Catálogo de publicaciones

El Glaciar Perito Moreno, ubicado a los 50°30’S y 73°00’O en la provincia de Santa Cruz, Argentina, está rodeado por bosques compuestos principalmente por tres especies dominantes de Nothofagus: N. betuloides Mirb. Blume; N. pumilio (Poepp. et Endl) Krasser y N. antarctica (G. Foster. Oerst.). El glaciar nace en el Campo de Hielo Patagónico Sur y se extiende pendiente abajo hasta alcanzar las aguas del Lago Argentino. Desde principios del siglo XX, el Glaciar Perito Moreno ha experimentado sucesivos avances en los que al chocar el cuerpo de hielo con la ladera opuesta del valle sobre la Península de Magallanes provoca el endicamiento de las aguas en los Brazos Sur y Rico del Lago Argentino, ubicados hacia el Sur del glaciar. El aumento del nivel en estos sectores del Lago Argentino inunda las costas circundantes cubiertas de bosques de Nothofagus. Los eventos de endicamiento del glaciar culminan con espectaculares rupturas de su pared frontal, permitiendo que el agua embalsada drene rápidamente hacia el océano Atlántico a través del Río Santa Cruz. Los disturbios que afectan los bosques de los Andes patagónicos suelen ser de diferente magnitud y duración, asociados tanto a causas naturales como antrópicas. Las inundaciones provocadas por el Glaciar Perito Moreno pueden ser enmarcadas dentro de la teoría de disturbio. En los bosques de Nothofagus afectados por las inundaciones del Glaciar Perito Moreno, los disturbios pueden ser considerados de gran escala, ya que en las extensas áreas afectadas por la inundación se produce el reemplazo total del bosque. En este contexto, el objetivo principal de esta tesis de doctorado consiste en evaluar la respuesta del bosque patagónico a los disturbios generados por los procesos episódicos de inundación provocados por el Glaciar Perito Moreno. Los anillos de crecimiento en los árboles de grandes dimensiones muertos en pie por las inundaciones, así como los renovales que colonizan las áreas afectadas por las inundaciones, proveen excelentes oportunidades para evaluar la dinámica del bosque en respuesta a los disturbios creados por las inundaciones. Empleando metodologías propias de la historia ambiental tales como la comparación entre fotografías antiguas y actuales, el análisis de texto y las entrevistas semi – estructuradas a personas consideradas claves, se pudo elaborar una historia detallada de los eventos de endicamiento del Glaciar Perito Moreno, así como describir las características del bosque durante los primeros años del siglo XX. Estos documentos indican que las costas de los Brazos Rico y Sur del Lago Argentino estaban completamente cubiertas por bosques de Nothofagus hasta el nivel regular o normal de las aguas, sugiriendo que no ocurrieron eventos de endicamiento del Glaciar Perito Moreno asociados a la muerte de los árboles en las orillas de estos lagos con anterioridad al siglo XX. Por otro lado con técnicas dendrocronólogicas se establecieron las fechas de mortalidad de los árboles que aún se encuentran en pie en las costas de los Brazos Rico, Sur y Lago Roca del Lago Argentino. Estos fechados se agrupan alrededor de los años 1936 y 1953, coincidentes con los registros históricos para el primer evento de inundación y los de mayor envergadura durante el siglo XX, respectivamente. De igual manera, las fechas de establecimiento de los árboles muertos en pie en las orillas de los Brazos Rico y Sur denotaron un período libre de inundaciones por más de dos siglos antes del primer evento de endicamiento del año 1936, implicando que el Glaciar Perito Moreno fue más extenso durante el siglo XX que en los dos siglos anteriores. Asimismo, se documentó la colonización por parte de los renovales de Nothofagus spp y Embothrium coccineum de las costas inundadas por el endicamiento del año 1988, el que alcanzó una altura de 21 m cercana a la máxima histórica registrada en 1956 de 23.5 m. Se registró el establecimiento de nuevos individuos de renovales de árboles en los años siguientes a la ruptura, así también como el agrupamiento de los individuos de una misma especie, y de especies diferentes, por medio de análisis espaciales. Los resultados de esta tesis han ubicado en un contexto histórico muy reciente a los eventos de endicamientos y rupturas del Glaciar Perito Moreno, sugiriendo que nuestras generaciones han tenido la suerte de presenciar uno de los espectáculos más sorprendentes de la naturaleza. Por otro lado, esta tesis contribuye directamente a ampliar el conocimiento general sobre dinámica de bosques en Patagonia Sur y aporta información que puede ser utilizada como herramientas de manejo para la protección de los bosques, componente inseparable del paisaje andino típico de la Patagonia.

Los grandes lagos andino-Patagónicos se caracterizan por ser muy profundos, ultraoligotróficos y albergar especies planctónicas con estrategias para enfrentar a bajas calidades y cantidades de nutrientes y altas radiaciones de luz. Por otra parte, en la región también se pueden encontrar numerosos pequeños lagos someros con características diferentes; ya que poseen una mayor concentración de materia orgánica disuelta que disminuye la penetración de luz. A pesar de los contrastes entre estos ambientes, ambos son sensibles a los cambios climáticos globales vinculados a incrementos en las Radiación Ultravioleta (RUV) y a la temperatura; lo que producirá que los organismos exhiban respuestas frente a estos cambios. El objetivo de esta Tesis fue analizar las estrategias fisiológicas, tanto nutricionales, reproductivas y de defensa que poseen organismos planctónicos del género Daphnia frente a escenarios actuales y futuros de incremento en la RUV y en la temperatura fundamentalmente. Una vez que llega a la superficie de la Tierra, la luz del sol penetra la superficie del agua y se atenúa a medida que llega a mayor profundidad. Las partículas y materia orgánica disuelta son las que mayor efecto ejercen en la atenuación de radiaciones de luz. Las longitudes de onda que comprenden entre los 280 y 380 nm de luz se caracterizan por su gran reactividad con las moléculas orgánicas y la generación de subproductos reactivos (EROs, “especies reactivas de oxígeno”) que a su vez reaccionan con los organismos del ambiente, generando daño celular. El estrés oxidativo es el desbalance entre la manifestación de EROs y la capacidad biológica del sistema de neutralizarlos. Para hacer frente a este fenómeno, los organismos tienen que aumentar sus defensas, como pueden ser las enzimas y los pigmentos, para lograr neutralizar la reactividad de las EROs y su potencial daño celular. Esta Tesis fue organizada en 6 capítulos. En el primero se presentan e introducen los conceptos teóricos enfocándolos hacia la pregunta de esta Tesis; asimismo se presentan las hipótesis planteadas y los objetivos generales y específicos. En el segundo capítulo se analiza en Daphnia commutata el efecto de la RUV en la actividad de una enzima involucrada en el proceso de muda. En el tercer capítulo se analiza el efecto interactivo entre la calidad de alimento, la temperatura y la RUV en la actividad enzimática de defensa contra el estrés oxidativo de D. commutata y en una enzima encargada de hacer disponibles nutrientes en particular P (fósforo). En el cuarto capítulo se analiza la respuesta enzimática antioxidante de D. dadayana frente a la exposición a RUV y se evalúa la importancia de la melanina como pigmento foto-protector de la RUV y el estrés oxidativo. En el quinto capítulo se analiza el efecto de la RUV en la respuesta plástica de D. dadayana frente a la presencia de depredadores invertebrados. Por último, en el sexto capítulo se incluyen las conclusiones finales de la Tesis. La quitobiasa (QB) es una enzima encargada de degradar la quitina del exosqueleto en artrópodos para que pueda desprenderse adecuadamente de la nueva cutícula en el momento de la muda. En este momento el zooplancton se encuentra expuesto y vulnerable, además de encontrarse sincronizado en Daphnia con el desprendimiento de huevos partenogenéticos. Por esta razón, en el segundo capítulo se evaluó el efecto de la RUV en la enzima QB y el consecuente efecto en el proceso de muda de D. commutata. Para llevar a cabo esto, se expuso a neonatos de Daphnia de la misma cohorte a 2 h de RUV por día durante 8 días y se extrajeron ejemplares a diario para las determinaciones de la actividad de la QB. Si bien los resultados no muestran una disminución de la actividad de QB cuando se expone Daphnia a una dosis diaria de RUV si se observa una desincronización, tanto para la actividad de QB como para la sincronización de la cohorte para mudar. Este efecto de la RUV en la sincronización de la muda se podría ver reflejado, no sólo en el crecimiento, sino también en la reproducción, ya que los neonatos tendrían dificultades para poder salir del nuevo caparazón. Se analizó cómo D. commutata responde a la combinación de factores de estrés utilizando la actividad de la fosfatasa alcalina (AFA) como un proxy del requerimiento de P y a la Glutation-S-Transferasa (GST) como un biomarcador del estrés oxidativo. Se realizaron experimentos de laboratorio donde a neonatos de D. commutata se les proporcionó tres calidades de alimento (baja, media y alta) bajo dos temperaturas distintas (10 ºC y 20 ºC) y se los dejó crecer durante una semana. El día siete fueron expuestos a RUV y luego reservados para medir su actividad enzimática antioxidante (GST) y la respuesta en la AFA. Se observó que la calidad del alimento que obtiene el zooplancton afecta sus respuestas frente a factores de estrés, como la RUV y la temperatura. Los resultados muestran que cuando Daphnia se encuentra con baja calidad de alimento y a una temperatura de 20 ºC se ve limitada su actividad antioxidante. Bajo estas condiciones se registra una baja capacidad de respuesta frente al efecto de la radiación ultravioleta en comparación con el mismo tratamiento con media y buena calidad de alimento. Por otra parte, también disminuye la capacidad de adquirir P del alimento (AFA) y este efecto se ve incrementado aún más por la exposición a RUV. En cambio, a 10 ºC, hay una clara respuesta al incrementar la AFA en las calidades de alimento baja y media en comparación con alta calidad, significando que con buena calidad de nutrientes no es necesario utilizar la AFA para adquirir más nutrientes. La calidad del alimento resulta un factor muy importante bajo escenarios futuros donde según las predicciones del cambio climático podría aumentar la temperatura y la incidencia de RUV en los ambientes acuáticos. Los pigmentos fotoprotectores son la primera barrera contra el posible daño de las RUV. En la región se observaron individuos melánicos de Daphnia, por lo cual en el cuarto capítulo se planteó analizar la respuesta plástica de aumento de la concentración de melanina vs la actividad de antioxidantes frente a la exposición a RUV. Para ello se expusieron neonatos del cladócero melánico D. dadayana a RUV por 2 horas todos los días, durante una semana. A través de fotografías laterales se midió la intensidad del pigmento del caparazón de Daphnia día a día y al finalizar el experimento se midió la actividad de GST para determinar el nivel de estrés oxidativo de Daphnia. Los resultados muestran que hay un incremento de la concentración de melanina en el tiempo. Por otro lado, la actividad de GST no presenta diferencias significativas entre control y tratamiento de RUV. Este resultado podría estar reflejando la efectividad de la melanina que sintetiza D. dadayana ya que no hay un daño visible por exposición a las dosis de RUV suministradas en estos organismos. Las defensas plásticas frente la depredación intrazooplanctónica significan una inversión de energía ya que generalmente involucran estructuras morfológicas, siendo éstas inducidas por señales químicas (kairomonas) que los depredadores liberan al medio. D. dadayana se registra en la región con formas con o sin yelmo, por lo cual en el último capítulo se planteó, evaluar el costo de la producción de yelmo, a través de la actividad de GST, cuando D. dadayana con y sin yelmo se encuentra expuesta a RUV. Para llevar a cabo este objetivo se expusieron hembras con huevos partenogenéticos a señal química del copépodo depredador Parabroteas sarsi para inducir la defensa morfológica en forma de yelmo en los neonatos. En primer lugar, se logró verificar que la liberación de kairomonas por parte de P. sarsi efectivamente induce la formación de yelmo, lo cual explicaría la existencia de los dos dos morfos de D. dadayana en la naturaleza. Por otra parte, continuando con el experimento una vez nacidos, los neonatos fueron expuestos a RUV durante 3 días para observar el desarrollo de la estructura anti-depredación y la actividad de GST en organismos que necesitan invertir nutrientes en las defensas. Los resultados muestran que D. dadayana no tuvo problemas en mantener el yelmo cuando es expuesto a RUV y que su tamaño se incrementa un 25% más que en individuos sin señal de depredador. Sin embargo, el costo en producir una defensa plástica no reveló un aumento del estrés oxidativo cuando son expuestos a RUV en comparación con el control sin defensa. Las conclusiones generales de esta Tesis indican que las RUV condicionan numerosas respuestas de las poblaciones de Daphnia en Patagonia norte sobre todo en organismos transparentes sin pigmentos melánicos. Estos cladóceros habitan lagos profundos y con presencia de depredadores visuales (peces), por lo tanto, su única estrategia para evitar la exposición a las RUV es permanecer en regiones oscuras (hipolimnion) durante el día. Sin embargo, también se observó que las respuestas frente al estrés pueden variar en función de la temperatura y la calidad de alimento. Por otra parte, las especies melánicas que aparecen en lagunas someras (D. dadayana) parecen exhibir un grado bajo de estrés frente a la exposición directa de RUV. Además, las estrategias morfológicas frente a la depredación intrazooplanctónica no afecta sus niveles de respuesta frente al estrés lumínico. Por último, las actividades enzimáticas resultan biomarcadores muy sensibles para visualizar efectos celulares en el zooplancton y son una herramienta muy eficaz a la hora de determinar efectos sub-letales como los generados por la RUV y otros factores ambientales como los estudiados en este trabajo.

La calidad del agua de muchos ríos y arroyos se ve amenazada por las distintas actividades que el hombre realiza en las cuencas. Dada la importancia de la preservación y restauración de este valioso recurso, surge la necesidad de obtener nuevas herramientas que permitan evaluar de manera rápida, sencilla y fiable la calidad del agua, no limitándose sólo al análisis de sus características físico químicas, sino también a partir de las respuestas de la biota a las condiciones de su entorno. Por su ubicuidad, riqueza, sedentarismo y longevidad, los macroinvertebrados resultan apropiados como indicadores. En la presente investigación se evaluó la calidad del agua de arroyos pampeanos vinculados a distintos usos del suelo: urbano, industrial agrícola, ganadero y recreativo. En los arroyos Martín, El Pescado, Zapata y Buñirigo se estudió la calidad del agua desde diversas perspectivas, abarcando tanto aspectos bióticos como abióticos (variables fisicoquímicas del agua y características hidrológicas del cauce). Estos últimos incluyeron medidas tomadas en distintos niveles de organización, que van desde la bioquímica hasta los ensambles de macroinvertebrados, pasando por los individuos y haciendo énfasis en aspectos poblacionales de Hyalella curvispina (Crustacea: Amphipoda) y Pomacea canaliculata (Coenogastropoda: Ampulariidae). Los muestreos en esos arroyos se realizaron entre 2009 y 2010. En ellos se midieron parámetros fisicoquímicos y se analizó la calidad del hábitat físico (características del cauce y su vegetación) y de la biota (composición de los ensambles de macroinvertebrados, abundancias de especies sensibles y tolerantes e índices bióticos. A partir de los resultados de estas variables, se pudo establecer un orden decreciente de los arroyos en función de su calidad del agua: El Pescado > Zapata > Martín > Buñirigo. Simultáneamente, en esos arroyos se estudiaron rasgos poblacionales de P. canaliculata y H. curvispina como ser: densidad, biomasa, estructura etaria, proporción de sexos, fecundidad, fertilidad, crecimiento y supervivencia (los últimos tres sólo en P. canaliculata). Pese a que algunos de estos parámetros están influenciados por características del hábitat, la mayoría de los rasgos poblacionales analizados de ambas especies evidenciaron diferencias interpoblacionales que en general se correspondieron con los lo esperado según la calidad del agua. Alteraciones en el metabolismo de los individuos pueden repercutir en niveles de organización superiores alterando, por ejemplo, los valores normales de crecimiento y fecundidad. Dada la utilidad del estudio de la composición bioquímica para evaluar múltiples factores de estrés, tanto naturales como antropogénicos, se analizó el contenido de lípidos, proteínas y carbohidratos en huevos y tejidos (glándula de albumen y glándula digestiva) de hembras de P. canaliculata provenientes de los arroyos Martín, El Pescado, Zapata y Buñirigo. Las proporciones de lípidos, proteínas y carbohidratos en general fueron bajas en todos los tipos de muestras y evidencian poca relación con la calidad del agua, con una mayor variabilidad en la glándula digestiva. No obstante, las muestras del arroyo Martín presentaron valores más bajos que los de otros arroyos de estas sustancias, sugiriendo un peor estado nutricional. Esto concuerda con las menores tallas, tasas de crecimiento, fecundidad y fertilidad de los caracoles en este arroyo. Si bien estos resultados podrían ser consecuencia de la contaminación, no se descarta un posible efecto ligado al valor alimenticio de las macrófitas disponibles en ese arroyo. Con el fin de obtener otra herramienta de monitoreo, también se realizó una experiencia de exposición in situ con neonatos de P. canaliculata en los arroyos periurbanos El Gato, Rodríguez y Martín (los dos primeros muy contaminados) para evaluar la supervivencia frente a distintas calidades de agua. Estos caracoles mostraron ser sensibles a la contaminación, ya que en los arroyos más impactados se registró una mayor mortalidad que el sitio menos contaminado y en el control de laboratorio. Por lo tanto, se propone calibrar y validar esta herramienta en estudios de calidad del agua y monitoreo de arroyos pampeanos. El enfoque de esta investigación, abordada a través de múltiples niveles de organización, permitió obtener mayor información acerca del estado de los cuerpos de agua estudiados y discriminar los rasgos poblacionales que podrían constituir buenas herramientas para la evaluación de la calidad del agua por ser más sensibles. Asimismo, se destaca la necesidad de evaluar la calidad de los ecosistemas con un enfoque holístico, contemplando la interacción de los macroinvertebrados con las variables ambientales que operan en la regulación de sus poblaciones.

Vencer el escape inmune del tumor y erradicar los tumores y metástasis constituye un desafío en inmuno-oncología. Las células T CD8+ citotóxicas y las citotóxicas naturales (células NK) son jugadores importantes en la inmunidad tumoral. Ambas poblaciones expresan NKG2D, un receptor activador que reconoce ligandos tales como la proteína MICA (MHC class I chain-related protein A), expresada principalmente en células tumorales lo que promueve su destrucción. Sin embargo, los tumores pueden secretar el ectodominio de MICA como molécula soluble (sMICA), lo que favorece el escape inmune del tumor.En este contexto, razonamos que anticuerpos (Ac) anti-MICA podrían promover la restauración de la inmunidad tumoral a través de la estimulación de la CCDA y la depuración de sMICA por formación de complejos inmunes. Para producir dichos Ac, generamos una proteína quimérica altamente inmunogénica (BLS-MICA) que consiste en el ectodominio de MICA fusionado a la lumazina sintasa de Brucella spp. (BLS). BLS-MICA se empleó para inmunizar ratones sanos y/o portadores de tumores para investigar el efecto de los Ac anti-MICA sobre la inmunidad tumoral.Los ratones inmunizados con BLS-MICA y desafiados con tumores que expresan MICA (el linfoma EL-4 modificado para expresar MICA) mostraron un retraso significativo en el crecimiento tumoral en comparación con los ratones control (inmunizados con BLS y desafiados con tumores control o que expresan MICA). Mientras tanto, la administración pasiva de Ac anti-MICA generados en ratones sanos a ratones portadores del linfoma EL-4 o células tumorales de vejiga MB49 modificadas para expresar MICA indujo una regresión significativa del crecimiento tumoral. Además, el infiltrado de células inmunitarias intratumorales en el modelo MB49 mostró que los ratones tratados con Ac anti-MICA mostraron mayor número de macrófagos con fenotipo M1/proinflamatorio, acompañados de un mayor porcentaje de células T CD8+ con experiencia antigénica. Asimismo, demostramos que los Ac anti-MICA fueron capaces de mediar, in vitro, CCDA contra tumores MICA+. Por otra parte, la pre- incubación de las células tumorales MICA+ con Ac anti-MICA y su posterior inoculación en ratones sanos mostró que estos Ac promueven la eliminación de los tumores. Utilizando un ensayo diseñado en nuestro laboratorio para medir sMICA, encontramos en los ratones con tumores MICA+ inmunizados con BLS-MICA niveles de sMICA significativamente más bajos que en los ratones inmunizados con BLS. Asimismo, también encontramos una correlación positiva significativa entre la concentración de sMICA en los sueros y el volumen tumoral, lo que pone en evidencia la importancia de los Ac anti-MICA como una terapia capaz de reducir los niveles de sMICA.Nuestros resultados indican que los Ac anti-MICA pueden restablecer la inmunidad antitumoral y que la proteína quimérica BLS-MICA constituye un inmunógeno prometedor para los pacientes con cáncer.

Tesis para obtener el grado de Doctor en Ciencias Agrarias, de la Universidad Nacional de Mar del Plata, en mayo de 2017