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Existence of periodic orbits in nonlinear oscillators of Emden-Fowler form
Get PDF"The nonlinear pseudo-oscillator recently tackled by Gadella and Lara is mapped to an Emden-Fowler (EF) equation that is written as an autonomous two-dimensional ODE system for which we provide the phase-space analysis and the parametric solution. Through an invariant transformation we find periodic solutions to a certain class of EF equations that pass an integrability condition. We show that this condition is necessary to have periodic solutions and via the ODE analysis we also find the sufficient condition for periodic orbits. EF equations that do not pass integrability conditions can be made integrable via an invariant transformation which also allows us to construct periodic solutions to them. Two other nonlinear equations, a zero-frequency Ermakov equation and a positive power Emden-Fowler equation, are discussed in the same context.
Additive and multiplicative noises acting simultaneously on Ermakov-Ray-Reid systems
Get PDF"We investigate numerically the effect of additive and multiplicative noises on parametric oscillator systems of Ermakov-Ray-Reid type when both noises act simultaneously. We find that the main perturbation effects on the dynamical invariant of these systems are produced by the additive noise. Different from the separate action of the multiplicative noise when the dynamical invariant of these systems is robust, we also find a weak effect that can be attributed to the multiplicative noise.""Se investigan numéricamente los efectos de los ruidos aditivos y multiplicativos sobre los sistemas dinámicos de osciladores paramétricos de tipo Ermakov-Ray-Reid cuando los dos tipos de ruidos actúan de manera simultánea. La mayor parte de la perturbación del invariante proviene del ruido aditivo. A diferencia del caso cuando el ruido multiplicativo actúa por separado y el invariante dinámico presenta robustez, encontramos que en la acción simultánea de los dos ruidos hay también un efecto pequeño atribuible al ruido multiplicativo.
Control tolerante a fallas activo: estimación y acomodación de fallas en sensores aplicado al modelo LPV de una bicicleta sin conductor
Get PDF"Se presenta el diseño de un control tolerante a fallas (CTF) activo aplicado al modelo de una bicicleta sin conductor con representación Lineal de Parámetros Variables en el tiempo (LPV) polinomial, afectado por fallas aditivas en los sensores y ruido de medición. Dentro del CTF, el sistema de diagnóstico de fallas opera en base a las estimaciones de un observador de fallas, el cual genera el aislamiento de dichas fallas. Los algoritmos propuestos, considerados como las principales aportaciones del trabajo, logran estimaciones de fallas y variables de estado libres de ruido, con el objetivo de generar indicadores de falla y ley de control, respectivamente. La tolerancia a fallas del sistema se consigue a través de un conjunto de observadores. Los resultados se presentan en simulación de on utilizando el modelo LPV de una bicicleta sin conductor, considerando un controlador para la estabilización de la postura vertical a lo largo de su movimiento traslacional y su velocidad como parámetro variable.
Candida glabrata contiene una variante más larga del gen de apareamiento Cgalfa2 en el locus MTL3, el cual puede formar homodímeros
Get PDFTesis (Doctorado en Ciencias en Biología Molecular)"El hongo patógeno Candida glabrata es un organismo haploide y asexual. C. glabrata contiene genes ortólogos que controlan el apareamiento y la identidad del tipo celular en otros hongos, los cuales codifican factores de transcripción localizados en el locus MAT en Saccharomyces cerevisiae o MTL en otros hongos. C. glabrata contiene tres copias del locus CgMTL pero solamente CgMTL1 expresa correctamente la información codificada en éste. CgMLT1 puede contener el gen Cga1 (información a), o los genes Cgalfa1 y Cgalfa2 (información alfa). CgMTL2 contiene una copia idéntica del gen Cga1. CgMTL3 contiene una copia idéntica del gen Cgalfa1 pero una variante más larga del gen Cgalfa2 que nosotros llamamos Cgalfa3. En S. cerevisiae las células diploides que expresan información Sca y Scalfa, forman un heterodímero entre las proteínas Sca1 y Scalfa2, el cual reprime genes que son específicos de haploidía y algunos genes involucrados en la respuesta a estrés. En este trabajo contruimos cepas de C. glabrata que expresan de manera simultánea los genes Cga1 y Cgalfa2 ó bien Cga1 y Cgalfa3. No encontramos ningún fenotipo característico cuando cultivamos las cepas que expresan simultáneamente Cga1-Cgalfa2 ó Cga1-Cgalfa3 en una variedad de condiciones de estrés y diferentes fuentes nutricionales. Sin embargo, detectamos una interacción entre Cga1 y Cgalfa2 mediante Complementación Bimolecular por Fluorescencia (BiFC) y CoIP (Co-inmunoprecipitación), además también observamos que la proteína Cgalfa3 puede formar homodímeros. En cambio, la proteína Cgalfa2 no forma heterodímeros eficientemente.""The fungal pathogen Candida glabrata is a haploid asexual yeast. C. glabrata contains orthologues of the genes that control mating and cell type identity in other fungi, which encode putative transcription factors localized in the MAT locus in Saccharomyces cerevisiae or MTL in other fungi. C. glabrata contains three copies of the CgMTL locus but only CgMTL1 correctly expresses the information encoded in it. CgMTL1 can encode the Cga1 gene (a information), or the Cgalpha1 and Cgalpha2 genes (alpha information). CgMTL2 contains an identical copy of the Cga1 gene. CgMTL3 contains an identical copy of the Cgalpha1 gene but a longer variant of the Cgalpha2 gene we termed Cgalpha3. In S. cerevisiae diploid cells that express a and alpha information, Sca1 and Scalpha2 proteins form a heterodimer, which represses genes expressed only in haploid cells and some genes involved in response to stress. We constructed C. glabrata strains that simultaneously express Cga1 and Cgalpha2 or Cga1 and Cgalpha3 genes. We did not find any phenotype in these strains when grown under a large variety of stress and nutritional conditions. However, we could detect an interaction between Cga1 and Cgalpha2 and the formation of Cgalpha3 homodimer by Bimolecular Fluorescent Complementation and Co-IP. However, Cgalpha2 does not form heterodimers efficiently.
Structural basis for redox regulation of cytoplasmic and chloroplastic triosephosphate isomerases from Arabidopsis thaliana
Get PDF"In plants triosephosphate isomerase (TPI) interconyerts glyceraldehyde 3-phosphate (G3P) and dihydroxyacetone phosphate (DHAP) during glycolysis, gluconeogenesis, and the Calvin-Benson cycle. The nuclear genome of land plants encodes two tpi genes, one gene product is located in the cytoplasm and the other is imported into the chloroplast. Herein we report the crystal structures of the TPIs from the vascular plant Arabidopsis thaliana (AtTPIs) and address their enzymatic modulation by redox agents. Cytoplasmic TPI (cTPI) and chloroplast TPI (pdTPI) share more than 60% amino acid identity and assemble as (beta-alpha)(8) dimers with high structural homology. cTPI and pdTPI harbor two and one accessible thiol groups per monomer respectively. cTPI and pdTPI present a cysteine at an equivalent structural position (C13 and C15 respectively) and cTPI also contains a specific solvent accessible cysteine at residue 218 (cTPI-C218). Site directed mutagenesis of residues pdTPI-C15, cTPI-C13, and cTPI-C218 to serine substantially decreases enzymatic activity, indicating that the structural integrity of these cysteines is necessary for catalysis. AtTPIs exhibit differential responses to oxidative agents, cTPI is susceptible to oxidative agents such as diamide and H2O2, whereas pdTPI is resistant to inhibition. Incubation of AtTPIs with the sulfhydryl conjugating reagents methylmethane thiosulfonate (MMTS) and glutathione inhibits enzymatic activity. However, the concentration necessary to inhibit pdTPI is at least two orders of magnitude higher than the concentration needed to inhibit cTPI. Western-blot analysis indicates that residues cTPI-C13, cTPI-C218, and pdTPI-C15 conjugate with glutathione. In summary, our data indicate that AtTPIs could be redox regulated by the derivatization of specific AtTPI cysteines (cTPI-C13 and pdTPI-C15 and cTPI-C218). Since AtTPIs have evolved by gene duplication, the higher resistance of pdTPI to redox agents may be an adaptive consequence to the redox environment in the chloroplast.
Bancos de semillas en dos estadios sucesionales de bosque andino en el noreste de Colombia
Get PDF"Background: Soil seed banks play an important role in post-disturbance regeneration and succession of species from different successional stages.
Questions: 1) What is the most effective method for determining the composition and structure of the soil seed bank of Andean forests? 2) What is the composition and structure of soil seed banks in old-growth forest and shrubland sites in the Andean montane tropical forest of the North Santander region of Colombia?
Study site: Andean forest, Pamplona, Colombia
Methods: We surveyed the soil seed bank in two successional stages of Andean forest and examined its structure using two sampling methods: direct separation and germination.
Results: Soil seed bank density was higher (18-fold in old-growth forest and 666-fold in shrubland) with the direct separation method than with germination; however, under the germination method, we found four species that we did not detect through the direct separation method. Soil seed banks from shrublands were mainly dominated by species from disturbed areas (91 %), while those from the old-growth forest presented early, intermediate and late species; e.g., Miconia summa, Myrsine dependens and Solanum sp., respectively. In the old-growth forest (especially for late species), density increased with depth. This pattern was not observed in shrubland. Seeds obtained by using the direct separation method presented low (< 7 %) viability.
Conclusion: We consider the two methods to be complementary and recommend the use of both for a thorough characterization of soil seed banks from Andean forests. At different successional stages in the Colombian Andean forest, the soil seed bank may contain early, intermediate and late species, and it therefore plays an important role in the regeneration of this threatened ecosystem.""Antecedentes: Los bancos de semillas del suelo juegan un papel importante en la regeneración de especies de diferentes etapas de sucesión.
Preguntas: 1) ¿Cuál es el método más eficaz para la descripción de la composición y la estructura del banco de semillas del suelo de los bosques andinos? y 2) ¿Cómo es la composición y estructura de los bancos de semillas del suelo en un bosque primario y un matorral en el bosque andino en Colombia?
Sitio de estudio: Bosque andino en Pamplona, Norte de Santander, Colombia
Métodos: Se estudiaron el banco de semillas del suelo en dos etapas de sucesión de bosque andino y se examinó la estructura mediante dos métodos de muestreo: separación directa y la germinación.
Resultados: La densidad del banco de semillas en el suelo fue mayor (18 veces en bosques primarios y 666 veces en matorral) con el método de separación directa que con el método de germinación; Sin embargo, bajo el método de germinación, se encontraron cuatro especies que no detectamos a través del método de separación directa. Los bancos de semillas de matorrales fueron dominados principalmente por especies de las áreas perturbadas (91 %), mientras que en el bosque primario se encontraron especies de estados sucesionales tempranos, intermedios y tardíos, por ejemplo, Miconia summa, Myrsine dependens y Solanum sp., respectivamente. En el bosque maduro (especialmente para las especies de estapas sucesionales tardías), la densidad aumenta con la profundidad. Este patrón no se observó en el matorral. Aunado a esto, las semillas obtenidas mediante el método de separación directa presentaron baja (7 % <) viabilidad.
Conclusión: Consideramos que los dos métodos son complementarios y recomendamos el uso de las dos metodologías para una adecuada caracterización de los bancos de semillas del suelo de los bosques andinos. El banco de semillas del suelo puede contener especies de diferentes estadios sucesionales, por lo que tiene un papel importante en la regeneración del bosque andino de Colombia.
Study of the effect of the dispersion of functionalized nanoparticles TiO2 with photocatalytic activity in LDPE
Get PDF"A photodegradable Low Density Polyethylene-Titanium dioxide (LDPE-TiO2) nanocomposite film was prepared, and its evaluation considers the partial modification of the surface of the particle using Hexadecyltrimethoxysilane (HDTS) as functionalizing agent under Ultraviolet (UV) radiation. Reaction efficiency of the nanoparticles was evaluated with Thermogravimetric (TGA) and infrared analysis (FT-IR). Nanocomposites were prepared by a melt blending technique; using a twin-screw extruder, each nanocomposite film was thermoformed into different shapes for further evaluation. Scanning Electron Microscopy (SEM) was utilized to determine the size and distribution of nanoparticles in the polymer. Experimental results indicate that surface modification increases the degree of dispersion while decreasing the particle size, enhancing the particle's compatibility with the polymer matrix. Photocatalytic degradation was assessed through accelerated degradation weathering in a chamber under UV radiation to assess the performance of photocatalytic degradation. These tests indicated, that the particle's homogeneity of dispersion and size reduction by functionalization allows for homogeneously degraded surfaces (SEM) to generated a greater abundance of oxidized groups in the sample compared with unfunctionalized sample.
Platinum nanoclusters in silica: Photoluminescent properties and their application for enhancing the emission of silicon nanocrystals in an integrated configuration
Get PDF"We studied photoluminescence of ion implanted platinum nanoclusters embedded in silica. Pt ions were implanted at 2 MeV and the Pt nanoclusters were then nucleated by thermal treatment under either argon, air, or a reducing atmosphere of hydrogen and nitrogen. The nanoclusters showed broad photoluminescence spectra (400 to 600 nm) with a maximum intensity at 530 nm. The photoluminescence intensity of the Pt nanoclusters was sensitive to the ion fluence used during the ion implantation, and luminescence quenching was observed in samples fabricated at high Pt-ion fluence. A hybrid system composed of silicon nanocrystals and platinum nanoclusters embedded in a silica matrix was also made. The photoluminescence of the hybrid system spanned the entire visible spectrum, and emission from the silicon nanocrystals was enhanced.
Desarrollo de una metodología con fluorescencia 3d para la caracterización de la materia orgánica disuelta en el subsuelo
Get PDF"Uno de los problemas más serios que enfrentamos en nuestros días es la contaminación de los recursos de suelo, agua superficial y agua subterránea; su impacto ambiental es evaluado comúnmente con base en las concentraciones de los agentes contaminantes presentes. Un parámetro a evaluar para establecer la calidad de estos recursos es la materia orgánica. En el agua, esta materia orgánica se encuentra disuelta o suspendida y procede de desechos de alimentos, aguas negras domésticas o de fábricas. En el caso del agua subterránea, puede ser de origen natural o antropogeneo. El suelo a su vez, está provisto de materia orgánica natural particulada (MOS) y disuelta (MOD); aunque, puede ser impactado por materia orgánica disuelta de origen antropogénico (MOA). La MOD, se encuentra en la solución del suelo y es un componente importante, debido a su elevada afinidad por los contaminantes. El objetivo del presente trabajo fue desarrollar una metodología con fluorescencia 3D para caracterizar la MOA en agua superficial, suelo agrícola regado con agua residual y agua subterránea. Este trabajo constituye una aportación al conocimiento de las características y evolución de la MOD, de origen natural y MOA antropogénico en estos ambientes. La primera caracterización de la MOD se realizó en 49 fuentes de abastecimiento de agua potable, ubicadas en las cercanías de la zona industrial Toluca-Lerma (Valle de Toluca, estado de México). El 51 % de las muestras sobrepasó el límite de DQO para agua potable. Mediante Fluorescencia 3D se identificó MOD y MOA. Las proteínas aromáticas (MOA), se observaron en la zona industrial de San Mateo Atenco-Lerma y la zona industrial de Toluca, Lerma y Ocoyoacac. Lo anterior demuestra la influencia que ha tenido el desarrollo industrial en la zona sobre la calidad del agua. El 60 % de las muestras mostró contaminación por MOA. La segunda investigación aborda el desarrollo de una metodología con fluorescencia 3D para la caracterización de la MOD en suelo. La MOD fue extraída en muestra seca y húmeda con agua HPLC, solución 0.01 M KCl y solución 0.01 M KNO3 en suelo de clima templado y clima árido. En suelo de clima templado se identificó MOD. En la muestra de clima árido, además de MOD, proteínas aromáticas y aminoácidos (MOA). En los extractos con solución de KNO3 se observar la influencia del nitrógeno, reflejada por un desplazamiento del espectro hasta los 240 nm.""One of the most serious problem we face today is soil resources pollution, surface water and groundwater; their environmental impacts, is evaluated based on pollutants concentrations. A parameter to evaluate for establishing the quality in these resources is organic matter. In water, organic matter is dissolved or suspended and it proceeds from soil, food waste, domestic sewage or factories. Soil, is provided by particulate and dissolved natural organic material (SOM, DOM); although it may be impacted by anthropogenic dissolved organic matter (AOM). The DOM is found in soil solution and it is an important component, due to, its high affinity to pollutants. The aim of this work was to develop a methodology with 3D fluorescence to characterize DOM in soil, surface water, agricultural land and groundwater. This work is a contribution to the knowledge of charascteristics and evolution of DOM, natural and anthropogenic in these environments. The first analysis was conducted in 49 drinking water sources located near the Toluca-Lerma (Toluca Valley, State of Mexico) industrial zone. 51 percent of samples exceeded the limit for drinking water COD. By analyzing 3D Fluorescence DOM and AOM were identified. Aromatic proteins (AOM) were observed in San Mateo-Lerma, Toluca, Lerma and Ocoyoacac industrial areas. This demonstrates the influence that industrial development has had in the area over water quality. 60 percent of samples showed AOM contamination. The second research describes the methodology with 3D fluorescence to characterize DOM in soil. The DOM sample was extracted in a dry sample and in a wet sample with HPLC water, 0.01 M KCl solution and 0.01 M KNO3 solution in temperate soil and arid climate. In temperate soil only DOM was identified, in arid climate sample, aromatic proteins and amino acids (AOM). In extracts with KNO3 solution the influence of nitrogen was observed, reflected by a shift of the spectrum to 240 nm. The spectra obtained by wet sample extracts, 0.01M KCl solution and soil pH shows better defined and delimited peaks. The excitation wavelength was unchanged and the emission with little variation. Infra-red results, confirm the presence of anthropogenic organic compounds: carboxylic acids, amines and amides. The third research conducted, shows 3D fluorescence methodology application in agricultural soil irrigated with industrial wastewater. The aim to observe the DOM evolution throughout the soil profile.
Propuesta metodológica para la estimación de volúmenes potenciales de almacenamiento en zonas semiáridas: Caso Graben Juchipila, Zac. – Calvillo, Ags.
Get PDF"En el presente trabajo se aborda la estimación de los volúmenes de capacidad de almacenamiento potencial e infiltración potencial de los cuerpos acuíferos de la región del Graben Juchipila, Zacatecas – Calvillo, Aguascalientes. Estos elementos son de suma importancia para el manejo integral y establecimiento de medidas de control para los recursos hídricos, especialmente en aquellas regiones que presentan escasez, tales como las áridas y semiáridas. Las metodologías se aplicaron a tres unidades acuíferas, el Paquete Sedimentario del Graben de Calvillo (PSGC), el Paquete Sedimentario del Graben de Juchipila (PSGJ) de medio granular y el Paquete Volcánico de la Cuenca (PVC) de medio fracturado. La metodología propuesta incorpora información de espesores y características de porosidad de las unidades; además de elementos estructurales que conforman los medios, para finalmente generar la estimación de los volúmenes potenciales de almacenamiento; mientras que el método de Schosinsky y Losilla (2010), se utilizó como complemento para la estimación de los de infiltración potencial. Como resultado de este trabajo, se estimó que la zona de estudio cuenta con un volumen de almacenamiento potencial de 35 mil Mm3 a 54 mil Mm3, mientras que el PSGC, el PSGJ y el PVC se estima que cuentan con 240 Mm3 a 4 800 Mm3, 680 Mm3 a 13 600 Mm3 y 34 000 Mm3 a 35 600 Mm3, respectivamente. En lo que respecta a los de infiltración potencial, la estimación para cuenca es de 1508 Mm3 a 2721 Mm3, y de 62 Mm3 a 99 Mm3, 268 Mm3 a 467 Mm3 y 1178 Mm3 a 2155 Mm3, respectivamente para el PSGC, el PSGJ y el PVC.""The present work addresses the potential capacity of storage and potential infiltration volumes estimation of aquifer bodies from Juchipila, Zacatecas – Calvillo Aguascalientes Graben region. These elements are of utmost importance for hydric resources’ integral management and control measures establishment, especially for those regions where there is shortage, such as arid and semi -arid ones. The methodologies were applied to three aquifer units, the Calvillo’s Graben Sedimentary Package (PSGC), the Juchipila’s Graben Sedimentary Package (PSGJ), of granular media, and Basin’s Volcanic Package (PVC) of fractured media. The proposed methodology incorporates the geological units thickness and porosity features information; also from structural elements that conforms the different media, to finally generate potential storage volumes estimation; meanwhile the Schosinsky and Losilla (2010) method was used as a complement for the potential infiltration volumes estimation. As a result, from this work, it is estimated that the study zone counts with a potential storage volume of 35 thousand Mm3 to 54 thousand Mm3, while for the PSGC, PSGJ and PVC are estimated 240 Mm3 to 4 800 Mm3, 680 Mm3 to 13 600 Mm3 and 34 000 Mm3 to 35 600 Mm3, respectively. Regarding about potential infiltration volumes, the basin’s estimation is about 1508 Mm3 to 2721 Mm3, and 62 Mm3 to 99 Mm3, 268 Mm3 to 467 Mm3 and 1178 Mm3 to 2155 Mm3, respectively to the PSGC, the PSGJ and the PVC.