Santiago Madriñan Restrepo

Objetivos:1.     Identificar plantas medicinales y sus usos en las comunidades indígenas del Caño Cubiyú, Vaupés. 2.     Realizar una colecta botánica de especímenes para obtener un registro sobre la presencia de estas plantas en esta zona del país. 3.     Generar un registro físico describiendo las diferentes plantas encontradas, los diferentes usos que los indígenas les dan, y asociar los nombres locales a los nombres científicos de ellas. 4.     Valorar expectativas de las comunidades asociadas al uso de las plantas medicinales.5.     Reducir la pérdida de conocimiento botánico en las nuevas generaciones de las comunidades del Caño Cubiyú.6.     Analizar posibilidades de propagación o cultivo de plantas medicinales silvestres en un entorno doméstico. Objetivos secundarios: 1.     Colaborar en la elaboración de calendarios ecosistémicos asociando nombres comunes de plantas con el nombre científico.2.     Realizar una caracterización de las plantas usadas por la comunidad en entornos diferentes a la salud botánica(Ej: Artesanías, cultivos, objetos rituales)Plan de Trabajo: a.     Realizar una colecta biológica de la mayor cantidad de plantas medicinales que se puedan obtener durante la salida de campo a las comunidades. Esta colecta debe ser apoyada por las personas de la comunidad encargadas del conocimiento botánico para que ellas puedan señalar las plantas, sus nombres y usos, y las preparaciones necesarias para consumirlas. b.     Describir en detalle los datos de colecta, los datos del lugar, así como cualquier otra característica ecológica notable como: a.     Presencia de insectosb.     Asociaciones notables con otras plantas u hongosc.     Características del suelo/sustrato d.     Descripción general del lugar donde se encontró la plantae.     Coordenadas de GPSf.      Fotografías de la planta in situc.     Realizar la preparación y montaje de especímenes colectados para ser ingresados a la colección del herbario de la Universidad de los Andes.

Estudiar la coevolución química entre plantas del género Passiflora y mariposas de la subfamilia Heliconiinae

Objetivos:1.     Identificar plantas medicinales y sus usos en las comunidades indígenas del Caño Cubiyú, Vaupés. 2.     Realizar una colecta botánica de especímenes para obtener un registro sobre la presencia de estas plantas en esta zona del país. 3.     Generar un registro físico describiendo las diferentes plantas encontradas, los diferentes usos que los indígenas les dan, y asociar los nombres locales a los nombres científicos de ellas. 4.     Valorar expectativas de las comunidades asociadas al uso de las plantas medicinales.5.     Reducir la pérdida de conocimiento botánico en las nuevas generaciones de las comunidades del Caño Cubiyú.6.     Analizar posibilidades de propagación o cultivo de plantas medicinales silvestres en un entorno doméstico. Objetivos secundarios: 1.     Colaborar en la elaboración de calendarios ecosistémicos asociando nombres comunes de plantas con el nombre científico.2.     Realizar una caracterización de las plantas usadas por la comunidad en entornos diferentes a la salud botánica(Ej: Artesanías, cultivos, objetos rituales)Plan de Trabajo: a.     Realizar una colecta biológica de la mayor cantidad de plantas medicinales que se puedan obtener durante la salida de campo a las comunidades. Esta colecta debe ser apoyada por las personas de la comunidad encargadas del conocimiento botánico para que ellas puedan señalar las plantas, sus nombres y usos, y las preparaciones necesarias para consumirlas. b.     Describir en detalle los datos de colecta, los datos del lugar, así como cualquier otra característica ecológica notable como: a.     Presencia de insectosb.     Asociaciones notables con otras plantas u hongosc.     Características del suelo/sustrato d.     Descripción general del lugar donde se encontró la plantae.     Coordenadas de GPSf.      Fotografías de la planta in situc.     Realizar la preparación y montaje de especímenes colectados para ser ingresados a la colección del herbario de la Universidad de los Andes.

Estudiar la coevolución química entre plantas del género Passiflora y mariposas de la subfamilia Heliconiinae

En este proyecto, proponemos responder la interrogante de si existe un efecto del cambio climático sobre el comportamiento micorrizal en el ecosistema de páramo. Para cumplir esta meta, se establecerán dos acercameintos: 1). Estudiar los cambios de las comunidades de micorrizas en un gradiente altitudinal y 2). Analizar la variabilidad de las comunidades fúngicas en un expermento in situde calentamiento. Según los resultados de (Johnson et al., 2013), a medida que la temperatura y la humedad incrementen, se esperaría que la diversidad de HFM ascienda. Por otro lado, bajo temporadas extensas de sequía, se espera que la diversidad de HFM disminuya significativamente (Zhang et al., 2013) Debido al incremento de la temperatura, la anómala fluctuación del clima y la presión antropogénica, es imperante generar conocimientos sobre la biología del suelo, fundamentalmente en ecosistemas altamente sensibles a factores climáticos (Rillig, 2004)El conocimiento de la dinámica micorrízica del páramo, proporcionará elementos importantes para la evaluación y predicción de los estados ecológicos, especialmente bajo la influencia de la alteración climática. Este estudio buscará determinar los factores mas influyentes (bioticos y abióticos), en la ecología de los HFM del ecosistema de páramo, y su respuesta a los efectos del calentamiento global. Mediante la evaluacion de la abundancia y riqueza de las comunidades de HFM, la caracterización de la vegetación y la cuantficación de factores ecofisiológicos, se busca entender el comportaminento de las micorrizas bajo las alteraciones ambientales en el páramo andino. Para lograr los objetivos de este estudio, el trabajo de campo se realizará en los páramos de Matarredonda (MR), (N 4o 33´01,05´´ - W 73o 59´31,95´) y Sumapaz (Sz), ( N 3o 49´ 50,55´´ - W 74o 24´49,42´). Las unidades de muestreo estarán organizadas en transeptos de 2,2 Km aproximadamente, constituidas por un sistema de entre 3 y 4 parcelas fitosociológicas, y dispuestas en diferentes alturas. El número de parcelas estará limitado por la diferencia en elevación entre los puntos extremos (Mínimo y máximo). El montaje de cada unidad muestral estará condicionado según la diferencia de elevación cada 100 m (Coutinho et al., 2015). Otro parámetro para el establecimiento de las unidades muestrales es la ubicación de las cámaras de calentamiento (open top chambers OTC), pertenecientes al proyecto: “Impacto del cambio climático sobre la diversidad vegetal del páramo y sobre los servicios ecosistémicos que proveen como sumidero de carbono, código 1204 – 714 -51294”, las cuales estarán ubicadas en el punto medio del gradiente. Datos de temperatura mesurados dentro del área de influencia de las OTC, evidencian un aumento de 2oC promedio y máximas de hasta. 10oC en días soleados. Adicionalmente, las OTC disminuyen la humedad del suelo en temporada seca (Diciembre-marzo) (Rillig, 2004).

Los bosques secos tropicales en Colombia han cobrado importancia en los últimos años dado su actual estado de amenaza y que gran parte de su extensión se ha perdido masivamente en los últimos 30 años, actualmente sólo queda un remanente del 10 % de la extensión original (Pizano & García 2014, Portillo-Quintero & Sanchez-Azofeifa 2010). Uno de los factores que ha modulado la pérdida en su extensión es el uso de sus tierras para actividades agropecuarias, lo que hace de éste, un ecosistema de interés para estudios sobre restauración y conservación (Sánchez-Azofeifa et al. 2005). Este tipo de bosque se encuentra en Colombia en los valles de los ríos Cauca, Magdalena y Patía, y en las llanuras del Caribe. Se caracteriza principalmente por su régimen climático en la que existe una estación de lluvias y una en la que la escasez de agua marca la diferencia (Pizano & García 2014). Dadas estas características ambientales que pueden llegar a ser extremas se ha encontrado que las especies que en él habitan poseen una variedad de adaptaciones que les permiten sobrevivir. En ese sentido, las plantas son los mejores organismos de estudio para entender cómo responden los seres vivos a un ecosistema tan marcadamente estacional, dado que las mismas son organismos sésiles que deben responder a tales cambios. Conocer cómo las diferentes fases del ciclo de vida de una planta están relacionadas con el régimen climático del bosque seco tropical es de gran importancia para poder desarrollar estrategias de conservación en el mismo que resulten eficientes para poder recuperar este importante ecosistema. Pese a esto, pocos estudios han realizado un estudio sistemático de la biología reproductiva de plantas de bosque seco en el Caribe colombiano, razón por la cual, es imperativo generar un estudio de la biología reproductiva de las principales especies nativas en la zona. Objetivo general Investigar la biología reproductiva de diez especies nativas del bosque seco tropical del Caribe colombiano Objetivos específicos 1.     Medir las fenofases de las especies seleccionadas durante un año. 2.     Establecer las tasas de germinación y crecimiento de las especies seleccionadas en condiciones de vivero. 3.     Establecer un vivero experimental para el estudio de la biología reproductiva de especies nativas del bosque seco tropical del Caribe colombiano 4.     Establecer un banco de semillas de especies nativas del bosque seco tropical del Caribe colombiano. Metodología general El lugar de estudio será el Jardín Botánico Guillermo Piñeres de Cartagena (JBGP), ubicado en el municipio de Turbaco, Bolívar y sus alrededores. El JBGP es un lugar dedicado a la conservación de especies nativas del bosque seco tropical colombiano, en él se encuentra un bosque con estas especies nativas. De cada una de las especies a evaluar, se seleccionarán un total de 10 individuos que se encuentren en condiciones similares de madurez y adicionalmente que se encuentren en buenas condiciones fitosanitarias al momento de inicio de los censos. Los individuos seleccionados, serán marcados con un código que incluya su especie y el número de individuo asignado. Durante un año, cada 15 días se realizará un recorrido por cada uno de los individuos seleccionados midiendo los siguientes estados fenológicos que se mencionan a continuación: caída de hojas, rebrote, botón, flor abierta, fruto verde y fruto maduro. Estas mediciones se tomarán teniendo en cuenta la proporción que cubre cada estado fenológico en la copa del árbol, asignándole números de 0 a 4 así (Fournier 1978, Silva et al. 2014). Adicional a esto, en el JBGP se encuentra una estación climática de la cual se colectará información mensualmente y se tomaran muestras de suelo cercanas a los árboles mensualmente para determinar su porcentaje de humedad. Con las medidas fenológicas y las medidas ambientales se realizarán regresiones para entender si hay una relación entre la estacionalidad y los cambios fenológicos en las especies de bosque seco tropical. Finalmente, para conocer si hay diferencias en la calidad de la producción anual de las especies, se realizarán pruebas de germinación de sus semillas cada vez que estas se encuentren en fruto, las pruebas se realizarán en el vivero del JBGP, teniendo para cada especie cuatro réplicas de 20 semillas cada una. Adicionalmente de 10 individuos que germinen se realizará un seguimiento semanal de su crecimiento y producción de hojas, desde la emergencia de sus cotiledones hasta alcanzar los cuatro meses de edad. Resultados esperados Se espera establecer los patrones fenológicos de las especies nativas de bosque seco tropical y entender si las mismas están respondiendo a los diferentes factores medioambientales que modulan el mismo. Adicionalmente, se espera encontrar una relación de las especies con dicha estacionalidad. Respecto a los resultados de las pruebas de germinación espera no encontrar diferencias entre la germinación de las especies en las diferentes épocas de fructificación, más si un cambio en la fuerza de la misma durante las diferentes temporadas del año. Adicionalmente se espera conocer la tasa de crecimiento de las diferentes especies a evaluar en sus primeros estadíos.

Este trabajo pretende entender la serie de eventos ocurridos en el ciclo reproductivo de tres especies de pinos colombianos. Mediante el seguimiento fenológico y microscopía de los conos ovulíferos y poliníferos de individuos provenientes de la Sabana de Bogotá y bosques andinos cercanos a la capital, se describirá a nivel anatómico la formación de los conos, la ultraestructura de polen y los diferentes estados de embriogénesis. Objetivos: 1. Determinar la secuencia de eventos fenológicos en cada una de las tres especies, así como el grado de sincronía en la aparición de cada una de las fenofases presentadas dentro de una misma especie. 2. Conocer detalladamente el desarrollo anatómico de los conos ovulíferos y conos poliníferos. 3. Analizar bajo un marco evolutivo las diferencias y similitudes en el desarrollo de dichas estructuras, comparando las tres especies colombianas entre sí y con otras especies de Podocarpaceae no neotropicales que han sido ampliamente estudiadas.

Los borracheros, Brugmansia spp., son conocidos por producir escopolamina, en donde se han reportado diversos usos por parte de comunidades indígenas en el sur de Colombia. Recientemente se ha aumentado la siembra de diferentes variedades y se ha promovido la hibridación para llegar a nuevos morfotipos de interés horticultural. Este estudio pretende entender cómo los procesos de hibridación artificial influye en los diferentes aspectos biológicos y etnobotánicos del borrachero, principalmente sí pueden existir procesos de homogeneización de alcaloides, llevando a una pérdida de posibles usos. Se realizarán salidas de campo al Putumayo y al Caquetá, para realizar registro de los tipos de uso que le dan a las variedades. Por medio de los perfiles químicos, obtenidos con GC-MS, se busca entender cómo estos procesos de hibridación influyen en los patrones de uso en éstas comunidades. Posteriormente, se realizarán caracterizaciones morfológicas y genéticas.

Este trabajo pretende probar la hipótesis propuesta en la monografía de Cuatrecasas (2013) de que los frailejones son especies syngameones, bajo dos predicciones. de Queiroz (1998) propone que las especies pueden entenderse como segmentos de linajes al nivel de meta-poblaciones, este concepto permite evaluar a las especies con criterios diferentes al de entrecruzamiento. El objetivo del estudio es evaluar estas dos predicciones: la primera, propone que la cohesión fenotípica de las especies se mantiene a pesar de la existencia de individuos con fenotipos intermedios y la segunda, que la frecuencia relativa de individuos con fenotipos intermedios entre especies, depende de la abundancia relativa local de las especies, tal cual describen modelos recientes de hibridación (Klein et al. 2017). Estas dos predicciones se evaluarán usando modelos de mezclas normales y nos centraremos en las especies de los géneros Espeletia y Espeletiopis presentes en el páramo de Sumapaz. El área de estudio será en el páramo de Sumapaz, por encima de los 3000m de elevación. Las especies de trabajo según Paramo Plants online (Madriñán et al, 2015) son frailejones, de al menos, catorce taxones al nivel de especie y dos variedades. Para determinar la abundancia, estudiaremos celdas 30m x 30m ubicadas aleatoriamente, estratificadas por temperatura, precipitación y sin evidencia de alteración antrópica durante los últimos 15 años. Realizaremos conteos en Parcelas 1m x 3m ubicadas aleatoriamente dentro de cada celda. Se colectarán especímenes de frailejones para representar los fenotipos de plantas fértiles y estériles en las parcelas y  los fenotipos  fértiles del área de 90m x 90m. Por último, mediremos caracteres fenotípicos continuos que según la taxonomía más reciente (Cuatrecasas 2013) pueden ser útiles para distinguir las especies descritas. Las predicciones se evaluarán usando modelos de mezclas normales en el paquete de R Mclust (Scrucca et al. 2016).

Durante el Neogeno se dio la formación de nuevos ambientes templados como consecuencia del levantamiento de los Andes y se estableció la conexión terrestre entre Norte y Suramérica a través del istmo de Panamá. Estos eventos condujeron al intercambio de flora, en el cual numerosos elementos templados del norte y del sur se dispersaron hacia los Andes tropicales y radiaron en la parte alta de las recién formadas montañas andinas durante el Pleistoceno (p.ej. Lupinus, Hypericum, Geranium, Weinmmania), en tanto que otros grupos apenas han alcanzado el norte de Suramérica (p.ej. Alnus, Quercus). El levantamiento de los Andes constituyó también un barrera entre los grupos de tierras bajas centrado en la Amazonia y Centroamérica, es así que como solo 15% de las especies de grupos centrados en la Amazonia alcanzan Centroamérica, aunque constituyen allí la mayoría de los elementos del dosel en los bosques húmedos (Gentry 1982). Como puede verse, la formación de los Andes actuó de forma crucial en la formación de la flora de zonas bajas y de la alta montaña en el Neotrópico. No obstante, poco se conoce sobre el modo en que dicho proceso geológico afectó la diversificación de grupos centrados en los Andes. Distintos modos de especiación pudieron haber actuado durante el levantamiento de los Andes. Potencialmente, durante la orogenia andina se presentó un escenario ideal para especiación alopátrica trans-andina, entre cordilleras o vertientes de las mismas, también peripátrica mediante la migración sis-andina o incluso trans-andina y paripátrica, promovida por la diferenciación altitudinal y consecuente divergencia de poblaciones contiguas por su adaptación a nuevos ambientes. La puesta a prueba de estos diferentes escenario supone la necesidad de contar con filogenias de alta resolución, para este caso, en grupos centrados en los andes. Así mismo, se requiere un refinado trabajo taxonómico que permita garantizar la identidad de los taxones, así como los límites geográficos y altitudinales de su distribución. El objetivo principal de la presente investigación es aportar evidencia clave sobre el modo en que se ha dado la diversificación de grupos centrados en el norte de los Andes. Para esto se usará como grupo modelo las secciones Casparya y Semibegoniella de Begonia (Begoniaceae). Se abordará una revisión taxonómica de estos grupos, así como una filogenia con base en caracteres moleculares, con lo cual se pretende recontruir la historia biogeográfica del grupo y comparar la densidad y temporalidad de los eventos cladogénicos con la historia geológica y climática del norte de los Andes.

Con cerca de 24.000 especies de plantas, Colombia es uno de los países con mayor diversidad vegetal. Esta extraordinaria diversidad se explica por la variedad climática y complejidad topográfica, así como por la posición geográfica del país, que lo sitúa una zona de paso obligado para grupos que se dispersan entre Centro América y Sur América. Con el fin de contribuir al conocimiento de la diversidad vegetal en Colombia, el laboratorio de botánica de la Universidad de los Andes, aborda diferentes ámbitos de la botánica. Se han desarrollado proyectos para el conocimiento florístico de la región paramuna y orinocense, estudios de relación planta-animal, en sistemática filogenética y taxonomía de distintos grupos, ecología reproductiva, morfología, biogeografía y genética. El objetivo de presente proyecto es englobar la labor de nuestro laboratorio, en cuanto a documentar la diversidad vegetal del territorio nacional. Como elemento fundamental para dichos estudios, se requiere la colecta, preservación y organización de especímenes botánicos. Para esta labor se cuenta con el apoyo del herbario ANDES, en el cual se depositan las colecciones derivadas de nuestras investigaciones.