Analysis of Nostoc muscorum biomass production in a hydroponic system / Análisis de la producción de biomasa de Nostoc muscorum en sistema hidropónico / Análise da produção de biomassa de Nostoc muscorum num sistema hidropônico

Abstract Nostoc is a genus of filamentous cyanobacteria with biotechnological applications in human nutrition, biomedicine, biofertilization and commercial production of biofuels. However, the low growth rate in liquid medium due to its periphytic nature and its tendency to form biofilms, limits its large-scale production. Therefore, the aim of this study was to evaluate the biomass production of Nostoc muscorum in a modified hydroponic system. Cultures of N. muscorum were made by triplicate, in a hydroponic system under semicontrolled conditions of temperature (29 ± 13 °C), light intensity (32 ± 54 µmol/m2/s) and photoperiod (12 hours), for a total of 23 days inside a greenhouse. Temperature, pH, conductivity and dry biomass production were monitored on alternating days. The results showed that the maximum dry biomass production was 0.2276 ± 0.0114 g/m2/day, and the average productivity was 0.4149 ± 0.0207 g/m2/day. The maximum biomass production of N. muscorum was achieved on day thirteen with 0.3185 ± 0.0159 g/m2/day. The correlation statistical analysis of environmental variables did not show significant differences; thus, temperature, pH and electrical conductivity did not affect the biomass production of N. muscorum. Consequently, the algal growth was influenced by the species physiology only. The support used in the hydroponic system allowed the adhesion and development of the algae mucilaginous layer without requiring drying periods as in conventional crops. The hydroponic system provided a continuous flow of nutrients hat could prevent the attack of opportunistic bacteria and fungi, generating a high growth rate of N. muscorum. The hydroponic system represents a viable alternative for the production of N. muscorum biomass under greenhouse conditions at large scale.

Resumen Nostoc es un género de cianobacterias filamentosas con aplicaciones biotecnológicas en nutrición humana, biomedicina, biofertilización y producción comercial de biocombustibles. Sin embargo, su baja tasa de crecimiento en medio líquido por su naturaleza perifítica y su tendencia a formar biofilms, limita su producción a gran escala. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue analizar la producción de biomasa de Nostoc muscorum en un sistema hidropónico modificado. Para ello, se realizaron cultivos de N. muscorum por triplicado, en un sistema hidropónico bajo condiciones semicontroladas de temperatura (29 ± 13°C), intensidad lumínica (32 ± 54 µmol/m2/s) y fotoperiodo (12 horas), durante 23 días en un invernadero. La temperatura, el pH, la conductividad eléctrica y la producción de biomasa seca, fueron monitoreados en días alternados. Los resultados arrojaron que la producción máxima de biomasa seca fue de 0.2276 ± 0.0114 g/m2/día, y la productividad promedio fue de 0.4149 ± 0.0207 g/m2/día. A su vez, la producción máxima de biomasa de N. muscorum se obtuvo el día trece con 0.3185 ± 0.0159 g/m2/día. El análisis estadístico de correlación de variables ambientales no arrojó diferencias significativas, por lo que la temperatura, el pH y la conductividad eléctrica no afectaron la producción de biomasa de N. muscorum. Consecuentemente, el crecimiento algal fue influenciado por la fisiología de la especie. El soporte empleado en el sistema hidropónico permitió la adherencia y el desarrollo de la capa mucilaginosa de la cianobacteria sin requerir períodos de desecación como en los cultivos convencionales. El sistema hidropónico proporcionó un flujo continuo de nutrientes que podría prevenir el ataque de bacterias y hongos oportunistas, generando una alta tasa de crecimiento. De este modo, este sistema hidropónico representa una alternativa viable para la producción de biomasa de N. muscorum en condiciones de invernadero a gran escala.

Resumo Nostoc é um gênero de cianobactérias filamentosas com aplicações biotecnológicas em nutrição humana, biomedicina, biofertilização e produção comercial de biocombustíveis. Entretanto, sua baixa taxa de crescimento em meio líquido, devido à sua natureza perifítica e sua tendência a formar biofilmes, limita sua produção em larga escala. Portanto, o objetivo deste estudo foi analisar a produção de biomassa de Nostoc muscorum num sistema hidropônico modificado. Para isso, foram realizadas culturas de N. muscorum em triplicata num sistema hidropônico sob temperatura (29 ± 13°C) e intensidade da luz (32 ± 54 µmol/m2 /s) semicontroladas com fotoperíodo de 12 horas durante 23 dias numa estufa. A temperatura, o pH, a condutividade elétrica e a biomassa seca foram monitorados em dias alternados. Os resultados mostraram que a produção máxima de biomassa seca foi de 0,2276 ± 0,0114 g/m2 /dia e a produtividade média foi de 0,4149 ± 0,0207 g/ m2 /dia. No entanto, a produção máxima de biomassa de N. muscorum foi obtida no dia treze com 0,3185 ± 0,0159 g/m / dia. A análise estatística da correlação de variáveis ambientais não mostrou nenhuma diferença significativa, de modo que a temperatura, o pH e a condutividade eléctrica não afetaram a produção de biomassa de N. muscorum e o crescimento foi influenciado pela fisiologia da espécie. O suporte utilizado permitiu a adesão e desenvolvimento da camada mucilaginosa das algas sem a necessidade de períodos de secagem como nas culturas convencionais. O sistema hidropônico proporcionou um fluxo contínuo de nutrientes que impede o ataque de bactérias e fungos oportunistas, gerando uma alta taxa de crescimento. Portanto, este sistema hidropônico representa uma alternativa viável para a produção de biomassa de N. muscorum em larga escala sob condições de estufa.

Chlorella, ¿un potencial biofertilizante? / Chlorella, a potential biofertilizer? / Chlorella, um potencial biofertilizante?

Resumen Las microalgas son organismos fotoautótrofos con un rápido crecimiento y la habilidad de adaptarse a diversos ambientes. Convierten el dióxido de carbono en biomasa y debido a esto, se considera que tienen gran potencial biotecnológico. La biomasa algal puede usarse en la industria alimenticia y de compuestos bioactivos, en la producción de biocombustibles, en la bioremediación y biofertilización. Como biofertilizantes, las microalgas clorofitas y cianofitas, producen polisacáridos (mucílago) que pueden evitar la erosión, mejorar la estructura y el contenido de material orgánica de los suelos, y aumentar la concentración de iones en los cultivos. Reduciendo de esta forma la necesidad de fertilizantes químicos convencionales. El uso de estas microalgas como biofertilizantes se denomina algalización. Durante este proceso se usan principalmente clorofitas por su alta tasa de crecimiento, la facilidad de su cultivo a gran escala, y su adaptación a las condiciones del suelo. El género Chlorella es de gran interés porque diversos estudios han mostrado que puede ayudar en la fijación del nitrógeno, mejorar las propiedades físicas y químicas del suelo, y producir sustancias que promueven el desarrollo de la planta y el control de infecciones. Por esta razón, las microalgas del género Chlorella representan una alternativa viable para la biofertilización, generando beneficios no solo para la producción agrícola sino también para el medio ambiente.

Abstract Microalgae are photoautotrophic organisms with fast growth and the ability to adapt to different environments. They convert carbon dioxide into biomass and are considered to have great biotechnological potential because of it. Algal biomass can be used in food and bioactive compounds industry, in biofuels production, in bioremediation and biofertilization. As biofertilizers, chlorophytes and cyanophytes microalgae produce polysaccharides (mucilage) that can avoid erosion, improve the structure and organic matter content in the soil, and increase the ions concentration for crop plants. Thus, reducing the need for conventional crop chemical fertilizers. The use of this microalgae as biofertilizers is called algalization. Algalization uses mainly chlorophytes due to their high growth rate, their simple large scale cultivation, and their adaptation to soil conditions. Chlorella genus is of special interest because research has shown that it can help with nitrogen fixation, improve physical and chemical properties of the soil, and produce substances that can promote plant development and infections control. Therefore, microalgae from Chlorella genus are a viable alternative for biofertilization, generating benefits for agricultural production and the environment.

Resumo As microalgas são organismos fotoautotróficos com crescimento rápido e capacidade de adaptação a diferentes ambientes. Eles convertem dióxido de carbono em biomassa e, por isso, são considerados com um grande potencial biotecnológico. A biomassa de algas pode ser usada na indústria alimentar e de compostos bioactivos, na produção de biocombustíveis, na biorremediação e biofertilização. Como biofertilizantes, as microalgas clorófitas e cianófitas produzem polissacarídeos (mucilagem) que podem evitar a erosão, melhorar a estrutura e o conteúdo de matéria orgânica do solo, e aumentar a concentração de iões nas culturas, reduzindo assim a necessidade de fertilizantes químicos convencionais. O uso dessas microalgas como biofertilizantes é chamado de algalização. Durante este processo, usam-se eles ​​principalmente clorofíceas por sua alta taxa de crescimento, facilidade de cultura em larga escala, e sua adaptação às condições do solo. A Chlorella é de grande interesse porque vários estudos têm mostrado que pode auxiliar na fixação do nitrogênio, melhorar as propriedades físicas e químicas do solo, e produzir substâncias que promovem o crescimento das plantas e o controle de infecções. Por esta razão, as microalgas do gênero Chlorella representam uma alternativa viável para a biofertilização, gerando benefícios não só para a produção agrícola, mas também para o meio ambiente.

Sensibilización ambiental con TIC: App "Ubica un primate" / Environmental awareness with ICT: App "Ubica un primate" / Sensibilização ambiental com TIC: App "Ubica un primate"

Resumen Las constantes amenazas y conflictos que afectan a los primates en ambientes urbanos ponen a sus poblaciones en declive. Esto se agrava por la falta de conocimiento de los habitantes sobre la fauna y la flora con la que coexisten. Con el objetivo de aumentar el conocimiento y sensibilizar a la población de Villavicencio sobre la importancia y distribución de primates en ecosistemas urbanos se desarrolló una aplicación móvil (app) gratuita. Inicialmente, se realizaron entrevistas semiestructuradas (n = 140) con residentes de cada zona (n = 28) de la ciudad de Villavicencio en la que se observaron primates, con el fin de generar un mapa de la distribución de primates diurnos. También se hizo la identificación de las especies presentes, siendo: Saimiri sciureus cassiquiarensis, Plecturocebus ornatus, Alouatta seniculus y Sapajus apella. Con los datos de distribución, conflictos y amenazas, se construyó una aplicación móvil en el sistema Android, donde tales datos están georreferenciados, con el fin de sensibilizar a la comunidad sobre las especies de primates presentes en la ciudad. La socialización de la app fue dirigida a las entidades gubernamentales y ONGs de la ciudad, obteniendo una evaluación positiva por el público. Trabajar con comunidades en proyectos de sensibilización ambiental que utilizan herramientas como las TICs tiene el potencial de transformar la dinámica sociocultural local, promoviendo una mayor preocupación con la biodiversidad y siendo una herramienta bien recibida por diferentes grupos de la población.

Abstract Constant threats and conflicts that affect primates in urban environments put their populations in decline. The situation is aggravated by the lack of knowledge of the community about the fauna and flora that they coexist with. Aiming to increase the knowledge and awareness of the people from Villavicencio on the importance and distribution of primates in urban ecosystems, a free mobile application (app) was developed. Initially, 140 semi-structured interviews were conducted with residents of each area of Villavicencio where primates were observed (n=28). As a result, a distribution map of diurnal primates was created. Identification of the present species was also made. The following species were found: Saimiri sciureus cassiquiarensis, Plecturocebus ornatus, Alouatta seniculus, and Sapajus apella. With distribution, conflicts and threats data, a mobile application was built in the Android system, georeferencing the information available, so the community could be sensitized about the primate species in the city. Socialization of the application was addressed to governmental entities and NGOs of the city, obtaining a positive evaluation by the public. Working with communities on environmental awareness projects that use tools such as ICTs has the potential to transform local socio-cultural dynamics, to promote greater concern about biodiversity, and it is a well-received tool by different groups of people.

Resumo As constantes ameaças e conflitos que afetam os primatas em ambientes urbanos colocam suas populações em declínio. Isso é agravado ainda pela falta de conhecimento dos habitantes sobre a fauna e a flora com a qual coexistem. Com o objetivo de aumentar o conhecimento e sensibilizar a população de Villavicencio sobre a importância e distribuição de primatas em ecossistemas urbanos foi desenvolvido um aplicativo móvel (app) gratuito. Inicialmente, foram realizadas entrevistas semi-estruturadas (n=140) com residentes de cada zona (n=28) da cidade de Villavicencio nas quais se observaram primatas a fim de gerar um mapa da distribuição de primatas diurnos. Também foi feita a identificação das espécies presentes, sendo: Saimiri sciureus cassiquiarensis, Plecturocebus ornatus, Alouatta seniculus e Sapajus apella. Com os dados de distribuição, conflitos e ameaças, foi construído um aplicativo móvel no sistema Android, onde tais dados estão georeferenciados, a fim de sensibilizar a comunidade sobre as espécies de primatas presentes na cidade. A socialização do app foi direcionada para as entidades governamentais e ONGs da cidade, obtendo uma avaliação positiva pelo público. Trabalhar com comunidades em projetos de sensibilização ambiental que utilizam ferramentas como as TICs tem o potencial de transformar a dinâmica sociocultural local, promovendo uma maior preocupação com a biodiversidade, sendo uma ferramenta bem recebida por diferentes grupos da população.

Effect of the Riparian Vegetation on the Phytoperiphyton of Wetlands in the Colombian Orinoquía / Efecto de la vegetación riparia sobre el fitoperifiton de humedales en la orinoquía colombiana

RESUMEN La vegetación riparia es primordial para el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos al aportar materia orgánica. Dado que el perifiton juega un rol indispensable en la dinámica de estos ecosistemas y existen pocos trabajos sobre su ecología en el Neotrópico, se planteó la pregunta: ¿Cómo afecta el tipo de cobertura vegetal de la zona riparia, la estructura del fitoperifiton de humedales de la Orinoquía? En noviembre de 2016 se estudiaron 15 humedales con cobertura boscosa y 15 humedales con vegetación herbácea en su zona riparia. Los humedales están ubicados en la zona periurbana de Villavicencio, Meta (Colombia). Se comparó la diversidad algal entre coberturas riparias y se realizaron análisis de Redundancia para determinar que variables ambientales explicaban la composición del fitoperifiton. Se encontraron 467 morfotipos de algas, el 36,2 % perteneció a la clase Zygnematophyceae, 35,3 % a Bacillariophyceae y 16 % a Chlorophyceae. En cuanto a las diatomeas, se encontraron 165 morfoespecies distribuidas en 30 géneros. Eunotia y Pinnularia fueron los más representativos. Los análisis multivariados indicaron que la composición de diatomeas se relacionó con la cobertura vegetal litoral y el carbono orgánico total. El resto del fitoperifiton fue explicado por la temperatura y la conductividad. Modelos de regresión lineal mostraron que la diversidad de diatomeas fue explicada por el número de sustratos, la temporalidad y la cobertura vegetal riparia. Los resultados permiten concluir que en humedales antropizados de la Orinoquía colombiana, el tipo de cobertura vegetal riparia afecta la composición y diversidad de las diatomeas.

ABSTRACT Riparian vegetation is essential for the functioning of aquatic ecosystems by providing organic matter. Given that periphyton plays an indispensable role in the dynamics of these ecosystems and there are few works on its ecology in the Neotropic our research question was: How does the riparian vegetation cover affect the structure of the phytoperiphyton in wetlands of the Orinoquía? In November 2016, we sampled 15 wetlands covered by forest and 15 wetlands covered by herbaceous vegetation in the riparian zone. The wetlands are located in the peri-urban area of Villavicencio, Meta (Colombia). The algal diversity between coverage types was compared and Redundancy Analyses were carried out to determine which environmental variables explain the phytoperiphyton composition. 467 morphotypes of microalgae were found, 36.2 % belonged to the Zygnematophyceae Class, 35.3 % to Bacillariophyceae, and 16 % to Chlorophyceae. 165 morpho-species of diatom distributed in 30 genera were found. Eunotia and Pinnularia were the most representative. The multivariate analyzes indicate that the composition of diatoms was related to the littoral vegetation coverage and the total organic carbon. The rest of the phytoperifiton was explained by temperature and conductivity. Linear regression models showed that the diversity of diatoms was explained by the number of substrates, temporality and the type of riparian coverage. We conclude that in anthropogenic wetlands of the Colombian Orinoquía, the type of riparian vegetation affects the composition and diversity of diatoms.