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Las marismas son ecosistemas de pastizal ubicados en la interfase marino-terrestre, regulados por procesos físicos relacionados con la posición relativa en el relieve y los movimientos de las mareas. En los últimos años el corrimiento de la frontera agrícola llevó a la ganadería hacia estas áreas marginales, de alto valor intrínseco por brindar servicios ecosistémicos y ser sustento de una gran biodiversidad. El objetivo general de la tesis fue estudiar los efectos del pastoreo y las mareas sobre el suelo y la vegetación de estos ecosistemas en tres posiciones del gradiente topográfico: alto, medio y bajo. Se utilizó como sistema de estudio una marisma ubicada al sur de la Bahía de Samborombón. Se observó que el pastoreo (0.6 animales.ha-1)favoreció los procesos de compactación del suelo en todo el gradiente y aumentó la salinidad de las posiciones medias y bajas. Asimismo, modificó la composición florística en las posiciones altas y medias y disminuyó la calidad forrajera en todo el gradiente. Los cambios en la composición florística se debieron a una disminución en la cobertura de la especie dominante de la comunidad (Spartina densiflora)y de especies de alta calidad forrajera y un aumento de la cobertura de pastos rastreros y dicotiledóneas en la posición alta y de especies tolerantes a la salinidad en la posición media. A su vez, se encontraron poblaciones de la especie dominante S. densiflora localmente adaptadas a las posiciones altas y bajas en relación a la respuesta a ciclos diarios de inundación salina (simulando la marea). La población proveniente de la posición baja resultó más tolerante a la inundación salina al mantener una baja relación Na+/K+, retrasar la senescencia y mantener la elongación de sus láminas. En conjunto, los resultados encontrados aportan nuevos conocimientos sobre la estructura y funcionamiento de ecosistemas de marisma en relación a los principales disturbios que las afectan. En el aspecto práctico, la información generada servirá como base para plantear objetivos de manejo sustentables compatibles con objetivos de producción y conservación.

La Diabetes mellitus (DM) es un síndrome hiperglucémico que afecta al 7% de la población adulta de nuestro país, y que a largo plazo se asocia con complicaciones macro- y micro-vasculares potencialmente discapacitantes. Algunas de estas complicaciones crónicas (aterosclerosis, nefropatía, retinopatía, neuropatía) constituyen las principales causas de morbilidad y mortalidad en pacientes con DM, y por ello se han estudiado sus mecanismos patogénicos con detalle. Sin embargo, existen otras complicaciones tales como las óseas y articulares, que han recibido menor atención en la literatura, pero que contribuyen a disminuir la calidad de vida de los pacientes. En particular, se ha encontrado que a largo plazo, la DM se asocia con pérdida de masa ósea (osteopenia, osteoporosis) y/o disminución en la calidad estructural del hueso, que genera un incremento en el riesgo de fracturas en el esqueleto apendicular.Los pacientes con DM tipo 2 son frecuentemente tratados con antidiabéticos orales (sulfonilureas, biguanidas, tiazolidindionas [TZD] y/o inhibidores de la dipeptidil-peptidasa-4 [DPP-4]), con el objeto de poder lograr un mejor control glucémico. Resulta entonces de interés investigar el posible efecto directo o indirecto de estos antidiabéticos orales sobre el metabolismo óseo, particularmente en vista del efecto deletéreo per se de la DM sobre el hueso. A lo largo de los últimos años nuestro grupo ha estudiado el efecto de la metformina (una biguanida insulinosensibilizante) sobre osteoblastos en cultivo, encontrando que induce en forma directa un incremento en su proliferación, diferenciación y mineralización. En experimentos más recientes, encontramos además que al administrar metformina en el agua de bebida a ratas diabéticas y no diabéticas, induce un efecto osteogénico tanto in vivo (aumentando la masa y celularidad ósea, e incrementando la reparación de una lesión ósea inducida previamente) como ex vivo (estimulando la capacidad osteogénica de células progenitoras de médula ósea aisladas del canal medular diafisario de huesos largos). La dipeptidil peptidasa 4 (DPP-4) es una proteasa de acción extracelular, responsable de la degradación de una familia de hormonas denominadas incretinas, entre las cuales se encuentran el péptido insulinotrópico dependiente de glucosa (GIP), y los péptidos símil-glucagón tipos 1 (GLP-1). Estas incretinas inducen un estímulo sobre la secreción pancreática de insulina, habiéndose estimado que dan cuenta del 50% de dicha secreción de insulina luego de la ingesta oral de alimentos pero tienen una vida media corta en circulación (1-2 minutos), debido a su rápida degradación por la DPP-4. Se han desarrollado inhibidores selectivos de DPP-4 (sitagliptina, vildagliptina, saxagliptina) para poder incrementar la secreción de insulina estimulada por incretinas en pacientes con DM tipo 2, con el objeto de mejorar su control glucémico post-prandial. El efecto de los diferentes inhibidores de la DPP-4 sobre el metabolismo óseo aún no se ha establecido con claridad. Sin embargo, en estudios con pacientes diabéticos de 24 semanas de duración se encontró que el tratamiento con saxagliptina indujo un incremento de un 67% en la incidencia de fracturas respecto de placebo,dato que se encuentra en elprospecto publicado por la compañía farmacéutica.En base a esta información, se propone para este trabajo de tesis lahipótesis de que la monoterapia con saxagliptina induce efectos deletéreos sobre el hueso, y que dichos efectos pueden prevenirse por el co-tratamiento con metformina. Se investigó el efecto de un tratamiento oral con saxagliptina y/o metformina sobre la micro-arquitectura de huesos largos en ratas control (no diabéticas) y diabéticas, utilizando un modelo animal de ratas con hiperglucemia generada por deficiencia parcial en la producción y secreción de insulina, como consecuencia de la destrucción parcial de las células β del páncreas.Se estudiaron las metáfisis proximales de los fémures, para ello se realizaron cortes histológicos que fueron coloreados con hematoxilina y eosina (H-E) y con Azul Alcian (AA). Además la presencia de osteoclastos se puso en evidencia mediante, la reacción histoquímica fosfatasa ácido tartrato resistente (TRAP). Con el fin de estudiar su mecanismo de acción, se evaluó in vitro el efecto directo de la saxagliptina y su combinación con metformina sobre una línea celular pre-osteoblástica (MC3T3E1) y sobre células progenitoras de médula ósea (CPMO) aisladas del canal medular de ratas no diabéticas. Se realizaron ensayos de proliferación en presencia de mitógenos (Suero Fetal Bovino, Insulina e IGF-1) durante 24hs y ensayos de diferenciación celular hacia el linaje osteoblástico durante 14 o 21 días. Adicionalmente, mediante western blot se determinaron factores de diferenciación tales como Runx-2 y osteocalcina (comprometidos con la osteogénesis), PPARγ (un factor de transcripción adipogénico), las señales mitogénicas mediadas por las quinasas reguladas extracelularmente (ERK) y la activación de la quinasa dependiente de AMPc (AMPK). Al evaluar parámetros histomorfométricos estáticos en los fémures de ratas sanas, encontramos que la saxagliptina indujo efectos deletéreos en la micro-arquitectura del hueso trabecular femoral, que fueron prevenidos cuando se administra conjuntamente con la metformina. En los animales con deficiencia parcial en la secreción de insulina, el análisis de los fémures mostró un gran deterioro del tejido óseo, efecto propio de la enfermedad. Sin embargo, no se encontraron diferencias significativas en los parámetros histomorfométricos de fémures de las ratas diabéticas tratadas con saxagliptina respecto a las diabéticas sin tratamiento; mientras que la administración de monoterapia con metformina previno completamente el efecto deletéreo sobre el tejido óseo. Cuando se evaluaron los fémures de estas mismas ratas, pero que fueron tratadas con la combinación saxagliptina-metformina, la mayoría de los parámetros histomorfométricos estudiados alcanzó valores similares a las ratas no diabéticas, sin tratamiento, es decir que mejoró la calidad ósea. Estudios in vitro realizados a corto plazo (24 h) mostraron que la saxagliptina inhibe la proliferación osteoblástica inducida por FBS, insulina e IGF-1 de las células MC3T3E1 y las CPMO; este efecto se encuentra mediado por la activación mediante fosforilación de ERK. Por el contrario, en ausencia de suero o factores de crecimiento la saxagliptina no tuvo ningún efecto per se sobre la proliferación de ambos tipos de células o la activación de ERK. Mientras que en los ensayos realizados a plazos más largo (2-3 semanas demostraron que al añadir saxagliptina al medio de cultivo hay unainhibición tipo dosis-dependiente de la secreción de colágeno tipo 1 y la producción de nódulos de mineralización, así como también una disminución de la expresión de osteocalcina y Runx-2, y un aumento de la expresión de PPARγ en ambos tipos celulares. Por otro lado, previamente hemos demostrado que la metformina tiene efectos osteogénicos directos, incrementando tanto la proliferación y como diferenciación osteoblástica e inhibiendo la diferenciación adipogénica. En el presente trabajo encontramos que la co-incubación de las células en presencia de saxagliptina y metformina previno los efectos negativos en la proliferación y diferenciación celular provocados por el inhibidor de DPP-4. La AMPK es una enzima involucrada en el metabolismo energético de la cual se ha demostrado su importancia en el desarrollo y diferenciación osteoblástica. Previamente hemos demostrado que el mecanismo de acción de la metformina se encuentra mediado por la AMPK, por este motivo investigamos si la monoterapia con saxagliptina o la terapia combinada eran capaces de afectar la activación de esta enzima, encontrando que la activación mediada por metformina no se afecta por el tratamiento con saxagliptina. Resumiendo, este modelo animal junto con los ensayos in vitro realizados, nos ha permitido poner a prueba nuestra hipótesis mostrando que la saxagliptina puede disminuir simultáneamente el compromiso osteoblástico y potencial osteogénico de las células progenitoras de médula ósea y afectar en forma directa la actividad osteoblástica; así como también puede inducir cambios perjudiciales en la microarquitectura de hueso trabecular femoral. Estos efectos fueron prevenidos total o parcialmente con el tratamiento combinado saxagliptina-metformina.

Los hongos micorrícicos arbusculares (HMA)son simbiontes obligados, con un importante rol en el crecimiento de las plantas y en la estructura de la comunidad vegetal. El impacto del glifosato sobre los HMA no ha sido evaluado en pastizales naturales pampeanos, donde es aplicado para promover especies invernales anuales. Se propuso como hipótesis general que el glifosato afectaría negativamente a los HMA directamente sobre las estructuras del hongo expuestas al herbicida, e indirectamente al dañar el vigor de la planta hospedante (dependiendo esto último de la especie vegetal). Primeramente, se evaluó la viabilidad de las esporas y su capacidad de colonizar raíces en suelos de un pastizal de la Pampa Deprimida tratados con la dosis recomendada a campo y con una dosis subletal para las plantas. Se detectó una disminución en la viabilidad de esporas incluso en la dosis subletal y una menor colonización radical y arbúsculos en plantas creciendo en suelos tratados con la dosis máxima. Luego, se discriminaron los efectos directos del glifosato de los indirectos sobre los HMA, utilizando Lotus tenuis y Paspalum dilatatum como plantas hospedantes. Los resultados mostraron que en ambas especies la viabilidad de esporas se vio afectada solamente por los efectos directos del glifosato, la colonización radical fue reducida tanto por los efectos directos como por los indirectos en igual medida, mientras que en el porcentaje de arbúsculos el efecto indirecto fue mayor. Por último, se evaluó el impacto a campo del glifosato sobre los HMA y la vegetación. La viabilidad de esporas se redujo cuando se aplicó la dosis máxima, siendo esta reducción distinta según la especie de HMA. La colonización radical no fue afectada, y el porcentaje de arbúsculos sólo se redujo en P. dilatatum y cuando se aplicó la dosis máxima. Respecto a la estructura de la vegetación, el glifosato provocó una reducción de la cobertura total y un aumento de la de dicotiledóneas no leguminosas. Los resultados respaldan la hipótesis general, ya que el glifosato afectó negativamente a los HMA tanto directa como indirectamente. Sin embargo, la identidad de la planta hospedante no influyó marcadamente los efectos indirectos. Esta práctica de manejo altera el funcionamiento de los HMA en el corto plazo y potencialmente en el largo plazo al alterar la comunidad vegetal. La información generada en esta tesis podrá utilizarse al momento de generar estrategias de manejo más sustentable en estos sistemas.

Con el objetivo de evaluar las consecuencias del avance de la aglomeración aglomerado sobre las tierras agrícolas y naturales, se eligió como área de estudio una transecta Este-Oeste sobre la pampa ondulada, que incluye un gradiente de conversión de alto a bajo en esa dirección, debido principalmente a la cercanía con el Periurbano Bonaerense y la Capital Federal. Comprende siete partidos: Zárate, Campana, Exaltación de la Cruz, Carmen de Areco, San Antonio de Areco, San Andrés de Giles y Chacabuco. El trabajo intenta brindar un enfoque exploratorio a gran escala de la situación actual del área de estudio para luego en trabajos posteriores estudiar el área a un nivel de detalle mayor. El trabajo incluye una descripción del área de estudio sobre la base de variables ecológicas, sociales y económicas seleccionadas; una base de datos cartográfica y alfanumérica, y el análisis de las interrelaciones horizontales entre procesos ecológicos y sociales que producen los mosaicos de usos de la tierra. En primer lugar se construyó un mapa de cobertura de la tierra mediante digitalización manual de las imágenes satelitales impresas del Instituto Geográfico Militar. La cobertura se tipificó en 11 categorías que surgieron del análisis de las imágenes. A partir de éste se obtuvieron, por reclasificación, capas temáticas de uso de la tierra (natural y antrópico) y limitaciones (tierras altas, tierras bajas, tierras impermeabilizadas). Se consideraron tres tipos de variables. Las variables ecológicas, representadas por los índices de estructura del mosaico, las variables sociales que se obtuvieron de las bases de datos del INDEC y las variables de producción que se calcularon a partir de las bases de datos del INDEC, la Bolsa de Cereales y de la FAO. Los patrones del paisaje se describen para el mapa de cobertura, de usos y de limitacioes mediante los índices del paisaje, los cuales se calcularon con el programa Fragstats. Las variables ecológicas o índices del paisaje, se asocian mediante análisis de correlación no paramétríca a indicadores sociales y económicos. Se compararon 34 índices de estructura del paisaje con 13 variable sociales y con 3 variables económicas y 13 variable sociales con 3 variables económicas de los cual resultaron 582 pruebas de correlación. Se han encontrado asociaciones entre los tres tipos de variables que permiten sugerir hipótesis acerca de posibles relaciones causales entre la actividad humana y las funciones ecológicas, y explicar las relaciones patrón procesos. Se concluye que las actividades que se llevan a cabo en cada partido y la manera en que se disponen en el espacio producen cambios importantes en la estructura de los mosaicos analizados; que es necesario profundizar el estudio en dos líneas: por un lado, ampliando el área de estudio para validar las asociaciones halladas, y por otro, incrementando el nivel de detalle, para poder explicar las relaciones entre patrón y procesos.

Los disturbios a pequeña escala, al incrementar la disponibilidad de recursos, pueden afectar directamente la adecuación de las plantas aumentando la producción de flores y semillas, o indirectamente modificando la manera como las plantas se relacionan con sus mutualistas. Específicamente, los incrementos en los niveles de nutrientes del sustrato donde crecen pueden modificar los rasgos florales como el tamaño y la producción de las flores mejorando su atractivo para los polinizadores y, en consecuencia, mejorar la adecuación reproductiva de las plantas. Dado que la producción de semillas está frecuentemente limitada por la cantidad/calidad de polen que reciben las flores, poseer flores más atractivas aumentaría las probabilidades de polinización. Asimismo, los nutrientes edáficos también pueden afectar la adecuación masculina, ya que los granos de polen producidos por plantas sobre suelos fértiles tienen mejor desempeño en las flores femeninas y engendran mayor número de semillas. Por lo tanto, aquellos organismos capaces de alterar los niveles de nutrientes del suelo cumplen un papel fundamental sobre la adecuación de las plantas y en cómo éstas interactúan con sus polinizadores. Las hormigas cortadoras de hojas son uno de los organismos modificadores del suelo más importantes de América. Estas hormigas incrementan la fertilidad del suelo por la acumulación de materia orgánica en sus basureros, concentrando una mayor cantidad de nutrientes con respecto a los suelos adyacentes. Los basureros pueden beneficiar directamente la reproducción de las plantas que allí crecen aportando nutrientes para la formación de flores, frutos y semillas. Además, podrían favorecer el número de semillas engendradas mediante el aumento del vigor del polen. Por otra parte, también podrían incrementar la adecuación de la vegetación cercana de manera indirecta, si las plantas asignan ese aumento de nutrientes a mejorar el atractivo floral, favoreciendo la visita de los polinizadores y, en consecuencia, disminuyendo el grado de limitación polínica. El foco principal de esta tesis fue evaluar el efecto indirecto de los nutrientes aportados por los basureros sobre el atractivo floral y, en consecuencia, el éxito reproductivo de las plantas que crecen cercanas a ellos. Para evaluar esto usé dos aproximaciones, una experimental bajo condiciones controladas en el invernadero, utilizando como una especie herbácea exótica como planta modelo. Y, otra observacional midiendo a campo distintas características florales en especies nativas creciendo sobre basureros y sobre suelo desnudo. Para esto último, trabajé en la eco-región del Monte austral, un sitio árido con suelos pobres en materia orgánica, donde las colonias de hormigas cortadoras Acromyrmex lobicornis son abundantes y es frecuente encontrar arbustos nativos creciendo sobre sus basureros. Trabajé con cuatro especies de plantas polinizadas por insectos. En la aproximación experimental de invernadero, trabajé con Eschscholzia californica, una hierba anual, que permitía la manipulación de las flores para las correspondientes mediciones. Mientras que para las condiciones naturales utilicé como especies modelo a las más frecuentes del área, Larrea divaricata, Monttea aphylla y Grindelia chiloensis, tres arbustos nativos perenes. En el capítulo 2, estudié el sistema reproductivo, grado de dependencia de polinizadores y los niveles de limitación polínica de L. divaricata en el sitio de estudio, para entender mejor la importancia de los efectos del basurero sobre su adecuación. Además, comparé el vigor del polen producido por plantas creciendo sobre los basureros y sobre suelo desnudo control. En el capítulo 3, evalué el efecto de los basureros sobre los rasgos florales (forma, tamaño y producción de flores, entre otros) tanto bajo condiciones controladas de invernadero como bajo condiciones naturales a campo. También, en el campo evalué la tasa de visitas de los polinizadores y la producción de semillas. Por último, en el capítulo 4 realicé un análisis de vías en el que evalué la importancia relativa de los efectos directos e indirectos de los nutrientes del sustrato sobre la producción de semillas en dos de las especies estudiadas a campo. Los resultados mostraron que L. divaricata depende de los polinizadores para mejorar la producción de semillas, aunque no pude determinar correctamente el grado de limitación polínica por dificultades técnicas. El vigor de polen estimado a partir de la germinación estuvo apenas favorecido por los basureros, pero el número de semillas engendradas no se vio afectada. Observé cambios en los rasgos florales asociados a los basureros bajo condiciones de invernadero. Sin embargo, en observaciones a campo encontré que la presencia de basureros no afectó los rasgos florales, ni la tasa de visita de polinizadores y sólo afectó la producción de semillas por fruto en una de las especies estudiadas. Los resultados del análisis de vías no revelan un efecto positivo directo ni indirecto de la disponibilidad de nutrientes sobre la producción de semillas. Los resultados contrastantes entre invernadero y campo pueden deberse tanto a diferencias en las condiciones ambientales como a características propias de las especies. Por un lado, las escasas precipitaciones que caracterizan el Monte austral podrían limitar la movilización de nutrientes de los basureros, impidiendo que estén disponibles para la vegetación. Por otro lado, en el caso que los nutrientes estén disponibles, el aumento de herbivoría en plantas mejor nutridas podría contrarrestar los efectos beneficiosos sobre la polinización. Con respecto a las características de las especies, E. californica es una hierba exótica anual, las cuales suelen aprovechar mejor los recursos e invertir mayor parte de ellos en la reproducción que especies arbustivas, perennes y nativas como lo son L. divaricata, M. aphylla y G. chiloensis. Estas características podrían explicar los diferentes resultados obtenidos en E. californica y el resto de las especies. En este trabajo se evaluó por primera vez cómo los nutrientes del suelo pueden afectar la forma de las flores. Los resultados en invernadero apoyan el uso potencial de los basureros como fertilizantes en cultivos orgánicos, floricultura y prácticas de restauración vegetal bajo condiciones controladas. Finalmente, este trabajo amplía el conocimiento del papel de las hormigas cortadoras de hojas como ingenieros ecosistémicos en ambientes naturales, enfatiza la importancia de los efectos indirectos de los organismos que modifican los niveles de nutrientes en el suelo sobre las interacciones planta-insecto, y resalta la necesidad de complementar los estudios de invernadero con trabajos a campo.

El dengue es una infección viral aguda y sistémica, producida por un flavivirus. En América solamente ha sido demostrada la transmisión del dengue a través de mosquitos de la especie Aedes aegypti. En ausencia de una vacuna efectiva, la única forma de controlar la transmisión del dengue, es el control del vector. Durante este trabajo se estudió la estabilidad térmica de los insecticidas pyriproxyfen y un piretroide (permetrina o cis-permetrina) como parte de una formulación fumígena y sus efectos letales y subletales sobre las formas inmaduras y los adultos del mosquito Ae. aegypti. Se obtuvo una recuperación de los ingredientes activos en los humos de alrededor del 95% para el pyriproxyfen y del 50% para los piretroides. Estos mostraron una gran efectividad sobre las larvas y los adultos de Ae. aegypti. Se produjo una inhibición de la emergencia de los adultos de más del 95% con una dosis de 2 g/kg de pyriproxyfen; la mortalidad de los individuos ocurrió principalmente durante el estadio de pupa. Además, se encontró que este activo es capaz de reducir la fertilidad y la fecundidad de las hembras, aunque no interferiría con el desarrollo de las ovariolas. Se evaluó la efectividad de esta formulación en forma de pastilla en un ensayo de campo en la provincia de Misiones. Los resultados mostraron que su aplicación redujo las poblaciones del vector dentro de las viviendas. Por otro lado, la formulación fue ampliamente aceptada por la comunidad demostrando que ésta es capaz de participar en un programa de control de los mosquitos a través de la aplicación de herramientas de control de uso no profesional, como la pastilla fumígena.

Los ecosistemas pastoriles del mundo se caracterizan por algún grado de aridez y pastoreo por grandes herbívoros, que por su biomasa por área y los efectos de su actividad pueden ser consideradas especies ingenieras del ecosistema. El objetivo de esta Tesis fue estudiar el efecto del manejo del pastoreo ovino sobre distintos niveles jerárquicos de organización de la vegetación en estepas áridas de la Patagonia, desde plantas hasta ecosistemas/comunidades pasando por poblaciones. Se evaluó el efecto de la carga histórica de pastoreo sobre la organización de la biomasa subterránea de la comunidad, sobre la morfología individual y la estructura poblacional de pastos de diferente preferencia y sobre el abastecimiento de servicios ecosistémicos. Por otro lado, se estudió de qué manera el manejo del pastoreo con descansos afecta el crecimiento de las gramíneas forrajeras. Los principales resultados de los estudios de campo indicaron que la carga histórica de pastoreo cambió la composición de la biomasa aérea y subterránea, modificó la distribución de tamaños de las poblaciones de pastos de diferente preferencia y afectó la provisión servicios ecosistémicos. En general, cuando la carga fue moderada, el pastoreo optimizó la estructura de los diferentes niveles de organización de la vegetación y el funcionamiento del ecosistema en relación a las situaciones sin herbívoros. Se incrementó la producción y la disponibilidad de forraje, maximizando de esta manera el abastecimiento de los servicios ecosistémicos de provisión y regulación. En cambio, al intensificar la carga, el efecto del pastoreo se volvió negativo rompiendo con los circuitos de retroalimentación favorables para el funcionamiento del ecosistema. Por otro lado, se demostró que el manejo del pastoreo con descansos prolongados mejora el desempeño de pastos forrajeros en situaciones donde la disponibilidad de agua no limita el crecimiento. En conclusión, este trabajo aporta evidencias empíricas a escala de unidades de manejo pecuario que indican que cargas animales moderadas y variables en el tiempo podrían mejorar la sustentabilidad de los sistemas patagónicos y contribuir a frenar su deterioro.