eventos Con motivo de la celebración del Año Internacional de la Astronomía, del 1 al 24 de septiembre se llevó a cabo la exposición de fotografías “De la Tierra al Universo”, organizada por el Departamento de Física en conjunto con el Centro Cultural de la Decanatura de Estudiantes. También se llevó a cabo el XXIII Congreso Nacional de Física en Santa Marta del 5 al 9 de octubre. Allí participaron los profesores Luis Quiroga, Bernardo Gómez, Ferney Javier Rodríguez y Rolando Roldán con la ponencia “Compactificación de cuerdas por flujos y la constante cosmológica”.

50 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

g Departamento de Química Eventos - I Jornadas de Adsorción y Materiales Porosos. La Facultad de Ciencias, el Departamento de Química y el Grupo de Investigación en Sólidos Porosos y Calorimetría Aplicada de la Universidad de los Andes llevaron a cabo este evento en la ciudad de Bogotá entre el 21 y el 25 de septiembre del año 2009, con la participación de reconocidos investigadores nacionales e internacionales. Profesores invitados - Dr. Jean Rodríguez. Profesor de Química Orgánica de la Universidad Paul Cézanne de Marsella (Francia). Visitó el Departamento de Química el 9 de febrero del año 2009 y dictó una conferencia dirigida a los estudiantes de Química. - Dr. Miguel de La Guardia. Profesor de Química Analítica de la Universidad de Valencia (España). Visitó el Departamento de Química entre el 3 y el 10 de octubre del año 2009, y dictó varias conferencias durante su estadía, dirigidas a los estudiantes de Química, especialmente sobre temas relacionados con la Química Analítica. - Dr. Jorge Antonio Pino Alea. Profesor-investigador del Departamento de Aromas del Instituto de Investigaciones para la Industria Alimenticia de La Habana, Cuba. Visitó el Departamento entre el 10 de agosto y el 8 de septiembre del año 2009, como invitado especial del grupo de investigación CALIM. El profesor Pino dictó varias conferencias tanto para estudiantes de los cursos de Química como para la comunidad universitaria. Dr. Hans Peter Thomas Fleischmann. Investigador del Instituto de Química de Alimentos de la TU Braunschweig de Alemania. Visitó el Departamento entre el 10 de agosto y el 18 de octubre del año 2009. El doctor Fleischmann dictó varias conferencias tanto para estudiantes de los cursos de Química como para la comunidad universitaria. Nombramientos - Dr. Víctor Manuel Martínez García. – Ph.D. de la Universidad de Valencia, España. Se vinculó al Departamento de Química de la Universidad de los Andes como Profesor de Planta en el área de Química Inorgánica, a partir del 1° de octubre del año 2009. - Dr. James Fairbanks Weston. – Ph.D. de la Universidad de Giessen, Alemania. El doctor Weston es profesor de larga duración de la DAAD, y se vinculó al Departamento de Química como Profesor de Planta en el área de Bioquímica y Química Cuántica, a partir del 30 de julio del año 2009. Distinciones - Dr. Edgar Francisco Vargas. Recibió el 4 de diciembre del año de 2009 la distinción Aldona Gabriunas a la Docencia Distinguida por parte de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Los Andes.

Graduandos de maestrĂa y doctorado Facultad de Ciencias / Universidad de los Andes

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 51

Graduandos de maestría y doctorado Facultad de Ciencias / Universidad de los Andes

52 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

Graduandos de maestrĂa y doctorado Facultad de Ciencias / Universidad de los Andes

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 53

Graduandos de maestría y doctorado Facultad de Ciencias / Universidad de los Andes

54 | Hipótesis | Apuntes cientíﬁcos uniandinos | no. 10 | diciembre 09

Graduandos de maestrĂa y doctorado Facultad de Ciencias / Universidad de los Andes

| Universidad de los Andes | Facultad de Ciencias | 55