Institutional Repository CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada)
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Robust art image categorization using Brain Programming
No full textEn este documento se describe un enfoque para clasificar automáticamente imágenes digitales de obras de arte de acuerdo al medio en el que fueron elaboradas. Normalmente, la tarea de clasificación de obras de arte a menudo se confía a personas expertas en el área, sin embargo, con los crecientes volúmenes de bases de datos digitalizadas, la tarea se vuelve abrumadora. En este sentido, la clasificación automática es útil para organizar grandes colecciones digitales. En este trabajo seguimos un paradigma llamado Brain Programming (BP), una metodología inspirada en el funcionamiento interno del sistema visual en el cerebro. El BP evoluciona modelos computacionales de la corteza visual artificial (AVC) para resolver problemas difíciles de clasificación de imágenes naturales. Incluimos una comparación con los métodos de clasificación en el estado del arte, así como un análisis de la robustez del algoritmo ante uno de los problemas más recurrentes en algoritmos de clasificación, las perturbaciones adversarias. En donde encontramos que el Brain Programming es capaz de obtener un desempeño comparable a las metodologías en el estado del arte, pero sin la susceptibilidad a los ataques adversarios.This thesis work describes an approach for automatic art media categorization. Nowadays, classifying artworks is often entrusted to people who are experts in the field; however, with the increasing volumes of digitized databases, the task becomes overwhelming. In this sense, automatic classification is necessary for organizing extensive digital collections. In this work, we follow a paradigm called Brain Programming (BP), a methodology inspired by the inner workings of the visual system in the brain. BP evolves computational models of the artificial visual cortex (AVC) to solve the challenging problem of natural image classification. We compare with the state-of-the-art classification methods and analyze the algorithm’s robustness against one of the most recurrent problems in classification algorithms, adversarial perturbations. We find that Brain Programming can obtain comparable performance to state-of-the-art methodologies without susceptibility to adversary attacks
Evaluation of water resource availability and characterization hydrogeochemical of the evolution of The Tecolutla River Basin, Mexico
No full textLa cuenca del Río Tecolutla es una cuenca grande (aproximadamente 7840 km2) de acuerdo con la clasificación de Campos-Aranda, 1998. Abarca en su mayor parte los estados de Puebla y Veracruz, donde se llevan a cabo actividades económicas como la agricultura, ganadería y la pesca, las cuales dependen del agua. El objetivo de esta investigación fue calcular el balance hídrico de la cuenca del Río Tecolutla e interpretar la composición hidrogeoquímica de las aguas naturales de la parte centro-sur de la cuenca para conocer el origen, los procesos hidrogeoquímicos predominantes durante el año hidrológico (temporada húmeda y seca) y determinar la evolución hidrogeoquímica de las aguas naturales. A partir de los datos de precipitación y evapotranspiración potencial de la cuenca se calculó el balance hídrico para el periodo del 2001-2019. Se estimó el promedio anual histórico de cada uno de los componentes del balance hídrico (precipitación, evapotranspiración potencial, la recarga y descarga). Posteriormente se llevó a cabo una campaña de campo en la zona centro-sur de la cuenca, se colectaron muestras de agua de manantiales y de pozos (29 muestras) durante el mes de enero del 2021, que se consideró como la temporada seca. También se consultaron resultados de muestras de agua de manantiales y pozos colectadas en el mes de junio del 2017, que se consideró como la temporada húmeda. Se interpretaron los resultados de ambas temporadas a través del diagrama de Piper, la gráfica D & 18O, la gráfica de altura &18O, las relaciones iónicas e índices de saturación. Los resultados promedio históricos obtenidos del cálculo del balance hídrico para precipitación fue de 1489 mm, para evapotranspiración potencial fue de 774 mm, para descarga fue de 708 mm y para la recarga se calculó un volumen aproximado de 138.9 Mm3. La hidrogeoquímica del agua en ambas temporadas muestra una diferencia entre los parámetros físico-químicos, debido a que la temperatura, la conductividad eléctrica, los sólidos totales disueltos y el oxígeno disuelto son mayores durante la temporada húmeda. Los procesos hidrogeoquímicos principales ocurridos durante la evolución del agua, se visualizaron con las relaciones iónicas y con el cálculo de los índices de saturación, que indicaron que la disolución de minerales como la calcita y dolomita en rocas carbonatadas, es el principal proceso que controla la hidrogeoquímica del agua en ambas temporadas. La comprensión del comportamiento hidrológico y ...According to the classification of Campos-Aranda, 1998 the Tecolutla River basin is large (approximately 7,840 km2). The area covers most are the states of Puebla and Veracruz, where economic activities such as agriculture, livestock, and. fishing, which depend on the water. The objective of this research was to calculate the water balance of the Tecolutla River basin and interpret the hydrogeochemical composition of the natural waters of the central-southern part of the basin and know the origin, the predominant hydrogeochemical processes during the hydrological year (wet and dry season) and determine the hydrogeochemical evolution of natural waters. From precipitation and potential evapotranspiration data of the basin, the water balance was calculated for the period 2001-2019. The historical annual average of each of the components of the water balance (precipitation, potential evapotranspiration, recharge, and discharge) was estimated. Subsequently, a field campaign was carried out in the central-southern area of the basin, samples of water from springs and wells (29 samples) were collected during the month of January 2021, which was recently the dry season. Results of water samples from springs and wells collected in June 2017, which were considered exceptional as the wet season, were also consulted. The results of both seasons were interpreted through the Piper diagram, the D & 18O graph, the height graph &18O, the ionic ratios, and saturation indices. The historical average results obtained from the calculation of the water balance for precipitation was 1489 mm, for potential evapotranspiration it was 774 mm, for discharge it was 708 mm and for recharge, an approximate volume of 138.9 Mm3 was calculated. The hydrogeochemistry of the water in both seasons shows a difference between the physical-chemical parameters, because the temperature, electrical conductivity, total dissolved solids, and dissolved oxygen are higher during the wet season. The main hydrogeochemical processes that occurred during the evolution of water are visualized with the ionic relationships and with the calculation of the saturation indices, which indicate that the dissolution of minerals such as calcite and dolomite in carbonate rocks is the main process that controls the hydrogeochemistry of the water in both seasons. Understanding hydrological behaviour and hydrogeochemistry are important for water sources planning
Generation and manipulation of single-photon states by nonlinear processes on integrated photonic devices
No full textEn procesamiento de información cuántica se requieren sistemas cuánticos que permitan codificar y procesar la mayor cantidad de información posible de la manera más eficiente y en medios escalables. La generación de cúbits de color, superposición de dos posibles frecuencias en las que puede estar un estado de fotón individual, expresados en la base de modos temporales cumple lo anterior. En este trabajo de tesis se presenta el diseño de una compuerta cuántica de un solo cúbit de modos temporales, integrada en un dispositivo fotónico con gran potencial para ser fabricado en las instalaciones disponibles en el grupo de trabajo. El diseño consiste de dos etapas, en la primera se genera un estado de fotón individual anunciado por medio del proceso no lineal de tercer orden de mezclado de cuatro ondas espontáneo (SFWM); en la segunda se implementa una compuerta cuántica de modos temporales basada en el proceso no lineal de tercer orden de generación de diferencia de frecuencias (DFG), la cual traslada en frecuencia al fotón individual para formar así un cúbit de color, el cual puede ser posteriormente rotado por toda la esfera de Bloch, ente matemático para representar cúbits en la base computacional. Para llevar a cabo este proyecto se desarrolló un modelo teórico que describe a la compuerta y se implementaron rutinas numéricas con las que se hace una búsqueda para encontrar los parámetros de diseño que en su conjunto arrojen la fidelidad más alta para la compuerta (con la fidelidad siendo una métrica que compara al estado generado con relación al estado ideal). Se realizaron simulaciones para estimar qué tanto afectan a la fidelidad los errores que se pueden dar en la fabricación, lo que arrojó que, pese a que la fidelidad se puede ver grandemente afectada cuando los parámetros del diseño cambian, es posible regresar a altos valores si se sintonizan las longitudes de onda de los campos involucrados, de tal manera que se siga cumpliendo el empatamiento de fases simultáneo para SFWM y DFG. Esto viene a dar robustez a nuestra propuesta, puesto que siempre van a existir diferencias entre los diseños y las muestras fabricadas. Por otro lado, se mostró que es posible generar cualquier rotación de un cúbit en la esfera de Bloch solo modificando parámetros externos al dispositivo, lo cual le da una gran flexibilidad a este diseño inclusive para ser usado en otras aplicaciones. La propuesta presentada en este trabajo se basa en una plataforma de silicio sobre la ...In quantum information processing, quantum systems must encode and process the highest quantity of information efficiently and on scalable media.The generation of color qubits - superpositions of two possible frequencies for a single-photon state - expressed in the temporal-mode basis leads to coding more information than on the polarization basis. Their integration in quantum-photonics chips allows us to get a scalable system. This thesis work presents a design for a single-qubit quantum gate of temporal modes in an integrated quantum-photonic device with great potential to be manufactured in the available facilities for the working group. The design consists of two stages: first, a heralded single-photon state is generated by the third-order nonlinear process of spontaneous four wave mixing (SFWM); in the second stage, a temporal mode quantum gate, based on the third-order nonlinear process of difference frequency generation (DFG) is implemented, which frequency translates the single-photon to create a color qubit. Such a qubit can be rotated all around the Bloch sphere, mathematical entity to represent qubits in the computational basis. For designing, a theoretical model was developed that describes the quantum gate, and numerical routines were implemented to find the design parameters that give the gate’s highest fidelity (with fidelity a metric that compares the generated state in relation with the ideal state). Also, simulations were performed to estimate how the errors in the fabrication process can affect the fidelity values. It was found that, although the fidelity was greatly affected when the design parameters changed, it is possible to recover high values if the wavelengths of the involved fields are tuned in such a way that the simultaneous phase matching of SFWM and DFG still matches. This study gives robustness to our design since differences will always exist between the theoretical designs and the experiment. On the other hand, it was demonstrated that it is possible to generate any rotation of the qubit in the Bloch sphere by only changing some parameters external to the device, which gives the design enormous flexibility even to be used for other applications. This work is based on a platform of silicon on which a silicon dioxide thin film is grown by thermal oxidation; the waveguides are made of silicon nitride (Si3N4) deposited by radio frequency reactive sputtering and are manufactured by lithographic techniques
Variation in species diversity within vacant lots in two Delegaciones of Tijuana, B.C., Mexico, and its relationship with socio-economical gradients
No full textDado que la mayor parte de la población humana habita en ciudades, es necesario evaluar esquemas que permitan incrementar la provisión de servicios ecosistémicos a los habitantes, particularmente en ciudades donde la cantidad de áreas verdes por habitante sea menor a la recomendada por la Organización Mundial de la Salud. Al mismo tiempo, en las ciudades se ha demostrado que hay heterogeneidad espacial en la distribución de la riqueza de especies, donde un factor relevante para entender la dinámica de especies son los lotes baldíos. En este trabajo, se puso a prueba la hipótesis que la riqueza de especies en los lotes baldíos de la ciudad de Tijuana obedece a factores abióticos (tamaño de los lotes y la relación de lote más cercano promedio) y a factores socioeconómicos (“efecto lujo”, donde las zonas de mayor afluencia económica tienen una mayor riqueza de especies). Para esto se comparó la diversidad vegetal de lotes en las Delegaciones Playas de Tijuana y Centro del municipio de Tijuana durante cuatro meses, desde marzo hasta junio 2022, a través de gradientes socioeconómicos previamente determinados por INEGI al interior de las Delegaciones. Los resultados indican que no existe una heterogeneidad marcada en la distribución de la riqueza de especies vegetales entre las zonas con distintos grados de marginación, además no se observó la presencia del efecto lujo, ni una relación entre el grado de aislamiento y la riqueza de especies. Los resultados de este trabajo sugieren que no existe una diferencia marcada en el acceso a los servicios ecosistémicos que brinda la vegetación de lotes baldíos, además que se desconocen los factores socioecológicos que influyen en la riqueza de especies vegetales. Mis resultados sugieren que se requiere estudiar más a fondo estos ambientes, puesto que tienen un gran potencial para incrementar la cantidad de áreas verdes en este municipio, debido al crecimiento acelerado de la ciudad, la escasez de grandes espacios para creación de áreas verdes y la gran abundancia de lotes baldíos.Currently, the majority of the human population dwells in cities, therefore it is critical to evaluate schemes that may enhance the provision of ecosystem services to the urban inhabitants, particularly in cities that are unable to comply with the World Health Organization recommendation of urban green areas per capita. Simultaneously, cities have large spatial heterogeneity in the distribution of species richness, and a relevant factor in understanding species dynamics within urban habitats is the vacant lots. In this work, we tested whether vacant lots species richness in Tijuana, Baja California, Mexico are associated with abiotic factors (such as vacant lot size and average nearest neighbor ratio) and socio-economic factors (i.e., “luxury effect”, where the areas with higher economic wealth coincide with those of higher species richness). To do this, we compared the plant species richness and Shannon diversity index of vacant lots in the Delegación Playas and the Delegación Centro of the Tijuana municipality for four months, ranging from March until June 2022, by testing socioeconomic gradients within each Delegación through a system previously determined by the National Institute of Statistics, Geography, and Information of México (INEGI). The results of my thesis suggest that there is not significant heterogeneity in plant richness distribution between the zones with different marginalization degrees; in addition, the presence of the luxury effect was not observed, nor was there a relationship between the isolation degree and species richness. The results of this work suggest that there is no marked difference in access to ecosystem services provided by vacant lots vegetation; in addition, the socioecological factors that influence plant species richness are unknown. My research suggest that it is required to study more thoroughly the relevance of vacant lots in urban ecology since they have great potential to increase the number of green areas in this municipality, due to the accelerated city growth, the scarcity of large spaces for green areas establishment and the abundance of vacant lots
Social structure of Cuvier’s beaked whale (Ziphius cavirostris) in Guadalupe Island, Baja California, Mexico
No full textEl zifio de Cuvier (Ziphius cavirostris) es una de las especies de zífidos más comunes y de distribución más amplia. Aspectos de su biología y comportamiento, como la estructura social y la genética, han sido poco estudiados. Se sabe que la estructura social influye en la dinámica poblacional de las especies y que poblaciones pequeñas y aisladas tienen mayor probabilidad de tener relaciones de parentesco estrechas. En consecuencia, es mayor la probabilidad de generar endogamia y sufrir depresión endogámica. Se evaluaron la fuerza y la temporalidad de las asociaciones entre individuos y la relación de parentesco por genética de la población. Se realizaron expediciones desde octubre de 2016 hasta octubre de 2021 a la isla Guadalupe en el Pacífico mexicano. Se fotografiaron las aletas dorsales para la foto-identificación y se colectaron biopsias. La diferenciación social, los índices de asociación y los análisis de red se calcularon con el software SOCPROG 2.9. Para el análisis de parentesco se obtuvo el ADN de 30 individuos mediante el método de sales y amplificando por PCR. Se evaluaron 14 microsatélites de cetáceos y la región control mitocondrial. Se encontró una sociedad en donde la mayoría de los individuos no se asociaron entre sí y las asociaciones existentes no fueron fuertes ni estables. En contraste, se encontró evidencia de asociaciones repetitivas de corto plazo y de largo plazo. El parentesco promedio entre los individuos fue bajo y las diadas con valores altos de asociación no tuvieron parentesco cercano. Se detectaron 17 pares de individuos con alto grado de parentesco identificando 13 posibles padres/madres. Se identificaron cinco haplotipos, de los cuales el haplotipo más frecuente en la isla es también el más común en California, EUA, y dos haplotipos que no han sido reportados para otras poblaciones. Existen individuos cuyos alelos y haplotipos son distintos a los de la mayoría. Este trabajo es el primero que realiza análisis sociales y moleculares en conjunto para Z. cavirostris en el mundo.Cuvier’s beaked whale (Ziphius cavirostris) is one of the most common species of beaked whales and the one with the biggest distribution. Behavioral and biological aspects like social structure and genetics in this species are poorly understood. Social structure has an influence in the species populations dynamics and relatedness between individuals is higher in small and isolated populations. In consequence, it´s easier to find inbreeding and inbreeding depression in this kind of populations. Strength and temporality of associations and genetic relatedness between individuals of Guadalupe Island were evaluated. Expeditions to the island were made between October 2016 to October 2021. Photographs of the dorsal fin for photo-id and biopsy samples were taken. Social differentiation, association index and network analysis were calculated using the software SOCPROG 2.9. To assess the relatedness DNA was obtained from 30 individuals using a salt method and PCR amplification. 14 cetacean microsatellites and mitochondrial control region were calculated. Most individuals do not tend to associate and most of the associations were weak and unstable. Nevertheless, there is evidence of repetitive short and long-term associations. Relatedness between individuals was low and pairs of individuals with high association values were not genetically related. 17 pairs of individuals with high degree of relatedness were found, including 13 possible parents. From the five identified haplotypes, the most frequent one in the island is also the most frequent in California, USA and two haplotypes were not registered before. Some individuals have alleles and haplotypes different from the resto of the population. This work is the first one to assess social structure and relatedness together for Z, cavirostris in the world
Interaction of light with hyperbolic metamaterials
No full textLos avances recientes en las técnicas de fabricación a escalas nanométricas han motivado y posibilitado el desarrollo del campo de los metamateriales ópticos. Los metamateriales son materiales artificiales que tienen propiedades que pueden ser inusuales y difíciles de encontrar en la naturaleza. Un ejemplo de esto son los llamados materiales ópticos hiperbólicos, que reciben este nombre porque, a frecuencias fijas, en el espacio de las componentes del vector de onda k~, las posibles soluciones a la ecuación de Helmholtz están representadas por superficies hiperbólicas. Se trata de materiales anisótropos uniaxiales en los que los signos de la permitividad eléctrica a lo largo del eje óptico y en direcciones perpendiculares a ésta son opuestos. En este trabajo se discuten las propiedades ópticas básicas de estos materiales y se presenta un estudio de la respuesta óptica de metamateriales hiperbólicos constituidos por capas delgadas alternadas de materiales con comportamiento dieléctrico y metálico. Para modelar las propiedades ópticas de estos materiales se emplea una teoría de medio efectivo que nos permite diseñar metamateriales con diferentes propiedades ópticas y se contrastan estos resultados aproximados con los de un método riguroso conocido como el método de la matriz de transferencia. De esta manera, es posible establecer la región de validez de la aproximación del medio effectivo. Utilizando el método de la matriz de transferencia estudiamos también los modos soportados por sistemas multicapas, incluso para números de onda que van más allá del límite de validez de la aproximación del medio efectivo. Dado que el método de la matriz de transferencia supone que las capas son planas y paralelas, y que la iluminación consiste de ondas planas, fue necesario utilizar un método numérico alternativo para extender el estudio a otras situaciones. Se utlizó un paquete de cómputo comercial para estudiar la interacción de campo cercano entre una fuente dipolar y metamateriales con diferentes propiedades ópticas efectivas. De acuerdo a lo esperado con base en sus propiedades ópticas efectivas, se encontró que en los metamateriales hiperbólicos la luz se propaga en ciertas direcciones preferenciales. Por otro lado, como ya ha sido discutido en la literatura, nuestros resultados muestran que estos metamateriales son capaces de transmitir información correspondiente a frecuencias espaciales altas. No es entonces sorprendente que resulten atractivos en la búsqueda...Recent advances in the fabrication techniques at nanometric scales have motivated and allowed the development of the field of optical metamaterials. Metamaterials are artificial materials that have properties that can be unusual and difficult to find in nature. An example of this are the so-called hyperbolic optical materials, which receive this name because, at fixed frequencies, in the space of the components of the wave vector k~, the possible solutions to the Helmholtz equation are represented by hyperbolic surfaces. They are uniaxial anisotropic materials in which the signs of electrical permittivity along the optical axis and in directions perpendicular to it are opposite. In this thesis, we discuss the basic optical properties of these materials and present a study of the optical response of hyperbolic metamaterials made up of alternating dielectric and metallic thin layers. To model the optical properties of these materials, we use an effective medium theory that allows us to design metamaterials with different optical properties, and contrast these approximate results with those obtained with a rigorous method known as the transfer matrix method. In this way, it is possible to establish the region of validity of the effective medium approach. Based on the transfer matrix method, we also study the modes supported by multilayer systems, even for wavenumbers that go beyond the validity of the effective medium approximation. Since the transfer matrix method assumes that the layers are plane and parallel, and that the illumination consists of plane waves, it was necessary to use an alternative numerical method to extend the study to other situations. We used a commercial computational software package to study the near-field interaction between a dipole source and metamaterials with different effective optical properties. As expected on the basis of their effective optical properties, we found that, in the hyperbolic metamaterials, light propagates in certain preferential directions. On the other hand, as has already been discussed in the literature, our results show that these metamaterials are capable of transmitting information corresponding to high spatial frequencies. Not surprisingly, this has made them attractive in the search for schemes to improve the resolution of optical systems
Three-dimensional laterally constrained inversion of seismic and electromagnetic data from natural sources
No full textLos datos obtenidos con métodos geofísicos de fuente natural pueden ser captados en cualquier lugar y tiempo en la superficie de nuestro planeta. Las fuentes naturales producen perturbaciones de campos electromagnéticos y sísmicos que pueden alcanzar profundidades de metros hasta cientos de kilómetros. En particular, las mediciones de ondas electromagnéticas dan información sobre las propiedades eléctricas de las rocas, mientras que las ondas sísmicas lo hacen sobre sus propiedades mecánicas. El análisis de este tipo de mediciones sigue procesos muy similares por lo que aprovechar sus semejanzas ampliaría el conocimiento sobre procesos dinámicos en el interior de la Tierra. Hace 17 años surgió una nueva alternativa que hace uso de campos difusos en sismología, que incluyen al ruido sísmico ambiental o la coda sísmica. Este campo de ondas contiene información de las ondas superficiales para explorar o monitorear cambios en las propiedades elásticas e inelásticas de la Tierra. Sin embargo, existen muy pocas estrategias de inversión para este tipo de datos. En esta tesis, se diseñó una metodología denominada “inversión lateralmente restringida de ondas superficiales” (LCSWI, por sus siglas en inglés) que invierte tiempos de viaje de ondas superficiales de Rayleigh a diferentes periodos producidos por fuentes controladas o naturales (terremotos o ruido sísmico), para estimar la distribución 3D de la velocidad de onda S (Vs). La metodología funciona en dos etapas, en la primera de ellas estima mapas de dispersión de velocidad de grupo o fase usando teoría de rayos, en la segunda, se aplica un esquema de gradientes conjugados no-lineales para estimar la distribución tridimensional de Vs usando todos los mapas de dispersión y su matriz inversa de covarianza. Esta matriz agrega la sensibilidad lateral de los mapas a la estructura de velocidad, mientras que la sensibilidad en profundidad se obtiene a través de teoría unidimensional de ondas superficiales. Para validar la metodología se realizó un algoritmo numérico y experimentos sintéticos que simulan la distribución de estaciones sísmicas a escala local. El algoritmo se probó en datos reales empleando una red temporal de 12 estaciones sísmicas que registraron ruido sísmico durante tres meses en la cuenca de Cerro Prieto, en Baja California, México. El modelo tridimensional estimado de Vs es comparado con diversos estudios geofísicos, sismológicos, geológicos, así como con la información ...Data obtained with geophysical methods from natural sources can be observed anywhere, anytime, on the surface of our planet. Natural sources produce disturbances of electromagnetic and seismic fields that can reach depths of meters to hundreds of kilometers. In particular, electromagnetic wave measurements can provide information on the electrical properties of rocks, while seismic waves on their mechanical properties. The analysis of this type of measurements follows very similar processes, so taking advantage of their similarities would broaden our understanding of the dynamics of the Earth's interior. In the last seventeen years, a new alternative emerged that uses diffuse fields in seismology, including ambient seismic noise or seismic coda. This wavefield contains surface wave information to explore or monitor changes in the elastic and inelastic properties of the Earth. However, there are very few investment strategies for this type of data. In most surface-wave travel-time inversion schemes, a surface-wave inversion-based technique is employed for each surface observation point, assuming a horizontally stratified Earth at each point. We propose a new methodology called “laterally constrained surface wave inversion” (LCSWI) that inverts Rayleigh wave travel times at different periods produced by controlled or natural sources (earthquakes or seismic noise) to estimate the 3D distribution of S-wave velocity (Vs). The methodology works in two stages. The first stage estimates group or phase velocity dispersion maps using ray theory. In the second, we applied a non-linear conjugate gradient scheme to estimate the three-dimensional distribution of Vs using all the maps dispersion and its inverse covariance matrix. This matrix adds the lateral sensitivity of the maps to the velocity structure, while onedimensional surface wave theory the provides depth sensitivity. To validate the methodology, we perform a numerical algorithm and synthetic experiments that simulate the distribution of seismic stations at a local scale. The algorithm was tested on data obtained using a temporary network of 12 seismic stations that recorded seismic noise for three months in the Cerro Prieto basin, in Baja California, Mexico. The 3D model of estimated Vs is compared with various geophysical, seismological, and geological studies and information from wells, showing a good correlation with most of them. The model shows an area with the possibility of ..
Diversity and gene flow of silk snapper (Lutjanus peru) on the Pacific coast of Costa Rica, Panama and Colombia, using microsatellite molecular markers
No full textLa costa del Pacífico de Costa Rica, Panamá, y Colombia (COPc-CRPC) se encuentra influenciada por varios sistemas de corrientes marinas regionales y locales, en conjunto con giros altamente dinámicos y estacionalmente cambiantes. Lo anterior, conforma una serie de factores ambientales involucrados en la dispersión o retención de huevos y larvas meroplanctónicas, así como en procesos de dispersión o migración en especies marinas. El pargo seda o huachinango (Lutjanus peru), es una especie costera (e insular) con una biología reproductiva altamente dependiente de ciertas condiciones ambientales que favorecen su estrategia reproductiva de tipo-r. Además, L. peru se constituye como una especie de un alto valor socio-económico a lo largo de su rango de distribución geográfica total. En ese contexto, el objetivo de esta investigación es determinar los patrones de flujo, y estructura génica para L. peru por medio de 13 marcadores moleculares de microsatélite. Para ello se analizó un total de 136 muestras de tejido mismas que provenían, mayoritariamente de pesquerías artesanales, recolectadas en distintos puntos del Pacífico costero de Costa Rica norte, Costa Rica sur, Coiba, golfo de Panamá, y Buenaventura (Colombia). Los valores de diversidad genética para todos los loci fueron altos (HO = 0.820), consistentes con otras investigaciones relizadas en L. peru a lo largo del Pacífico oriental tropical. No se encontró evidencia significativa de desequilibrio de ligamiento, ni de Hardy-Weinberg. Se detectó un déficit general de heterocigotos que sugiere la presencia del efecto Wahlund en la muestra de estudio, visible principalmente en la región de Coiba y el golfo de Panamá. Lo anterior se refrenda mediante el modelo de aislamiento por distancia encontrado, el cual fue significativo (r = 0.6934 P = 0.037), en un rango geográfico reducido (actual estudio ≈1600 Km) que concuerda con otras investigaciones realizados en el Pacífico oriental tropical. Mediante el análisis de estructuración genética se hallaron valores pequeños, pero significativos de estructuración poblacional (FST = 0.027, P = 0.001), mismos que concuerdan con las pruebas de asignación individual STRUCTURE y ADCP. Esto en conjunto con la evidencia sólida de flujo de genes contemporáneo e histórico indica la presencia de una estructura metapoblacional con dinámica fuente-sumidero influenciada principalmente por dinámica oceanográfica. Asímismo, con base en los resultados obtenidos (fuente-sumidero) .....The Pacific coast of Costa Rica, Panama, and Colombia (COPc-CRPC) is influenced by several regional and local marine current systems, together with highly dynamic and seasonally changing gyres. This makes up a series of environmental factors involved in the dispersion or retention of meroplankton eggs and larvae, as well as in dispersal or migration processes in marine species. The silk snapper or red snapper (Lutjanus peru) is a coastal (and insular) species with a reproductive biology highly dependent on certain environmental conditions that favor its r-type reproductive strategy. In addition, L. peru is a species of high socio-economic value throughout its total geographic range. In this context, the objective of this research is to determine the flow patterns and gene structure for L. peru by means of 13 microsatellite molecular markers. For this purpose, a total of 136 tissue samples were analyzed, mostly from artisanal fisheries, collected in different points of the Pacific coast of northern Costa Rica, southern Costa Rica, Coiba, Gulf of Panama, and Buenaventura (Colombia). Genetic diversity values for all loci were high (HO = 0.820), consistent with other research conducted on L. peru throughout the eastern tropical Pacific. No significant evidence of linkage disequilibrium or of departure from Hardy-Weinberg expectations were found. A general heterozygote deficit was detected suggesting the presence of the Wahlund effect in the study sample, present mainly in the Coiba region and the Gulf of Panama. The above is endorsed by the isolation by distance model found, which was significant (r = 0.6934; p = 0.037), in a reduced geographic range (current study ≈1600 km) that agrees with other research conducted in the tropical eastern Pacific. By genetic structuring analysis, small but significant values of population structuring (FST = 0.027, p = 0.001) were found, consistent with STRUCTURE and ADCP individual assignment tests. This together with the robust signatures of contemporary and historical gene flow reflect the presence of a metapopulation structure with source-sink dynamics influenced mainly by oceanographic dynamics that prime. Likewise, based on the results obtained (source-sink), we discuss the importance and the negative impact that can be caused by ignoring a metapopulation structure in the management measures of a species of great socio-economic importance for the region, such as Lutjanus peru
Tidal flats contribution to the sediment budget of the Upper Gulf of California
No full textSe analizaron datos hidrodinámicos y de turbidez de observaciones realizadas en las planicies de marea en el Alto Golfo de California (AGC) durante el invierno del 2009. Se implementó el Modelo General de Transporte Estuarino (GETM) para extender los resultados espacial y temporalmente y conocer los impactos de la dinámica de las planicies a lo largo de la línea de costa. Se utilizaron forzamientos de mareas, viento y oleaje de las observaciones analizadas para calibrar el modelo. Se encontró que el tamaño de grano más abundante en las planicies de marea son las arenas muy finas. En una de las estaciones se calculó que en mareas vivas existe un flujo neto promedio durante un periodo semidiurno de aproximadamente 0.14 kg m−2 s−1 con dirección preferencial al sureste y en mareas muertas el flujo neto es de alrededor de 0.07 kg m−2−1 con dirección al noroeste. En los cambios de marea durante pleamares se observó que la dirección que domina es al noroeste y en bajamares al sureste. Los valores más altos de material particulado en suspensión, los esfuerzos en el fondo y la energía cinética turbulenta se presentan en mareas vivas y bajamares mientras que los valores disminuyen en mareas muertas y pleamares. Los resultados sobre la implementación del modelo GETM indican que al principio de pleamares hay erosión y a finales de esta fase existe depósito. En bajamares se observa que la mayor parte del tiempo hay erosión. El oleaje es importante en la resuspensión de sedimentos entre mayor sea, mayor es la resuspensión de materia particulada en suspensión. Con base en los resultados del modelo, el transporte de sedimento a lo largo de un transecto paralelo a la línea de costa fue de 0.32 kg durante un ciclo semidiurno en mareas vivas con dirección al noroeste. Este bajo valor puede indicar un posible equilibrio en el intercambio de sedimento entre las planicies y el AGC.Hydrodynamic and turbidity data were analyzed from observations of the tidal flats in the Upper Gulf of California (UGC) during winter 2009. The General Estuarine Transport Model (GETM) was implemented with the aim to expand the results in space and time, and to know the effects of the tidal flats dynamics along the shoreline. Tidal currents, wind and waves from analyzed observations were used for model calibration. It was found that the most abundant grain size in the tidal flats corresponds to fine sands. At one of the sample stations, a southward net average flux of 0.14 kg m−2 s−1 was calculated for a semidiurnal period during spring. While for neap tides a northwest net average flux of 0.07 kg m−2 s−1 was obtained. During the tidal phase change, the flux direction was found mainly to the northwest on the flood tide and changed to the southeast on the ebb. The highest values of suspended particulate matter, bed shear stresses and turbulent kinetic energy were calculated for spring tides while the values diminished for neap tides. The results of the GETM model implementation indicate erosion at the beginning of the flood tide, but deposition was present at the end of this phase. Erosion was the dominant process during ebb. The effect of waves was significant for sediment resuspension, the higher the waves, the higher resuspension of suspended particulate matter was obtained. Based on modeling results, the sediment transport along a shoreline parallel transect of 0.32 kg was calculated during a semidiurnal spring tide with a northwest direction. This low value likely indicates an equilibrium of sediment exchange between the tidal flats and the UGC
Efecto de la temperatura de aclimatación en el crecimiento, perfil sanguíneo y composición de ácidos grasos de la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss)
Get PDFLa temperatura es una variable fisicoquímica que afecta los procesos fisiológicos de los peces, lo que incide en su crecimiento, supervivencia y reproducción. Los peces tienen la capacidad de adaptarse a los cambios en el ambiente, lo que permite que los procesos celulares operen con normalidad después de un periodo de aclimatización o aclimatación. El objetivo del presente trabajo fue evaluar el crecimiento, el perfil sanguíneo y la composición de ácidos grasos de la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss) aclimatada a diferentes temperaturas (16, 19 y 22 °C). La aclimatación a las diferentes temperaturas tuvo una duración de cinco semanas, se utilizaron truchas con un peso promedio de 49.45 ± 9.79 g. En los peces se evaluaron los parámetros de crecimiento, relacionados con la ganancia en peso, la tasa de crecimiento específico y la tasa de conversión alimenticia. En los parámetros hematológicos se consideró el recuento de leucocitos y eritrocitos, los diferentes tipos de células blancas, el hematocrito, la concentración de hemoglobina y los índices eritrocitarios. En relación con la química sanguínea, se determinó la concentración de glucosa, lactato, proteínas totales, albumina, globulina, alanina y aspartato aminotransferasa, concentración iónica, presión osmótica y presión parcial de gases en sangre. No se observaron diferencias en los parámetros de crecimiento entre tratamientos. Se encontraron diferencias significativas en la hematología (p < 0.05) en el número de eritrocitos, el volumen corpuscular medio (VCM) y la hemoglobina corpuscular media (HCM) en los tratamientos de 16 y 22 °C, donde se determinó que la mayor temperatura ocasionó un aumento en el número de eritrocitos, una disminución en el VCM y HCM. En la química sanguínea se encontró un aumento en la concentración de la enzima aspartato aminotransferasa (AST) por el incremento de temperatura. En relación con la composición de ácidos grasos, se presentó un aumento de los ácidos grasos C17:0 y C18:3n3 en la temperatura de 16 °C con respecto a la de 22 °C. En el presente estudio se establecieron los valores de parámetros hematológicos, química sanguínea y composición de ácidos grasos de la trucha arcoíris para el intervalo de temperaturas de 16 a 22 °C.Temperature is a physicochemical variable that affects the physiological processes of fish, such as their growth, survival and reproduction. Fish have the ability to adapt to changes in the environment, allowing cellular processes to operate normally after a period of acclimatization or acclimatization. The objective of the present work was to evaluate the growth, blood profile and fatty acid composition of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) acclimated to different temperatures (16, 19 and 22 °C). The acclimation to the different temperatures lasted five weeks, trout with an average weight of 49.45 ± 9.79 g were used. Growth parameters related to weight gain, specific growth rate and feed conversion rate were evaluated in rainbow trout. In the hematological parameters, the count of leukocytes and erythrocytes, the different types of white cells, hematocrit, concentration of hemoglobin and erythrocyte indices was evaluated. In relation to blood chemistry, the concentration of glucose, lactate, total proteins, albumin, globulin, alanine and aspartate aminotransferase, ionic concentration, osmotic pressure and partial pressure gases was evaluated. No differences were observed in growth parameters between treatments. Significant differences were found in hematology (p < 0.05) in the number of erythrocytes, the mean corpuscular volume (MCV) and the mean corpuscular hemoglobin (MCH) in the 16 and 22 °C treatments, where highest temperature caused an increase in the number of erythrocytes, a decrease in the MCV and MCH. In the blood chemistry, an increase in the concentration of the enzyme aspartate aminotransferase (AST) was found due to the increase in temperature. Regarding the composition of fatty acids, there was an increase in C17:0 and C18:3n3 fatty acids at 16 °C compared to 22 °C. In the present study, the values of hematological parameters, blood chemistry and fatty acid composition of rainbow trout were established for the temperature range of 16 to 22 °C