Institutional Repository CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada)
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Photochemical response of the macroalga Eisenia arborea in reciprocal transplants between populations at the southern and northern limits of its distribution in Mexico
No full textEn esta investigación, se evaluó la respuesta fotoquímica de las poblaciones del límite sur y norte de Eisenia arborea, una especie de macroalga kelp que se distribuye ampliamente en la península de Baja California. Se investigó si los individuos de una población cercana al límite sur de su distribución en el hemisferio norte, localizada en aguas subtropicales en Baja California Sur, tienen mayor eficiencia fotosintética en comparación con individuos de una población más templada del norte de Baja California. Se realizaron trasplantes recíprocos entre la población del límite sur y una población más norteña para comparar sus respuestas fotosintéticas bajo condiciones comunes de campo. En los sitios de trasplante en la región sur, las temperaturas fueron significativamente mayores que en los sitios en la región norte, por casi 6°C. Los resultados mostraron que los organismos originarios del límite sur presentaron una mayor eficiencia fotosintética, tanto en niveles de alta irradiancia como en baja, en comparación con los individuos del norte, tanto en los jardines comunes de la región norte como en la región sur. Estas diferencias se mantuvieron durante el tiempo del experimento por más de un mes y sugieren que los individuos del límite sur son más eficientes en utilizar la luz para la fotosíntesis y respaldan la hipótesis de que los organismos originarios de la población del límite sur tienen una mayor capacidad fotosintética. Estas adaptaciones a nivel poblacional podrían ser relevantes para el éxito de los esfuerzos de restauración y repoblamiento en un entorno marino que experimenta condiciones similares a la zona del límite sur de la distribución de estos mantos de kelps, por ejemplo, en condiciones de mayor temperatura.In this investigation, the photochemical response has been evaluated between two population of Eisenia arborea with different latitudinal range and oceanographic conditions distributed in the peninsula of Baja California. To know if a population near its distributional south limit, where is located in subtropical waters on Baja California Sur, has better photosynthetic efficiency than a northern population located in temperate waters in Baja California. Reciprocal transplant has been used between the southern population and the north one in natural conditions to compare their photosynthetic responses. Between the transplant’s sites, in the south region the temperature was significantly higher than on the sites located in the north region, almost for >6°C. The results showed that the south origin population near its distributional limit had more photosynthetic efficiency than the northern population at low and high irradiances even in common conditions. These differences were constant along the experiment for more than 4 weeks and suggest that the south individuals have a better response in obtaining energy from the sun, supporting the hypothesis that the southern populations near their distribution limit had better photochemical responses and photosynthetic capacity. These adaptations at the population level can be relevant for the effort of repopulation and restoration success in a marine environment similar to that which presents the kelp forests in their southern limit distribution in the northern hemisphere, like high temperatures
Toxicological assessment of metallic nanoparticles in early stages of development and in the regeneration of the caudal fin of Danio rerio
No full textLas fracturas óseas severas o aquellas que se presentan en huesos largos usualmente requieren operaciones quirúrgicas, lo cual conlleva procesos largos de curación, muchas veces con resultados insatisfactorios en cuanto a la calidad del hueso se refiere. Debido a esto surge una necesidad de descubrir nuevas sustancias que promuevan la regeneración oséa. Entre las potenciales alternativas que actualmente se encuentran en desarrollo, están aquellas basadas en nanotecnología. Debido a su potencial en imagenología, las nanopartículas de óxido de gadolinio surgen como una potencial alternativa para ser utilizadas como esqueleto de sistemas de entrega de sustancias activas en la regeneración ósea. Por otra parte, los organismos modelo actualmente usados en investigación ortopédica tales como ratón, rata, oveja o perro, a pesar de poseer múltiples ventajas, presentan desventajas considerables, tales como el alto costo de realizar estudios con ellos, así como un muestreo de un número limitado de sustancias de interés biomédico. Debido a esto, el pez cebra (Danio rerio) surge como una alternativa de organismos pequeños modelo para su uso en estudios de regeneración de la aleta caudal. Adicionalmente, el modelo de nanotoxicidad en embriones y larvas de pez cebra ofrece información valiosa sobre la biocompatibilidad de los nanomateriales in vivo. Este estudio se presentan los resultados derivados del establecimiento de dos modelos de pez cebra y de la evaluación biológica de nanopartículas de óxido de gadolinio dopadas con iones de europio. El primer modelo se centra en la nanotoxicidad durante las primeras etapas del desarrollo del pez cebra, mientras que el segundo modelo examina la regeneración de la aleta caudal en ejemplares adultos. Los hallazgos revelan una biocompatibilidad limitada y una remodelación disminuida de la aleta caudal tras la exposición constante con las nanopartículas.Severe bone fractures or those occurring in long bones usually require surgical operations, which involve lengthy healing processes, often with unsatisfactory outcomes in terms of bone quality. Because of this, there is a need to discover new substances that promote bone regeneration. Among the potential alternatives currently under development are those based on nanotechnology. Due to their potential in imaging, gadolinium oxide nanoparticles emerge as a potential alternative to be used as a scaffold for active substance delivery systems in bone regeneration. On the other hand, the model organisms currently used in orthopedic research such as mice, rats, sheep, or dogs, despite having multiple advantages, present considerable disadvantages, such as the high cost of conducting studies with them, as well as sampling a limited number of substances of biomedical interest. Because of this, the zebrafish (Danio rerio) emerges as an alternative small model organism alternative for use in studies of caudal fin regeneration. Additionally, the zebrafish embryo and larval nanotoxicity model provide valuable information on the in vivo biocompatibility of nanomaterials. This study shows the results derived from the establishment of two zebrafish models and the biological evaluation of gadolinium oxide nanoparticles doped with europium ions. The first model focuses on nanotoxicity during the early stages of zebrafish development, while the second model examines the regeneration of the caudal fin in adult specimens. Findings reveal limited biocompatibility and decreased remodeling of the caudal fin after constant exposure to the nanoparticles
Synthesis of zinc sulfide nanoparticles for the manufacture of nanofibers and their use in the degradation of methylene blue
No full textEn el presente estudio se investiga la fabricación y caracterización de nanofibras compuestas por nanopartículas de sulfuro de zinc (ZnS) y acetato de celulosa (AC), evaluando su eficiencia en la degradación del colorante azul de metileno, con el objetivo de estudiar su potencial para tratar la contaminación en el agua por colorantes. Las nanopartículas de ZnS se sintetizaron mediante sulfurización y se incorporaron en nanofibras a través del proceso de electrohilado. Las nanopartículas y nanofibras se caracterizaron utilizando microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía electrónica de transmisión (TEM), espectroscopía de energía dispersiva de rayos-X (EDS), difracción de rayos-X (DRX), análisis termogravimétrico (TGA) y espectroscopía UV-Vis. La eficiencia fotocatalítica de las nanofibras se evaluó mediante la degradación del colorante azul de metileno bajo irradiación de luz UV. Las nanofibras con ZnS mostraron resultados positivos en la degradación del colorante. Además, se estudió la posible reutilización de la muestra de nanofibra que resultó ser la más eficaz en la fotodegradación. Por último, se analizó la citotoxicidad de las nanofibras utilizando un ensayo de viabilidad celular con fibroblastos humanos. Este trabajo concluye que las nanofibras de ZnS/AC son prometedoras para la remediación de la contaminación en el agua debido a su eficiencia fotocatalítica, estabilidad térmica y biocompatibilidad, ofreciendo una potencial solución para tratar la contaminación del agua por colorantes.In this study, the fabrication and characterization of nanofibers composed of zinc sulfide (ZnS) nanoparticles and cellulose acetate (CA) was investigated, evaluating their efficiency in the degradation of methylene blue dye, with the aim of studying their potential for treating water contamination by dyes. ZnS nanoparticles were synthesized via sulfurization and incorporated into nanofibers through the electrospinning process. The nanoparticles and nanofibers were characterized using scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), and UV-Vis spectroscopy. The photocatalytic efficiency of the nanofibers was evaluated by the degradation of methylene blue dye under UV light irradiation. The ZnS nanofibers showed positive results in the degradation of the dye. Additionally, the potential reuse of the most effective nanofiber sample in photodegradation was studied. Finally, the cytotoxicity of the nanofibers was analyzed using a cell viability assay with human fibroblasts. This work concludes that ZnS/CA nanofibers are promising for the remediation of water contamination due to their photocatalytic efficiency, thermal stability, and biocompatibility, offering a potential solution for treating water contamination by dyes
Study of electro-optical phase modulators for integrated photonics applications
No full textEn el presente trabajo se investigan moduladores de fase electroópticos formados de guías de onda híbridas (GOH) de películas delgadas de titanato de bario (BTO) sobre o debajo de películas delgadas de nitruro de silicio (Si3N4) crecidas sobre una película delgada de dióxido de silicio (SiO2) y todo sobre sustratos de silicio (Si). Gracias a las propiedades electroópticas del BTO es posible modular la fase de luz que se propaga a través de las GOH al ser sometido a un campo eléctrico. Para realizar este estudio, se incorporaron las funciones necesarias de simulación a la plataforma de diseño existente en el grupo de trabajo, con las cuales se calcularon los modos de propagación en las guías de onda y su índice de refracción efectivo, además, es posible simular dos configuraciones de las GOH, con la película delgada de BTO sobre o debajo del núcleo de la guía de Si3N4, esta segunda configuración ha sido llamada E2 y ha resultado ser la mejor para la fabricación del modulador de fase electroóptico, dado que presenta mejor confinamiento de la luz y un traslape espacial del 95% respecto a la guía de onda sin BTO empleando 100 nm de BTO. En la parte experimental de este trabajo, se obtuvieron las recetas para la síntesis para las películas delgadas de Si3N4, usando un blanco de Si o un blanco de Si3N4, así como las condiciones de síntesis de películas delgadas de BTO mediante la técnica conocida como depósito por láser pulsado. En este trabajo se encontró que no se requiere una atmosfera de oxígeno durante la síntesis de las películas de BTO, ya que no hay cambios en la estequiometría en función del uso de oxígeno. Las películas delgadas de BTO sintetizadas son amorfas y pasan a ser policristalinas mediante tratamientos térmicos. Se realizaron diversas caracterizaciones a las películas delgadas de BTO, como: difracción de rayos X, microscopía de fuerza atómica, elipsometría y microscopía óptica de barrido. Finalmente, se muestra la fabricación de un dispositivo para prueba de estudio del efecto electroóptico en una película delgada de BTO, mediante elipsometría aplicando voltajes in situ.In this study, we investigate electro-optical phase modulators composed of hybrid waveguides formed from barium titanate (BTO) thin films positioned above or below silicon nitride (Si3N4) thin films, which are grown on silicon dioxide (SiO2) thin film, and all deposited on silicon (Si) substrates. Due to the electro-optical properties of BTO, it is possible to modulate the phase of light propagating through the hybrid waveguides (GOH) when subjected to an electric field. To conduct this study, we incorporated the necessary simulation functions into the existing design platform of our research group. The simulations are based in the finite difference method to calculate the propagation modes in the waveguides and their effective refractive index. With this new platform, it is possible to simulate two configurations of the GOH: one where the BTO thin film is positioned above, and the other where the BTO thin film is positioned below the Si3N4 waveguide core. This second configuration is referred to as E2. In this design platform, parameters of interest such as BTO layer thickness, electrode spacing, and electrode length can be configured. The results indicate that the E2 configuration is optimal for MFEO fabrication due to its higher light confinement for a BTO film thickness of 100 nm. In the E2 configuration, a spatial overlap of over 95% was achieved between the GOH and the waveguide without BTO. In the experimental part of this work, we present the synthesis recipes for Si3N4 thin films using either a Si target or a Si3N4 target. Additionally, the synthesis conditions for BTO thin films using the technique known as pulsed laser deposition were determined. We found that an oxygen atmosphere is not required during the synthesis of BTO films, as there is no change in stoichiometry with oxygen usage. The synthesized BTO thin films are amorphous and become polycrystalline through thermal treatments. Several characterizations were performed on the BTO thin films, including X-ray diffraction, atomic force microscopy, ellipsometry, and scanning optical microscopy. Finally, we show the fabrication of a test device to study the electro-optic effect in a BTO thin film, utilizing ellipsometry within situ voltages
Evaluation of the effect of reactive oxygen species generation induced by TiO₂-coated gold nanoparticles of the core-shell type on fibroblasts
No full textLas nanopartículas de oro presentan baja toxicidad, excelente biocompatibilidad e interesantes propiedades ópticas y fisicoquímicas, como la resonancia de plasmón de superficie localizada (LSPR). Por otro lado, los semiconductores son materiales eficientes como fotocatalizadores, como el dióxido de titanio (TiO₂), que tiene una banda prohibida de ~3.2 eV con absorción en el ultravioleta, lo que limita su absorción de luz a esa región del espectro electromagnético. Por lo tanto, la aplicación híbrida de ambos materiales como nanopartículas tipo núcleo@coraza combina sus propiedades metal@semiconductor. En este caso, las NPs de Au@TiO₂ aumentan la captación de luz visible y generan pares electrón-hueco, capaces de producir especies reactivas de oxígeno (ROS) mediante el efecto fotocatalítico, que pueden ser aprovechadas para una futura perspectiva en la cicatrización de heridas. En este trabajo se sintetizaron AuNPs; el análisis de imagen TEM adquirió un diámetro promedio de 24 nm, y la espectroscopía UV-Visible mostró la respuesta óptica LSPR a 524 nm. Al recubrirlas con TiO₂ tipo núcleo@coraza aumentó el diámetro en 32 nm y la LSPR se desplazó hacia 532 nm. Las propiedades fisicoquímicas de las Au@TiO₂NPs se explotaron para encontrar la concentración óptima de viabilidad celular y generación de ROS inducidas en la exposición de células de fibroblastos 3T3-L1 a diferentes concentraciones de NPs e irradiación de luz verde (λ 502 nm) y luz UV (λ 390 nm). Los ensayos in vitro demostraron que las Au@TiO₂NPs pueden ser internalizadas por las células. Mediante el efecto fototérmico y fotocatalítico, las Au@TiO2NPs pueden promover la proliferación celular y generar especies reactivas de oxígeno, desempeñando así un papel beneficioso en la regeneración de tejidos.Gold nanoparticles exhibit low toxicity, excellent biocompatibility, and interesting optical and physicochemical properties, such as localized surface plasmon resonance (LSPR). On the other hand, semiconductors are efficient materials as photocatalysts, such as titanium dioxide (TiO₂), which has a band gap of ~3.2 eV with absorption in the ultraviolet, which limits its light absorption to that region of the electromagnetic spectrum. Therefore, the hybrid application of both materials as core@shell nanoparticles combines their metal@semiconductor properties. In this case, Au@TiO₂NPs increase the collection of visible light and generate electron-hole pairs, capable of producing reactive oxygen species (ROS) through the photocatalytic effect, which can be exploited for a future perspective in wound healing. In this project, AuNPs were synthesized, TEM image analysis acquired an average diameter of 24 nm, and UV-Visible spectroscopy showed the LSPR optical response at 524 nm. Coating them with TiO₂ core@shell type increased the diameter by 32 nm and the LSPR was shifted towards 532 nm. The physicochemical properties of Au@TiO₂NPs were exploited to find the optimal concentration of cell viability and ROS generation induced upon exposure of 3T3-L1 fibroblast cells to different concentrations of NPs and irradiation of green light (λ 502 nm) and UV light (λ 390 nm). The in vitro assays demonstrated that the Au@TiO₂NPs can be internalized by cells. Through the photothermal and photocatalytic effect, Au@TiO2NPs may promote cell proliferation and generate reactive oxygen species, thereby playing a beneficial role in tissue regeneration
Design and evaluation of an intelligent tutor based on Generative Artificial Intelligence for acquiring programming skills
No full textAvances recientes en la Inteligencia Artificial Generativa (IAG) han potenciado el desarrollo de Grandes Modelos de Lenguaje (LLM) que exhiben comportamiento emergente para los que no fueron desarrollados. Notable entre estos comportamientos es el de programación automática, lo que ha creado incertidumbre sobre el futuro de la programación y su enseñanza. Para comprender mejor este fenómeno se realizó un estudio de campo con profesores y estudiantes de programación que informó el diseño de un tutor inteligente encaminado a integrar LLM en el ambiente educativo, llamado EVA-Tutor (Entorno Virtual de Aprendizaje). Es un sistema desarrollado para apoyar la enseñanza de programación. Establece una comunicación bidireccional entre usuarios y LLM a través de una API de GPT-4, utilizando prompts diseñados para guiar y motivar al estudiante con retroalimentación personalizada. En lugar de resolver el problema, el tutor orienta al estudiante para que lo solucione por sí mismo. La evaluación preliminar con estudiantes y profesores aporta evidencia de la utilidad y facilidad de uso de EVA-Tutor para solucionar problemas, adquirir conocimientos y desarrollar habilidades de programación.Recent advances in Generative Artificial Intelligence (GAI) have empowered the development of Large Language Models (LLM) that exhibit emergent behavior for which they were not originally developed. Notable among these behaviors is automatic programming, which has created uncertainty about the future of programming and its education. To better understand this phenomenon, a field study was conducted with programming teachers and students. The findings informed the design of an intelligent tutor aimed at integrating LLM into the educational environment, called EVA-Tutor (Virtual Learning Environment). This system is developed to support programming education. It establishes bidirectional communication between users and LLM through a GPT-4 API, using prompts designed to guide and motivate students with personalized feedback. Instead of solving the problem, the tutor guides the student to solve it independently. Preliminary evaluation with students and teachers provides evidence of EVA-Tutor's utility and ease of use for problem-solving, knowledge acquisition, and the development of programming skills
Algorithms for the computational design of structured peptides
No full textDiseñar proteínas con propiedades y funciones específicas impacta en campos como la bioingeniería, la biotecnología y la biomedicina. Los avances en computación de alto rendimiento y en algoritmos de aprendizaje de máquina han revolucionado el diseño de proteínas. En particular, el desarrollo de modelos de aprendizaje profundo para la predicción de estructuras tridimensionales de proteínas ha permitido un enfoque más preciso y personalizado en el diseño de proteínas. Uno de los enfoques más trabajados en el diseño de proteínas es el conocido como ”diseño computacional de proteínas”, el cual se basa en encontrar una secuencia de aminoácidos que adopte una estructura tridimensional deseada. Varios métodos para resolver este problema NP-difícil se han propuesto, pero llevar estos diseños a proteínas útiles aún requiere una significativa intervención del expertos. Suponiendo que existe un conjunto de secuencias de péptidos estructurados cuyo plegamiento en su estructura de baja energía coincide con un esqueleto de referencia, se desarrolló un algoritmo evolutivo del tipo estimación de distribución. El algoritmo aprende la distribución de estas secuencias en el espacio de soluciones factibles al generar secuencias y determinar sus estructuras tridimensionales mediante un predictor. Luego, selecciona las más adecuadas para aprender de ellas y generar nuevas secuencias en iteraciones posteriores. La selección de las secuencias más adecuadas se lleva a cabo mediante una función de similitud que captura semejanzas geométricas, en cuanto a descriptores asociados a las secuencias y toma en cuenta la energía de la estructura predicha. Los resultados muestran que la metodología permite diseñar péptidos con alta similitud geométrica y baja energía. Los criterios de similitud seleccionados resultaron útiles para el algoritmo al estar poco correlacionados, sugiriendo la viabilidad de un enfoque multiobjetivo. Además, se comprobó que el algoritmo puede diseñar secuencias que se encuentran fuera del espacio de proteínas conocidas. La comparación con otros algoritmos de diseño de proteínas, prueba que nuestra metodología arroja resultados competitivos en términos de calidad. Por ultimo, se demostró que el uso de predictores como ESMFold o AlphaFold es independiente de la metodología empleada, lo que resalta la flexibilidad y adaptabilidad de nuestro enfoque en el diseño de proteínas.Designing proteins with specific properties and functions impacts bioengineering, biotechnology, and bio-medicine. Advances in high-performance computing and machine learning algorithms have revolutionizedprotein design. Particularly, deep learning models for predicting three-dimensional protein structures have enabled a more precise and personalized approach. One of the most studied approaches is c ̧omputational protein design,”which aims to find an amino acid sequence that folds into a desired three-dimensional structure. Various methods have been proposed to solve this NP-hard problem; however, translating these designs into useful proteins still requires significant expert intervention. Assuming there exists a set of structured peptide sequences whose low-energy folding matches a reference backbone, an estimation of distribution evolutionary algorithm based on distribution estimation was developed. This algorithm learns the distribution of these sequences in the feasible solution space by generating sequences and determining their three-dimensional structures using a predictor. It then selects the most suitable ones to learn from and generate new sequences in subsequent iterations. The selection process uses a similarity function that captures geometric similarities, considers descriptors associated with the sequences, and accounts for the predicted structure’s energy. Results show that the methodology can design peptides with high geometric similarity and low energy. The selected similarity criteria proved useful for the algorithm, as indicated by their low correlation, suggesting the viability of a multi-objective approach. Additionally, the algorithm demonstrated the ability to design sequences outside the known protein space. Comparisons with other protein design algorithms proved that our methodology yields competitive results in terms of quality. Lastly, the use of predictors like ESMFold or AlphaFold was shown to be independent of the methodology, highlighting the flexibility and adaptability of our approach in protein design
Temporal and Spatial Distribution of the California Sheephead (Semicossyphus pulcher) in Relation to Sea Urchins and Environmental Aspects in the Northern Pacific of Baja California, Mexico
No full textEl Pacífico Norte de Baja California, México, es una región que destaca por su gran diversidad ecológica y dinámica ambiental, caracterizada principalmente por la influencia de la corriente de California y la presencia de surgencias. Estas condiciones crean un ambiente único para especies marinas como el pez vieja de California (Semicossyphus pulcher) y los erizos de mar (Strongylocentrotus franciscanus y Strongylocentrotus purpuratus), el pez vieja California es uno de los pocos depredadores conocidos de los erizos de mar, los cuales, a su vez, desempeñan un papel clave en el mantenimiento de los bosques de macroalgas. Sin embargo, poco se conoce, de la relación específica entre la abundancia y distribución de estas dos especies en esta región. Se analizaron datos de captura mensual para el año 2021, durante condiciones oceanográficas de La Niña para evaluar las correlaciones entre las especies y los factores ambientales. Las capturas más altas de pez vieja se registraron en Ensenada (46,383 kg), seguida por El Rosario (40,102 kg) y San Quintín (12,082 kg). En cuanto a los erizos de mar, Ensenada también mostró las mayores capturas (580,550 kg) de erizo rojo, comparado con El Rosario (509,756 kg) y San Quintín (45,552 kg) con diferencias influenciadas por la temperatura. Aunque no se encontró una correlación significativa en San Quintín y El Rosario, en Ensenada mostró una relación débil pero significativa entre el pez vieja y el erizo rojo (r=0.13, p<0.05). Se observó que el pez vieja mostró una mayor estacionalidad por aguas cálidas mientras que un enfriamiento de las aguas favoreció la distribución temporal del erizo de mar (65% – 82%). Existe una correlación moderadamente positiva y fuerte entre el índice de estacionalidad de los erizos rojo y morado (r=0.66). Los resultados sugieren que factores adicionales más allá de la temperatura y las surgencias influyen en la dinámica poblacional de estas especies. Estos hallazgos subrayan la importancia de considerar tanto las condiciones oceanográficas como la distribución temporal de las especies marinas, dada la relevancia de las regiones estudiadas para la pesca comercial y deportivaThe North Pacific coast of Baja California, Mexico, is a region noted for its rich ecological diversity and dynamic environmental conditions, primarily characterized by the influence of the California Current and the presence of upwelling. These conditions create a unique environment for marine species such as the California sheephead (Semicossyphus pulcher) and sea urchins (Strongylocentrotus franciscanus and Strongylocentrotus purpuratus). The California sheephead is one of the few known predators of sea urchins, which, in turn, play a key role in maintaining kelp forests. However, the specific relationship between the abundance and distribution of these two species in this region is not well understood. Monthly catch data for 2021 was analyzed under La Niña oceanographic conditions to assess correlations between the species and environmental factors. The highest catches of California sheephead were recorded in Ensenada (46,383 kg), followed by El Rosario (40,102 kg) and San Quintín (12,082 kg). Regarding sea urchins, Ensenada also showed the highest catches (580,550 kg) of red urchin, compared to El Rosario (509,756 kg) and San Quintín (45,552 kg), with differences influenced by temperature. Although no significant correlation was found in San Quintín and El Rosario, Ensenada showed a weak but significant relationship between California sheephead and red urchin (r=0.13, p<0.05). It was observed that California sheephead showed greater seasonality in warm waters, while cooling waters favored the temporal distribution of sea urchins (65% – 82%). There is a moderately positive and strong correlation between the seasonal indices of red and purple sea urchins (r=0.66). The results suggest that additional factors beyond temperature and upwelling influence the population dynamics of these species. These findings highlight the importance of considering both oceanographic conditions and the temporal distribution of marine species, given the relevance of the studied regions for commercial and recreational fishing
Obtaining of Nd-doped-ZnO for the Decomposition of Organic Pollutants via Heterogeneous Photocatalysis
No full textEl agua es un recurso vital para todos los seres vivos, sin embargo, es susceptible a la contaminación, por lo que es un problema ambiental que debe ser abordado. La aparición de los llamados contaminantes emergentes en los cuerpos de agua, especialmente los productos farmacéuticos, han causado gran preocupación debido a que, incluso a concentraciones bajas, pueden llegar a causar efectos negativos en los ecosistemas y en la salud humana. Actualmente los métodos tradicionales para el tratamiento de agua resultan ineficaces y en algunos casos pueden llegar a generar contaminación secundaria. En este contexto se han buscado tecnologías alternativas para el tratamiento de agua. Entre ellas, se destaca la fotocatálisis heterogénea, que se basa principalmente en la generación de radicales hidroxilos mediante el uso de semiconductores como materiales fotocatalizadores, para la degradación de contaminantes orgánicos. El óxido de zinc (ZnO) es un semiconductor tipo n que se ha empleado como material fotocatalizador debido a su ancho de banda prohibida de 3.3 eV, su estabilidad química, su no toxicidad, su abundancia y bajo costo. No obstante, una de las principales limitantes de este fotocatalizador es la alta tasa de recombinación del par electrón-hueco (lo que disminuye su fotoactividad). Para superar este problema se ha demostrado que el dopaje de la red cristalina del ZnO puede mejorar sus propiedades fotocatalíticas. Es por ello por lo que en este trabajo de investigación se llevó a cabo el estudio del dopaje de ZnO con distintas concentraciones de neodimio (0.5, 1.0, 1.5, 3.0 y 5.0 % mol), evaluando la actividad fotocatalítica de los distintos materiales sintetizados (método sol-gel) en la reacción de degradación del fármaco enrofloxacina (utilizado como molécula modelo). De igual forma, se evaluaron las propiedades fisicoquímicas de estos materiales por distintas técnicas de caracterización como difracción de rayos X, espectroscopia ultravioleta-visible y de fotoluminiscencia, fisisorción de N2 y microscopia electrónica de barrido.Water is a vital resource for all living beings, however, it is susceptible to contamination, making it an environmental issue that needs to be addressed. The emerging contaminants in bodies waters, especially pharmaceutical products, has caused great concern because even at low concentrations, they can have negative effects on ecosystems and human health. Currently, traditional methods for water treatment are ineffective, and, in some cases, may lead to secondary contamination. In this context, alternative water treatment technologies have been explored. Among them, heterogeneous photocatalysis stands out, wich primarily relies on the generation of hydroxyl radicals through the use of semiconductor as photocatalytic materials to degrade organic pollutants. Zinc oxide (ZnO) is an ntype semiconductor that has been employed as a photocatalytic material due to its 3.3 eV bangap, chemical stability, non-toxicity, abundance, and low cost. However, one of the main limitation of photocatalyst is the high recombination rate of electron-hole pairs (which reduce its photoactivity. To overcome these issues, it has been demonstrated that doping the ZnO crystal lattice can enhance its photocatalytic properties. Therefore, this research study involved investigating the doping of ZnO with various concentrations neodymium (0.5, 1.0, 1.5, 3.0 and 5.0 mol%), evaluating the photocatalytic activity of the different synthesized materials (using the sol-gel methods) in the degradation reaction of the drug enrofloxacina (used as a model molecule). Similarly, the physicochemical properties of these materials were assessed using various characterization techniques such as X-ray diffraction, ultraviolet-visible spectroscopy, photoluminescence, N2 physisorption, and scanning electron microscopy
Fire effects on native bee diversity in the Mediterranean of Baja California
No full textEl fuego es un disturbio común en los ecosistemas mediterráneos, produciendo un mosaico de parches que varían en su distribución espaciotemporal. Las plantas están adaptadas a los incendios, lo que permite el reemplazo de especies a través de la sucesión. Los incendios eliminan la cobertura vegetal, facilitando la emergencia de muchas especies, especialmente herbáceas. Las abejas, en particular, son diversas en ambientes propensos a incendios, ya que aprovechan los recursos disponibles para forrajear y reproducirse. El chaparral de Baja California, que tiene un clima mediterráneo, es uno de los sitios con mayor riqueza de abejas nativas del mundo. Por ello, este estudio examina el efecto de los incendios en las comunidades de abejas en sitios históricamente incendiados, su relación con la vegetación y los caracteres asociados con esta respuesta. Se seleccionaron nueve sitios de muestreo en tres localidades aledañas a Ensenada. De acuerdo con el tiempo desde el último incendio, se definieron tres etapas de sucesión: reciente, intermedia y madura. El muestreo se realizó durante la primavera de 2021 y 2022. La abundancia de abejas incrementó significativamente en la etapa reciente, hasta tres años después de los incendios. La riqueza de especies también aumentó en la etapa reciente, pero solo en 2022. Los índices de diversidad Hill-Shannon y Hill-Simpson no cambiaron según las etapas de sucesión. La riqueza de plantas también aumentó en respuesta a los incendios, posiblemente influyendo en los patrones de diversidad observados. Se observaron diferencias en la composición de las comunidades de abejas entre las localidades, pero no entre etapas de sucesión, indicando un fuerte efecto de la distribución espacial en las comunidades. Las especies con mayor habilidad para explotar recursos florales fueron más abundantes en etapas recientes de sucesión. Las abejas de mayor tamaño (distancia intertegular ≥ 1.6 mm), sociales y con preferencias polínicas generalistas, incrementaron significativamente su abundancia en la etapa reciente en comparación con las etapas intermedia y madura. Las abejas que anidan bajo el suelo también se favorecieron en la etapa reciente de sucesión. Al contrario, en la etapa intermedia se observó una disminución significativa de las abejas de mayor tamaño, mientras que aumentó la abundancia de especies solitarias y oligolécticas (especialistas de polen). Además, se evaluó el efecto de los incendios en la riqueza, abundancia y composición ...Fire is a common disturbance in Mediterranean ecosystems, creating a mosaic of patches that vary in spatial and temporal distribution. Fires remove the vegetation cover, facilitating the emergence of many species, predominantly herbaceous and short-lived. Many plants are fire-adapted, resprouting within the years after the disturbance. However, species replacement occurs while growing, giving place to ecological succession. Bees, particularly, are diverse in arid and Mediterranean ecosystems, such as the California Floristic Province. Fire-prone environments are especially important for bees since they exploit the resources produced after fires for foraging, nesting, and reproduction. The chaparral of Baja California, which has a Mediterranean climate, is one of the most bee-rich areas in the world. This study investigated the effect of fires on bee communities in historically burned sites, their relationship with vegetation, and the functional traits associated with this response. In total, nine sampling sites were selected in three locations around the vicinity of Ensenada, Baja California. According to the year since the last fire, three successional stages were defined: recent, intermediate, and mature. Sampling was performed during the early spring of 2021 and 2022. Bee abundance significantly increased in the recent stage, up to three years after the fires. Species richness (Hill-Richness) also increased during the recent stage, but only in 2022. Hill-Shannon and Hill-Simpson diversity indices did not vary according to the successional stages. Plant richness also increased in response to fires, conceivably influencing the observed diversity patterns. Bared soil is an essential nesting substrate for bees in this ecosystem. However, the availability of soil did not correlate to bee responses. Differences in bee community composition were observed between locations but not between successional stages, suggesting a strong effect of spatial distribution on bee communities. Species with a more significant capacity to exploit floral resources were more abundant in recent successional stages than the intermediate nor the mature. The larger (intertegular distance ≥ 1.6 mm) social bees and those with generalist pollen preferences significantly increased in abundance in the recent stage compared to the intermediate and mature stages. Ground-nesting bees were also favored in the recent successional stage. Conversely, in the intermediate stage, there was a ..