Repositorio Digital - Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Fisicas y Naturales
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Reproductive phenology of three species of Pristimantis in an Andean cloud forest
No full textEstudiamos la fenología reproductiva en tres especies de Pristimantis que coexisten en un bosque de niebla tropical andino en la cordillera Oriental de Colombia. Las poblaciones estaban constituidas principalmente por juveniles, numerosos machos adultos, y pocas hembras adultas reproductivas, por lo que la proporción operacional de sexos estuvo muy sesgada hacia los machos, mas no así la proporción poblacional. La media de la longitud rostro-cloaca fue mayor en las hembras adultas que para los machos adultos, así como el tamaño mínimo e madurez sexual, lo que indica que las hembras maduran con tamaños corporales más grandes que los machos y explica el sesgo en la proporción operacional de sexos. Los análisis histológicos de los testículos revelaron la presencia de esperma en casi todos los machos recolectados, lo que significa que son un recurso permanente para a reproducción en las tres especies estudiadas. Los cuerpos grasos abdominales de los machos no mostraron variaciones temporales significativas, ni una relación con las lluvias. Se observaron tres patrones de actividad Reproductiva: 1) actividad reproductiva continua en P. miyatai; 2) actividad reproductiva en las estaciones lluviosas y reclutamiento de juveniles en las siguientes estaciones secas en P. merostictus, y 3) actividad reproductiva principalmente durante el segundo semestre del año y reclutamiento de juveniles en la siguiente estación seca (P. uisae). Los análisis de la actividad reproductiva y el reclutamiento de juveniles revelaron una superposición temporal entre las especies de Pristimantis, lo que sugiere que la fenología reproductiva no juega un papel importante en la segregación temporal de estas especies de anuros. Sin embargo, los diferentes patrones de reproducción podrían representar una estrategia que reduce la aglomeración de ranitas en los microhábitats de crecimiento, facilitando así la coexistencia entre taxones que potencialmente compiten.We studied the reproductive phenology of three coexisting Pristimantis species inhabiting an Andean tropical cloud forest in the Cordillera Oriental of Colombia. Populations were constituted mostly by juveniles, numerous adult males, and few reproductive adult females and, therefore, the operational sex ratio was greatly biased to males while the populational sex ratio was not. Mean snout-vent lengths (SVL) were larger in adult females than in males, as well as the minimum size of sexual maturity, which indicates that females became mature or adult at larger body sizes than males and explains the highly biased operational sex ratio. The testes histological analyses revealed the presence of sperm in almost all the collected males indicating that they are a permanent resource for reproduction in the three studied species. Males’ abdominal fat bodies showed no significant temporal variation nor a relationship with the rainy season. We observed three patterns of breeding activity: 1) Continuous reproductive activity in P. miyatai; 2) reproductive activity during the rainy seasons and juvenile recruitment in the following dry seasons in P. merostictus, and 3) reproductive activity mainly during the second semester of the year and juvenile recruitment in the following dry season (P. uisae). The analyses of reproductive activity and recruitment of juveniles revealed significant temporal overlap among Pristimantis species suggesting that reproductive phenology does not play a significant role in the temporal segregation of these anuran species. Nevertheless, the different breeding patterns could represent a strategy to reduce interspecific froglet overcrowding in the growing microhabitats thus facilitating coexistence among potentially competing taxa
Variables fisicoquímicas y biológicas de mayor influencia en el estado trófico de cinco embalses andinos colombianos
No full textLos modelos de medición del estado trófico en embalses pueden ser diferentes a los establecidos en ecosistemas naturales debido principalmente al efecto de los aportes de la cuenca y la operación. El objetivo del presente estudio fue establecer modelos basados en variables físicas, químicas y biológicas que permitieran explicar y predecir el estado trófico de embalses andinos colombianos. La información se recopiló entre febrero de 2010 y diciembre de 2015 para determinar el estado trófico en cinco embalses andinos colombianos mediante el índice basado en la concentración
de fósforo total diseñado para lagos cálidos tropicales. Las relaciones entre las variables se establecieron utilizando la correlación de Spearman y análisis canónicos, y las diferencias entre los grupos mediante las pruebas de Kruskal-Wallis y post hoc de Dunn. Se generó un modelo logístico multinomial para estimar la probabilidad de asignación de la categoría de estado trófico y un árbol de clasificación y regresión para determinar las variables explicativas de mayor relevancia. Se hallaron siete categorías que incluyeron desde el estado ultraoligotrófico hasta el hipereutrófico, en tanto que el análisis discriminante arrojó tres grupos de embalses: hipereutróficos (Porce II), meso-eutróficos (Porce III) y oligotróficos (Amaní, Punchiná y San Lorenzo), clasificación que se explica por la conductividad eléctrica y el contenido de fósforo total y clorofila a. Las densidades planctónicas no mostraron relación significativa con el nivel trófico, aunque la densidad del zooplancton tendió a incrementar con este. Se puede concluir que los modelos estadísticos generados permitieron predecir el estado trófico de los embalses estudiados.The models that measure the trophic state in reservoirs differ from those designed for natural ecosystems due mainly to the effect of basin contributions and the reservoir operation. Our study
aimed at establishing models based on physical, chemical, and biological variables to explain and predict the trophic state of Colombian Andean reservoirs. The data were collected between February 2010 and December 2015 and we determined the trophic status in five Colombian Andean reservoirs using the index of total phosphorus concentration designed for tropical warm lakes. The relations between variables were established through the Spearman correlation and canonical analyses and the differences among groups through the Kruskal-Wallis and the Dunn post hoc tests. We generated a multinomial logistical model to estimate the probability of assignment of the trophic state category and classification and a regression tree to determine the most relevant explanatory variables. Seven categories ranging from ultra-oligotrophic to hypereutrophic status were found while the discriminating analysis resulted in three groups of reservoirs: hypereutrophic (Porce II), mesoeutrophics (Porce III), and oligotrophic (Amaní, Punchiná, and San Lorenzo), a classification that responds mainly to the electrical conductivity and the total phosphorus and chlorophyll a contents. Planktonic densities showed no significant relationship with the trophic state, although zooplankton density tended to increase with it. We concluded that the statistical models we generated allowed us to predict the trophic status of the reservoirs under study
Evaluación del estado de salud de la colección de murciélagos (Mammalia: Chiroptera) del Museo de La Salle, Bogotá MLS-mam
No full textFundada en 1904, la colección de mastozoología del Museo de La Salle (MLS) posee los ejemplares de su clase más antiguos en Colombia. Debido a su antigüedad, es necesario evaluar de manera constante y periódica la base de datos, la disposición y las condiciones asociadas con la conservación y la información específica de cada espécimen. Para ello, se calculó el índice de salud de la colección (ISC) mediante una revisión de los datos y la representatividad geográfica y el uso de los indicadores de evaluación de las colecciones propuestos por Cárdenas & Delgadillo (2019) y Acosta & Vallejo (2005). El ISC fue de 79,86 %, lo que indica que la colección se encuentra en un buen estado de conservación. La completitud de la información sobre los ejemplares depositados antes del 2000 fue de 3,7 % y después de ese año, de 2,20 %, es decir que la calidad de los datos de la colección es buena. Por otra parte, el índice geográfico registró un valor de 77,41 %, lo que evidencia la adecuada representación de las diferentes regiones del país como producto de las recolecciones hechas por la comunidad de hermanos de La Salle, siendo Norte de Santander el departamento mejor representado, con 293 ejemplares, seguido por Santander, con 174 ejemplares. Por último, a pesar del potencial que tiene la colección como referente histórico de la mastozoología colombiana, la ausencia de expertos durante varios años se refleja en la desactualización taxonómica de gran parte de sus ejemplares, así como en la necesidad de utilizar unidades de almacenamiento adecuadas que permitan su correcto acceso y crecimiento futuro.Founded in 1904, the mammalogy collection of the Museo de La Salle (MLS) has the oldest specimens of its kind in Colombia. Due to its age, it is necessary to constantly and periodically evaluate the database, disposition, storage environment conditions, and the information on each specimen. To this end, we calculated the collection health index (CHI) by reviewing both the data and the geographic representation of the collections based on the evaluation methods proposed by Cárdenas & Delgadillo (2019) and Acosta & Vallejo (2005). The CHI was 79.86%, which indicates that the collection has a good state of conservation. The data completeness for specimens deposited before 2000 was 3.7 % and 2.20% for those after this date, i.e., that the collection has good data quality. On the other hand, the geographic index was 77.41% evidencing an adequate representation of the country’s different regions as a result of the collections made by the community of La Salle brothers; Norte de Santander is the department with the highest number of records, 293 specimens, followed by Santander with 174. Finally, despite the potential of the collection as one of the historical references of Colombian mammalogy, the absence for several years of expert curators is evidenced inthe taxonomic outdating of a large part of the collection, as well as the need to have adequate storage units for its correct access and future growth
Densidad poblacional de la guacharaca colombiana (Ortalis columbiana) en un fragmento de bosque subandino en el Valle del Cauca, Colombia
No full textLas especies endémicas con requerimientos ecológicos muy específicos o bajas densidades poblacionales son prioritarias en términos del diagnóstico de su estado de conservación. Para conocer el de una especie es necesario determinar su abundancia y su tendencia en el marco de programas rigurosos de monitoreo. El territorio del Valle del Cauca ha sido muy intervenido y actualmente solo existen remanentes de bosque, entre ellos, la Reserva Natural Bosque de Yotoco (RNBY), en el municipio de Yotoco. Allí habita Ortalis columbiana, especie endémica de Colombia, cuya densidad no ha sido documentada. En ese contexto, se estimó la densidad poblacional para conocer el estado de conservación de esta especie en la RNBY mediante el método de muestreo por distancia con 32 transectos lineales y más de 200 km de esfuerzo de muestreo. Se encontró una densidad poblacional de 19,2 ind/km2 (IC95%: 9,8-37,6) con un tamaño medio de grupo de 1,56 individuos (IC95%= 1,4-1,8). Este resultado es relativamente mayor que las estimaciones hechas para otras especies de crácidos, únicos referentes de comparación, y sugiere que la población sería de cerca de 100 individuos solo en la Reserva. Este tamaño poblacional podría considerarse bajo para mantener una población viable, no obstante, es importante considerar su presencia y abundancia en los agroecosistemas adyacentes para llegar a conclusiones sobre su viabilidad poblacional.The conservation of endemic species with high ecological requirements or low population densities is a priority to diagnose their status. For such a diagnosis, it is necessary to determine their abundance and trends in the framework of a rigorous monitoring program. The Cauca River valley has been highly transformed and currently there are only forest remnants like the one in the natural reserve Bosque de Yotoco (RNBY) where Ortalis columbiana, an endemic species from Colombia, can be found. The species density has not been documented; to determine its conservation status in the RNBY, the population density was estimated using the distance sampling method with 32 line transects and more than 200 km of sampling effort. The population density was 19,2 ind/km2 (95% confidence interval: 9.8-37.6) while the mean group size was 1,56 individuals (95%CI: 1,4 – 1,8), which is relatively higher than the estimations done for other Cracides species, only referents to compare. These figures suggest a population of around 100 individuals just in the Reserve, which could be insufficient for a viable population. It is important to consider the species presence and abundance in the adjacent agroecosystems to get to conclusions about its population viability
Nemátodos fitoparásitos en cultivos tropicales
No full textPor su naturaleza, los nematodos fitoparásitos son patógenos, pero sus
interacciones con otros agentes causantes de enfermedades dificultan determinar
el impacto en el rendimiento de los cultivos y su estimativo a gran escala. En
general, estos microorganismos causan pérdidas anuales entre 11 y 14% en
cultivos de importancia económica como leguminosas, granos, banano, yuca,
coco, remolacha azucarera, caña de azúcar, papa, hortalizas y varios frutales,
equivalentes a US$80.000 millones. año
-1
. Los síntomas causados por los
nematodos fitoparásitos pueden variar de acuerdo con el hábitat parasítico, la
relación parásito - hospedante y otros factores, como la edad de las plantas y
las condiciones fisiológicas y adafo-climáticas. Las infecciones causadas por
los nematodos pueden resultar en el desarrollo de síntomas en raíces y tejidos
aéreos de las plantas. Debido a que los síntomas en raíces están frecuentemente
acompañados por síntomas no característicos en los tejidos aéreos de las plantas,
es necesario examinar las raíces y otros tejidos vegetales para establecer una
conexión entre los síntomas y los fitonematodos. Para estar seguros de esta
asociación, los fitonematodos tienen que ser extraídos de las raíces u otros tejidos
y del suelo, para ser cuantificados e identificados a través del microscopio.
Los autores con más de 20 años de experiencia en el área de la Nematología
y debido a la ausencia en Colombia de textos que faciliten el diagnóstico
correcto de síntomas primarios y secundarios causados por los principales
géneros de nematodos fitoparásitos en diversos cultivos tropicales, decidieron
preparar esta obra, la cual consta de nueve capítulos. El primero, relacionado
con las características generales de los nematodos fitoparásitos; el segundo, con
Meloidogyne spp. (Nematodo del nudo radical); el tercero, con Globodera pallida
(Nematodo quiste de la papa); el cuarto, con Pratylenchus spp. (Nematodo
lesionador); el quinto, con Radopholus similis (Nematodo barrenador); el sexto,
con Helicotylenchus dihystera (Nematodo espiral); el séptimo, con Ditylenchus
dipsaci (Nematodo del tallo y de los bulbos); el octavo, con Bursaphelenchus cocophilus (Nematodo del anillo rojo) y; el noveno, con Hirschmanniella oryzae
(Nematodo de las raíces de arroz).
El objetivo del documento es orientar a los agricultores, asistentes de laboratorio y
profesionales del agro cómo realizar un diagnóstico correcto de las enfermedades
causadas por los principales Nematodos Fitoparásitos en cultivos tropicales.
Para ello, se ilustran, con más de 600 fotografías de alta calidad, los síntomas
primarios y secundarios de los daños causados por los anteriores nematodos en
41 cultivos de importancia económica. Adicionalmente, el libro esta bellamente
ilustrado con fotografías de alta resolución de machos y hembras de los géneros
antes mencionados, con sus respectivos ciclos patológicos, los cuales tienen
la particularidad de ser elaborados con nematodos reales y tejidos enfermos
originales.
Para facilitar el diagnóstico correcto de los síntomas ocasionados por los
nematodos, los autores han ilustrado en detalle fotográfico, tanto los síntomas
primarios como los secundarios en cada cultivo. Además, dicho diagnóstico se
hace más claro debido a que en la mayoría de las especies vegetales estudiadas
se presentan los contrastes entre las plantas enfermas atacadas por los nematodos
fitoparásitos y las plantas sanas.
El libro termina con una clave taxonómica de los ocho géneros ilustrados, la
cual permite al lector identificar fácilmente cada género y finalmente se está
complementado con un glosario de términos relacionados con la ciencia de la
Nematología.1 e
On the general circulation of the atmosphere around Colombia
No full textLa precipitación media multianual en las llanuras de la costa Pacífica colombiana varía entre los 8.000 y los 13.000 mm. El promedio anual en Puerto López (Cauca) (77°14’56,3”O, 2°50’43,0”N) es de 13.159 mm (1960-2018), probablemente el más alto del planeta. Tal cantidad de precipitación también implica el establecimiento de una fuente de calor diabática por condensación, la cual, a su vez, es responsable de la generación de la circulación atmosférica sobre el norte de Suramérica y Mesoamérica entre mediados de marzo y el fin de noviembre. En el presente trabajo se aplicó un modelo simple de circulación inducida por una fuente de calor diabática para estudiar la circulación general de la atmósfera alrededor de Colombia. Los resultados indicaron que la mencionada fuente de calor produce por sí misma fuertes vientos del oeste como respuesta a la propagación de media onda de Rossby sobre Mesoamérica y el Pacífico Este. Hacia el este de la fuente de calor, una onda Kelvin es responsable de los vientos del este que viajan desde el océano Atlántico tropical hacia Colombia. Ambas ondas, la planetaria y la Kelvin, dominan las trayectorias de flujo de los campos de vientos a bajo y alto nivel en la tropósfera sobre Colombia y su vecindario. Las observaciones documentadas sobre la circulación general de la atmósfera en el norte de Suramérica y Mesoamérica son suficientemente sólidas para respaldar la afirmación de que un conjunto de ondas inducidas por una fuente de calor y atrapadas en el ecuador explican la circulación general de la atmósfera sobre Colombia y su vecindario.The average annual precipitation in the Pacific coast of Colombia ranges from 8,000 to 13,000 mm. The annual average (1960-2018) in Puerto López (Cauca) rain gauge (77°14’56.3”W, 2°50’43.0”N) is 13.159 mm making it, probably, the rainiest place on the Earth. Such a large amount of precipitation also means a sizeable diabatic heating source over western Colombia, which is responsible for driving the circulation in northern South America and Mesoamerica from mid-March to the end of November. We applied a simple conceptual model to study the heat-induced circulation. Our results indicated that the heating source over western Colombia produces a steady, low-level westerly inflow as a result of a half planetary wave propagating over Mesoamerica and the far eastern Pacific that generates two cyclonical flows. On the east side of the heating source, a Kelvin wave generates a low-level easterly flow from the tropical Atlantic Ocean and the Northern Amazon and Orinoco basins in a Walker-type circulation. This Rossby and Kelvin patterns create information pathways, which, in their turn, dominate the low- and upper-level wind fields. Documented observations about the atmosphere’s general circulation over northern South America and Mesoamérica are consistent enough to support the assertion that a set of waves trapped in the tropics induced by a heating source explains the circulation over Colombia and its surroundings
The arithmetic of Coxeter permutahedra
No full textLa teoría de Ehrhart mide un politopo P discretamente, contando los puntos enteros dentro de sus dilataciones P, 2P, 3P, ..... En este artículo calculamos la teoría de Ehrhart de cuatro familias de politopos de gran importancia en varias áreas de la matemática: los permutaedros de Coxeter de los grupos clásicos de Coxeter An, Bn, Cn, Dn. Una herramienta central, de interés independiente, es la descripción de la teoría de Ehrhart de una traslación racional de una proyección entera de un cubo.Ehrhart theory mesures a polytope P discretely by counting the lattice points inside its dilates P, 2P, 3P, ..... We compute the Ehrhart theory of four families of polytopes of great importance in several areas of mathematics: the standard Coxeter permutahedra for the classical Coxeter groups An, Bn, Cn, Dn. A central tool, of independent interest, is a description of the Ehrhart theory of a rational translate of an integer projection of a cube
Restauración de corredores ribereños en paisajes ganaderos de la zona andina colombiana: efectos tempranos en el ambiente acuático
No full textLa restauración de los bosques ribereños es una medida fundamental para la recuperación de ambientes acuáticos afectados por actividades ganaderas. Con el fin de determinar los cambios en quebradas asociadas con la restauración temprana de bosques ribereños, se hizo un seguimiento durante tres años a cuatro arroyos de primer orden ubicados en la cuenca del río La Vieja, Colombia. En cada arroyo se tomaron muestras puntuales de agua para análisis fisicoquímico y bacteriológico, se registraron aspectos de calidad de hábitat y se recolectaron macroinvertebrados. Durante los años de evaluación hubo una disminución significativa en los valores de DBO5, se presentaron cambios leves en la composición del sustrato y los patrones de flujo, y aumentaron los valores del índice de calidad de hábitat (ICH). En cuanto a los macroinvertebrados, se recolectaron 10.490 individuos, distribuidos en 19 órdenes, 53 familias y 56 géneros. Los órdenes más abundantes fueron Diptera (56 %), Trichoptera (22 %) y Basommatophora (7 %). Las familias Chironomidae e Hydropsychidae fueron las más abundantes, con el 53 y el 20 % del total. Chironomidae disminuyó significativamente a través de los años de monitoreo y los valores de los índices EPT (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera) y BMWP (Biological Monitoring Working Party) aumentaron. La exclusión de la ganadería del área ribereña y el inicio de procesos de restauración de la vegetación ribereña tuvo un efecto positivo en los parámetros de calidad de agua, del hábitat y en la comunidad de macroinvertebrados acuáticos, lo que constituye una alternativa valiosa para recuperar ambientes acuáticos en paisajes ganaderos.The restoration of riparian forests is a fundamental step for the recovery of aquatic environments affected by cattle production. To determine the changes in the aquatic environment in streams with early riparian restoration processes, four first-order streams of La Vieja River watershed (Colombia) were monitored for three years. In each stream, we analyzed water, habitat quality, and the aquatic macroinvertebrate assemblage. During the study period, there was a significant decrease in BOD5
values, the substrate composition and flow patterns changed, and the values of the habitat quality index increased. A total of 10490 macroinvertebrates were collected, distributed in 19 orders, 53 families, and 56 genera. The most important orders were Diptera (56%), Trichoptera (22%), and Basommatophora (7%). Chironomidae and Hydropsychidae were the most abundant families with 53% and 20%. Chironomidae decreased significantly through the years of monitoring and the values of the EPT and BMWP indexes increased. The exclusion of cattle from the riparian area and the beginning of the restoration process had a positive effect on water quality and habitat parameters, as well as on the community of aquatic macroinvertebrates, which constitutes a valuable alternative to recover aquatic environments in livestock landscapes
Efecto de la nanoestructura sobre las propiedades térmicas y magnéticas de nanomateriales tipo 2D y 0D
No full textEn este artículo de revisión se presenta un estudio relacionado con el efecto que tiene la nanoestructura sobre las propiedades y aplicaciones de los nanomateriales. Dado el amplio campo de investigación de la ciencia de los nanomateriales se analizan en particular los recubrimientos protectores nanoestructurados 2D de barrera térmica de YSZ (Yttria-Stabilized Zirconia – ZrO2/Y2O3 – Zirconia Estabilizada con Itria) depositados en película delgada por la técnica PVD (Physical Vapour Deposition - Deposición en fase física de vapor) de pulverización catódica (sputtering) bajo ángulo oblicuo y el de las nanopartículas magnéticas 0D de ferritas de Co-Zn (Co1-xZnxFe2O4) obtenidas mediante el método de co-precipitación química. Para el caso de los recubrimientos protectores nanoestructurados 2D de barrera térmica de YSZ se concluyó que el valor de la conductividad térmica (k) está fuertemente influenciado por la microestructura “en zigzag” de los recubrimientos PVD con disminución de (k) en un orden de magnitud, cuando las columnas cambian de orientación de crecimiento normal (α=0) con respecto a la superficie del sustrato, a una microestructura en un patrón de “zigzag” con n=50 repeticiones. Esto muestra el potencial del crecimiento de películas delgadas YSZ al manipular la nanoestructura en una la deposición bajo ángulo oblicuo, como un método efectivo para mejorar la propiedad de aislante térmico de este material. Por otro lado, pudimos establecer que las propiedades magnéticas de las nanopartículas de Co1-xZnxFe2O4 como el campo coercitivo y la magnetización de saturación están fuertemente correlacionadas con el tamaño de partícula y las propiedades de la estructura cristalina, y la ferrita de Co1-xZnxFe2O4 presenta una tendencia al comportamiento superparamagnético a temperatura ambiente. Este resultado implica que las nanopartículas magnéticas pueden considerarse material magnético blando. Lo anterior hace atractivas las nanopartículas de Co1-xZnxFe2O4 para aplicaciones en el campo de la fotónica y la electrónica, como también para aplicaciones biomédicas.In this review paper, we present a study related to the nanostructure effect on the properties and applications of nanomaterials. Given in fact the broad field of research of the nanomaterials science, we analyze in particular the 2D YSZ (Yttria-Stabilized Zirconia-ZrO2/Y2O3) thermal barrier nanostructured protective thin film coatings deposited by PVD (Physical Vapor Deposition) sputtering technique at an oblique angle, and the 0D magnetic nanoparticles of Co-Zn ferrites (Co1-xZnxFe2O4) obtained by chemical coprecipitation method. In the case of YSZ thermal barrier 2D nanostructured protective coatings, it was concluded that the value of thermal conductivity (k) is strongly influenced by the “zigzag” microstructure of PVD coatings. A decrease of (k) in an order of magnitude, when the columns change from normal growth orientation (α = 0) with respect to the substrate surface, to a microstructure in a “zigzag” pattern with n = 50 repetitions, is presented. This shows the growth potential of YSZ thin films by manipulating the nanostructure at an oblique angle deposition as an effective method to improve the thermal insulating property of this material. On the other hand, we can established that the magnetic properties of the Co1-xZnxFe2O4 nanoparticles such as the coercive field and the saturation magnetization are strongly correlated to particle size and crystal structure properties, and the Co1-xZnxFe2O4 ferrite presented a tendency to superparamagnetic behavior at room temperature. This result implies that the magnetic nanoparticles can be considered soft magnetic material. The above makes Co1-xZnxFe2O4 nanoparticles attractive for applications in the field of photonics and electronics, as well as for biomedical applications