Προσομοίωση της υδάτινης κυκλοφορίας και της θερμοαλατικής συμπεριφοράς της λιμνοθάλασσας Κοτυχιού που βρίσκεται στη δυτική Πελοπόννησο. Το Κοτύχι είναι μια πολύ ρηχή λιμνοθάλασσα (μέσο βάθος 40 εκ) που χρησιμοποιείται σαν ένα φυσικό ιχθυοτροφείο εδώ και αιώνες. Είναι ένας βιότοπος πολύ μεγάλης οικολογικής και οικονομικής αξίας και προστατεύεται από τη διεθνή συνθήκη Ramsar. Δυστυχώς, η λ/θ Κοτυχιού έχει υποβαθμιστεί σημαντικά κατά την διάρκεια των 50 τελευταίων χρόνων εξαιτίας έντονων αγροτικών δραστηριοτήτων στις πλησίον περιοχές, ενώ η κατασκευή του φράγματος του Πηνιού στα τέλη του 60’ προκάλεσε σημαντικές προσχωματικές καταστροφές. Η μοντελοποίηση των φυσικών και οικολογικών διεργασιών στο Κοτύχι θα μπορούσε να αποτελέσει ένα πολή σημαντικό διαχειριστικό εργαλείο στα χέρια των ερευνητών που επιθυμούν να προτείνουν λύσεις σε οικολογικά προβλήματα παρόμοιας φύσης. Πρωταρχικός σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι να στήσει ένα αξιόπιστο υδροδυναμικό μοντέλο μέσα από την επιτυχημένη βαθμονόμηση και επιβεβαίωσή του. Αυτό το μοντέλο θα αποτελέσει τη βάση για προσομοιώσεις της διάχυσης της αλατότητας και της θερμοκρασίας, οι οποίες ομοίως θα λάβουν χώρα. Η βαθμονόμηση του μοντέλου πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια των μετρήσεων τριών μόνιμων σταθμών παρατήρησης (της ΤΕΔΚ Αχαΐας), οι οποίες φιλτραρίστηκαν κατάλληλα. Οι δύο σταθμοί βρίσκονταν στο εσωτερικό της λ/θ και ο τρίτος στο εσοδευτικό στόμιό της. Μετά από την επιτυχή βαθμονόμηση, τα αποτελέσματα του μοντέλου βρίσκονται σε πολύ καλή συμφωνία με τις χωρικές κατανομές που κατασκευάστηκαν με δειγματοληψία πεδίου προηγούμενων ημερών. Έπειτα, μετεωρολογικά και υδροδυναμικά δεδομένα ποικίλων θερινών και χειμερινών περιόδων χρησιμοποιήθηκαν για την πρόβλεψη των υδροδυναμικών και θερμοαλατικών συνθηκών στη λιμνοθάλασσα. Μια εκτεταμένη μελέτη του θερμικού ισοζυγίου μεταξύ νερού και ατμόσφαιρας επίσης έλαβε χώρα με αποτελέσματα που συμφωνούν με τις υπαίθριες μετρήσεις. / Two dimensional modeling methods are applied to simulate the water transport, temperature and salinity in Kotychi Lagoon, Western Peloponnese, Greece. Kotychi is a very shallow lagoon (average depth 40 cm) that is used as a natural fish farm since centuries. It is a biotope of great ecological and financial importance and is protected by the Ramsar International Convention. Unfortunately, it has been severely degraded and transformed during the past 50 years due to agricultural activities in the surrounding areas and watercourse alteration after the construction of Pinios river dam in the late 60’s. Modeling of physical and ecological processes in Kotychi lagoon could be a great managerial tool for researchers who wish to propose solutions at such ecological problems. The main purpose of the present study is to set up a reliable hydrodynamic model, by successfully calibrating and validating it. This model will be the base for simulations of the temperature and salinity dispersions which will also be carried out.The calibration of the model has been performed against the filtered measurements of three tide gauges, two of them located inside the Lagoon and one at its mouth. After calibration, model output shows a very good agreement with a set of data referring to a period of average winds and with spatial distributions created by field measurements at particular days. Meteorological and hydrological data are then used to set up a week long simulations that model the temperature and salinity of various winter and summer periods. An extended study of the water-air heat exchange of the lagoon has also been carried out with success.

Τρεις ευρέως χρησιμοποιούμενες μέθοδοι τυποποίησης, μια βιοχημική (API20NE), μια φαινοτυπική (SDS-PAGE) και μια μοριακή (RAPD) χρησιμοποιήθηκαν για την ταυτοποίηση και ταξινόμηση 160 περιβαλλοντικών ψευδομονάδων που απομονώθηκαν από το υδάτινο περιβάλλον της Νοτιοδυτικής Ελλάδας και συγκεκριμένα από εμφιαλωμένα νερά (46%), νερά δικτύου ύδρευσης (16%), κολυμβητικών δεξαμενών (9%) και θαλασσών (29%). Οι ψευδομονάδες ταυτοποιήθηκαν με βάση το βιοχημικό τους αποτύπωμα δια μέσου του συστήματος ΑΡΙ20ΝΕ, και στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε ηλεκτροφόρηση των ολικών πρωτεϊνών τους (SDS-PAGE) και σε ανάλυση του γενετικού τους υλικού με τη μέθοδο RAPD (Random Amplified Polymorphic DNAs) με χρήση δύο διαφορετικών δεκαμερών εκκινητών (primers). Το σύστημα API20NE ταυτοποίησε το 88% των στελεχών διακρίνοντας 14 ομάδες-είδη, ενώ η SDS-PAGE ταξινόμησε το 98.1% σε 20 ομάδες και η RAPD το 94% των στελεχών σε 22 και 34 ομάδες, με εκκινητή τον OPA-13 και τον OPD-13 αντίστοιχα. Η ταξινόμηση προέκυψε με εφαρμογή της ανάλυσης κατά συστάδες (cluster analysis) των αποτυπωμάτων (πρωτεϊνικών και γενετικών) που παρήγαγαν τα στελέχη. Τα 20 στελέχη που δεν ταυτοποιήθηκαν σε επίπεδο είδους με το API20NE, ταξινομήθηκαν με την SDS-PAGE σε ποσοστό 100%, ενώ με την RAPD σε ποσοστό 90%. Οι τρεις μέθοδοι συγκρίθηκαν ως προς την επαναληψιμότητα (reproducibility), την ικανότητα τυποποίησης (typeability) και τη διακριτική ικανότητα (discriminatory power). Την μεγαλύτερη επαναληψιμότητα έδωσαν το API20NE και η RAPD με τον εκκινητή OPA-13, την μεγαλύτερη ικανότητα τυποποίησης η SDS-PAGE, ενώ τη μεγαλύτερη διακριτική ικανότητα έδωσε η RAPD με τον εκκινητή OPD-13. Η πλέον σωστή ταξινόμηση, όπως προέκυψε από τη διακριτή ανάλυση, επιτεύχθη με τη μέθοδο SDS-PAGE. Η παρούσα εργασία αποδεικνύει ότι τα βιοχημικά συστήματα ταυτοποίησης (όπως το API20NE) μπορούν να χρησιμοποιηθούν με αξιοπιστία μόνο για αδρή αναγνώριση των περιβαλλοντικών ψευδομονάδων. Πληροφορίες σε βάθος για την ταυτότητα και τη φύση τους μπορούν να εξαχθούν με τη περαιτέρω εφαρμογή ηλεκτροφορητικών και μοριακών μεθόδων. Δεδομένης της ευρείας διασποράς, της ετερογένειας και της, έστω και δυνητικής, παθογόνου δράσης των ψευδομονάδων, είναι σημαντικό, από πλευράς δημόσιας υγείας, ο προσδιορισμός της ταυτότητάς τους να γίνεται με συνδυασμένη εφαρμογή βιοχημικών, ηλεκτροφορητικών και μοριακών μεθόδων ώστε να καθίσταται δυνατή η αναγνώριση στελεχών που μπορούν να αποτελέσουν αιτιολογικούς παράγοντες ασθενειών, ιδιαίτερα σε ομάδες υψηλού κινδύνου. / Three broadly used typing techniques, one biochemical (API20NE), one phenotypic (SDS-PAGE) and one molecular (RAPD), were employed for the identification and taxonomy of 160 environmental pseudomonas isolated from the aquatic environment in Southwestern Greece. In particular, the isolates were obtained from bottled waters (46%), potable waters (16%), waters from swimming pools (9%) and seawaters (29%). The isolates were identified by the system API20NE and then subjected to whole-cell protein electrophoresis (SDS-PAGE) and Random Amplified Polymorphic DNAs (RAPD) using two 10-mer primers. The API20NE system identified 88% of the whole bacterial population and classified them in 14 species, while SDS-PAGE classified 98.1% of the isolates in 20 groups and RAPD classified 94% of the strains in 22 groups using the primer OPA-13 and 34 groups using the primer OPD-13. The classification was achieved by applying cluster analysis in the protein or RAPD fingerprints of the isolates. Twenty isolates that could not be identified by the API20NE system, at least to the species level, were classified by the SDS-PAGE and the RAPD in a percentage of 100% and 90%, respectively. The reproducibility, typeability and discriminatory power of the three methods were compared to evaluate their application. The API20NE and the RAPD assay with primer OPA-13 showed better reproducibility in comparison with the other methods; the higher typeability was achieved by the SDS-PAGE assay while the higher discriminatory power was that obtained by the RAPD method with the primer OPD-13. The SDS-PAGE gave the higher percentage of “correctly classified” isolates, as it was assessed by discriminant analysis. This study shows that the rapid identification systems, such as the API20NE, may be reliable only for a rough characterization of environmental Pseudomonas. In order to acquire further information about their identities, other phenotypic and molecular techniques have to be applied. Given the ubiquity, heterogeneity and pathogenicity, either established or potential, of the environmental pseudomonas it is important, from a public health point of view, to monitor the identities of environmental Pseudomonas isolates using the combination of specific methods, so as to be possible for strains, which can serve as causative agents of diseases, especially in high risk population, to be recognizable.