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Aportes para una sociedad del conocimiento y la innovación
La celebración del segundo centenario de independencia del país debería estar directamente asociada con el cumplimiento de grandes metas nacionales, una de ellas convertirse en una sociedad del conocimiento y la innovación, que garantice, entre otras cosas, trabajos sofisticados, dignos y bien remunerados así como la certeza en los ciudadanos de tener una vida equilibrada y próspera. Para el 2021 Costa Rica debería proponerse duplicar su ingreso per cápita considerando evidentemente una mejor distribución del mismo. Para lograrlo, necesariamente deberá integrar el conocimiento a la base productiva del país, fortaleciendo el desarrollo tecnológico, promoviendo la innovación empresarial, vinculando los centros de investigación con las empresas y apoyando la cultura del emprendimiento. Es fundamental que se considere el conocimiento y la innovación como asuntos altamente estratégicos y se utilicen los diversos instrumentos de política pública, fortalecidos por un liderazgo inspirado e inspirador, para orientar y articular la acción de la academia, el sector privado, el gobierno y la sociedad civil en estos temas. Para mantener al país competitivo en las condiciones globales actuales, es claro que los esfuerzos hechos en el pasado en materia de innovación y formación profesional ya no son suficientes. Por esto, se deberán crear las condiciones para que la inversión en actividades de investigación y desarrollo alcance más de un 1% del Producto Interno Bruto y donde el sector privado aporte al menos el 50% de la inversión total. Se deberán mejorar los incentivos directos e indirectos, las facilidades de acceso al crédito y la disminución de tramitología entre otras. Asimismo se deberá invertir decididamente en el mejoramiento de las capacidades de los costarricenses y en la formación de más y mejores profesionales que permitan contar con suficientes destrezas para adquirir, procesar, generar y transmitir conocimientos así como para transformarlos en productos de alto valor agregado útiles para la sociedad. Se deberán fortalecer los programas de educación técnica, duplicar el porcentaje de jóvenes matriculados en carreras científicas y tecnológicas incluyendo los posgrados y duplicar el número de investigadores. En fin, éstos y otros aportes para alcanzar una sociedad del conocimiento y la innovación son recogidos y profundizados en los diferentes ensayos que componen este libro. Según el viejo proverbio indio, hay dos cosas que crecen si se comparten: una es el amor y la otra es el conocimiento. En esta obra se comparten los aportes como debe compartirse el conocimiento. Solamente espero que el convencimiento de la importancia de esto no llegue demasiado tarde.UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de Biologí
Educación, conocimiento e innovación para el bienestar
La educación, el conocimiento y la innovación, lejos de constituir un finen sí mismos, son una base fundamental para el desarrollo, la competitividad y la prosperidad. Sin embargo, estos objetivos se quedarían cortos si no se mira más allá, si no se traducen en la concreción del objetivo supremo: alcanzar el bienestar de todas las personas. En este libro se presentan una serie de reflexiones sobre estos temas, abarcándolos tanto desde una perspectiva general, relacionada con las políticas públicas del sector ciencia, tecnología e innovación, así como considerando el tratamiento de asuntos más íntimos, donde se incita a cuestionar las convicciones propias en temas como bienestar, percepción de éxito y soberanía del tiempo, entre otros temas. Las reflexiones están ambientadas en el contexto de Costa Rica, sin embargo, son igualmente aplicables a cualquier país con condiciones similares. Los 55 textos cortos fueron escritos desde la vivencia como extranjero, y una vez de regreso en casa, entre 2014 y 2020. Sin embargo, los análisis, reflexiones y propuestas están planteados para que perduren en el tiempo.UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de Biologí
Inversión en ciencia, tecnología e innovación: proyectando a Costa Rica
La inversión en ciencia, tecnología e innovación tiene un carácter estratégico para el desarrollo y la competitividad de los países, sin embargo, esta todavía no es reconocida al nivel de la inversión en salud, seguridad, educación o infraestructura, reflejándose en los limitados presupuestos dedicados a investigación y desarrollo como porcentaje del PIB. Esta es una situación común en la mayoría de países de Latinoamérica, donde Costa Rica no es la excepción. Este libro recoge una serie de reflexiones y propuestas sobre lo que debería hacer un país para convertirse en una economía basada en el conocimiento, donde se justifica desde diferentes ópticas una mayor inversión para el sector. Se incluyen aportes de autores expertos provenientes del sector privado, la academia y el gobierno, que valoran la situación actual, exponen algunas de las aspiraciones que se deberían alcanzar y las propuestas de los aspectos a considerar para lograrlo. Aunque este trabajo se basa en la realidad y perspectivas de Costa Rica, los elementos planteados son igualmente válidos y útiles para otros países que experimentan condiciones similares.UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias de la Salud::Instituto Clodomiro Picado (ICP
Resistance to disinfectants and their relationship with antibiotic resistance
Objetivo: sistematizar los principales mecanismos de acción de los desinfectantes y describir mecanismos de resistencia comunes entre biocidas y antibióticos. Métodos: se realizó una revisión bibliográfica de artículos científicos entre 2000 y julio de 2019, sobre la relación entre la resistencia a biocidas y a los antibióticos, utilizando como palabras clave “antibiotic”, “biocide”, “resistance” y “bacteria”, en las bases de datos PubMed y Google Scholar. Conclusiones: existe numerosa evidencia científica que indica la relación entre bacterias resistentes a los desinfectantes y la adquisición de resistencia a los antibióticos, lo que implica un replanteamiento del uso de esas sustancias en diferentes contextos clínicos, con el fin de minimizar el impacto que puedan tener en la selección de microorganismos multirresistentes a los antibióticos.Aim: to summarize the main mechanisms of action of disinfectants and to describe some common resistance mechanisms shared between biocides and antibiotics. Methods: a bibliographic review of scientific articles was carried out between 2000 and July 2019 on the relationship between resistance to biocides and antibiotics, using as keywords “antibiotic”, “biocide”, “resistance” and “bacteria” in the data bases of PubMed and Google Scholar. Conclusions: numerous scientific studies indicate a relationship between disinfectant-resistant bacteria and the acquisition of antibiotic resistance. It is necessary to analyze the use of these substances in the clinical context in order to minimize the impact that they may have on the selection of antibiotic-resistant microorganisms.Universidad de Costa Rica/[]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias de la Salud::Instituto de Investigaciones en Salud (INISA)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de Biologí
Relaciones hídricas en árboles del bosque tropical seco: el caso de Enterolobium cyclocarpum
Las relaciones hídricas en árboles de Enterolobium cyclocarpum del Parque Nacional Santa Rosa, Costa Rica,
se estudiaron en diferentes momentos del curso diurno y a lo largo de dos ciclos fenológicos. La característica más sobresaliente de esta especie fue su capacidad de brotar su follaje durante la época de sequía y en condiciones
de alta demanda evaporativa. Los resultados mostraron una disminución del potencial hídrico de tallos y raíces
gruesas durante la brotación temprana del follaje, de -0,3 MPa a -0,55MPa, evidenciando la contribución de las
reservas internas de agua para sustentar este proceso. Se determinó que las hojas jóvenes son las principales
responsables de evitar la pérdida de agua y de mantener el balance hídrico durante la estación seca, a juzgar por
las conductividades estomáticas bajas y la estabilidad de su potencial hídrico (gs de 50 mmol m-2 s-1; ΨH de
-0,75 MPa). El flujo total diario de savia presentó una amplia variación estacional, con transpiraciones diarias
de 300 litros durante los meses más lluviosos. Cambios simultáneos en la velocidad del flujo de savia en raíces,
tallo y ramas luego de cambios en la radiación indican el alto grado acople entre órganos y la rápida capacidad de
respuesta a estímulos ambientales. Este trabajo plantea la importancia de contar con estudios ecofisiológicos
que permitan entender mejor los procesos que ocurren en los sistemas forestales.The water relations of Enterolobium cyclocarpum trees of the Santa Rosa National Park, Costa Rica, were studied during different moments of the daily courses and along different periods of the year. The most outstanding feature of this species was its capacity to flush the leaves during the dry season and under conditions of high evaporative demand. The results showed decreased water potentials
in stems and coarse roots during early flushing, from -0.3 MPa to -0.55MPa, evidencing the contribution of stem and root water stores in supporting shoot expansion. It was determined that newly flushed leaves constitute a major factor to restrict water loss and to maintain the water balance during the dry season, as observed in the measurements of the stomatal conductance and the leaf water potential (gs de 50 mmol m-2 s-1; ψH de -0.75 MPa). Total daily sap flow showed substantial variations during the year, with daily transpirations of 300 liters during the rainiest months. Simultaneous changes in branch, stem and coarse root sap flow in response to sudden changes in solar radiation indicated that different tree organs were tightly coupled and were highly responsive to environmental changes. This study shows the importance of implementing ecophysiological studies for the best understanding of the processes that occur in forestry systems.The Andrew W. Mellon Foundation/[]//Estados UnidosUCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de BiologíaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Agroalimentarias::Estación Experimental Agrícola Fabio Baudrit Moreno (EEAFBM
Evaluation of three chroroplastic markers for barcoding and for phylogenetic reconstruction purposes in native plants of Costa Rica
DNA barcoding has been proposed as a practical and standardized tool for species identification. However, the determination of the appropriate marker DNA regions is still a major challenge. In this study, we extracted DNA from 27 plant species belonging to 27 different families native of Costa Rica, amplified and sequenced the plastid genes matK and rpoC1 and the intergenic spacer trnH-psbA. Bioinformatic analyses were performed with the aim of determining the utility of these markers as possible barcodes to discriminate among species and for phylogenetic reconstruction. From the markers selected, the trnH-psbA spacer was the most variable in terms of genetic distance and the most promising region for barcoding. However, it presented a limited use for constructing phylogenies due to the complexity of its alignment. The locus matK was less variable but was also useful for species discrimination and for phylogenetic tree generation. The rpoC1 region was highly conserved and suitable for phylogenetic studies, but presented a limited utility as a barcode. The marker combination matK and rpoC1 provided the best resolution for establishing valid phylogenetic relationships among the analyzed plant families. In conclusion, more than one marker should be used for plant barcoding purposes, to provide complementary and variable information for the interespecific species discrimination.Se ha propuesto el empleo de un código de barras de ADN como una herramienta práctica y estandarizada para la identificación de especies. Sin embargo, la determinación de los marcadores moleculares apropiados se constituye en todo un reto. En este estudio se ha extraído el ADN de 27 especies de plantas que pertenecen a 27 familias distintas, nativas de Costa Rica, de las cuales se amplificaron y secuenciaron los marcadores matK y rpoC1 del genoma del plastidio y el espaciador intergénico trnH-psbA. Se realizaron análisis bioinformáticos con el propósito de determinar la utilidad de estos marcadores como posibles códigos de barra para discriminar entre especies y en la reconstrucción filogenética. De los marcadores seleccionados, el espaciador trnH-psbA fue el más variable en términos de distancia genética y la región más prometedora como código de barras. Sin embargo, presenta limitaciones en la construcción de filogenias debido a la complejidad del alineamiento. El locus matK fue menos variable, pero más útil en la discriminación de especies y en la generación de árboles filogenéticos. La región rpoC1 fue altamente conservada y útil para estudios filogenéticos, pero de utilidad limitada para ser empleada como código de barras. La combinación de los marcadores matK y rpoC1 provee la mejor resolución para establecer relaciones filogenéticas dentro de las familias de plantas analizadas. En conclusión, se requiere más de un marcador molecular para aplicaciones de código de barras y para proveer información complementaria variable para la discriminación de especies inter-específicas.National Institutes of Health /[U01 TW00740401 ICB]/NIH/Estados Unido
A Salinity Threshold Separating Fungal Communities in the Baltic Sea
Salinity is a significant factor for structuring microbial communities, but little is known for aquatic fungi, particularly in the pelagic zone of brackish ecosystems. In this study, we explored the diversity and composition of fungal communities following a progressive salinity decline (from 34 to 3 PSU) along three transects of ca. 2000 km in the Baltic Sea, the world’s largest estuary. Based on 18S rRNA gene sequence analysis, we detected clear changes in fungal community composition along the salinity gradient and found significant differences in composition of fungal communities established above and below a critical value of 8 PSU. At salinities below this threshold, fungal communities resembled those from freshwater environments, with a greater abundance of Chytridiomycota, particularly of the orders Rhizophydiales, Lobulomycetales, and Gromochytriales. At salinities above 8 PSU, communities were more similar to those from marine environments and, depending on the season, were dominated by a strain of the LKM11 group (Cryptomycota) or by members of Ascomycota and Basidiomycota. Our results highlight salinity as an important environmental driver also for pelagic fungi, and thus should be taken into account to better understand fungal diversity and ecological function in the aquatic realm.UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de Biologí
Oxic and Anoxic Organic Polymer Degradation Potential of Endophytic Fungi From the Marine Macroalga, Ecklonia radiata
Cellulose and chitin are the most abundant polymeric, organic carbon source globally. Thus, microbes degrading these polymers significantly influence global carbon cycling and greenhouse gas production. Fungi are recognized as important for cellulose decomposition in terrestrial environments, but are far less studied in marine environments, where bacterial organic matter degradation pathways tend to receive more attention. In this study, we investigated the potential of fungi to degrade kelp detritus, which is a major source of cellulose in marine systems. Given that kelp detritus can be transported considerable distances in the marine environment, we were specifically interested in the capability of endophytic fungi, which are transported with detritus, to ultimately contribute to kelp detritus degradation. We isolated 10 species and two strains of endophytic fungi from the kelp Ecklonia radiata. We then used a dye decolorization assay to assess their ability to degrade organic polymers (lignin, cellulose, and hemicellulose) under both oxic and anoxic conditions and compared their degradation ability with common terrestrial fungi. Under oxic conditions, there was evidence that Ascomycota isolates produced cellulose-degrading extracellular enzymes (associated with manganese peroxidase and sulfur-containing lignin peroxidase), while Mucoromycota isolates appeared to produce both lignin and cellulose-degrading extracellular enzymes, and all Basidiomycota isolates produced lignin-degrading enzymes (associated with laccase and lignin peroxidase). Under anoxic conditions, only three kelp endophytes degraded cellulose. We concluded that kelp fungal endophytes can contribute to cellulose degradation in both oxic and anoxic environments. Thus, endophytic kelp fungi may play a significant role in marine carbon cycling via polymeric organic matter degradation.German Research Foundation/[GR1540/30-1]/DFG/AlemaniaUCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de Biologí
Nodulation capacity in legume forest species (Fabaceae) according to their phylogeny and morphological characteristics
Gran parte del éxito de las plantas leguminosas (Familia
Fabaceae) en los diferentes ecosistemas de Costa
Rica podría deberse a su capacidad de establecer
relaciones simbióticas con microorganismos de la familia
Rhizobiaceae y al nitrógeno fijado que estas bacterias
les pueden proveer. En este trabajo, evaluamos la
presencia de nódulos, tejido donde se realiza la fijación
de nitrógeno, en 24 especies forestales de leguminosas
pertenecientes a cuatro subfamilias de Fabaceae y se
anotaron varias características morfológicas de las
raíces. Se detectó la presencia de nódulos en 14 de
las 24 especies (58.3 %), sin embargo, hubo grandes
diferencias entre las subfamilias. En las dos subfamilias
consideradas las más basales (Detarioideae y
Cercidoideae) no se detectaron nódulos. En la subfamilia
Caesalpinioideae, se reportaron nódulos en el 58.3%
de las especies, restringidas mayoritariamente al clado
Mimosoideae. En la familia Papilionoideae, considerada
la más derivada, se observó la presencia de nódulos
en el 87.5 % de las especies evaluadas. La mayoría de
especies con nódulos presentaron una coloración clara
en sus raíces y las especies sin nódulos una coloración
más oscura, con algunas excepciones. Estas tendencias
están relacionadas con la historia filogenética de
las subfamilias y los orígenes de la nodulación. Sin
embargo, también podrían responder a diferentes
mecanismos de infección e incluso podrían relacionarse
con características fisiológicas de las plantas, como la
producción de compuestos secundarios inhibitorios de
la nodulación. De esta forma, este estudio establece un
primer paso para entender mejor las interacciones entre
los microorganismos fijadores de nitrógeno con sus
hospederos.A large part of the success of legume plants (Fabaceae) in the different ecosystems of Costa Rica could be
due to their ability to establish symbiotic relationships with microorganisms of the Rhizobiaceae family and to
the fixed nitrogen that these bacteria can provide them. In this work, we evaluated the presence of nodules,
the tissue where nitrogen fixation is carried out, in 24 forest species of legumes belonging to four subfamilies
of Fabaceae, and several morphological characteristics of the roots were determined. The presence of nodules
was detected in 14 of the 24 species (58.3 %); however, there were large differences between the subfamilies. In
the two subfamilies considered the most basal (Detarioideae and Cercidoideae), no nodules were detected. In
the Caesalpinioideae subfamily, nodules were reported in 58.3 % of the species, mostly restricted to the clade
Mimosoideae. In the Papilionoideae family, considered the most derived, the presence of nodules was observed
in 87.5 % of the evaluated species. Most species with nodules had a light coloration on their roots, and species
without nodules had a darker coloration, with some exceptions. These trends are related to the phylogenetic
history of the subfamilies and the origins of nodulation. However, they could also respond to different infection
mechanisms and could even be related to physiological characteristics of plants, such as the production of
secondary inhibitory compounds of the nodulation. In this way, this study constitutes. the first step to understand
better the interactions between nitrogen-fixing microorganisms with their hosts.Universidad de Costa Rica/[111-B9-204]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de Biologí
Short-term exposure to benzalkonium chloride in bacteria from activated sludge alters the community diversity and the antibiotic resistance profile
The continuous introduction of cleaning products containing benzalkonium chloride (BAC) from household discharges can mold the microbial
communities in wastewater treatment plants (WWTPs) in a way still poorly understood. In this study, we performed an in vitro exposure of
activated sludge from a WWTP in Costa Rica to BAC, quantified the changes in intI1, sul2, and qacE/qacEΔ1 gene profiles, and determined
alterations in the bacterial community composition. The analysis of the qPCR data revealed elevated charges of antibiotic resistance genes in
the microbial community; after BAC’s exposure, a significant increase in the qacE/qacEΔ1 gene, which is related to ammonium quaternary
resistance, was observed. The 16S rRNA gene sequences’ analysis showed pronounced variations in the structure of the bacterial communities, including reduction of the alpha diversity values and an increase of the relative abundance of Alphaproteobacteria, particularly of
Rhodospseudomonas and Rhodobacter. We confirmed that the microbial communities presented high resilience to BAC at the mg/mL
concentration, probably due to constant exposure to this pollutant. They also presented antibiotic resistance-related genes with similar
mechanisms to tolerate this substance. These mechanisms should be explored more thoroughly, especially in the context of high use of
disinfectant.Universidad de Costa Rica/[]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias de la Salud::Instituto de Investigaciones en Salud (INISA)UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro de Investigaciones en Productos Naturales (CIPRONA)UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias de la Salud::Centro de Investigación en Enfermedades Tropicales (CIET)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de Biologí