Χρησιμοποιώντας τεχνητούς πληθυσμούς Drosophila melanogaster, που δημιουργήθηκαν στο εργαστήριό μας το 1975 από κοινούς γονείς και που διατηρούνται από τότε κάτω από διαφορετικές οικολογικές συνθήκες, επιχειρήθηκε μια πολυπαραγοντική μελέτη της ειδογενετικής θεωρίας, η οποία χωρίστηκε σε τρία στάδια: 1.(i) Ερευνήθηκαν οι αναπαραγωγικοί απομονωτικοί μηχανισμοί σε δύο επίπεδα: α) Στη μελέτη των προσυζευκτικών απομονωτικών μηχανισμών (φυλετική απομόνωση) και β) στη μελέτη των μετασυζευκτικών απομονωτικών μηχανισμών(στειρότητα, γονιμότητα, διάρκεια εκκόλαψης και διάρκεια ζωής). (ii) Ακολούθησε η μελέτη της γενετικής διαφοροποίησης με την εξέταση πυρηνικών γενετικών τόπων με τη χρήση ηλεκτροφορήσεων αγαρόζης και ενός πρωτεϊνικού γονιδίου του μιτοχονδριακού DNA, της υπομονάδας 5 της αφυδρογονάσης του NADH (ND5). (iii) Τέλος ερευνήθηκε η επίδραση του ενδοπαρασίτου Wolbachia με εξέταση συγκεκριμένων τύπων διασταυρώσεων όπως: α) μολυσμένου x μη μολυσμένου, μελετώντας την φυλετική απομόνωση, σε διάφορες χρονικές στιγμές καθώς και στους συνδυασμούς β) μολυσμένο x μολυσμένο και γ) μη μολυσμένο x μη μολυσμένο. 2.(i) Ως προς τους αναπαραγωγικούς απομονωτικούς μηχανισμούς, για μεν τους προσυζευκτικούς μηχανισμούς, η εξέταση της φυλετικής απομόνωσης έδειξε ότι εξακολουθεί να βρίσκεται σε υψηλά επίπεδα γεγονός το οποίο δείχνει ότι υπάρχει ισχυρή και διαχρονικά σταθερή προτίμηση για ομοπληθυσμιακές διασταυρώσεις, χωρίς όμως να φαίνεται ότι υπάρχει διαφορετική αναλογία θηλυκών ή αρσενικών ατόμων που διασταυρώθηκαν. (ii) Τα αποτελέσματα της στειρότητας, δε μας επιτρέπουν να πούμε ότι έχει αναπτυχθεί ισχυρή μετασυζευκτική απομόνωση, όπως συμβαίνει με την προσυζευκτική. Εντούτοις, η αύξηση που παρατηρείται στις διαπληθυσμιακές διασταυρώσεις σε σχέση με τις ενδοπληθυσμιακές, συνηγορεί υπέρ της άποψης ότι έχει αρχίσει και η διαμόρφωση μιας τάσης δημιουργίας μετασυζευκτικών απομονωτικών μηχανισμών, πέραν των προσυζευκτικών. 3.(i) Με την ηλεκτροφόρηση αμύλου μελετήθηκαν 12 ενζυμικά γονιδιακά συστήματα, τα οποία ήταν τα: MDH, IDH, a-GPDH, EST-C, EST-6, ALDOX, 6PGD, G-6PD, XDH, ALK, ACPH και ADH. Από τα αποτελέσματα των ερευνών αυτών δεν φαίνεται να έχει προκύψει μεγάλη γενετική διαφοροποίηση μεταξύ των υπό εξέταση πληθυσμών όσον αφορά τις μελετηθείσες γονιδιακές συχνότητες. Περίληψη - Summary 144 (ii) Η γενετική απόσταση D μεταξύ των πληθυσμών που υπολογίστηκε με βάση τα ηλεκτροφορητικά δεδομένα είναι μικρή και δεν αντιστοιχεί με την μεγάλη διαφοροποίηση των χαρακτήρων συμπεριφοράς. 4.(i) Βρέθηκε επίσης ότι η εξάλειψη του ενδοπαρασίτου Wolbachia από τους πειραματικούς πληθυσμούς, οι οποίοι εμφανίζουν ισχυρή φυλετική απομόνωση, μειώνει τα επίπεδα της φυλετικής απομόνωσης σε περίπου 50%. (ii) Τα δεδομένα υποδείχνουν ότι η Wolbachia μπορεί να δρα ως ένας ενισχυτικός μηχανισμός σ’ αυτές τις περιπτώσεις. (iii) Παρατηρήθηκε επίσης ισχυρή φυλετική απομόνωση και αύξηση της ολικής στειρότητας μόνο όταν ο ένας από τους δύο υπό εξέταση πληθυσμούς είναι μολυσμένος με Wolbachia. (iv) Τα αποτελέσματά ως εκ τούτου υποδεικνύουν ότι, σε μακράς διάρκειας τεχνητούς/πειραματικούς πληθυσμούς που δείχνουν προτίμηση για σύζευξη, η παρουσία της Wolbachia συμβάλει στα επίπεδα της προσυζευκτικής απομόνωσης μεταξύ των πληθυσμών. Από τα αποτελέσματα της ολικής στειρότητας διαφαίνεται ότι η παρουσία του ενδοπαρασίτου έχει κάποια επίδραση στην αύξησή της. 5.(i) Παρατηρήθηκε ακόμα ότι ενώ η διαφοροποίηση ορισμένων χαρακτήρων συμπεριφοράς είναι πολύ μεγάλη (φυλετική απομόνωση), η διαφοροποίηση των προσαρμοστικών παραμέτρων (στειρότητα, γονιμότητα, διάρκεια εκκόλαψης και ζωής) και των δομικών γονιδίων (γενετική απόσταση) που εξετάστηκαν είναι μικρή. (ii) Φαίνεται ότι η δημιουργία προσυζευκτικών απομονωτικών μηχανισμών (φυλετική απομόνωση), προηγείται της δημιουργίας των μετασυζευκτικών (στειρότητα). 6.(i) Συμπεραίνεται λοιπόν ότι στα αρχικά ειδογενετικά στάδια των πληθυσμών η ειδογενετική πορεία καθορίζεται από μεταλλάξεις σε γονίδια που αλλάζουν την συμπεριφορά διασταύρωσης των ατόμων των πληθυσμών. (ii) Η δημιουργία της φυλετικής απομόνωσης προηγείται της δημιουργίας των μετασυζευκτικών απομονωτικών μηχανισμών και ότι δεν είναι απαραίτητη η μεγάλη γενετική διαφοροποίηση. 7. Με την παρούσα μελέτη παρουσιάζεται ένας ακόμη εξελικτικός μηχανισμός σύμφωνα με τον οποίον η Wolbachia θα μπορούσε να επηρεάσει την διαδικασία της ειδογένεσης στο επίπεδο της φυλετικής διάκρισης σε διαφοροποιούμενους πληθυσμούς. / Drosophila melanogaster cage populations which originated from a common gene pool, subjected to different environmental conditions (since 1975), were used to study the speciation theory on a multifactorial ground separated into three stages: 1.(i) An investigation was carried out on the mechanisms controlling reproductive isolation at two levels. a) The study of premating isolation mechanisms (sexual isolation) and b) the study of post mating mechanisms (hybrid sterility, fertility, hatch and life duration). (ii) The investigation of the genetic structure of the populations followed with the examination of enzymic systems using starch gel electrophoresis and of a mitochondrial gene (ND5). (iii) Finally, the effect the endosymbiont Wolbachia was investigated using three specific types of cross: a) infected x non infected, by investigating sexual isolation at different time levels b) infected x infected and c) non infected x non infected. 2. (i) In regards to the reproductive isolation mechanisms, as for the premating mechanisms, sexual isolation continues to be at high levels. A fact that shows there is strong stable preference for crosses between individuals of the same population (intrapopulation crosses), without showing any differences for the sex ratio of the individuals that capulated. (ii) The hybrid sterility results don’t allow us to state that strong post mating mechanisms have developed, as is the case with the premating mechanisms. Although the increase that is observed for the crosses between individuals of different populations (bypopulation crosses) in relation to the crosses between individuals of the same population (intra-population crosses), supports the opinion that a tendency has begun for the generation of post mating mechanisms. 3.(i) Using starch gel electrophoresis 12 different emzymic systems were studied, they were, MDH, IDH, a-GPDH, EST-C, EST-6, ALDOX, 6PGD, XDH, ALK, ACPH and ADH. From the electrophoretic data there doesn’t seem to be large genetic differentiation for the populations that were under study, as least for the genetic frequencies that were examined. (ii) The genetic distance (Nei’s D) that was estimated based on electrophoric data between the populations was found to be low and doesn’t correlate with the high diversification of the behavioral characters. Περίληψη - Summary 146 4.(i) The elimination of the endosymbiont Wolbachia from the populations, which showed strong sexual isolation, reduces the level of sexual isolation of about 50%, suggesting that Wolbachia may act as an amplifying mechanism in such cases. (iii) Strong sexual isolation and an increase in sterility was observed in cases were one of the two populations in the cross was infected with Wolbachia. (iv) The results suggest, that in long term cage populations that show mating preference, Wolbachia’s presence effects the levels of premating isolation between the populations. The sterility results reveal that the presence of the endosymbiont has a part in its increase. 5.(i) Although the diversification of some behavioral characters is high (sexual isolation), the diversification of the fitness parameters (sterility, fertility, hatch and life duration) and the structural genes studied was low. (ii) It seems that the creation of premating isolating mechanisms (sexual isolation), precedes the post mating isolation mechanisms (sterility). 6.(i) In conclusion, the initial stages of speciation for populations are determined by mutations in genes that alter the mating behavior of the individuals of the populations. (ii) The generation of sexual isolation precedes the formation of post mating isolation mechanisms and that a high genetic differentiation is not necessary. 7. The present study presents a further evolutionary mechanism with which Wolbachia could influence the speciation process at the level of sexual discrimination in diversifying populations.

Η ενδοκυττάρια έγχυση σπέρματος (ICSI) εισήχθη ως μέθοδος υποβοηθούμενης αναπαραγωγής (ΑRT) κυρίως για την αντιμετώπιση της ανδρικής στειρότητας. Όμως, λόγω των υψηλών ποσοστών επιτυχίας, και παρά τις αυξανόμενες ανησυχίες για τους κινδύνους από τη σημαντική ανθρώπινη παρεμβολή στο γονιδίωμα, το επιγονιδίωμα και την ανάπτυξη των παιδιών, προτιμάται ακόμα και σε περιπτώσεις όπου δεν απαιτείται ιατρικά. Από τις λίγες σήμερα συστηματικές μελέτες παιδιών από ART, καταγράφεται αυξημένο ποσοστό προδιάθεσης τους σε ασθένειες που σχετίζονται με κακό καρδιομεταβολικό πρότυπο στην ενήλικη ζωή. Στόχος της εργασίας ήταν η διερεύνηση της δυνατότητας χρήσης της μεταβολομικής ανάλυσης για τον πρώϊμο και έγκυρο προσδιορισμό σχετικών διαταραχών σε δείγματα πλάσματος προεφηβικών κοριτσιών και αγοριών από ΙCSI, που επιλέχτηκαν από ένα συστηματικά χαρακτηρισμένο σύνολο παιδιών μελέτης της Α’ Παιδιατρικής Κλινικής, Νοσοκομείου «Αγία Σοφία», Ιατρικής Σχολής, ΕΚΠΑ. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ: Τα μεταβολικά πρότυπα πλάσματος (α) 10 κοριτσιών από ΙCSI και 10 από φυσιολογική γονιμοποίηση (NC) και (β) 16 αγοριών από ΙCSI και 16 από NC ποσοτικοποιήθηκαν με χρωματογραφία αερίων – φασματομετρία μάζας (GC-MS). Μετά από την ταυτοποίηση κορυφών και την κατάλληλη κανονικοποίηση των προτύπων, 86 πρότυπα 70 μεταβολιτών στα κορίτσια και 92 πρότυπα 80 μεταβολιτών στα αγόρια αναλύθηκαν ξεχωριστά, και συγκριτικά με αλγορίθμους πολυπαραμετρικής στατιστικής ανάλυσης των λογισμικών TM4-MeV (v.4.9.0), και ΧLSTAT (v.2013.4.03). Οι διαφορές στο πρότυπο σύστασης του πλάσματος σε μικρού μεγέθους μεταβολίτες μεταξύ των ΙCSI και ΝC ομάδων σε κορίτσια και αγόρια και μεταξύ των δύο φύλων οπτικοποιήθηκαν σε κατάλληλα ανακατασκευασμένο από τη βιβλιογραφία και σχετικές βάσεις δεδομένων μεταβολικό δίκτυο πολλών ιστών. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Στα κορίτσια, ο αλγόριθμος μερικών ελαχίστων τετραγώνων-διακριτής ανάλυσης (PLS-DA) κατέδειξε σαφή διαχωρισμό των μεταβολικών πρoτύπων μεταξύ των ομάδων ΙCSI και NC. Ο διαχωρισμός αυξάνεται με το συνυπολογισμό των βιοχημικών μετρήσεων. Στα αγόρια, η PLS-DA των μεταβολικών ή και βιοχημικών προτύπων κατέδειξε επίσης διαχωρισμό, αν και μικρότερο, σε σχέση με κορίτσια. Η ανάλυση σημαντικότητας για μικροσυστοιχίες (SAM), που ενδείκνυται για την ανάλυση ομικών δεδομένων, ανέδειξε 37 από τους 70 μεταβολίτες που αναλύθηκαν στα κορίτσια με σημαντικά διαφορετική συγκέντρωση μεταξύ των ΙCSI και ΝC ομάδων, με 34 από αυτούς να αυξάνονται στην ICSI ομάδα. Οι 34 μεταβολίτες αφορούν κύρια σε σάκχαρα, αλκοόλες και οξέα σακχάρων, οργανικά οξέα και λιπίδια, που έχουν συνδεθεί με αντίσταση στην ινσουλίνη, μεταβολικό σύνδρομο, ή/και την παχυσαρκία. Η ίδια ανάλυση στα αγόρια ανέδειξε 25 από τους 80 μεταβολίτες που αναλύθηκαν με χαρακτηριστική διαφορά μεταξύ των ομάδων ICSI και NC, εκ των οποίων 9 με σημαντικά μικρότερη συγκέντρωση στην ομάδα ΙCSI. Χαρακτηριστικά αναφέρεται ότι στους 9 μεταβολίτες ανήκουν οι 4 με την πλέον διαφορετική συγκέντρωση μεταξύ των ICSI και NC ομάδων, που είναι η σορβιτόλη, και τα αρωματικά αμινοξέα τρυπτοφάνη, φαινυλαλανίνη και τυροσίνη. Συγκριτική ανάλυση του μεταβολικού προτύπου των δύο φύλων στην NC ομάδα κατέδειξε μια σαφή διαφοροποίηση, η οποία φαίνεται να αποτελεί κύρια αιτία της παρατηρούμενης φυλο-ειδικής μεταβολικής διαφοροποίησης μεταξύ των ομάδων ICSI και ΝC. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ: Η πολυπαραμετρική ανάλυση της σύστασης του πλάσματος σε μικρού μοριακού βάρους μεταβολίτες επέτρεψε τον προσδιορισμό μεταβολικών διαφορών μεταξύ των ομάδων ICSI και NC, που υποστηρίζουν την προδιάθεση των παιδιών από ICSI σε αντίσταση στην ινσουλίνη, με διακριτούς όμως μεταβολικούς και βιοχημικούς δείκτες μεταξύ των δύο φύλων. Τα ευρήματα αυτά πρέπει να επιβεβαιωθούν σε ένα ευρύτερο σύνολο παιδιών και των δύο φύλων. Καταδεικνύουν όμως την αξία της μεταβολομικής να παρέχει μία υψηλής ευκρίνειας προοπτική της μεταβολικής κατάστασης, οδηγώντας στον προσδιορισμό χαρακτηριστικών μεταβολικών προτύπων ακόμα και σε πολύπλοκες καταστάσεις φυσιολογίας. / The intracytoplasmic sperm injection (ICSI) method was introduced in artificial reproduction technology (ART) mainly to treat male infertility. However, due to its high success rates and despite the growing concerns concerning the risk that the significant human intervention associated with this method may have to the genome, epigenome and development of the offspring, the use of ICSI has gradually increased in the recent years, even when it is not medically required. Based on the few currently available systematic studies of ART conceived children, the latter are considered of higher risk for cardio-metabolic diseases as adults. The goal of the present study is to investigate whether metabolomic analysis of the blood plasma could contribute to the early and accurate determination of relevant predisposition in ICSI conceived prepubertal girls and boys, specifically selected from a systematically characterized group of children, participated in a study of the First Department of Pediatrics of the “Agia Sophia” Hospital, Medical School, University of Athens. MATERIALS AND METHODS: The blood plasma metabolic profiles of (a) 10 ICSI- and 10 naturally conceived (NC) girls and (b) 16 ICSI and 16 NC boys were acquired using gas chromatography-mass spectrometry. After peak identification and appropriate normalization, 86 profiles of 70 metabolites in girls and 92 profiles of 80 metabolites in boys were analyzed separately and comparatively using multivariate statistical analysis algorithms of TM4-MeV (v.4.9.0) and XLSTAT (v.2013.4.03) software. The differences in the plasma metabolite concentration profiles between the ICSI and NC groups in girls and boys were visualized in an inter-tissue metabolic network that was reconstructed based on relevant literature and metabolic databases. RESULTS: For the girls, the algorithm of partial least squares-discriminant analysis (PLS-DA) indicated a clear differentiation of the metabolic profiles between the ICSI and NC groups. The discrimination is more pronounced, when biochemical data are also considered. For the boys also, PLS-DA indicated separation between the metabolomic profiles of the two groups analyzed individually or in combination with the biochemical data, but not as explicit as in girls. Significance analysis for microarrays (SAM) determined 37 out of the 70 analyzed metabolites in the plasma profiles of the girls with significantly different concentration between the ICSI and the NC groups; 34 of these were of higher concentration in the ICSI group. The 34 metabolites include mainly sugars, sugar alcohols and acids, organic acids and lipids that have been associated with insulin resistance, metabolic syndrome and/or obesity. The same analysis in the plasma profiles of the boys determined 25 out of the 80 analyzed metabolites with significant difference between the ICSI and NC groups; nine of these were of significantly lower concentration in the ICSI group. It is underlined that the four most discriminatory metabolites between the ICSI and NC groups, i.e. sorbitol and the aromatic amino acids tryptophan, phenylalanine and tyrosine, are among the nine negatively significant. Comparative analysis of the metabolic profiles between the two sexes within the NC group indicated an unequivocal differentiation, which is considered to be the main cause of the observed sex-specific metabolic differences between the ICSI and NC groups. CONCLUSIONS: The multivariate statistical analysis of blood plasma metabolite profiles enabled the determination of sex-specific metabolic differences between the ICSI and NC groups; these differences support increased predisposition to insulin resistance for the ICSI offspring, with clearly different, however, metabolic and biochemical markers in the two sexes. These findings need to be confirmed in a wider group of children. They demonstrate, however, the value of metabolomics to provide a high-resolution perspective of the metabolic state, leading to the determination of characteristic metabolic profiles even in complex physiological conditions.

Η τσιπούρα είναι ένα είδος με ιδιαίτερο εμπορικό ενδιαφέρον. Στην Ελλάδα η εκτροφή της είναι ιδιαίτερα σημαντική. Παρά τη μεγάλη μελέτη λόγω της εκτροφής του είδους, υπάρχουν ακόμα πολλά αναπάντητα ερωτήματα ειδικά σε θέματα της αναπαραγωγής. Η μελέτη που έγινε δίνει πληροφορίες σχετικά με την πλευστότητα αυγών τσιπούρας εκτροφής, προέλευσης Ατλαντικού και Μεσογείου, φυσικής και όψιμης φωτοπεριόδου, όπως αυτή διαμορφώνεται καθ’ όλη τη διάρκεια της αναπαραγωγικής περιόδου (4,5 μήνες) και σε 7 διαφορετικές αλατότητες (32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 ppt). Η αλατότητα ωοτοκίας ήταν 40 ppt. Μετρήθηκαν επίσης οι διάμετροι των αυγών σε δύο από αυτές τις αλατότητες (32 και 35ppt). Τα αποτελέσματα έχουν ιδιαίτερο οικολογικό ενδιαφέρον, καθώς επιτρέπουν τη δόμηση κάποιων υποθέσεων σχετικά με την επίδραση διαφορετικών συνθηκών, στην πιθανότητα επιβίωσης των αυγών και συνεπώς και επανένταξης νέων ατόμων στο φυσικό περιβάλλον. / Gilthead seabream is a species of high commercial interest. It is very important for Greek fish farming. Although, there has been great research on the species, there are still many questions unanswered, especially in the area of reproduction. This study gives information regarding the egg buoyancy of farmed gilthead seabream coming from the Atlantic or the Mediterranean, under natural or late photoperiod, during the whole reproduction period (4,5 months)and under 7 different salinities (32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 ppt). Salinity at reproduction was 40 ppt. The diameter of the eggs was also measured (at 32 and 35 ppt). The results have particular ecological interest, as they allow the formation of some hypothesis regarding the influence of different factors in the recruitment of gilthead seabream in nature.

Σκοπός της παρούσας διατριβής, ήταν α) η μελέτη της συστηματικής των Κεφαλοπόδων και ειδικώτερα της κατανομής και των συναθροίσεών τους στο Θρακικό πέλαγος και τους κόλπους Στρυμωνικό, Συγγιτικό, Τορωναίο, Θερμαϊκό και β) η μελέτη του βιολογικού κύκλου των ειδών Loligo vulgaris (καλαμάρι), Illex coindetii (θράψαλο) και Sepietta oweniana. Το υλικό που χρησιμοποιήθηκε προήλθε κυρίως από 8 δειγματοληψίες (9/91 – 12/93) που πραγματοποιήθηκαν από το EΛ.ΚΕ.Θ.Ε., με τράτα βυθού, σε βάθη 17- 400 m. Για τη μελέτη της βιολογίας των 2 Τευθοειδών το υλικό συμπληρώθηκε με μηνιαία λήψη δειγμάτων (2/92 – 6/93) από την επαγγελματική αλιεία στο ΒΑ Αιγαίο. Συνολικά προσδιορίστηκαν 28 είδη Κεφαλοπόδων, από 8 διαφορετικές οικογένειες: Enoploteuthidae (1 είδος), Histioteuthidae (1 είδος), Loliginidae (3 είδη), Ommastrephidae (3 είδη), Sepiidae (3 είδη), Sepiolidae (9 είδη), Argonautidae (1 είδος) και Octopodidae (7 είδη). Πολυπαραγοντικές αναλύσεις των λογαριθμικά τροποποιημένων δεδομένων αφθονίας των ειδών ανά δειγματοληπτική σύρση, έδειξαν διαφοροποιήσεις στη δομή των συναθροίσεων των Κεφαλοπόδων κατά κύριο λόγο με το βάθος και σε μικρότερο βαθμό με την εποχή και τη γεωγραφική περιοχή δειγματοληψίας. Στα είδη I. coindetii και S. oweniana διαπιστώθηκε αναπαραγωγική δραστηριότητα καθόλη τη διάρκεια του χρόνου, με μέγιστη ένταση αντίστοιχα το φθινόπωρο και χειμώνα – άνοιξη. Η αναπαραγωγική περίοδος για το νηριτικό L. vulgaris ήταν σχετικά πιό περιορισμένη (μέσα χειμώνα - αρχές φθινοπώρου) με μέγιστη ένταση την άνοιξη. Η ηλικία των 2 τευθοειδών, που εκτιμήθηκε απο την ανάγνωση των αυξητικών δακτυλίων σε στατολίθους, δεν ξεπερνά τους 14 μήνες ενώ ο ημερήσιος ρυθμός αύξησης του μανδύα φτάνει για το καλαμάρι τα 2-2,5 mm και για το θράψαλο τα 0,5-0,6 mm. Οι Οστειχθείς και τα Κεφαλόποδα αποτελούσαν τις πιο συχνά εμφανιζόμενες λείες στο στομαχικό περιεχόμενο των δύο Τευθοειδών, ενώ τα Καρκινοειδή την προτιμώμενη λεία για το είδος S. oweniana. / The twofold aim of this study was: firstly to contribute to the knowledge of the cephalopod species taxonomy in the Greek Seas, focusing particularly on faunistic composition at the N. Aegean (ΝΕ Mediterranean), and secondly to investigate the life history patterns of the species Loligo vulgaris, Illex coindetii and Sepietta oweniana. Faunistic study was based on samples collected from the N. Aegean Sea (N>39ο 50΄) during eight trawl surveys (9/91 – 12/93), carried out at depths 17 - 400 m. For the study of the two squid species biology, additional monthly samples were collected from commercial fishery in NE Aegean Sea during the period February 1992 - June 1993. In all, 28 species of cephalopods belonging to 8 families were identified including Enoploteuthidae (1 species), Histioteuthidae (1 species), Loliginidae (3 species), Ommastrephidae (3 species), Sepiidae (3 species), Sepiolidae (9 species), Argonautidae (1 species) and Octopodidae (7 species). To detect zonation patterns in cephalopod community structure, multivariate analyses of species abundance data per haul were performed. Considerable variability was shown in assemblage structure, determined primarily by depth, and to a lesser extent, by geographical location and season. Intermittent terminal spawning pattern has been shown for all 3 examined species. Spawning occurs throughout the year for I. coindetii and S. oweniana in the N. Aegean Sea, peaking respectively in autumn and winter-spring, as indicated by minimum ML50 values. The breeding season of neritic L. vulgaris extends from late winter to early autumn, with spawning intensity varying among years, due to variation in temperature and population age structure. Age of both teuthoid species, estimated by growth increment counts on statoliths, did not exceed 14 months. Daily growth rate (DGR) reached 2-2,5 mm in L. vulgaris and 0,5-0,6 mm in I. coindetii. L. vulgaris and I. coindetii feed primarily on fishes and cephalopods in the N. Aegean Sea, whereas S. oweniana on crustacean and fishes.

Στη Διδακτορική Διατριβή αναλύονται ζητήματα που αφορούν την ασύρματη μετάδοση καθώς και την απευθείας εκπομπή ψηφιακών ηχητικών σημάτων με σκοπό την βελτιστοποίηση των τεχνικών αυτών. Ως προς τo σκέλος της ασύρματης μετάδοσης, η διατριβή εστιάστηκε σε δίκτυο WLAN με υποστήριξη QoS. Για την μελέτη του συστήματος διεξήχθησαν δοκιμές χρησιμοποιώντας πρωτότυπη πλατφόρμα που επιτρέπει την μετατροπή ηχητικών ροών για την εισαγωγή τους και εξαγωγή τους σε εφαρμογή εξομοίωσης δικτύου ώστε να αξιολογηθεί η πιστότητα ηχητικής αναπαραγωγής. Η ανάλυση του συστήματος οδήγησε στην ανάπτυξη πρωτότυπης τεχνικής για τον συγχρονισμό διακριτών καναλιών αναπαραγωγής, που μπορεί να εφαρμοστεί με χρήση τυπικού υλικού WLAN καθώς και πρωτότυπου αλγορίθμου για την συγκάλυψη ακουστών παραμορφώσεων που ενδεχομένως εισάγονται κατά τη μετάδοση. Επίσης, στη διατριβή εισάγονται αποτελέσματα με νέες μεθόδους που σχετίζονται με τη μελέτη Μοναδιαίων Συστοιχιών Ψηφιακής Εκπομπής που οδηγούνται από σήμα Σίγμα-Δέλτα ενός ψηφίου, όπως στο πρότυπο DSD. Η προσέγγιση βασίζεται σε πρωτότυπο αλγόριθμο αντιστοίχησης ροής ενός ψηφίου σε στοιχεία ακουστικής εκπομπής και παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα, ως προς την επιτυγχανόμενη πιστότητα και κατευθυντικότητα, όσο και στην δυνατότητα υλοποίησης. Ο σχεδιασμός και η λειτουργία πρωτοτύπου ψηφιακού ηχείου Σίγμα-Δέλτα τεκμηριώνουν τη θεωρητική ανάλυση ενώ οι μετρήσεις που ελήφθησαν από την κατασκευή βρίσκονται σε αντιστοιχία με τις αναμενόμενες από αντίστοιχες εξομοιώσεις, αλλά διάφοροι πρακτικοί περιορισμοί οδηγούν σε ηχητική πιστότητα κατώτερη της αναμενόμενης. / The dissertation analyzes issues concerning the wireless transmission and the direct emission of digital audio signals, in order to optimize these techniques. Regarding the wireless transmission, the dissertation focuses on the WLAN family of networks, supporting QoS. In order to study the system, trials were conducted using a novel platform that allows the conversion of audio streams for them to be imported an exported from a network simulation application, facilitating the final audio playback fidelity estimation. The above analysis led to the development of a prototype technique for the synchronization of discreet reproduction channels that can be implemented using typical WLAN hardware, as well as a prototype algorithm for concealing audible distortion that might be added during the transmission. Moreover, results using new methods relating to the study of Unary Digital Transmission Arrays driven by one-bit Delta-Sigma signals, as in the DSD standard, are introduced in the dissertation. The approach is based on a prototype algorithm for mapping a one-bit stream to the acoustic transmission elements and exhibits important advantages, namely increased fidelity and improved directivity, as well as ease of implementation. The design and operation of the prototype digital Delta-Sigma speaker substantiates the theoretical analysis, while the measurements obtained from the device are in accordance with what expected from respective simulations. However, various practical limitations lead to lower than expected acoustic fidelity.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή εστιάστηκε στη μελέτη συστημάτων ακουστικής εκπομπής για απευθείας αναπαραγωγή ψηφιακού ήχου. Η ερευνητική διαδικασία βασίστηκε στον προσδιορισμό και βελτίωση των δυνατοτήτων δύο διαφορετικών υλοποιήσεων ακουστικής μετατροπής: i. Ένα υβριδικό πρωτότυπο θερμοακουστικό στοιχείο και ii. Μια συστοιχία 32 ηλεκτροδυναμικών μεγαφώνων σχεδιασμένη, ώστε να αναπαράγει ψηφιακά ηχητικά σήματα. Η θερμοακουστική μετατροπή προσφέρει μια εναλλακτική τεχνική για υλοποιήσεις ακουστικών στοιχείων. Είναι βασισμένη στο μετασχηματισμό των διακυμάνσεων της θερμικής ενέργειας σε ακουστικό κύμα που προκαλούνται από τη ροή του ηλεκτρικού σήματος ήχου σε μια συσκευή στερεάς κατάστασης που λειτουργεί χωρίς τη χρήση οποιουδήποτε κινούμενου τμήματος ή μηχανισμού. Η υλοποίηση αυτής της τεχνικής ηχητικής αναπαραγωγής, μελετάται με τη χρήση ενός πρωτότυπου μετατροπέα ο οποίος αναπτύχθηκε πάνω σε πλακέτα κρυσταλλικού πυριτίου (silicon wafer). H απόδοση της συσκευής αυτής βελτιώνεται ιδίως όσον αφορά στις μη γραμμικές παραμορφώσεις που προσθέτει ο φυσικός μηχανισμός κατά την αναπαραγωγή των ακουστών συχνοτήτων. Για τις ανάγκες της ερευνητικής μελέτης κατασκευάσθηκε εξειδικευμένο στάδιο οδήγησης, ενώ επίσης αναπτύχθηκαν εργαλεία που προσομοιώνουν την απόδοση αυτών των συσκευών. Οι ψηφιακές συστοιχίες μεγαφώνων (DLAs) σήμερα βασίζονται σε μικρούς μετατροπείς κινούμενου πηνίου για την ανακατασκευή ακουστικών σημάτων από ροές ψηφιακού ήχου. Τα σημαντικά ζητήματα απόδοσης για τα συστήματα αυτά αναλύονται από την παρούσα διατριβή, με στόχο να ερμηνευθεί η απόκριση συχνότητας και οι ρυθμοί των διακριτών (on/off) μεταβάσεων των μεγαφώνων, εξαιτίας των ψηφιακών σημάτων. Λεπτομερείς προσομοιώσεις που επιτρέπουν την πραγματοποίηση συγκρίσεων για μια πανομοιότυπη συστοιχία 32 μετατροπέων η οποία τροφοδοτείται από αναλογικά σήματα, σε παρόμοια τοποθέτηση και ενεργοποίηση των στοιχείων. Οι μελέτες αυτές παράγουν πρωτότυπα αποτελέσματα για τις απαιτήσεις σε ηλεκτρική ενέργεια και την ευαισθησία της συστοιχίας, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι αυτά τα δύο συστήματα επιτυγχάνουν συγκρίσιμες επιδόσεις. / The present Phd Thesis is focused on the study of acoustic transduction systems for direct digital audio signal emission. The research process was based on the evaluation and optimization of the behavior of two different implementations: i. A novel hybrid thermoacoustic device and ii. A loudspeaker array consisting of 32 moving coil speakers designed for digital audio reproduction. Thermoacoustic transduction offers an alternative technique for transducer implementations, based on the transformation of thermal energy fluctuations into sound after the direct application of the electrical audio signal on a solid state device which operates without the use of any moving/mechanical components. Here, an implementation of this sound generation technique is studied based on a prototype developed on silicon wafer and its performance is optimised, especially with respect to non-linear distortions within the audio band. For the purposes of the research study a specialised driving circuit was constructed and also the appropriate tools were developed to simulate the performance of these devices. Digital loudspeaker arrays currently are based on small moving-coil speakers to reconstruct acoustic signals out of binary audio streams. An overview of significant performance issues for such systems is given here to explain frequency response and speaker discrete transition rates due to the digital data. Detailed simulations provided comparisons for a 32-speaker DLA with similar arrangements of speakers driven by analogue signals. These tests produce novel results for electrical power requirements and array sensitivity, concluding that these two systems achieve comparable performance.