Eduardo González Partida y Luis Eduardo González Ruizegp@geociencias.unam.mx

Eduardo González Partida, es Doctor de Estado en Ciencias por la Escuela NacionalSuperior de Geología de Nancy, Francia y actualmente es Investigador Titular “C”.

Luis Eduardo González Ruiz es estudiante de Doctorado en Petrofísica en la Universidad de Lorraine, Francia.

CGEOCFATA

Crecimientos algales subacuáticos de Gleotrichia (Cyanophytal) en el humedal La Ceja, Huimilpan, Querétaro

No. 32 Enero - Marzo 2016

Contenido

CONSEJO DE DIRECCIÓNDr. Ramiro Pérez Campos

Dr. Raúl Gerardo Paredes GuerreroDr. Gerardo Carrasco NúñezDr. Germán Buitrón Méndez

Dr. Juan B. Morales MalacaraDr. Saúl Santillán Gutiérrez

Dra. Déborah Oliveros BraniffDr. Rafael Palacios de la Lama

COORDINADOR DE SERVICIOSADMINISTRATIVOS

Alejandro Mondragón Téllez

JEFE DE LA UNIDAD DE VINCULACIÓNJuan Villagrán López

CONSEJO EDITORIAL

Rosa Elena López EscaleraCarlos M. Valverde RodríguezJuan Martín Gómez González

Iván Moreno AndradeEnrique A. Cantoral Uriza

Juan Villagrán López

DISEÑO Y FORMACIÓNL. A. V. José Antonio Figueroa Treviño

GACETA UNAM JURIQUILLA Publicación trimestral editada

por la Unidad de Vinculación, Difusióny Divulgación Universitaria perteneciente a la Coordinación de Servicios Administrativos.

Boulevard Juriquilla No. 3001,Juriquilla, Qro.

MÉXICO, C.P. 76230

Certificado de reserva de derechos al uso exclusivo de título

No. 04 - 2013 - 041714461800 - 109 Impresión: Grupo Art Graph, S.A. de C.V.,

Av. Peñuelas 15-D, Col. San Pedrito Peñuelas, C.P. 76148, Querétaro, Qro.,

Tel. (442) 220 8969Tiraje: 2500 ejemplares

TELÉFONOS VINCULACIÓN(442) 192 61 31, 32 y 35

CORREO ELECTRÓNICOvillajuan@unam.mx

RECTORDr. Enrique Luis Graue Wiechers

SECRETARIO GENERALDr. Leonardo Lomelí Vanegas

SECRETARIO ADMINISTRATIVOIng. Leopoldo Silva Gutiérrez

SECRETARIO DE DESARROLLO INSTITUCIONAL

Dr. Alberto Ken Oyama Nakagawa

SECRETARIO DE ATENCIÓN A LA COMUNIDAD UNIVERSITARIADr. César Iván Astudillo Reyes

ABOGADO GENERALDra. Mónica González Contró

COORDINADOR DE LAINVESTIGACIÓN CIENTÍFICA

Dr. William Henry Lee Alardín

DIRECTOR GENERAL DE COMUNICACIÓN SOCIAL

Lic.Renato Dávalos López

UNAM

Campus Juriquilla

pag. 12Algas: Organismos Responsables de mantener los sistemas acuáticos y la vida que en ellos habita

INB

Rodrigo Alonso Esparza Muñozresparza@fata.unam.mx

Doctor en Metalurgia y Ciencias de los Materiales. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel I. Su área de investigación es la síntesis y caracterización de nanomateriales por microscopía electrónica.

Daniel Muñoz-Mayorgadanmu.31@gmail.comBiotecnólogo por el Tec. de Monterrey. Actualmente estudia el doctorado bajo la tutoria de la Doctora Teresa Morales Guzmán en el INB.

Miriam G. Bojorge-Garcíambg@ciencias.unam.mx Doctora en Biología por la UNAM

Enrique A. Cantoral Uriza, Doctor en Biología por la UNAM. Profesor Titular. cantoral@ciencias.unam.mx

UMDI FC-JIván Moreno Andradeimorenoa@ii.unam.mx

Investigador Titular en la Unidad Académica Juriquilla del Instituto de Ingeniería de la UNAM Campus Juriquilla.

UAJ-II

Índice de autores

Ciencia para niños

Amanda Montejano Cantoralmontejano.a@gmail.com

Es matemática por la Facultad de Ciencias de la UNAM y doctora por la Universidad de Barcelona, España. Realizó su estancia posdoctoral en el CFATA de la UNAM y actualmente es Profesora Asociada de tiempo completo en la UMDI-Facultad de Ciencias, Juriquilla.

UMDI-FC-J- Unidad Multidisciplinaria de Docencia e Investigación de la Facultad de Ciencias Juriquilla

Hacia una nueva concepción genética de los yacimientos estratiformes de la Cuenca de Sabinas en Chihuahua y Coahuila

4pag.

CGEO- Centro de Geociencias

Microbiología del tratamiento de aguas residuales

6pag.

UAJ-II - Unidad Académica Juriquilla del Instituto de Ingeniería

La participación del estrés en el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer

8pag.

INB - Instituto de Neurobiología

UMDI-FC-J - Unidad Multidisciplinaria de Docencia e Investigación de la Facultad de Ciencias Juriquilla

Algas: organismos responsables de mantener los sistemas acuáticos y la vida que en ellos habita.

12pag.

Un inocente principio (parte 2) El completo desorden es un imposible

10pag.

UMDI-FC-J - Unidad Multidisciplinaria de Docencia e Investigación de la Facultad de Ciencias Juriquilla

La Microscopía Electrónica de Barrido de Alta Resolución para la observación y caracterización de materiales en escala nanométrica

14pag.

CFATA - Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada

Bazar del Estudiante

Victor Manuel Vargas Barrosovargasbarroso@gmail.comEstudió la licenciatura en Biología en la Facultad de Ciencias Naturales de la UAQ, la maestría en Ciencias (Neurobiología) en el Instituto de Neurobiología de la UNAM y actualmente se encuentra haciendo el doctorado en Ciencias Biomédicas en el mismo Instituto.

EDITORIAL

3www.campusjuriquilla.unam.mx

EDITORIAL

Consejo Editorial

La UNAM inicia una nueva época

En los momentos en que nuestro país enfrenta un reto mayúsculo ante los vaivenes de la economía nacional, la UNAM inicia una nueva época bajo la rectoría del Dr. Enrique Graue Wiechers. Se trata de un desafio sin parangón en los últimos 15 años. La baja del precio del barril de crudo y la depreciación del peso son signos inequívocos de que los presupuestos asignados a la educación, la investigación y la cultura sufrirán recortes importantes. La UNAM debe ser un faro que alumbre el futuro de México, cómo lo ha sido siempre, y es lo menos que se puede esperar de la máxima casa de estudios.

Los problemas que aquejan a nuestra

nación (violencia, narcotráfico, corrupción, desigualdad, educación deficiente y una frágil economía) deben analizarse a profundidad en foros académicos de la institución. Sin embargo, no es suficiente proponer, es necesario demandar la ejecución de esas propuestas en los espacios adecuados (http://www.nuevocursodedesa r ro l l o .unam.mx /images/recursos /documentos_ncd /Manif iesto-Lineamientos%20de%20politica.pdf) a través del liderazgo del Rector.

La universidad se ha ganado a pulso un importante prestigio, nacional e internacional, que de nada sirve si la

generación de conocimiento no incide en el desarrollo del país. Todos los sectores que la conformamos estamos comprometidos a dar respuestas claras y proponer proyectos concretos a la sociedad, pues a ella nos debemos.

El reto no es sencillo. Sin embargo la UNAM cuenta con el mejor recurso humano de México y es obligación de todos los universitarios sumar nuestras mejores capacidades a un proyecto académico que va iniciando pues corremos el riesgo de que la historia nos juzgue por no haber aportado nada a nuestro país cuando más lo necesitaba.

Ejemplo de cobre estratiforme en la cuenca de Sabinas Coahuila, al sur de Cuatro Ciénegas.

No. 32 Enero - Marzo 20164

Las industrias petrolera y minera son fundamentales para México, los ingresos económicos que derivan de estos rubros son cuantiosos. Pese a la gran explotación que se ha hecho de estos recursos, aún falta mucho por explorar, localizar, caracterizar y sobre todo entender. Tal es el caso de los mecanismos genéticos de ciertos tipos de yacimientos. Por esta razón en el laboratorio de yacimientos minerales del Centro de Geociencias (CGEO) de la UNAM, nos interesa investigar ciertas tipologías de yacimiento minerales. Un ejemplo son los denominados “yacimientos estratiformes”, denominados así porque se presentan en forma de capas. Escogimos concretamente los estratos de la cuenca de Sabinas, Coahuila, la cual además de contener mineralizaciones de fluorita, celestina, barita, plomo/zinc y cobre contiene grandes reservas de carbón y gas en una unidad litoestratigráfica del Cretácico Superior, conocida como formación Eagle

Ford por la localidad geológica en que se encuentra.

En nuestro laboratorio hemos diseñado una metodología novedosa basada en el conocimiento adquirido sobre los fluidos asociados, así como en el desarrollo de nuevas técnicas analíticas de mayor precisión. Ello ha permitido profundizar en el conocimiento sobre el origen, transporte y acumulación de este tipo de yacimientos. Los objetivos generales de esta investigación consisten en aplicar un conjunto de técnicas de análisis de inclusiones fluidas (micro termometría y P-V-T-X, gases atrapados en los cementos, composición en halógenos, etcétera), para definir el origen, evolución y depósito (acumulación) de yacimientos del tipo estrato-ligado en la Cuenca de Sabinas.

Así, nos proponemos realizar un estudio petrológico en detalle, para determinar la

composición mineralógica de la roca y la sucesión mineral. Nos interesa estimar las condiciones de presión-temperatura a la que ha estado sujeta la roca almacenadora en espacio y tiempo, mediante el estudio completo de las inclusiones fluidas atrapadas en los minerales diagenéticos relacionados con fenómenos de migración, como atrapamiento de fluidos. Otro objetivo es caracterizar la composición de halógenos en las salmueras atrapadas en las inclusiones fluidas (paleo-salmueras petroleras) utilizados como trazadores del origen de las soluciones. Además, nos interesa determinar la composición de los hidrocarburos presentes en las inclusiones fluidas mediante microscopía ultra violeta (UV) e infrarroja, así como modelar los datos de las inclusiones fluidas y reconstruir la historia de migración de fluidos. Ello también incluye hacer estudios isotópicos de carbono, azufre y oxígeno, tanto en minerales de ganga como de las menas.

Eduardo González Partida y Luis Eduardo González Ruiz

Hacia una nueva concepción genética de los yacimientos estratiformes de la cuenca de Sabinas en Chihuahua y Coahuila

5www.geociencias.unam.mx

Asimismo, pretendemos aplicar por primera vez esta metodología en el estudio de los depósitos estratoligados. Este novedoso conjunto de técnicas permitirá recopilar una serie de datos nunca antes logrados en la geología mexicana y con ellos profundizar en la comprensión del comportamiento del bario (Ba), estroncio (Sr), flúor (F) y zinc (Zn)/Plomo (Pb) en el nivel cortical y, más específicamente, su movilidad durante los procesos diagenéticos y de movilización de fluidos en la corteza.

¿Por qué la importancia de investigar los yacimientos estratiformes?

La determinación de los procesos que influyen en el cambio de propiedades de una roca dada (como la diagenésis), hasta su conversión en un reservorio (de hidrocarburos y/o yacimiento) son cruciales para la industria petrolera y minera a la hora de prospectar o explotar un posible yacimiento.

La interacción entre la roca o las rocas–almacén y los diferentes fluidos que han circulado por ellas, así como la composición de estos últimos, queda registrado bajo la forma de cambios texturales, atrapamiento de los paleofluidos bajo la forma de inclusiones fluidas y, en último término, el llenado de la roca almacén por el aceite junto con las aguas de formación.

El estudio de la interacción fluidos-roca

a lo largo del tiempo se realiza utilizando un conjunto de “herramientas” petrológicas y geoquímicas que nos permiten estimar qué los procesos han tenido lugar en el reservorio y la sucesión de los mismos, coaligando las variaciones de presión, temperatura y composicionales en los fluidos que actuaron en cada una de las etapas. Estas investigaciones tienen gran importancia para garantizar la producción minera en México, la cual desde 1985, en el caso del Pb, se ha mantenido relativamente constante, mientras que la del Zn ha incrementado notablemente. En 2013, México produjo más de 150,000 toneladas de Pb, colocándose como el sexto productor mundial de dicho mineral, y produjo más de 460,000 t de Zn.

En cuanto a los minerales no metálicos, a partir de 2012 la producción de barita aumentó considerablemente debido a las actividades de exploración de hidrocarburos.

China es el primer productor mundial de este mineral, mientras que México ocupa el quinto lugar con aproximadamente 300,000 t en 2013. Desde 1994 la producción mundial de fluorita ha crecido. China es el principal productor y México ocupa el segundo lugar con 808,000 t en 2013. Se estima que las reservas de fluorita pueden soportar más de 50 años de explotación. México es el primer productor de celestina en el mundo,

seguido por España y China, aunque estos dos últimos países superan a México en la producción de carbonato de estroncio.

La principal producción de barita, celestina y fluorita proviene de la cuenca de Sabinas, en el noreste de México, y está relacionada con los yacimientos estratoligados, de aquí la importancia de estudiarlos. Sumado a la riqueza ya señalada, una ventaja adicional es que en esta cuenca existen vastos yacimientos de carbón, algo de uranio y gas natural. Las investigaciones que se realizan en el CGEO desde hace varios años han sido financiadas por la UNAM mediante varios proyectos PAPIIT.

No. 32 Enero - Marzo 20166

Iván Moreno Andrade

Microbiología del tratamiento de aguas residuales

El tratamiento biológico de aguas residuales se basa en el empleo de microorganismos que degradan la materia orgánica presente en el agua. Hasta hace algunos años estos tratamientos eran considerados, desde el punto de vista de la ingeniería ambiental, como una caja negra, donde el agua contaminada entraba al sistema de tratamiento y por acción de los microorganismos se eliminaba la materia orgánica saliendo del proceso agua depurada. En el siglo pasado lo más importante en el diseño de este tipo de procesos era la estructura del tanque (dimensiones, materiales, etc.). Más adelante se vio la importancia de conceptos de la ingeniería química como el régimen hidráulico, el mezclado y la transferencia de oxígeno. Sin embargo, es claro que para que un proceso biológico sea eficiente, la actividad de los microorganismos debe ser adecuada.

En años recientes los estudios se han enfocado hacia la explicación de lo que ocurre con la comunidad microbiana dentro del reactor para resolver preguntas como: ¿qué microorganismos actúan en la degradación de los contaminantes y, en particular, de ciertos compuestos tóxicos?, ¿cuál es la estructura y eco-fisiología de las poblaciones microbianas en una planta de tratamiento?, ¿cuál es la dinámica poblacional y cómo reaccionan los microorganismos en condiciones anormales de operación?, ¿qué pasa con la comunidad microbiana al operar un reactor a largo plazo?, etc. Para resolver estas preguntas se ha explorado el uso de herramientas microbiológicas para conocer qué microorganismos se encuentran involucrados en la degradación de la materia orgánica presente en el agua contaminada.

Entre estas técnicas podemos nombrar

las técnicas de microscopía avanzada (para observar y entender cómo interactúan los microorganismos entre ellos), el uso de técnicas para el análisis del ADN (biología molecular), el seguimiento de los mecanismos con los que pueden llevar a cabo la biodegradación de los compuestos contaminantes, etc.

Actualmente se sabe que existen varias clases de microorganismos dentro de una planta de tratamiento incluyendo bacterias, hongos, protozoarios, etc. Las bacterias son los microorganismos que principalmente degradan la materia orgánica (contaminación) en el agua, ya que la emplean como fuente de energía y así pueden crecer y multiplicarse. Las bacterias en una planta de tratamiento, tienden a agruparse formando cúmulos de bacterias conocidas como flóculos, los cuales tienen una forma más o menos esférica irregular y su tamaño oscila entre 150 y 400 micras de diámetro

Planta de tratamiento biológico de aguas residuales

7http://sitios.iingen.unam.mx/LIPATA

(figura 1). Una vez que las bacterias han formado el flóculo de manera estable, llegan otros microorganismos como los protozoarios los cuales son consumidores de bacterias. Un ejemplo de estos protozoos es la Vorticella (figura 1), la cual tiene una forma de flor y se fija al flóculo para “cazar” a las bacterias de vida libre que no se han asociado como flóculo, ejerciendo un papel importante como regulador del crecimiento de la población bacteriana. Una vez que los microorganismos han consumido los contaminantes, se dejan sedimentar y así los flóculos se van al fondo del tanque y podemos retirar el agua tratada por la parte superior del mismo.

Una de las áreas de investigación de la Unidad Académica Juriquilla (UAJ) del Instituto de Ingeniería de la UNAM se centra en la microbiología de las aguas residuales. En esta área se realiza investigación para determinar qué microorganismos están presentes, cómo están asociados y entender cuál es su función en el proceso de degradación de los contaminantes. En la UAJ hemos trabajado en el estudio de cómo es la formación y la estructura de las asociaciones microbianas (como el flóculo) en las plantas de tratamiento. Para que las bacterias puedan juntarse unas con otras tienen que tener una especie de “pegamento”, el cual es una matriz de

exopolímeros (proteínas y carbohidratos) que las mismas bacterias excretan cuando están en condiciones de estrés.

En la figura 2 se muestra un imagen obtenida por medio de microscopía avanzada de cómo las bacterias (color azul) se encuentran embebidas en esta matriz de exopolímeros (color verde). Esta matriz le confiere al flóculo una estructura suficientemente compacta y densa como para que no se destruya fácilmente, pero mantiene cierta porosidad la cual permite que la materia orgánica llegue a las bacterias que se encuentran en el interior de la estructura. Para determinar que microorganismos están presentes en los sistemas de tratamiento, y cómo se van modificando en el tiempo, hemos trabajado con técnicas de biología molecular. Gracias a lo anterior ha sido posible entender los cambios en las poblaciones

microbianas de procesos de eliminación de contaminantes tanto en aguas residuales industriales y municipales, así como determinar qué microorganismos realizan funciones específicas, por ejemplo degradar un contaminante tóxico. Como ejemplo, en la UAJ se ha trabajado en determinar los cambios en la comunidad microbiana que lleva a cabo la degradación de aguas residuales industriales conteniendo compuestos tóxicos.

Para degradar estas aguas, los microorganismos pasan por un periodo conocido como aclimatación. Los análisis de biología molecular han demostrado que durante este periodo las comunidades microbianas sufren cambios como la selección y multiplicación de las especies que pueden emplear estos compuestos como fuente de energía. Debido a lo anterior una especie puede transformarse en la especie dominante de la comunidad a lo largo del tiempo. En este sentido, otras investigaciones nos han servido para relacionar los cambios en la comunidad microbiana con cambios en la operación de los reactores biológicos. Gracias a lo anterior, ha sido posible comprender qué cambios hay en las poblaciones bacterianas cuando una planta de tratamiento funciona bien o mal. Por lo tanto, conociendo las características de los microorganismos, es posible controlar las variables de proceso de manera tal que los microorganismos tengan las condiciones necesarias para tener una mayor actividad metabólica, lo cual se ve reflejado en un proceso de tratamiento que funcione en una forma excelente.

Conocer qué pasa a nivel microbiológico en una planta de tratamiento de aguas abre las puertas a la creación de tecnologías más eficientes, como el desarrollo de estrategias de operación y control de los procesos biológicos para mantener una alta actividad de los microrganismos que degradan la materia orgánica resultando en un proceso eficiente de tratamiento.

Fig. 1 Bacterias agrupadas (flóculos) que degradan los contaminantes presentes en las aguas residuales

Fig. 2. Matriz de bacterias y exopolímeros

No. 32 Enero - Marzo 20168

Daniel Muñoz -Mayorga

La enfermedad de Alzheimer (ALZ) es un padecimiento neurológico multifactorial que deteriora progresivamente las habilidades mentales y motoras; disminuye la memoria y la capacidad para aprender, e induce cambios repentinos de comportamiento, entre otras alteraciones. Según datos de la Asociación de Alzheimer (alz.org), tan sólo en Estados Unidos, cada 67 segundos una persona desarrolla la enfermedad y se estima que para el año 2050 ocurrirá un nuevo caso cada 33 segundos; lo que significaría aproximadamente un millón de nuevos pacientes cada año. Es importante mencionar que dos tercios de los estadounidenses que padecen la enfermedad son mujeres. El riesgo estimado para una mujer de 65 años de edad es de 1 en 6, en comparación con alrededor de 1 en 11 para un hombre. Una mujer mayor de 60 años tiene más probabilidades de padecer ALZ que cáncer de mama, y por si fuera poco, las

mujeres también constituyen el 60% de los cuidadores de los pacientes con ALZ, situación en la que se combina el estrés del cuidador con la enfermedad.

A nivel molecular, la enfermedad se caracteriza por dos tipos de lesiones: las placas seniles (PS) y las marañas neurofibrilares (MNF). Las PS son depósitos de la proteína-amiloide ubicados fuera de la célula y en los vasos sanguíneos; mientras que las MNF están formadas por pares helicoidales de la proteína tau en su forma hiperfosforilada dentro de la célula. Desde su descubrimiento en 1907 por Alois Alzheimer se les ha atribuido un rol patogénico y hasta el día de hoy, más de 100 años después, aún no se conocen los mecanismos exactos que causan la agregación de estas proteínas; cómo se relacionan entre ellas y cuál es la principal causa de la enfermedad.

Gran parte de la investigación sobre ALZ se ha centrado en identificar factores de riesgo y cómo influyen estos en el desarrollo de los agregados moleculares. Puesto que el estilo de vida moderno expone a los individuos a diferentes formas de estrés físico, y en especial psicológico, el estrés ha sido uno de los factores de riesgo más estudiados. Hace aproximadamente 20 años se descubrió que las concentraciones circulantes de cortisol (CT) son mayores en pacientes con ALZ que en sujetos sanos, y esta elevación se correlacionó con el grado de deterioro de la memoria que tenían los pacientes. El CT se produce en las glándulas suprarrenales y se libera a la sangre en situaciones de estrés. Aunque se desconocen los mecanismos exactos por los que el estrés afecta el desarrollo del ALZ, diversos investigadores han reportado que el estrés precipita la aparición de las lesiones características de la enfermedad.

La participación del estrés en el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer

9www.inb.unam.mx

En particular, se ha mostrado que el estrés psicológico induce la fosforilación anormal de la proteína tau y en una situación de estrés crónico, también existen cambios en la solubilidad de la proteína. Estos hallazgos, junto con otros estudios, ubican claramente al estrés como un factor de riesgo y de ahí la importancia de conocer los mecanismos que subyacen a este fenómeno y cómo puede prevenirse.

Además de los estudios en muestras post-mortem de tejido cerebral humano, los modelos experimentales en animales han resultado especialmente útiles para entender la enfermedad. Sin embargo, la mayoría de estos estudios han empleado roedores del sexo masculino para evitar la complicación que representa la fluctuación hormonal femenina.

Por esta razón y tomando en cuenta

que la diferencia de género puede desempeñar un papel fundamental en el origen y desarrollo del ALZ, en el laboratorio de Neuroanatomía Funcional y Neuroendocrinología del Instituto de Neurobiología nos hemos centrado en estudiar el cerebro femenino. Al respecto es interesante destacar que durante el periodo cercano al parto y a lo largo de la lactancia, disminuye la sensibilidad a estímulos estresantes.

Durante esta fase, las ratas que están lactando y amamantando a sus crías tienen una respuesta menor ante el estrés que una rata virgen ciclante. Dicha situación nos ha llevado a preguntarnos si durante este período también se presentan diferencias en la fosforilación anormal de la proteína tau, que se ha documentado ampliamente en individuos del sexo masculino.

El desarrollo de esta investigación, que ha incluido una colaboración internacional, busca conocer los efectos que un sólo episodio de estrés o la exposición a un estrés repetido tienen en la fosforilación anormal de la proteína tau en el cerebro de individuos del sexo femenino. Además, nos interesa conocer de qué manera la experiencia maternal puede afectar la hiperfosforilación de la proteína tau. Al respecto, nuestra investigación ha indicado que ante un estímulo estresante, la rata madre lactante presenta un fenómeno de desfosforilación de la proteína, al contrario de la fosforilación exacerbada que ocurre en el cerebro de ratas hembras ciclantes y machos. Esta situación es transitoria ya que se pierde después del destete. Esta investigación es importante e interesante ya que muestra que la fosforilación de tau en el hipocampo de la hembra es un proceso influido por la condición reproductiva.

Nuestros estudios están en progreso y será muy interesante determinar los efectos del estrés crónico en las hembras y la importancia que tienen las hormonas, por ejemplo los esteroides ováricos y la prolactina, en el proceso de fosforilación anormal de la proteína tau, que se considera el paso inicial para la formación de las MNF, una de las lesiones características de la enfermedad de Alzheimer.

Figura 1. Corte transversal del hipocampo de una rata. El hipocampo es una de las estructuras inicialmente afectadas en la enfermedad de Alzheimer

No. 32 Enero - Marzo 201612

Las algas son un grupo muy diverso y antigüo de organismos fotosintéticos que generan oxígeno y fijan dióxido de carbono, esto lo hace ser de suma importancia en los sistemas acuáticos, ya que además intervienen en la estabilidad del sustrato de los ríos, la disponibilidad de hábitats para otros organismos, la incorporación de energía y biomasa que es empleada por los macroinvertebrados, crustáceos y peces que las consumen.

Los crecimientos algales bentónicos (adheridos) proporcionan estabilidad al sedimento de los cauces y modifican los patrones hidrológicos de los ríos, ya que la velocidad de corriente en el fondo del río u orillas de los lagos, es afectada en diferentes magnitudes en función de la forma de crecimiento del alga, la cobertura y la arquitectura de los crecimientos algales. Por ejemplo, la formación de estromatolitos (estructuras formadas principalmente por

carbonato de calcio depositado en algas azul verdes o cianoprocariotas) estabiliza al sustrato, brinda disponibilidad de hábitat y alimento para algunos macroinvertebrados acuáticos y determina la distribución y estructura de la comunidad. Asimismo, la presencia de comunidades conformadas por algas diatomeas, cianoprocariotas y algas verdes (clorofitas) disminuye el movimiento de los sedimentos cuando el flujo de agua aumenta, lo que permite que la comunidad bentónica permanezca durante estos periodos, normalmente de lluvias, no sólo por la estabilidad de los sedimentos sino porque fungen como refugio y brindan alimento para otros organismos. La comunidad de algas bentónicas es considerada entonces como un hábitat importante, por ejemplo los crecimientos de Chara (alga verde) soportan gran diversidad y densidad de invertebrados en ríos donde el sustrato rocoso provee pocos hábitats.

En los ambientes acuáticos la incorporación de energía a las redes tróficas puede ser de origen alóctono, esto es, mediante el ingreso de materia orgánica de origen terrestre (sobre todo de la vegetación riparia: hojas, ramas, raíces) o autóctono (generado allí mismo) mediante los autótrofos que habitan en las aguas: algas, musgos y plantas acuáticas. De este grupo de organismos, las algas representan entre el 30% y el 98% de la biomasa que es aprovechada por los consumidores de los cuerpos acuáticos, como son los crustáceos, anfibios y peces. Es por ello, que la productividad primaria autóctona de origen algal como soporte energético de la trama trófica de los ambientes acuáticos, es fundamental para el desarrollo de las redes tróficas de los sistemas acuáticos.

El que las algas tengan un papel importante como productores primarios dentro de estos sistemas se debe a varios factores,

Algas: Organismos responsables de mantener los sistemas acuáticos y la vida que en ellos habita

Miriam G. Bojorge García y Enrique A. Cantoral Uriza

Arroyo El Arenal, Jurica, Querétaro.

13http://umdi-juriquilla.fciencias..unam..mx/

que es responsable de las trasformaciones energéticas celulares.

En el Laboratorio de Ecología Acuática y Algas de la Unidad Multidisciplinaria de Docencia e Investigación campus UNAM Juriquilla, nos encargamos de su estudio y consideramos importante trabajar a las algas en cuatro niveles: 1) Identificación taxonómica; 2) Caracterización ecológica; 3) Análisis de especies tóxicas y su manejo; y 4) Aplicación, esta última se divide en dos vertientes: a) Las algas como bioindicadores y b) Uso potencial de extractos algales para la industria.

Las algas constituyen una comunidad ecológicamente importante en todos los ambientes acuáticos, ya que contribuyen en los procesos físicos, químicos y biológicos de estos sistemas a través de vínculos longitudinales de los mecanismos biogeoquímicos e hidrodinámicos locales. Ello nos revela la importancia de procurar un buen manejo de los sistemas lóticos, como los ríos, que han sido de gran importancia para el desarrollo de la civilización. Estos son una fuente importante de agua potable y también responsables del mantenimiento de buena parte de los ecosistemas terrestres, de los que aprovechamos diversos recursos naturales.

por ejemplo: las algas verdes, diatomeas y cianoprocariotas son los organismos autótrofos de mayor abundancia en el bentos y son la fracción más importante en términos de alimento efectivamente asimilado por la biota consumidora por su fácil digestión, debido a la ausencia de lignina y otras estructuras vegetales, lo que los hace un recurso más accesible que las plantas vasculares para los invertebrados y los peces. Además, participan activamente en los ciclos de nutrientes proporcionando servicios biogeoquímicos y ecosistémicos, lo que ayuda a la limpieza del agua y a incrementar la oferta total de nutrientes, ya que son capaces de obtener los nutrientes del sustrato (orgánico o inorgánico) al cual están adheridos y de la atmósfera. Se calcula que las algas bentónicas contribuyen con cerca de 2 pg (picogramos) de carbono orgánico terrestre que se transforma o almacena cada año en los arroyos y ríos a nivel mundial, y son consideradas las principales captadoras de nitrógeno inorgánico y fósforo (orgánico e inorgánico) que se incorporan a las aguas continentales. Por ejemplo, algunas especies de cianoprocariotas son capaces de fijar nitrógeno atmosférico por medio de los heterocitos (células especializadas en la fijación) y posteriormente lo transforman en amoniaco y aminoácidos, incrementando la

concentración de formas biodisponibles de este elemento en el agua.

Asimismo, las algas son un elemento importante en los ambientes acuáticos para la transferencia de los fosfatos a otros organismos, ya que poseen enzimas fosfatasas a lo largo de su cuerpo vegetativo que les permite capturar de manera eficaz el fósforo (orgánico e inorgánico) presente en el agua.

Las algas son las responsables de mantener la entrada de estos elementos a las redes tróficas en condiciones limitantes

de nutrientes, lo que posibilta manteneren todo momento el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos.

Imagínense la importancia de estos organismos en dichos ecosistemas, se calcula que hasta un 85% del flujo neto de nitrógeno en el bentos es realizado por la cianoprocariotas y se estima que la comunidad algal bentónica capta entre el 5% y el 35% del total del fosfato que se incorpora a los cuerpos de agua y estos dos elementos son vitales para la vida: el nitrógeno forma parte de las proteínas, ácidos nucleícos y muchas otras biomoléculas, mientras que el fósforo es una molécula estructural de la célula al formar parte de los ácidos nucleídos y los fosfolípidos, además de ser parte de la molécula de ATP (adenosin trifosfato)

Alga verde Cladophora glomerata, habitante de los ríos del centro de México.

Crecimientos de algas verdes, origen del Arroyo El Arenal, Querétaro.

La aparición del microscopio electrónico de barrido (SEM, por sus siglas en inglés) se remonta al año de 1965, varios años después de que Siemens y Halske comer-cializaron el primer microscopio electrónico (1939), el cual era un microscopio electró-nico de transmisión (TEM, por sus siglas en inglés). Este tipo de microscopía ha avanzado rápidamente constituyéndose en una técnica indispensable en el estudio de diversos materiales metálicos, cerámicos, poliméricos, compuestos y biológicos. Un microscopio electrónico es un microscopio que utiliza electrones en lugar de fotones o luz visible (como lo hace el microscopio óptico) para la formación de las imágenes de la superficie de la muestra. En un SEM un haz de electrones focalizado escanea o recorre la superficie de la muestra, produ-ciéndose así varias señales que pueden ser colectadas por diversos detectores y que contienen información acerca de la topo-grafía de la superficie y de la composición de la muestra.

Actualmente los nuevos SEM pueden con-seguir una resolución menor a 1 nanóme-tro (nm), siendo 1 nanómetro la millonésima parte de un milímetro, por lo que son llama-dos “microscopios electrónicos de barrido de alta resolución” (HR-SEM, por sus siglas en inglés). Para obtener una alta resolución, el haz de electrones del microscopio debe ser uniforme, coherente y muy fino. Entre más pequeño sea el diámetro del haz de electrones, mayor será la resolución espacial, por lo que podemos obtener mayor y mejo-res detalles de la superficie de las muestras. Por lo tanto, una de las partes esenciales del microscopio electrónico es la fuente emisora del haz de electrones. Un SEM convencio-nal utiliza una fuente de electrones con un filamento de tungsteno lo que origina que el diámetro del haz sea igual o mayor a 200 nm, lo que limita su resolución. En cambio un HR-SEM utiliza como fuente de electro-nes un cañón de emisión de campo que proporciona un haz muy focalizado con un diámetro entre 10 y 25 nm, lo que mejora no-

tablemente la resolución espacial. Esto ade-más, permite trabajar a voltajes muy bajos, que en el caso de un SEM convencional no es posible; lo que ayuda a minimizar el efecto de la carga en las muestras que no son con-ductoras y a evitar daños en muestras que son sensibles al haz. Otra forma de aumen-tar la resolución es utilizando una fuente de electrones llamado “cátodo frío”. Este nuevo cañón de emisión de campo permite que el haz tenga un diámetro entre 3 y 5 nm, lo que significa un aumento considerable en la resolución espacial de las imágenes.

El microscopio HR-SEM (Hitachi SU8230) que se encuentra instalado en el Laborato-rio de Microscopía del Centro de Física Apli-cada y Tecnología Avanzada (CFATA) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) campus Juriquilla, tiene un cañón electrónico de cátodo frío que proporciona una resolución de 0.6 nm a 15 kV y de 0.9 nm a 1 kV. Está equipado con dos detecto-res de electrones secundarios para obtener

No. 32 Enero -Marzo 201614

Rodrigo Alonso Esparza Muñoz

La Microscopía Electrónica de Barrido de Alta Resolución para la observación y caracterización de materiales en escala nanométrica

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imágenes de alta resolución, un detector de electrones retrodispersados que permite la obtención de imágenes de composición de la superficie, un detector de energía dispersiva (EDS, por sus siglas en inglés) que permite colectar los rayos X generados por la muestra y realizar diversos análisis de elementos, un detector de difracción de electrones retro-dispersados (EBSD, por sus siglas en inglés), que se utiliza para estudiar aspectos relacio-nados con la cristalografía de los materiales, así como con un detector que colecta elec-trones transmitidos, (STEM, por sus siglas en inglés), el cual permite el análisis de diversos materiales, principalmente nanomateriales. Como la imagen que se forma utilizando este detector depende de que los electrones pue-dan atravesar la muestra, ésta ha de ser lo suficientemente delgada para permitirlo.

La figura 1 ilustra dos imágenes obtenidas con el detector STEM, nanopartículas de Au y de nanotubos de C. Como se puede observar, este tipo de muestras anteriormente solo era

posible analizarlas en TEM, sin embargo, por las condiciones del microscopio y el detector STEM ahora se pueden caracterizar y obte-ner la información acerca de la morfología, tamaño y composición

Otra de las características del microscopio es su uso a bajos voltajes para el análisis de diversas muestras, principalmente aque-llas que son sensibles al haz de electrones. La figura 2a muestra una imagen de partí-culas de Ag tomada a 3 kV y la figura 2b muestra una imagen de silica mesoporosa SBA-15 tomada a 1 kV. Se puede observar con claridad la morfología de las partículas y los poros de la silica, dado que el tamaño del haz de electrones es muy fino, permite tener alta resolución incluso a bajos voltajes.

Cabe mencionar en este punto que utilizar bajos voltajes permite el análisis de muestras sensibles al haz de electrones sin la nece-sidad de que las muestras sean cubiertas por un metal conductor, como cuando se

utiliza un microscopio electrónico de barrido convencional.

Este microscopio ofrece una mayor capaci-dad de análisis, lo que contribuye al desarro-llo científico y tecnológico de la región. Está destinado tanto a labores de investigación de académicos y estudiantes de ésta y de dis-tintas instituciones, como a prestar servicios analíticos a la industria. La gama de materia-les que se pueden analizar es amplia, desde metales, aceros, aleaciones, nanomateriales, cerámicos, catalizadores, semiconductores y compuestos, hasta materiales poliméricos y biológicos que son muy sensibles al haz de electrones. El laboratorio está certificado en ISO 9001:2008 y puede colaborar con las industrias petrolera, aeronáutica, automotriz, de la construcción, cerámica, alimenticia, de semiconductores y de la óptica, entre otras, en la caracterización y estudio de mate-riales.

Figura 1. Imágenes utilizando el detector STEM a) Nanopartículras de Au y b) Nanotubo de C.

Figura 2. Imágenes de HR - SEM tomadas a bajos voltajes. a) Partículas de Ag y b) Silica mesoporosa SBA-15

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Los mamíferos estamos dotados de al menos cinco modalidades sensoriales distintas -tacto, gusto, audición, visión y olfato- que nos permiten percibir lo que ocurre en nuestro entorno y actuar en consecuencia. En el caso del olfato las moléculas (químicos) desprendidas por objetos y animales difunden en el ambiente y son detectadas por otros individuos de la misma o diferente especie. La detección de dichos estímulos o señales químicas, generalmente conocidos como odorantes, es importante para procesos fisiológicos relevantes como la alimentación, la reproducción, la conducta materna, y la territorialidad, entre otros.

En la cavidad nasal de los mamíferos se han descrito cuatro órganos sensoriales capaces de detectar químicos ambientales: el ganglio de Grüenenberg (GGr), el órgano septal de Masera (OsM), el órgano vomeronasal (OVN) y el epitelio olfativo (EO) (figura 1).

El GGr y el OsM han sido poco estudiados, el EO y el OVN forman parte de los sistemas olfatorio principal (SOP) y accesorio (SOA), respectivamente. El EO, ubicado en la porción posterior de la cavidad nasal, aloja a las células sensoriales que detectan odorantes volátiles (olores).

El OVN es una estructura bilateral situada a cada lado del septo nasal y en él se encuentran las células sensoriales encargadas de detectar químicos no volátiles (feromonas).

Se ha postulado que el SOP y el SOA están anatómica y funcionalmente segregados. Así, tradicionalmente se ha considerado que el SOP detecta exclusivamente los olores comunes, mientras que el SOA está dedicado a la detección de feromonas, compuestos que desencadenan en el individuo que las percibe una respuesta conductual o fisiológica específica. Sin embargo, en años recientes esta hipótesis ha estado sujeta a controversia pues se ha observado que ambos sistemas son capaces de detectar tanto odorantes como feromonas. Estas respuestas compartidas se han atribuido a que la información de ambos sistemas converge en áreas cerebrales “superiores” (amígdala cortical), pero no se ha investigado si en etapas más tempranas del procesamiento existen interacciones capaces de explicar dicha “activación cruzada”.

En el laboratorio de Neuromorfología que dirige el Doctor Jorge Larriva-Sahd en el Instituto de Neurobiología y utilizando como modelo experimental a la rata, estudiamos las interacciones anatómicas y funcionales entre las dos regiones cerebrales que reciben información directamente del EO y del OVN; el bulbo olfatorio principal (BOP) y accesorio (BOA), respectivamente. Esto lo hacemos registrando la actividad eléctrica de una sola neurona del BOA en una rebanada de cerebro in vitro (figuras 2 y3).

EL BAZAR DEL ESTUDIANTELas Feromonas y los olores

Victor Manuel Vargas Barroso

Figura 1. Representación esquemática de los Sistemas Olfatorio Principal (BOP) y Accesorio (BOA). A. Vista sagital del cerebro anterior del roedor en donde se observa el EO y el BOP (verde), el acercamiento muestra la organización celular de ambas estructuras. B. Vista sagital del cerebro anterior del roedor en donde se observa el OVN y el BOA, ubicado en una posición posterior y dorsal con respecto al BOP. El inserto ilustra la organización celular del SOA.

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Al tiempo que registramos esa neurona del BOA aplicamos estímulos eléctricos en el BOP para determinar si la neurona que estamos registrando responde a dicha estimulación y, por ende, si establece conexiones entre el BOA y el BOP.

Simultáneamente, a través del electrodo de registro, la neurona del BOA es “llenada” con un químico (biocitina) que nos permite visualizarla días después. Si la neurona registrada está funcionalmente relacionada con el sitio estimulado se pueden obtener dos tipos de respuestas. La ortodrómica, que se caracteriza porque la activación de la neurona registrada genera un impulso nervioso (potencial de acción), el cual viaja desde las dendritas hacia el cuerpo neuronal y finalmente al axón, y la respuesta antidrómica en la que el impulso nervioso viaja desde el axón hacia el cuerpo neuronal, es decir, en sentido opuesto. La primera respuesta implica que la neurona registrada recibe sinapsis del sitio estimulado, mientras que la segunda implica que la neurona registrada envía su axón al sitio de estimulación (figura 2).

Nuestros resultados muestran que aproximadamente un 8% de las neuronas registradas (n = 72) en el BOA responde a la estimulación del BOP con impulsos eléctricos antidrómicos (figura 3b).

Su visualización ha confirmado que estas neuronas del BOA, que constituyen a la población eferente que envía sus axones a zonas distantes del cerebro, dirigen sus procesos neuronales (axón) al BOP (figura 2d).

De manera sobresaliente, tres de las neuronas que respondieron a la estimulación del BOP con impulsos nerviosos antidrómicos, presentaron ráfagas de potenciales de accion rítmicas,

dependientes de voltaje y generadas endógenamente (figura 2c), ya que éstas últimas persisten en presencia de inhibidores de la transmisión sináptica glutamatérgica (figura 2c). Estos datos permiten proponer una interacción directa entre el BOP y el BOA. Se trata de una vía de comunicación, previamente no identificada, entre dos sistemas sensoriales que tradicionalmente se han considerado funcional y anatómicamente independientes. Estos hallazgos podrían ayudar a explicar reportes recientes que muestran que el sistema principal (EO-BOP) es capaz de activarse ante la presencia de feromonas y no solamente de olores y viceversa. Por otro lado, la presencia de neuronas “rítmicas” en el BOA es un fenómeno previamente desconocido para dicha estructura. Este hallazgo adquiere mayor relevancia por el hecho de que algunas de estas neuronas “rítmicas” son las que establecen un contacto directo con el BOP. El significado funcional de esta interacción y sobre todo del papel que desempeñan dichas neuronas es una pregunta abierta que aún requiere de futuros experimentos.

Figura 2. Posibles respuestas neuronales ante la estimulación eléctrica. a. La activación antidrómica resulta de la estimula-ción axonal y de ella se concluye que la neurona registrada envía axones al sitio de estimulación. b. La activación ortodrómica genera impulsos de acción o respuestas sub-umbrales (que no llegan a generar potenciales de acción), cuya interpretación es que la neurona registrada recibe contactos sinápticos de neuronas ubicadas en la zona de estimulación

Figura 3. Las neuronas del BOA envían axones al BOP. a. Esquema del diseño experimental (rebanada de BO sagital) en el que se señalan los electrodos de estimulación y registro. b. Activación antidrómica de células principales del BOA (izquierda), prueba de colisión del potencial de acción antidrómico (centro), la activación antidrómica no es un evento sináptico (derecha). La puntas de flecha señalan el artefacto de estimulación. c. La neurona registrada presenta ráfagas de potenciales de acción rítmicas que persisten en presencia de inhibidores gultamatérgicos (CNQX y AP5). d. Dibujo de la neurona registrada obtenido en cámara lúcida (arriba) y fotomontaje del axón (puntas de flecha) dirigiéndose al BOP (abajo).

su formación académica y consolidando a través de sus experiencias con sus profesores en las aulas, laboratorios y en el campo, un crecimiento en su madurez como profesionistas y sentido de pertenencia a nuestra casa de estudios, la UNAM.

Por ello, todos los académicos y la comunidad de la UMDI-FC-J y el CGEO, fuimos testigos de la culminación de sus estudios en un sencillo festejo el pasado 22 de mayo de 2015, donde se compartieron bocadillos, música y baile, además de exclamar la Goya y se creó la porra de la UMDI-FC-J que dice… “Zorro, garambullo, cochinilla….. zorro, garambullo, cochinilla, la UMDI… la UMDI de Juriquilla”

Enhorabuena y los mejores deseos para esta primera generación…

La Licenciatura en Ciencias de la Tierra (LCT) como una carrera de vanguardia y de carácter multidisciplinario, inició en agosto de 2010 en la Facultad de Ciencias de Ciudad Universitaria. Un año más tarde (8 de Agosto 2011), la Unidad Multidisciplinaria de Docencia e Investigación de la Facultad de Ciencias en Juriquilla (UMDI-FC-J), en corresponsabilidad con el Centro de Geociencias (CGEO), iniciaron los cursos de la generación 2012 en las instalaciones del Centro Académico y Cultural (CAC). Al mismo tiempo se estaban construyendo las instalaciones de la primera fase de la UMDI-FC-J.

Esta nueva oferta educativa vendría a responder a una necesidad regional y nacional en la formación de profesionales con conocimientos de vanguardia para resolver problemas relacionados con la explotación de recursos naturales y la diversidad ambiental en un complejo marco geológico. Por ello, la primera generación de la LCT y las que le han sucedido en Juriquilla, representan el vivo ejemplo de jóvenes entusiastas con un interés común por el conocimiento científico y el estudio integral de las esferas que constituyen el planeta Tierra.

Al inicio, la primera generación, estuvo constituida por 12 jóvenes, y por situaciones imprevistas, tres de ellos no pudieron continuar, por lo que quedó conformada por nueve estudiantes: Nuria Itzel Castillo Pérez, Saúl Abraham Hernández Díaz, Emma Vanesa Martínez Reséndiz, Diana Morales de Santiago,

Leonardo Niño Estrada, Sara Erika Olivares Salazar,

Emmanuel Ramírez Arias, Eder Luis Salazar Díaz y Ana Daniela Téllez de Jesús, quienes en los inicios de sus estudios, mostraban un espíritu de sorpresa con grandes expectativas hacia su futuro.

Ya en los inicios del segundo año de su carrera en 2012, esta generación junto con sus compañeros de la generación 2013, fueron testigos joviales de la inauguración de las nuevas instalaciones de la UMDI-FC-J por el Rector Dr. José Narro Robles y la Directora Dra. Rosaura Ruiz Gutiérrez.

El gozo de los estudiantes de esta primera generación por su nueva casa que representaba la UMDI-FC-J, fue marcando

Juan B. Morales-Malacara

NOTICIA ACADÉMICACulminan sus estudios los alumnos de la 1ª generación de la Licenciatura

en Ciencias de la Tierra en la sede del Campus Juriquilla

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