Escuela de Ciencias Biológicas

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Misión Generar conocimiento y formar profesionales en Biología en las áreas: Recursos Naturales Acuáticos y Terrestres, Biotecnología y Enseñanza de las Ciencias. Con principios éticos, conciencia ambiental y visión de futuro. Para la evaluación, ordenamiento, manejo y conservación del ambiente. Facilitar su proceso de enseñanza y aprendizaje. Por medio de la docencia, la investigación, la extensión y la producción.

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A New Hybrid of Serpocaulon (Polypodiaceae) from Costa Rica
(Bio One Research Evolved, 2013) Rojas Alvarado, Alexander; Chaves-Fallas, José Miguel
A new hybrid Serpocaulon 3 sessilipinnum A. Rojas & J.M. Chaves is described. The new taxon has characters intermediate between S. fraxinifolium (Jacq.) A.R. Sm. and S. ptilorhizon (Christ) A.R. Sm., which are related mainly with leaf size, rhizome scales, shape and division of blade, shape and width of pinnae, number of areolae and sori series, and shape and color of spores
Aislamiento e identificación de hongos fitopatógenos asociados a plantas de Gmelina arborea Roxb (Lamiaceae) provenientes de viveros de la zona norte de Costa Rica
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2024) Chaves Alvarado, Diana Carolina; Rodríguez Solís, María
Análisis de las características técnico-ambientales y administrativas del área marino-costera comprendida entre Punta Morales y Costa de Pájaros (Golfo de Nicoya, Costa Rica) para su uso en maricultura
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2011) Pacheco Urpí, Óscar; Jiménez Montealegre, Ricardo
La delimitación y caracterización de zonas marinas y costeras es una de las tareas fundamentales para el desarrollo estratégico de la Maricultura. Con ese fin, se realizó la investigación en la ensenada ubicada entre Costa de Pájaros y Punta Morales, y de un transecto transversal desde esta ensenada hasta la conjunción de las islas Venado, Bejuco y Caballo (costa occidental del interior del Golfo de Nicoya, Costa Rica), utilizando algunas características físicas, químicas y biológicas del agua: temperatura, salinidad, pH, oxígeno disuelto, profundidad Secchi, turbidez, productividad primaria, análisis bacteriológicos, y las concentraciones de nitritos (N-NO£), nitratos (N-N03-), amonio (N-NH4+), ortofosfatos (P-P040) y silicatos (Si02). Se determinaron las velocidades de las corrientes, la estructura del sedimento y el tiempo de exposición de éstos en la zona intermareal. El estudio se realizó tanto para la época seca como para la época lluviosa y a diferentes profundidades (superficial, 5 y 10 m). Finalmente, se identificaron y analizaron los aspectos económicos y administrativos del sitio, y se elaboró una distribución basada en la condición y aptitudes de los diferentes sectores, en el área marina de estudio, para la implementación de proyectos de Maricultura. Para la elaboración de la cartografia de la zona se utilizó el programa ArcGis (9.3) utilizando la proyección CRTM05 con el Esferoide WGS84, la extensión 3D Analista, y los métodos Spline y Vecino Próximo Natural (Natural Neighbour); y para la elaboración de las imágenes contemplando el gradiente de profundidades, se utilizó el programa Surfer 8, con la función Vecino Próximo Natural (Natural Neighbour). Integrando todos los componentes de categorización, se delimitó el área de estudio de la siguiente manera: la zona intermareal es desfavorable para todo tipo de cultivo; la zona definida por profundidades menores a 3 metros en marea baja, se califica como no apta para el cultivo de peces en sistemas suspendidos, y restringida al cultivo de moluscos en parques fijos y/o crustáceos en fondo; y las zonas con profundidades superiores a los 4 metros en marea baja se consideran como favorables. El transecto transversal del Golfo de Nicoya es calificado como muy favorable en cuanto a batimetría, favorable en cuanto a parámetros físico-químicos, y regular con respecto a fas velocidades de corriente predominantes. La especificidad en cuanto a condiciones óptimas o favorables para las diferentes especies de peces, moluscos y crustáceos, y para los diferentes tipos de cultivo es un trabajo que se deberá realizar con pruebas de campo.
Análisis de las habilidades, el conocimiento metacognitivo y el determinismo genético en los estudiantes participantes de la Olimpiadas Costarricenses de Ciencias Biológicas 2024
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2025) Rivera Fallas, Lucía Elizabeth; Pereira Chaves, José
Antimicrobial activity of diverse chemotypes of Lippia graveolens against Aeromonas hydrophila isolated from tilapia
(Cold Spring Harbor Laboratory (Estados Unidos), 2023-07-25) García-Pérez, Josué; Perez-Sabino, Juan Francisco; Mendoza, Susana; Ribeiro da Silva, Antonio Jorge; Ulloa Rojas, Juan B.
Objetive: This study aimed to evaluate the antimicrobial efficacy of essential oil (EO) from diverse chemotypes of Lippia graveolens against oxytetracycline-resistant Aeromonas hydrophila, which primarily affects the tilapia aquaculture (Oreochromis sp) in Guatemala. Methodology: L. graveolens were collected in three departments in Guatemala, the EO was obtained by hydrodistillation and characterized by gas chromatography and mass spectrometry (GC/MS). Subsequently, an antimicrobial assay was conducted by screening the disk and dilution susceptibility tests, and evaluation of synergistic interactions among the chemotypes, each test being carried out in triplicate. Results: The analysis revealed the presence of twenty-seven compounds in the EO obtained from the chemotypes, the main class being monoterpene. The major constituents identified were cis-Dihydro-β-terpineol (8.84%) in chemotype I, carvacrol (51.82%) in chemotype II, and thymol (79.62%) in chemotype III. All EO chemotypes of L. graveolens demonstrated the ability to inhibit the A. hydrophila growth. Thymol chemotype exhibited the strongest inhibitory effect against bacterial growth, with a minimum inhibitory concentration (MIC) of 92.4 µg/mL and a minimum bactericidal concentration (MBC) of 184.8 µg/mL. Furthermore, the results suggest that there is no synergistic or additive effect when combining different chemotypes of L. graveolens. Conclusions: This the first report of L. graveolens chemotypes exhibiting antimicrobial activity against oxytetracycline-resistant A. hydrophila. The findings suggest the chemotype thymol could be a potential treatment for infections in the tilapia aquaculture in Guatemala.
Apps en la enseñanza de la Biología como herramientas tecnológicas para la potenciación de las habilidades: responsabilidades personal y social, resolución de problemas y apropiación de tecnologías digitales en las Olimpiadas Costarricenses de Ciencias Biológicas 2017
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2018) Campos Granados, Johanna Gabriela; Ramírez Villabos, Stephania; Pereira Chaves, José Miguel
Esta investigación tuvo como propósito analizar los aportes que generan las Apps en la enseñanza de la Biología como herramientas tecnológicas para la potenciación de las habilidades responsabilidad personal y social, resolución de problemas y apropiación de tecnologías digitales en las Olimpiadas Costarricenses de Ciencias Biológicas 2017. Responde a un enfoque mixto y fue un estudio de tipo explicativo secuencial. La recolección de la información se llevó a cabo mediante tres cuestionarios los cuales comprendieron preguntas de carácter icotónico, dicotónico y politómico. Se realizaron dos grupos focales con modalidad presencial el primero de estos y un segundo con modalidad virtual. Los sujetos de investigación fueron los estudiantes participantes de las XI OLICOCIBI 2017 pertenecientes a la categoría A. Así como los docentes que participaron con sus estudiantes en dichas justas académicas. Los principales resultados muestran que las actividades más empleadas como recurso didáctico a través de TIC mediante el uso del teléfono móvil son las redes sociales y uso del paquete de Office. En el mismo, se determinó que las Apps empleadas por los docentes de Biología se encuentran plataformas, organizadores de información, redes sociales y nubes de respaldo de información. Además, docentes y estudiantes consideran que la habilidad más potenciada con la implementación de TIC y Apps es la apropiación de tecnologías digitales, seguido por la habilidad de resolución de problemas. En conclusión, las TIC con mayor recurrencia dentro de los centros educativos corresponden al Proyector multimedia, computadoras de escritorio, laptops y TV. Se evidenció que el uso de las Apps en las aulas responde a la promoción de las habilidades según la nueva Política curricular del MEP. Por otra parte, la producción didáctica validada responde a lo identificado en relación con la necesidad de proporcionar herramientas innovadoras a los docentes para que se empoderen en la promoción de habilidades mediante el uso de Apps como tecnologías emergentes promoviendo el desarrollo de nuevas competencias en el estudiantado, generando una invención y crecimiento en el proceso educativo a miras de un desarrollo tecnológico mayor. Finalmente, entre las principales recomendaciones se sugiere que, para un correcto uso de Apps en Enseñanza de la Biología, el educador debe adecuarla a cada necesidad de la población estudiantil, de igual forma, es necesario un cambio de evaluación en el aula, pues la actual es de carácter sumativo y no coincide con la nueva Política curricular del MEP
Áreas protegidas de Costa Rica: Fragmentación, tamaño y forma
(Instituto Centroamericano para la investigación en biología y conservación, 2011-10) Sandoval Hernández, Iván; Castillo Chinchilla, Maikol
La reducción en el tamaño del hábitat y la fragmentación ha sido considerada como una de las principales causas de extinción de las especies. Como una estrategia para disminuir el efecto de los procesos de fragmentación en Costa Rica se crearon Áreas Protegidas (AP), como una medida de mitigación a procesos de fragmentación que sufrió el país. Se realizó un análisis de la base de datos de áreas protegidas del Atlas Digital de Costa Rica y se calculó el tamaño (Ha), perímetro, área, la medida del vecino más cercano y los índices de Forma Euclidiana de las AP de Costa Rica. Encontramos que las AP de Costa Rica presentan tamaños variables (1331 Ha en Reservas Naturales Absolutas, hasta 621039 Ha en Parques Nacionales). El índice de forma MSI, varió desde 1 en áreas con formas geométricas (Reservas Naturales Absolutas), hasta a 20 (Reservas indígenas con conformas más complejas). La dimensión fractal presentó valores bajos (1.18 a 1.28), lo cual indica que las áreas protegidas de Costa Rica tienden a las formas geométricas y no fractales. El índice perimetral varió de 3 a 33, lo cual indica que las áreas protegidas tienen formas compactas, con una alta exposición a los efectos de la matriz. La distancia general entre las AP es de 17161 metros. Con excepción de algunos parques nacionales, pocas áreas protegidas presentan tamaños grandes, los cuales se requieren para el mantenimiento de procesos naturales y dinámicos en paisajes con algún grado de fragmentación.
Assessment of methods for predicting eukaryotic promoter sequences
(IEEE, 2023) Jiménez Oviedo, Byron; Arroyo Hernández, Jorge; Solano-González, Stefany
Identifying promoters is challenging due to their short sequences, low conservation, and complex regulation. Historically, this was done through slow and expensive experimental methods. Efficient pattern recognition and statistical approaches have revolutionized this process, offering a faster and more cost-effective solution. Accurate promoter identification is vital for experimental biologists and biotech applications, enabling precise gene expression regulation. This document evaluates traditional machine learning methods (SVM, MLP, LDA, PSFN and denseNet) for promoter recognition, confirming their suitability. Our methodology consisted of using a partition of 80 to 20 percent for data training and analysis, respectively. The former was used to optimize the parameters at a k-fold with k = 10 by cross-validation; after optimization, the parameters were used to analyze the 20 percent of data. The F1 metric score is a positive predictive value that calculates the precision and sensitivity. Therefore, our findings align with [2] as the F1 metric score was above 85% in SVM and both PSFN methods, affirming them as the most reliable options for promoter prediction. The objective was to find a method that accurately validates the prediction of promoters and non-promoters by a comparison of methods. To achieve this, we incorporated sequences from humans, which are validated with these characteristics, to apply this workflow to sequences from other organisms in the future.
Beta diversity and oligarchic dominance in the tropical forests of Southern Costa Rica
(Blackwell Publishing Ltd, 2019-03) Morera-Beita, Albert; Sánchez, Damián; Wanek, Wolfgang; Hofhansl, Florian; Werner, Huber; Chacón-Madrigal, Eduardo; Montero Muñoz, Jorge L.; Silla, Fernando
Recent studies have reported a consistent pattern of strong dominance of a small subset of tree species in neotropical forests. These species have been called “hyperdominant” at large geographical scales and “oligarchs” at regional-landscape scales when being abundant and frequent. Forest community assembly is shaped by environmental factors and stochastic processes, but so far the contribution of oligarchic species to the variation of community composition (i.e., beta diversity) remains poorly known. To that end, we established 20.1-ha plots, that is, five sites with four forest types (ridge, slope and ravine primary forest, and secondary forest) per site, in humid lowland tropical forests of southwestern Costa Rica to (a) investigate how community composition responds to differences in topography, successional stage, and distance among plots for different groups of species (all, oligarch, common and rare/ very rare species) and (b) identify oligarch species characterizing changes in community composition among forest types. From a total of 485 species of trees, lianas and palms recorded in this study only 27 species (i.e., 6%) were nominated as oligarch species. Oligarch species accounted for 37% of all recorded individuals and were present in at least half of the plots. Plant community composition significantly differed among forest types, thus contributing to beta diversity at the landscape scale. Oligarch species was the component best explained by geographical and topographic variables, allowing a confident characterization of the beta diversity among tropical lowland forest stands
Biología reproductiva del coral Pocillopora spp. en el sitio de restauración coralina Playa Blanca y Güiri Güiri, Bahía Culebra, Costa Rica
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2025) Echevarría Figueroa, Addy; Alvarado Barrientos, Juan José
Biological treatments affect the chemical composition of coffee pulp
(Elsevier, 2003-02-16) Ulloa Rojas, Juan B.; Verreth, J.A.; Amato, S.; Huisman, E.A.
Biological treatments were applied to fresh coffee pulp (CoP) to improve its nutritive value for monogastric animals by reducing its content of cellulose and antinutritional factors (ANFs) such as total phenols, tannins and caffeine. Treatments were: (1) ensiling with 0, 50 and 100 g kg 1 molasses for 2 and 3 months, (2) aerobic decomposition for 0, 7, 14, 21, 28, 35 and 42 days, (3) aerobic bacterial inoculation (Bacillus sp.) for 0, 7, 14, 21 and 28 days. Ensiled CoP (E-CoP) showed higher fat and ash contents than oven dried-CoP (OD-CoP; P < 0:05). Similarly, true protein values tended to increase. The cellulose and total phenols levels of E-CoP were lower than OD-CoP (P < 0:05). The E-CoP tannins levels tended to be lower than OD-CoP whereas caffeine levels remained unaffected. Improvement in the nutritional quality of E-CoP was associated with higher fat and protein contents and reduction of cellulose, total phenols and tannins. The aerobic decomposition treatment improved the nutritional quality of CoP by increasing true protein and fat contents. In addition, total phenols, tannins, caffeine and cellulose contents were reduced by an increase in treatment time (P < 0:05). Bacterial treatment increased the protein content of CoP after 21 days (from 137 to 392 g kg 1) and decreased it after 28 days. Cellulose, total phenols, tannins and caffeine contents reduced with an increase in time of bacterial degradation. Bacterial treatment improved the CoP quality by increasing protein content and reducing cellulose and ANFs, es pecially after 21 days of treatment. Both the aerobic decomposition (after 21–28 days) and the aerobic bacterial degradation of CoP (after 21 days) appeared more suitable to improve the nutritional quality of CoP than the ensiling. 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved
Biotransformation and oxidative stress responses in fish (Astyanax aeneus) inhabiting a Caribbean estuary contaminated with pesticide residues from agricultural runoff
(Springer (Alemania), 2023) Mena, Freylan; Vargas, Seiling; Guevara-Mora, Meyer; Vargas-Hernández , José Mauro ; Ruepert, Clemens
The estuarine ecosystem of Madre de Dios Lagoon (MDL), in the Caribbean Coast of Costa Rica, is exposed to contamination with pesticide residues coming from the upstream agricultural areas. Biomarkers can provide a better indication of the fitness of biota in real mixture exposure scenarios than traditional lethal dose toxicity measurements. Here, we measured biomarkers of biotransformation, oxidative stress, and neurotoxicity on Astyanax aeneus, an abundant fish species in MDL. Glutathione S-transferase activity (GST), catalase activity (CAT), lipid peroxidation (LPO), and cholinesterase activity (ChE) were measured in fish collected during seven sampling campaigns, carried out between 2016 and 2018. Pesticide residues were analyzed in surface water samples collected every time fish were sampled. Residues of 25 pesticides, including fungicides, insecticides, and herbicides, were detected. The biomarkers measured in A. aeneus varied along the sampling moments, with biotransformation and oxidative stress signals showing a coupled response throughout the assessment. Furthermore, significant correlations were established between three biomarkers (GST, LPO, and CAT) and individual pesticides, as well as between GST and LPO with groups of pesticides with shared biocide action. Among pesticides, insecticide residues had a major influence on the responses observed in fish. This work demonstrates the chronic exposure to pesticide residues in MDL and how such exposure is related to physiological responses in fish that can affect their health and potentially, the trophic networks. This early warning information should be considered to improve the protection of estuarine ecosystems in the tropics.
Body mass explains digestive traits in small vespertilionid bats
(Springer Science and Business Media Deutschland GmbH, 2021-02-11) Cabrera Campos, Iván; Carballo Morales, Jorge; Saldaña-Vázquez, Romeo A.; Villalobos Brenes, Federico; Araya Berdon, Jorge
Bats are unique among mammals in that they have evolved the capacity to fly. This has generated strong selective pressure on the morphology and function of their digestive system. Given that in bats intestinal length and nominal surface-area are proportional to body mass, this trait importantly relates to explaining some of their digestive characteristics. We described the relationship between digestive traits and body mass of four species of bats of the family Vespertilionidae living in a montane ecosystem in central Mexico. We calculated food transit time, apparent dry matter digestibility, and defecation rate in feeding trials under captive conditions. We also: (1) built a model of the relationship between digestive traits and body mass to determine if this association was consistent within the members of the family Vespertilionidae, and (2) mapped these traits along the phylogeny to explore how digestive characteristics may have evolved. In our feeding trials, body mass was positively related to transit time and negatively related to apparent dry matter digestibility. The model predicted accurately the transit time in bats with body mass < 20 g. The phylogenetic approach suggested that over the evolutionary history of the family, transit time decreased as digestibility increased. Because of the results obtained here, it is likely that for most bats of the family Vespertilionidae, adaptations in digestive traits to process food have followed evolutionary changes in their body mass. We discuss these findings in a physiological and ecological context.

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