Ο σκοπός της παρούσας έρευνας είναι να εξετάσει, σε μία περίπτωση φοιτητικού πληθυσμού (φοιτητές Τμήματος Γεωλογίας), κατά πόσο οι γνώσεις γύρω από το όριο συνάρτησης και ακολουθίας (ιδιαίτερα και της γεωμετρικής σειράς), τις περισσότερες από τις οποίες έχουν διδαχθεί οι σημερινοί φοιτητές σχολής Θετικών Επιστημών κατά τη διάρκεια της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης είναι γνώσεις οι οποίες έχουν κατανοηθεί σε κάποιο βάθος και αν αυτή η "γνωστική κληρονομιά" μπορεί να αξιοποιηθεί στο χώρο της τριτοβάθμιας εκπαίδευσης. / The purpose of this research is to examine, in one case of student population (Geology students), whether the knowledge about the function limit and the series(specially the geometric series), most of which have been taught to today's "Science's Faculty" students during secondary education, is knowledge which has been understood in sufficient depth and whether this "cognitive legacy" can be used in higher education.

Η μεταπτυχιακή διατριβή με θέμα: «Φυσική Ραδιενέργεια των κλαστικών και ανθρακικών ιζημάτων στην περιοχή ανατολικά της Ηγουμενίτσας», έχει ως αντικείμενο την αναγνώριση, μελέτη και ανάλυση της φυσικής ραδιενέργειας των φυσικών ραδιονουκλιδίων U238, Th232, Ra226 και K40 στις κλαστικές αποθέσεις ηλικίας Μειοκαίνου (Ακουιτάνιο) και στις κλαστικές αποθέσεις των υποθαλάσσιων ριπιδίων Ηωκαίνου και Ολιγοκαίνου, και στο ποσοστό συγκέντρωσής τους στις παλαιότερες ανθρακικές και σύγχρονες κλαστικές ακολουθίες της περιοχής Νεράιδας Θεσπρωτίας, καθώς επίσης και στην ερμηνεία των αποτελεσμάτων ως προς την ταυτοποίηση της πηγής προέλευσής τους. Η περιοχή μελέτης ανήκει στη λεκάνη Φιλιάτες-Παραμυθιάς Ηπείρου και αποτελεί τμήμα ενός εκ των φλυσχικών συγκλίνων, τα οποία αναπτύσσονται στη δυτική Ελλάδα μέσα στην Ιόνια ζώνη, εξαιτίας της δράσης των εσωτερικών επωθήσεων. Η υπαίθρια δειγματοληψία πραγματοποιήθηκε στην ανθρακική και κλαστική ακολουθία, με τη συλλογή 45 συνολικά δειγμάτων, εκ των οποίων 8 ήταν ασβεστολιθικά, 18 ψαμμιτικά, 18 πηλιτικά και 1 σύγχρονης ποτάμιας άμμου. Η περιγραφή των ιζηματολογικών ενοτήτων βασίστηκε σε βιβλιογραφικά δεδομένα των γύρω περιοχών, καθότι δεν πραγματοποιήθηκαν ιζηματολογικές και γεωχημικές αναλύσεις. Οι κλαστικές ακολουθίες ταξινομήθηκαν βάσει του γεωλογικού χάρτη του Ι.Γ.Μ.Ε. φύλλο Φιλιάτες 1962-63, 1:50.000, ως αποθέσεις του Ανώτερου Φλύσχη ηλικίας Ακουιτανίου και αποθέσεις του Φλύσχη των Αγ. Πάντων ηλικίας Ηωκαίνου-Ολιγοκαίνου. Στην κατεύθυνση της ραδιοχημικής έρευνας, πραγματοποιήθηκε μια σειρά από ραδιοχημικές αναλύσεις σε όλο των αριθμό των δειγμάτων, προκειμένου να εκτιμηθεί η συγκέντρωση ενεργότητας των φυσικών ραδιονουκλιδίων των ανθρακικών και κλαστικών ακολουθιών, με σκοπό να εντοπιστεί η πηγή προέλευσής τους και η δυνατότητα αποθήκευσής τους, στους συγκεκριμένους σχηματισμούς. Η μέτρηση της συγκέντρωσης ενεργότητας του 238U, 226Ra, 232Th, και 40K έγινε με τη μέθοδο της γ-φασματομετρίας, με τη χρήση υπερκάθαρου ανιχνευτή γερμανίου (HPGe) της Canberra. Ο κύριος στόχος αυτής της προσπάθειας, ήταν να διαπιστωθεί η ύπαρξη των φυσικών ραδιονουκλιδίων στην ανθρακική ακολουθία, καθώς και η συγκέντρωσή τους στην κλαστική ακολουθία, λόγω δευτερογενούς μετανάστευσής τους, από τις ήδη ταυτοποιημένες φωσφορούχες αποθέσεις των γειτονικών περιοχών. Η περιοχή μελέτης δεν εμφάνισε υπερβολικές τιμές συγκέντρωσης ενεργότητας φυσικών ραδιονουκλιδίων σε κανέναν από τους γεωλογικούς σχηματισμούς που ερευνήθηκαν. Η ανθρακική ακολουθία της περιοχής χαρακτηρίστηκε πολύ φτωχή στα υπό μελέτη φυσικά ραδιονουκλίδια, σε αντίθεση με την κλαστική ακολουθία, η οποία εμφάνισε γενικά αυξημένες τιμές συγκέντρωσης ενεργότητας φυσικών ραδιονουκλιδίων. Τέλος, βάσει των συγκεντρώσεων που εντοπίστηκαν στις σύγχρονες ποτάμιες προσχώσεις της περιοχής μελέτης, τα Τεταρτογενή ιζήματα της περιοχής χαρακτηρίστηκαν ως αρκετά εμπλουτισμένα, συμπεραίνοντας την ύπαρξη σύγχρονης τροφοδοσίας φυσικών ραδιονουκλιδίων μέσω οριζόντιων ρηγμάτων. Συμπεραίνοντας, οι κλαστικές ακολουθίες του Φλύσχη των Αγ. Πάντων, Ηωκαίνου και Ολιγοκαίνου και τα Τεταρτογενή ιζήματα της περιοχής, δεν χαρακτηρίζονται ως άμεσα προτεινόμενοι σχηματισμοί για τη χρήση αδρανών υλικών, ενώ προτείνεται εκτενέστερη μελέτη στους Τεταρτογενείς σχηματισμούς της Εξωτερικής Ιονίου. / The subject of postgraduate thesis «Natural radioactivity of clastic and carbonate sediments located eastern of Igoumenitsas area (Western Greece)» is dealing with the recognition, study and analysis of natural radioactivity of natural radionuclides U238, Th232, Ra226 και K40 in the Miocene (Aquitanian) clastic deposits, Eocene and Oligocene clastic deposits of the submarine fans and their concentration amount in the older carbonate and contemporary clastic sequences of the study area located in the village Neraida of Thesprotia. It also deals with the interpretation of results in terms of the identification of the source. The study area is located in the basin of Filiates-Paramithia of Epirus and constitutes a part of the flysch syclins, developed in Western Greece within the Ionian zone, due to the activity of internal thrusts. The sampling was accomplished in the carbonate and clastic sequences, with the collection of 45 rock samples: 8 limestones, 18 sandstones, 18 siltstones and 1 sample of contemporary fluvial sand. The sedimentological units description was based in bibliographical data, since sedimentological and geochemical analyses were not accomplished. The clastic sequences were classified based on the geological map of I.G.M.E. Filiates sheet 1962-63, 1:50.000, as Upper Flysch depotites Aquitanian ages and Ag. Panton Flysch deposites Eocene-Oligicene ages. Towards the radiochemical research a sequence of radiochemical analyzes were accomplished, in order to evaluate the activity concentration of natural radionuclides of carbonate and clastic sequences, with the aim of locating their source and the potential of their storage in these specific formations. The activity concentration measurement of 238U, 226Ra, 232Th, and 40K was carried out with gamma-spectometry method, using the High Purity Germanium detector (HPGe) of Canberra Company. The main aim of this effort was the establishment of the existence of the natural radionuclides in the carbonate sequence, as well as their concentration in the clastic sequence, due to their secondary migration from the already identified phosphatic deposits of the adjacent areas. None of the studied geological formations of the study area presented exaggerating activity concentration of natural radionuclides values. The carbonate sequence in terms of the studied natural radionuclides was characterized as quite poor, contrasting to the clastic sequence, which generally showed increasing activity concentration of natural radionuclides values. Finally, based on the concentrations traced in the contemporary fluvial deposits of the study area, the Quaternary sediments of the area were characterized as sufficiently enriched, concluding to the existence of contemporary source of natural radionuclides through horizontal faults. Concluding, the Eocene – Oligocene clastic sequences of Ag. Panton Flysch and the Quaternary sediments of the area, are not characterized as immediately preferred formations for the usage of aggregate materials, while additionally a more extensive research in the Quaternary formations of External Ionian Zone is suggested.

Στη διατριβή αυτή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα έρευνας σχετικής με το σχεδιασμό, εφαρμογή και αξιολόγηση μιας διδακτικής ακολουθίας για την έννοια της ενέργειας η οποία απευθύνεται σε μαθη-τές/τριες της ε΄ τάξης του ελληνικού δημοτικού σχολείου. Η διδακτική αυτή ακολουθία βασίζεται στις αρχές της ‘καινοτομικής’ και ‘εποικοδομητικής’ προσέγγισης για τη διδασκαλία και μάθηση των φυσι-κών επιστημών και εξετάζονται αφ’ ενός τα επιστημολογικά χαρακτηριστικά του εννοιολογικού περιε-χομένου της ακολουθίας αυτής και αφ’ ετέρου αν μπορεί να οδηγήσει μαθητές/τριες αυτής της εκπαι-δευτικής βαθμίδας να εμφανίσουν γνωστική πρόοδο στο συγκεκριμένο θέμα. Σύμφωνα με τα αποτελέ-σματα της έρευνας, εκτιμάται ότι το ‘μοντέλο των ενεργειακών αλυσίδων’ αποτελεί ένα επιστημολογικά έγκυρο, συμβατό προς τις γνωστικές δυνατότητες των παιδιών και διδακτικά αποτελεσματικό διδακτικό μετασχηματισμό της επιστημονικής γνώσης σε σχολική γνώση. Πιο συγκεκριμένα, παρέχονται ενδείξεις σύμφωνα με τις οποίες οι μαθητές/τριες μετά το πέρας της σχετικής διδασκαλίας είναι δυνατόν να οι-κοδομήσουν τόσο στο ποιοτικό όσο και στο ποσοτικό επίπεδο ένα ενεργειακό μοντέλο με το οποίο (α) να περιγράφουν χρησιμοποιώντας την έννοια της ενέργειας, τόσο στο ποιοτικό όσο και στο ποσοτικό επίπεδο, τη λειτουργία απλών τεχνολογικών συστημάτων όπου εμπλέκονται μηχανικά, θερμικά και η-λεκτρικά φαινόμενα, (β) να μετρούν ποσότητες ενέργειας σε απλά τεχνολογικά συστήματα του σχολι-κού εργαστηρίου και (γ) να περιγράφουν, εξηγούν και προβλέπουν την ενεργειακή συμπεριφορά οικια-κών τεχνολογικών συστημάτων. / In this thesis, the results of a research concerning the planning, application and evaluation of a teaching sequence as far as the concept of energy is concerned, are featured. This teaching sequence is addressed to fifth grade pupils of Greek primary schools and it relies on the principles of ‘innovative’ and ‘construc-tive’ approach for the teaching and learning of science. On one hand, the epistemological features of the conceptual content of the sequence are being examined and on the other hand, it is argued whether pu-pils can be led to developing cognitive progress on this specific issue. According to the findings of this research, it is estimated that the ‘model of energy chains’ is scientifically valid and compatible to the cognitive capabilities of the pupils. It is an effective teaching model which transforms the scientific knowledge into school knowledge. More specifically, there are indications that the pupils, after completing this teaching course are capable of developing an energy model which is both qualitative and quantitative, so as to be able to: (a) describe the function of simple technological systems which include mechanical, thermal and electrical phenomena, by using the concept of energy both in a qualitative and quantitative level, (b) measure energy quantities in simple technological sys-tems of the school laboratory and (c) describe, explain and predict the energy behaviour of domestic technological systems.

Λαμβάνοντας υπόψη ιζηματογενείς δομές και υφές, και την βιοστρωματογραφία κατα-λήγουμε στο συμπέρασμα ότι η ιζηματογενής ακολουθία κατά μήκος της νότιας ακτής της Ζακύνθου από το χωριό Κερί μέχρι και τη χερσόνησο του Άγιου Σώστη έχει επη-ρεαστεί από ισχυρή τεκτονική δραστηριότητα, παράγοντας τουλάχιστον τέσσερις κύ-κλους με αυξανόμενο κοκκομετρικό μέγεθος προς τα πάνω. Η παρουσία της ακολου-θίας Bouma και των οριζόντων ολίσθησης συστήνουν ένα βαθύ θαλάσσιο περιβάλλον απόθεσης. Η κοκκομετρική ανάλυση έδειξε μια σταδιακή πλήρωση του κάθε κύκλου ιζηματογένεσης, αλλά και ολόκληρης της περιοχής. Επιπροσθέτως, η ανάλυση του TOC και του CaCO3 έδειξε ότι υπάρχει μια σχέση του ποσοστού τους με το περιβάλ-λον απόθεσης, καθώς και ότι υπάρχουν αρκετά καλές πιθανότητες για ανάπτυξη μη-τρικών πετρωμάτων με μέτρια έως καλή δυνατότητα γένεσης υδρογονανθράκων. / Taking into account sedimentary structures and textures, and biostratigraphy we conclude that the sedimentary sequence along the southern coast of Zakynthos is-land from Keri village as far as Ag. Sostis peninsula was influenced by strong tec-tonic activity, producing at least four coarsening upward cycles. The presence of Bouma sequence and slump horizons within the studied sediments introduce gener-ally deep sea depositional conditions. Grain size analysis showed a gradual upward swallowing of depositional conditions both to each cycle and general to the whole area. In addition, TOC and CaCΟ3 analysis showed that there is a relation of their content with the depositional conditions and moreover there are quite enough condi-tions for the development of source rocks with fair to good hydrocarbon generation.

Στόχος της παρούσας διατριβής είναι η σχεδίαση και η αξιολόγηση μιας διδακτικής ακολουθίας για την κίνηση του απλού εκκρεμούς, στα πλαίσια της καινοτομικής και εποικοδομητικής αντίληψης για το αναλυτικό πρόγραμμα Φυσικών Επιστημών. Πρόκειται για έρευνα εφικτότητας η οποία διενεργείται σε τρία επίπεδα: της ανάλυσης, του σχεδιασμού και της εφαρμογής. Το επίπεδο ανάλυσης περιλαμβάνει την επιστημολογική ανάλυση του Γαλιλαϊκού πλαισίου μελέτης της κίνησης του απλού εκκρεμούς, την ανάλυση των νοητικών παραστάσεων των μαθητών για την κίνηση του απλού εκκρεμούς και την ανάλυση των απαιτήσεων της καινοτομικής και εποικοδομητικής αντίληψης για το αναλυτικό πρόγραμμα Φυσικών Επιστημών. Το επίπεδο σχεδιασμού περιλαμβάνει τη διατύπωση των διδακτικών στόχων και τη διαμόρφωση του περιεχομένου της διδακτικής ακολουθίας. Δομικά χαρακτηριστικά της ακολουθίας συνιστούν (α) η πολιτισμική επιλογή του τεχνολογικού πλαισίου λειτουργίας του ρολογιού-εκκρεμούς, (β) η εννοιολογική επιλογή της Γαλιλαϊκής προσέγγισης της μελέτης του απλού εκκρεμούς και (γ) η μεθοδολογική επιλογή της σχολικής εκδοχής της υποθετικο -παραγωγικής προσέγγισης της επιστημονικής γνώσης. Η προτεινόμενη ακολουθία απαρτίζεται από τέσσερις διδακτικές ενότητες και υλοποιείται μέσω δραστηριοτήτων - προβλημάτων, οι οποίες βασίζονται σε μετασχηματισμένο ή αυθεντικό υλικό προερχόμενο από την Ιστορία της Επιστήμης. Το επίπεδο εφαρμογής περιλαμβάνει την πειραματική εφαρμογή της διδακτικής ακολουθίας σε 36 μαθητές της Γ΄ Γυμνασίου και την αξιολόγηση της γνωστικής προόδου που υποθέτουμε ότι θα σημειώσουν. Χρησιμοποιείται η τεχνική του ερωτηματολογίου για να ανιχνευθούν οι νοητικές παραστάσεις των μαθητών πριν και μετά τη συμμετοχή τους στην εφαρμογή του προγράμματος. Η ανάλυση των δεδομένων πραγματοποιείται σε τρία επίπεδα. Στο πρώτο επίπεδο καταδεικνύεται η θετική συμβολή των δραστηριοτήτων της διδακτικής ακολουθίας στη μετακίνηση των απαντήσεων των μαθητών προς την κατεύθυνση της αποδεκτής σχολικής γνώσης για τη κίνηση του εκκρεμούς. Στο δεύτερο επίπεδο καταδεικνύεται η συνολική σημαντική γνωστική πρόοδος των μαθητών στις τρεις συνιστώσες της επιστημονικής γνώσης, την πολιτισμική, την εννοιολογική και τη μεθοδολογική. Τέλος, στο τρίτο επίπεδο καταδεικνύεται η θετική συμβολή της διδακτικής ακολουθίας στη συγκρότηση ομάδων μαθητών που χρησιμοποιούν με επαρκή και συνεκτικό τρόπο τόσο την εννοιολογική όσο και τη μεθοδολογική συνιστώσα της επιστημονικής γνώσης. / The aim of this thesis is the design and evaluation of a teaching sequence for the motion of the simple pendulum, under the innovative and constructive approach of the science curriculum. This study belongs to the ‘feasibility’ research current and was carried out at three levels: analysis, design and implementation. The level of analysis involves the analysis of Galilean epistemological framework about the motion of the pendulum, the analysis of mental representations of students about the motion of the simple pendulum and the analysis of the requirements of innovative and constructive approaches for the science curriculum. The level of design includes the formulation of learning objectives and the content development of the teaching sequence. The structural features of the sequence concern (a) the cultural dimension of scientific knowledge (the relationship between the simple pendulum and the timekeeping problem), (b) the conceptual dimension of scientific knowledge (a Galilean semi-quantitative approach of the isochronal motion of the simple pendulum) and (c) the methodological dimension of scientific knowledge (a hypothetico-deductive approach of the relation between the period of the simple pendulum, its string length and its gravitational acceleration) The proposed sequence is composed of four modules and is implemented through problem – solving activities, which are based on transformed or authentic material from the History of Science. The application level includes the experimental implementation of the teaching sequence to 36 students aged 14-15 y.o. and the evaluation of their cognitive progress that we assume took place during the teaching. A questionnaire is used to detect mental representations of students before and after having participated in the teaching intervention. Data analysis was carried out on three levels. The first level shows the positive contribution of the activities of the teaching sequence to a transformation of student responses towards the acceptable scientific school knowledge about the motion of the simple pendulum. The second level shows the overall significant cognitive progress of students in the three components of scientific knowledge, cultural, conceptual and methodological. Finally, the third level shows the positive contribution of the teaching sequence in the formation of groups of pupils using in an efficient and coherent manner both conceptual and methodological aspects of scientific knowledge.

Η παρούσα διπλωματική εργασία με τίτλο «Ιζηματολογική, γεωχημική μελέτη και παλαιογεωγραφική εξέλιξη - Δυναμικό γένεσης υδρογονανθράκων των Μειοκαινικών αποθέσεων στη Βορειοδυτική πλευρά του νησιού της Κέρκυρας», εκπονήθηκε στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος με τίτλο «Γεωλογικές Διεργασίες στη Λιθόσφαιρα και Γεωπεριβάλλον», του τμήματος Γεωλογίας της σχολής Θετικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Πατρών. Η περιοχή μελέτης ανήκει στη λεκάνη της Κέρκυρας και αποτελεί τμήμα ενός συγκλίνου, γνωστό ως Λεκάνη Καρουσάδων, το οποίο αναπτύσσεται στη βορειοδυτική πλευρά του νησιού, και δημιουργήθηκε εξαιτίας της δράσης της Ιόνιας επώθησης. Με βάση τον γεωλογικό χάρτη του Ι.Γ.Μ.Ε., φύλλο Βόρειος και Νότιος Κέρκυρα 1962, 1:50.000, τα μελετηθέντα ιζήματα αναφέρονται ως μολασσικές αποθέσεις ηλικίας Μέσου - Ανώτερου Μειοκαίνου. Για την ιζηματολογική ανάλυση συλλέχθηκαν 88 δείγματα, εκ των οποίων τα 8 από το Βόρειο τμήμα της Κέρκυρας, και τα υπόλοιπα 80 από τον κόλπο του Αγίου Γεωργίου Πάγων. Για την γεωχημική έρευνα, πραγματοποιήθηκε μια σειρά από χημικές αναλύσεις σε όλο των αριθμό των δειγμάτων, προκειμένου να υπολογιστεί η περιεκτικότητα των ιζημάτων σε Corg και CaCO3. Ο υπολογισμός της περιεκτικότητας σε Corg έγινε με τη μέθοδο τιτλοδότησης, που πρόκειται για την τροποποιημένη μέθοδο Walkley - Βlack σύμφωνα με τον Gaudette et al., 1974 και ο υπολογισμός της περιεκτικότητας σε CaCO3 έγινε με τη μέθοδο διάσπασης του CaCO3 με την χρήση οξικού οξέως CΗ3CΟΟΗ (Varnavas, 1979). Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των ιζηματολογικών και γεωχημικών χαρακτηριστικών των νεογενών σχηματισμών της βορειοδυτικής Κέρκυρας, με έμφαση στην περιοχή του κόλπου του Άγιου Γεώργιου Πάγων. Ειδικότερα, η λεπτομερής ανάλυση των ιζημάτων θα μας βοηθήσει στον προσδιορισμό των περιβαλλόντων ιζηματογένεσης τους και στον εντοπισμό πιθανών μητρικών πετρωμάτων υδρογονανθράκων, που σε συνδυασμό με την κατακόρυφη και πλευρική τους ανάπτυξη θα μας δώσει τη δυνατότητα δημιουργίας του εξελικτικού μοντέλου της περιοχής μελέτης. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την ιζηματολογική ανάλυση μας οδήγησαν στην κατασκευή δύο σεναρίων για την παλαιογεωγραφική εξέλιξη της περιοχής. Η διαφορά των δύο σεναρίων εστιάζεται στο χρόνο έναρξης της μετανάστευσης της τεκτονικής δραστηριότητας προς τα δυτικά και συνεπώς στο πότε η πίεση μετανάστευσε δυτικά και έξω από την περιοχή μελέτης. Το γεγονός ότι μεγάλο μέρος των αναλυθέντων ιζημάτων χαρακτηρίζεται από ικανοποιητικό έως υψηλό ποσοστό Corg μας έδωσε τη δυνατότητα να χαρακτηρίσουμε τα ιζήματα της περιοχής ότι έχουν καλή έως και πολύ καλή δυνατότητα γένεσης υδρογονανθράκων. Τέλος, έγινε μελέτη της ανθρακικής σειράς της Κέρκυρας, με βάση μόνο βιβλιογραφικά δεδομένα και με σκοπό την εκτίμηση της πιθανότητας γένεσης υδρογονανθράκων. Προσδιορίστηκε ότι κύριο μητρικό πέτρωμα μπορούν να αποτελέσουν οι σχιστόλιθοι Ιουρασικής ηλικίας, με τους υπερκείμενους ασβεστόλιθους να μπορούν να αποτελέσουν το ταμιευτήριο πέτρωμα. / The present thesis, «Sedimentological, Geochemical analysis and Palaiogeographic evolution – Prospectivity of the Miocene deposits of the Northwestern part of Corfu island», was conducted as part of a postgraduate program in Geology. The study area is extended in the basin of Karousades, located at the northwestern part of Corfu Island and constitutes part of a syncline, which was created by the activity of the Ionian thrust. The sedimentological units were classified based on the geological map of I.G.M.E., North and South Corfu sheet 1962, 1:50.000, as Molasse formation of Middle-Upper Miocene. In order to determine the sedimentological parameters, a total of eighty-eight (88) samples were collected of which eight (8) samples were from the Northern part of Corfu Island and eighty (80) samples were from the gulf of Agios Giorgos Pagon. In addition, a series of geochemical analysis was accomplished in order to calculate the calcium carbonate (CaCO3) and organic carbon (Corg) content. The analysis of Organic Carbon (Corg) content was based on the method of titration according to a modified Walklet – Black method (Gaudette et al., 1974) and the analysis of calcium carbonate was based on decomposition of CaCO3 using CH3COOH (Varnavas, 1979). The objective of this thesis is the study of sedimentological and geochemical characteristics of the Neogene formations in northwest Corfu, with emphasis in the gulf of Agios Georgios Pagon. Specifically, detailed analysis of sediments will help us to identify the depositional environments and identify potential source rocks, which in combination with the vertical and lateral development will enable us to reconstruct the evolutionary model of the study area. The results obtained from our sedimentological analysis led to the construction of two scenarios for the paleogeographic evolution of the region. The difference between the two scenarios focuses on the start time of tectonic activity migration to the west and therefore, in when the pressure migrated west and outside the study area. The fact that many of the analyzed sediments are characterized by high Corg rate suggests that the studied samples have a good to very good source rocks potential. Finally, the study of carbonate formations of Corfu was based only on bibliographic data in order to assess the probability of finding potential source rocks. It was determined that the main source rock is constituted by shales of Jurassic age, with overlying limestone as the reservoir rock.

The advent of efficient genome sequencing tools and high-throughput experimental biotechnology has lead to an enormous progress in life sciences. Among the most important innovations is the microarray technology. It allows to quantify the expression of thousands of genes simultaneously by measuring the hybridization from a tissue of interest to probes on a small glass or plastic slide. Before launching into microarray research it is important to recall that the characteristics of this data include a fair amount of noise and an atypical dimensionality (which makes difficult the use of classic statistics tools – experimental samples in the order of dozens and measured parameters in thousands or tens of thousands). Therefore, the main goal of this thesis is the development of adequate computational methods and algorithms, capable of extracting valuable biological knowledge from this type of data. Applications of microarray technology as a tool for gene expression analysis range from the assignment of functional categories for genes of unknown biological function (based on the analysis of genes with already established biological role), to precise and early diagnosis of different tumor malignancies. However, the main goal of computational analysis of gene expression data is the extraction of regulatory knowledge at genetic level that may be used to provide a broader understanding on the functioning of complex cellular systems. In this direction, revealing the structures of regulatory networks based of gene expression data becomes a pivotal task. The thesis contributes with a framework for the discovery of biological functional category of genes based on the synergy of ICA and a dynamic SOM-based clustering algorithm, that accurately finds groups of co-regulated genes, while identifying interesting regulatory signals within the data with the help of ICA decomposition. We also pursue the task of molecular characterization of different tumor types using gene expression profiling, by providing a novel method for tissue samples classification, based on an ensemble of classifiers sequentially trained on reweighted versions of the data. The algorithm, known as boosting, is adapted to peculiarities of gene expression data and employed in conjunction with SVMs. Additionally, the novel concept of finding predictive genes whose signatures are significant for phenotype discrimination is treated. Finally, the thesis presents a method developed for reverse-engineering gene regulatory networks based on recurrent neuro-fuzzy networks, which exploits the advantages of fuzzy-based models, in terms of results interpretability, and those of neural systems, in terms of computational power and time series prediction capabilities. / H έλευση ικανών υπολογιστικών εργαλείων για την μελέτη της γενομικής ακολουθίας και της ερευνητικής βιοτεχνολογίας υψηλής ανάλυσης, οδήγησε σε μια τεράστια πρόοδο στις επιστήμες ζωής. Μεταξύ των πιο σημαντικών καινοτομιών είναι η τεχνολογία μικροσυστοιχιών. H τεχνολογία αυτή επιτρέπει την ποσοτικοποίηση της έκφρασης χιλιάδων γονιδίων ταυτόχρονα, μετρώντας τον υβριδισμό από έναν ιστό ενδιαφέροντος έως σε δείγματα σε μικρό γυαλί η σε πλαστικά τσιπ. Πριν ξεκινήσουμε την έρευνα πάνω στις μικροσυστοιχίες είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι τα χαρακτηριστικά των δεδομένων αυτής περιλαμβάνουν αρκετό ποσό θορύβου και ένα μη τυπικό αριθμό διαστάσεων (το οποίο καθιστά δύσκολη την χρήση κλασσικών στατιστικών μεθόδων – μέγεθος δείγματος σε δωδεκάδες και μέγεθος χαρακτηριστικών σε χιλιάδες η δεκάδες η εκατοντάδες). Επομένως, ο κύριος στόχος αυτής της διδακτορικής εργασίας είναι η ανάπτυξη ικανών υπολογιστικών μεθόδων και αλγόριθμων έτσι ώστε να εξάγουν πολύτιμη βιολογική γνώση από τον συγκεκριμένο τύπο δεδομένων. Εφαρμογές της τεχνολογίας μικροσυστοιχιών σαν ένα εργαλείο για την ανάλυση έκφρασης γονιδίων ξεκινούν από την εύρεση και απόδοση λειτουργικών κατηγοριών για γονίδια άγνωστης βιολογικής λειτουργικότητας (βασισμένη στην ανάλυση των γονιδίων ήδη εδραιωμένου βιολογικού ρόλου) έως την ακριβή και πρώιμη διάγνωση διαφορετικών κακοήθων όγκων. Όμως ο κύριος στόχος της υπολογιστικής ανάλυσης της έκφρασης γονιδίων είναι η εξαγωγή ρυθμιζόμενης γνώσης στο γενετικό επίπεδο το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ώστε να παρέχει μία ευρύτερη κατανόηση της λειτουργίας πολύπλοκων κυτταρικών συστημάτων. Σε αυτή την κατεύθυνση, το να αναδεικνύεις τις δομές ρυθμιστικών δικτύων βασισμένων στην έκφραση γονιδίων γίνεται καίριο έργο. Η διδακτορική διατριβή συνεισφέρει στο πλαίσιο για την ανακάλυψη βιολογικά λειτουργικών κατηγοριών γονιδίων βασισμένη στην συνεργία της ΙCA και της δυναμικού βασισμένου στη SOM ομαδοποίηση αλγορίθμου η οποία με ακρίβεια βρίσκει ομάδες γονιδίων που συν-ρυθμίζονται ενώ παράλληλα αναγνωρίζει ενδιαφέροντα ρυθμιστικά σήματα μέσα στα δεδομένα με τη βοήθεια της ΙCA αποδόμησης. Eπίσης, προσανατολιζόμαστε στην εύρεση του μοριακού χαρακτηρισμού διαφορετικών τύπων όγκων χρησιμοποιώντας το προφίλ της γονιδιακής έκφρασης, βασισμένο σε ένα σύνολο κατηγοριοποιητών οι οποίοι εκπαιδεύτηκαν σειριακά σε επανασταθμισμένες παραλλαγές των δεδομένων. Ο αλγόριθμος, γνωστός και σαν boosting, έχει προσαρμοστεί στις ιδιαιτερότητες των δεδομένων έκφρασης γονιδίου και εφαρμόζεται σε συνδυασμό με τα SVMs. Επιπλέον, εξετάζεται η πρωτοποριακή τεχνική της εύρεσης προβλέψιμων τιμών των οποίων οι υπογραφές είναι σημαντικές για τον χαρακτηρισμό φαινότυπου. Τελικά, η παρούσα διδακτορική διατριβή παρουσιάζει μια μέθοδο που αναπτύχθηκε για αντίστροφα μηχανικά ελεγχόμενα από γονίδια νευρωνικά δίκτυα βασισμένα σε αναδρομικά νευρωνικά δίκτυα τύπου fuzzy, τα οποία αξιοποιούν τα πλεονεκτήματα των μοντέλων τύπου fuzzy σε βάση επεξηγηματικότητας αποτελεσμάτων, και αυτών των νευρωνικών δικτύων σε βάση υπολογιστικής δύναμης και ικανότητας πρόβλεψης χρονοσειρών.

Τα πεπτίδια, είτε ως πρωτεϊνικά θραύσματα είτε ως φυσικές οντότητες, χαρακτηρίζονται από την ακολουθία τους και από τα λειτουργικά τους χαρακτηριστικά. Ο σκοπός αυτής της Διδακτορικής Διατριβής είναι η ανάπτυξη μιας μεθοδολογίας εξόρυξης δεδομένων για μοναδικά tags και πεπτιδικά/πρωτεϊνικά χαρακτηριστικά του ανθρώπινου πρωτεώματος καθώς επίσης η ανάλυση και η εφαρμογή αυτών των βιολογικών δεδομένων σε πρωτεϊνες που σχετίζονται με τον καρκίνο. Δημιουργήθηκε μια αποθήκη αρχείων η οποία περιέχει μοριακά βάρη με ακρίβεια 0.01 Da που συνδέονται με τις αντίστοιχες πεπτιδικές ακολουθίες ανθρώπινων πρωτεϊνών της Swiss-Prot βάσης. Αυτές οι πρωτεϊνες διασπάστηκαν εξαντλητικά παρέχοντας ανεξαρτησία στις πεπτιδικές ακολουθίες από άλλες μεθόδους που βασίζονται στην ενζυματική διάσπαση. Από αυτήν την αποθήκη δεδομένων, διαχωρίστηκαν τα μοριακά βάρη που είναι μοναδικά και φτάνουν μέχρι τα 10 kDa καθώς και οι μοναδικές πεπτιδικές ακολουθίες (μέχρι 10 kDa). Στα πλαίσια της αξιοποίησης των δεδομένων εξόρυξης για την ταυτοποίηση των πρωτεϊνών, αναπτύχθηκε μια ευρέως διαθέσιμη διαδικτυακή εφαρμογή όπου γίνεται η αντιστοίχιση των μοριακών βαρών υψηλής ανάλυσης με πεπτίδια και πρωτεϊνες. Μια ακόμη διαδικτυακή εφαρμογή αναπτύχθηκε για να προσφέρει την πληροφορία της μοναδικότητας των μοριακών βαρών και των πεπτιδικών ακολουθιών στο ανθρώπινο πρωτέωμα. Η εφαρμογή μπορεί να αναζητήσει μοναδικά πρωτεϊνικά θραύσματα που προκύπτουν από την εζυματική διάσπαση πρωτεϊνών και να προσφέρει την πληροφορία για όλα τα μοναδικά μοριακά βάρη και τις μοναδικές πεπτιδικές ακολουθίες που περιέχονται σε μια πρωτεϊνη. Πολλές φορές χρειάζεται η μαζική διαχείριση των πεπτιδίων από λίστες. Για το σκοπό αυτό, αναπτύχθηκε ένας web server ο οποίος διαχειρίζεται τις πεπτιδικές λίστες, αναλύοντας τα χαρακτηριστικά των πεπτιδίων και ομαδοποιώντας τα πεπτίδια σύμφωνα μα αυτά τα χαρακτηριστικά, ενώ οπτικοποιείται η ομαδοποίηση με την χρήση ενός java applet. Το PepServe είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για την κατανόηση της κατανομής των πεπτιδικών χαρακτηριστικών για ένα σύνολο πεπτιδίων. Τέλος, αναλύθηκαν σύνολα πρωτεϊνών που σχετίζονται με διάφορες περιπτώσεις καρκίνων, για πεπτιδικά χαρακτηριστικά. Αυτή η ανάλυση έχει σκοπό την εύρεση πιθανών προτιμήσεων σε χαρακτηριστικά και την εύρεση μοναδικών tags των πρωτεϊνών που σχετίζονται με καρκίνους. Τα μοναδικά tags μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην ανακάλυψη βιοδεικτών και την ανάπτυξη νεων φαρμάκων για την πιο αποτελεσματική διάγνωση και θεραπεία. / Peptides, either as protein fragments or as naturally occurring entities are characterized by their sequence and function features. The purpose of the present Ph.D. thesis is to develop a datamining method for unique tags and peptide/protein characteristics in the human proteome and to analyze and apply the derived biological data in cancer-related proteins. A file repository has been created, containing indexed information that relates molecular masses with an accuracy of 0.01 Da to the corresponding peptides existing in human proteins. These proteins have been deposited in a completely digested protein database (Swiss-Prot) providing independence from any specific enzyme/digestion method. From this repository, the unique molecular masses, ranging from 1 to 10 kDa, and the unique peptide sequences from all the possible sequence fragments (up to 10 kDa) have been mined. A publicly available web application has been developed which facilitates a high resolution mapping of measured molecular masses to peptides and proteins, irrespectively of the enzyme/digestion method used. Μulti-filtering may be applied in terms of measured mass tolerance, molecular mass and isoelectric point range as well as pattern matching to refine the results In addition, another publicly available web application has been developed that offers information concerning the uniqueness of molecular masses and peptide sequences in the human proteome. The application is able to search for unique protein fragments derived computationally from enzymatic digestion driven by certain enzymes. Furthermore, the application can list all the unique masses and peptides of a given protein. Through this application, researchers are able to find unique tags, either on a molecular mass level or on a sequence level. A web server has beed developed that manages peptide lists in terms of feature analysis as well as interactive clustering and visualization of the given peptides. PepServe is a useful tool towards understanding peptide feature distribution among a group of peptides. Finally, cancer-related proteins have been analyzed producing peptide features and peptide feature’s sequence uniqueness resulting in some feature preferences and peptide unique tags. These unique tags can be used in biomarker discovery, and novel drug development for an efficient diagnosis and treatment.