LINEAS ESTRATÉGICAS DE APORTE AL DESARROLLO REGIONAL DEFINIDAS POR LOS PROGRAMAS ACADÉMICOS DE PREGRADO ESCUELA DE BIOLOGÍA Con base en Articulo 2 del Acuerdo Superior 004 de 2007, los Programas Académicos de Pregrado definieron las líneas estratégicas de aporte al desarrollo regional donde han decidido concentrar la productividad de los estudiantes y profesores en el Trabajo de Grado, priorizando las áreas y los temas en los cuáles tengan interés y posibilidad de impacto. LÍNEAS ESTRATÉGICAS DE ESCUELA APORTE AL DESARROLLO JUSTIFICACIÓN REGIONAL 1 de 10 LÍNEAS ESTRATÉGICAS DE ESCUELA JUSTIFICACIÓN APORTE AL DESARROLLO REGIONAL Una de las características de la biodiversidad es que ésta no se distribuye de manera homogénea por lo que los patrones espaciales y sus procesos asociados se deben evaluar a diferentes escalas y enfoques, por lo que muchos de los problemas locales pueden ser planteados y resueltos a una escala superior. Entender los patrones de distribución de las especies es un aspecto esencial no solo para estudios básicos sino también para aspectos de la conservación de los ecosistemas y sus especies. Con este fundamento, el Grupo de Estudios de la Biodiversidad tiene como objetivo el evaluar la diversidad tanto local como regional para algunos de los componentes de la biota desde el punto de vista de la biogeografía, filogenia, ecología, resultados ESCUELA DE BIOLOGÍA 1.Biodiversidad conservación y se ven biología del reflejados en desarrollo. la Nuestros generación de conocimiento sólido sobre los eventos ambientales que desde el punto de vista biológico, geográfico, histórico y climático, interactúan y definen nuestra biodiversidad. A través de las colecciones biológicas del Museo de Historia Natural y los laboratorios de la Escuela de Biología se hacen trabajos de extensión e investigación sobre inventarios y monitoreos de la diversidad biológica. Así mismo, se estudian los patrones de estructuración de comunidades de vertebrados y cambios demográficos poblacionales. Por otro lado, a través de la biología comparada se trata de establecer los patrones históricos de los taxa y de la distribución geográfica de tales organismos, análisis que van desde definir las unidades del análisis hasta las implicaciones de las hipótesis de parentesco. La biología del desarrollo desde la anatomía comparada y la biología tisular y celular nos permiten ver la diversidad a otro nivel y para resolver interesantes problemas evolutivos en los vertebrados. 2 de 10 LÍNEAS ESTRATÉGICAS DE ESCUELA JUSTIFICACIÓN APORTE AL DESARROLLO REGIONAL El desarrollo de la sociedad humana, en especial el desarrollo industrial, ha conducido a un deterioro gradual del ambiente en que vivimos. El vertimiento en diferentes ambientes de gran cantidad de xenobióticos como desechos industriales y pesticidas agrícolas; así como la liberación a la atmósfera de productos de la combustión incompleta de combustibles; los hidrocarburos representan un que serio usamos riesgo como para la estabilidad genética de los organismos que habitan los ambientes afectados, incluyendo el hombre. La evaluación genotoxicológica de estos agentes nos permite aplicar medidas que disminuyan la exposición 2. Genética Toxicológica (Mutagénesis Ambiental) humana y la ambientes recuperación afectados en especies que habitan términos de su en estabilidad genética. Por su parte, la quimioprevención nos permite mitigar la incidencia del cáncer y otras enfermedades degenerativas crónicas en humanos mediante el uso de agentes quimiopreventivos antigenotóxicos y anticarcinógenos). (antimutágenos, En correspondencia con lo anterior, el grupo de Microbiología y Genética tiene entre sus objetivos: 1) Evaluar el impacto genotoxicológico de la actividad humana sobre el ambiente y su biodiversidad, 2) Estudiar la diversidad vegetal con el fin de identificar especies con potencial quimiopreventivo, 3) Evaluación la inocuidad genotoxicológica de compuestos con potencial terapéuticos. 3 de 10 LÍNEAS ESTRATÉGICAS DE ESCUELA JUSTIFICACIÓN APORTE AL DESARROLLO REGIONAL Los procesos antropogénicos y los efectos del cambio climático, están afectando de manera directa la diversidad biológica del planeta. Estos factores han conducido a una disminución en el tamaño poblacional de muchos organismos y por ende a la reducción de la capacidad adaptativa de estos a los cambios del ambiente. De igual manera, el uso sostenido de muchas especies de plantas de interés agrícola ha conducido a una base genética estrecha limitando su producción y capacidad de tolerancia a 3. Genética de Poblaciones enfermedades. En correspondencia con lo anterior, el grupo de Microbiología y Genética tiene entre sus objetivos: 1) El estudio de la diversidad genética y estructura poblacional de especies de interés biológico, 2) Conocer los procesos genéticos que amenazan la diversidad genética de poblaciones de especies de plantas de importancia agrícola, 3) Establecer estrategias para la conservación y/o recuperación de poblaciones de especies de plantas de importancia agrícola mediante el uso de la genética y la biotecnología vegetal. 4 de 10 LÍNEAS ESTRATÉGICAS DE ESCUELA JUSTIFICACIÓN APORTE AL DESARROLLO REGIONAL Los consorcios microbianos que habitan diferentes formaciones geológicas (ej: reservorios de petroleo, mantos de carbón, etc) tienen impacto directo sobre la industria del petroleo y en minería. Entre los procesos microbianos de mayor impacto se encuentran: la biodegradación de crudos de petroleo, la biocorrosión en la industria del petroleo y la producción de gas metano en mantos de carbón, entre otros. El estudio de estos consorcios y de los procesos metabólicos en los cuales están implicados, así como las relaciones 4.GeoMicrobiología simbioticas que se establecen en estos ambientes, permiten el desarrollo de biotecnologías de alto impacto. En correspondencia con lo anterior, el grupo de Microbiología y Genética tiene entre sus objetivos: 1) Estudiar la composición microbiana de reservorios de petróleo y mantos de carbón, sus rutas metabólicas principales así como los genes de mayor relevancia en los procesos de biodegradación; 2) Conocer las relaciones microbianas (simbiosis, predación, etc) existentes en estos ambiente; 3) Desarrollar estudios de bio-prospección de microorganismos productores de bioactivos de interés para la industria del petróleo y la minería. 5 de 10 LÍNEAS ESTRATÉGICAS DE ESCUELA APORTE AL DESARROLLO JUSTIFICACIÓN REGIONAL El conocimiento de la secuencia de genomas completos así como de los mecanismos de regulación génica de los seres vivos, ha permitido profundizar en el conocimiento del ciclo de vida de las especies, su evolución y su fisiología. Colombia es un país megadiverso. Dentro de esa amplia biodiversidad, los celomados es un grupo poco estudiado de interés biológico y comercial, que incluye especies con mecanismos de adaptación excepcionales cuyas moléculas 5. Genética de Celomados responsables pueden tener aplicaciones biomédicas y biotecnológicas. Adicionalmente, otras especies de este grupo son de interés comercial siendo el caso más sobresaliente, el camarón. En correspondencia con lo anterior, el grupo de Microbiología y Genética tiene entre sus objetivos: 1) Estudiar la diversidad genética de celomados presentes en el Caribe colombiano, 2) Establecer la influencia de factores ambientales y celulares en la regulación genética de celomados, en genes de interés biomédicos y biotecnológicos 6 de 10 LÍNEAS ESTRATÉGICAS DE ESCUELA JUSTIFICACIÓN APORTE AL DESARROLLO REGIONAL El conocimiento y la explotación de los recursos naturales colombianos es menos que incipiente en Colombia. Los métodos que emplea la Biología Molecular para el estudio de los genomas y su expresión, son de amplia utilización en otras áreas de la Biología como la Microbiología, la Genética, la Genética de poblaciones, la Genética Molecular, la Sistemática, La Biología Vegetal y Animal, etc. Las líneas estratégicas que hemos concebido para la Escuela de Biología de la UIS cubren un amplio rango de aplicaciones de las técnicas moleculares en respuesta a las necesidades locales y nacionales de caracterización y aprovechamiento de nuestra biodiversidad. Estas líneas nos permitirán acceder a nuevo conocimiento de importancia para la comunidad científica mundial, la industria nacional y la formación de nuevo recurso humano colombiano de alto 6.Biología Molecular Bioinformática y nivel. La gran acogida que han tenido los biólogos egresados del Grupo de Investigación en Biotecnología Industrial y Biología Molecular de la UIS, en Europa y Estados Unidos, es el mayor testimonio del enfoque acertado de las líneas que hemos elegido. En la actualidad, nuestras acciones de investigación están orientadas en tres direcciones diferentes: - Diversidad genética: Estudiar la diversidad genética de agentes virales vegetales, y especies mediante la bacterianas, animales implementación y uso y de herramientas o técnicas de Biología Molecular. - Biología Molecular aplicada: Aplicar los métodos moleculares a la resolución de problemas de orden biológico, ambiental, sanitario, industrial y clínico. - Bioinformática: Predecir con base en herramientas bioinformáticas la estructura y función de las proteínas, en función de su estructura primaria. 7 de 10 LÍNEAS ESTRATÉGICAS DE ESCUELA JUSTIFICACIÓN APORTE AL DESARROLLO REGIONAL La vegetación contribuye al flujo de energía, dinámica y homeostasis de los ecosistemas a nivel local y global. Sin embargo, las plantas individuales, las poblaciones y comunidades vegetales se enfrentan, por ser organismos sésiles, y deben responder a la heterogeneidad ambiental y a la acelerada presión antropógenica. Por tal razón, se hace necesario investigar cómo, porqué y para qué las plantas alteran su desempeño funcional en los diferentes hábitats naturales y agrícolas, además, examinar su contribución para mitigar los impactos de los agentes del cambio global del ambiente. De ese modo, aprovechando la diversidad vegetal, edafo-climática y agrícola que posee Santander en esta línea de investigación se espera: -Contribuir al conocimiento de la diversidad vegetal regional con el fin de elucidar los mecanismos y/o procesos adaptativos y/o aclimatación (morfo-anatómica, fisiológica y metabólica) de plantas silvestres en diferentes hábitats y en respuesta a estreses abióticos y/o antrópicos, 7. Ecofisiología Cambio Global Vegetal y y sean útiles en planes de conservación o recuperación de ecosistemas o zonas vulnerables de la región. - Contribuir al desarrollo agrícola regional mediante el estudio y la generación de las bases eco-fisiológicas de especies cultivadas de interés agrícola regional, especialmente, especies perennes frutales siempre-verdes (cacao, aguacate, guanábana, guayaba etc), anuales (lulo, uchuva, mora, tomate de árbol, hortalizas) y promisorias bajo domesticación (especies aromáticas, productoras de fibras, y con uso potencial para bioenergía) que servirán de insumos adecuado para bajo su mejoramiento las condiciones genético y manejo edafo-climáticas de Santander. - Contribuir al desarrollo de la cadena de producción forestal mediante la conservación y recuperación de especies nativas maderables y no maderables mediante la generación de las bases eco-fisiológicas y su potencial uso en sistemas de producción sostenibles, i.e. sistemas agroforestales o silvo-pastoriles, en la conservación y recuperación de cuencas hidrográficas y áreas degradadas de importancia en el departamento de Santander. 8 de 10 LÍNEAS ESTRATÉGICAS DE ESCUELA JUSTIFICACIÓN APORTE AL DESARROLLO REGIONAL El Nororiente Colombiano, especialmente, el Dpto. de Santander, contribuye de manera importante y significativa para el país por su diversa producción de frutos, hortalizas y flores para consumo interno y su exportación. Sin embargo, el valor agregado de los productos agrícolas se 8. Fisiología de pos- cosecha de frutas, flores y hortalizas da en el manejo, conservación en post-cosecha y el procesamiento mínimo de los mismos. En esta línea de investigación se pretende contribuir al desarrollo de la cadena de producción hortofrutícola en Santander, mediante el estudio y generación de las bases fisiológicas que permitan una mayor duración de la vida en postcosecha de frutos, flores y hortalizas interés regional y promisorio de Santander. 9 de 10 LÍNEAS ESTRATÉGICAS DE ESCUELA JUSTIFICACIÓN APORTE AL DESARROLLO REGIONAL El estudio de la vegetación en un país con alta diversidad biológica como Colombia, requiere diferentes líneas de investigación complementarias que permitan enfocar y responder a las necesidades de los diferentes actores locales, regionales y nacionales. Dichas necesidades no corresponden solamente a intereses académico - científicos de inventarios vegetales y estudios de dinámica de poblaciones vegetales, sino también incluyen las necesidades de los entes administradores de recursos naturales (Ministerios, Corporaciones regionales ambientales, administraciones locales entre otros), por información sobre ordenación del territorio, caracterización de coberturas vegetales y evaluación de la potencialidad de 9. Biología Vegetal uso y aprovechamiento sostenible de recursos vegetales. Por esta razón, la Línea de Biología Vegetal coordinada desde el Herbario UIS, se plantea el desarrollo de investigaciones sobre: 1) Inventario y caracterización de la flora nativa en la región Nororiental del país, 2) Estudios ecológicos en coberturas vegetales naturales para entender sus procesos de dinámica, fenología, polinización, dispersión, restauración y relaciones ecológicas a diferentes escalas geográficas y temporales, 3) Estudios de ordenación y tipificación de coberturas vegetales, como aporte al adecuado manejo, conservación y aprovechamiento sostenible de áreas naturales en la región nororiental colombiana y 4) Identificación y caracterización de la potencialidad de uso y aprovechamiento de la flora nativa en la región. 10 de 10