El desenvolupament de tècniques moleculars per a la detecció, identificació i tipificació de bacteris acètics és la clau per a un millor enteniment de la coexistència d’aquesta microbiota relacionada amb productes alimentaris. S’han aplicat diferents tècniques dependents e independents de cultiu per a la identificació i quantificació de bacteris acètics que es troben en raïm i vi procedents de les Illes Canàries, així com en biofilm de vinagre de maduixa. Es van detectar espècies i generes de bacteris acètics que no s’havien descrit prèviament en aquests nínxols ecològics. El disseny d’encebadors específics i sondes TaqMan-MGB en la regió del espaiador intergènic (ITS) entre els gens 16S-23S rRNA va permetre la detecció de dues espècies molt relacionades com són Acetobacter malorum i Acetobacter cerevisiae mitjançant l’ús de PCR en temps real. L’ús d’encebadors degenerats va fer possible la detecció de la presencia del gen que codifica la cel•lulosa sintasa i correlacionar aquest gen amb el fenotip de producció de cel•lulosa en bacteris acètics de diferents espècies. D’altra banda, l’escombratge funcional realitzat sobre el genoma de Komagataeibacter europaeus Gae02 va permetre la detecció de una proteïna, amb seqüència homòloga a la activitat prefenat deshidratasa, que va presentar activitat “quorum quenching”. / El desarrollo de técnicas moleculares para la detección, identificación y tipificación de bacterias acéticas es la clave para una mejor comprensión de la coexistencia de esta microbiota relacionada con productos alimentarios. Se han aplicado diferentes técnicas dependientes e independientes de cultivo para la identificación y cuantificación de bacterias acéticas que se encuentran en uvas sanas y vino procedentes de las Islas Canarias, así como en biofilm de vinagre de fresa. Se detectaron especies y géneros de bacterias acéticas que no habían sido anteriormente descritos en estos nichos. El diseño de cebadores específicos y sondas TaqMan-MGB sobre la región del espaciador intergénico (ITS) entre los genes 16S-23S rRNA permitió la detección de dos especies muy relacionadas como son Acetobacter malorum y Acetobacter cerevisiae mediante PCR en tiempo real. El uso de cebadores degenerados hizo posible la detección de la presencia del gen que codifica la celulosa sintasa y correlacionar este gen con el fenotipo de producción de celulosa en bacterias acéticas de diferentes especies. Por otra parte, el screening funcional realizado sobre el genoma de Komagataeibacter europaeus Gae02 permitió la detección de una proteína, con secuencia homóloga a la actividad prefenato dehidratasa, que presentó actividad quorum quenching. / The development of molecular techniques for detection, identification and typing of Acetic Acid Bacteria is the key for a better understanding of the coexistence of this microbiota in food products. Different culture-dependent and -independent techniques were applied for the identification and the enumeration of Acetic Acid Bacteria microbiota present on healthy grapes and in wine of the Canary Islands as well as in strawberry vinegar biofilm. Species and genera of AAB not previously reported in these niches were detected. The design of specific primers and TaqMan-MGB probes in the 16S-23S rRNA gene internal transcribed region was successfully performed for the detection of the closely related species of Acetobacter malorum and Acetobacter cerevisiae using Real-Time PCR. The use of degenerated primers allowed the detection of cellulose synthase gene and the correlation of this gene with the cellulose production phenotype in AAB strains of different species. On the other hand, the functional screening in the genome of Komagataeibacter europaeus Gae02 allowed the detection of one protein, homologous to prephenate dehydratase, with quorum quenching activity.

L'objectiu d'aquesta tesi va ser l'adaptació i validació de diferents tècniques independents de cultiu per a la detecció i quantificació de la microbiota present a la fermentació vínica. Es van assajar la QPCR (PCR quantitativa) per a la quantificació i seguiment d'espècies clau i la diversitat ecològica es va analitzar per DGGE (electroforesi en gel desnaturalitzant) i la clonació d'un fragment ribosomal.Tanmateix es va estudiar l'aplicació de la Hibridació in Situ (FISH) i la QPCR amb colorants específics per tal de diferenciar cèl·lules vives i mortes. Aquestes tècniques es varen aplicar a fermentacions industrials, essent notable la detecció de bacteris acètics i llevats No-Saccharomyces en concentracions superiors a les detectades com a poblacions cultivables. Es van estudiar interaccions entre llevats Saccharomyces i No-Saccharomyces al laboratori, observant-ne la supervivència d'aquestes en estats viables però no cultivables. Aquestes tècniques independents de cultiu indiquen una població i dinàmiques microbianes prèviament desapercebudes. / The objective of this thesis was the adaptation and validation of different culture-independent techniques for detection and quantification of the microbiota present in wine fermentation. We tested the QPCR (PCR quantitative) for the quantification and monitoring of key species. The ecological diversity was analyzed by DGGE (denaturing gradient gel electrophoresis) and by cloning of a ribosomal fragment. However, we studied the application of in Situ Hybridization (FISH) and QPCR with specific dyes to differentiate between live and dead cells. These techniques were applied in industrial fermentations, being significant the detection of acetic acid bacteria and Non-Saccharomyces yeast in concentrations higher than those identified as culturable populations. We studied the interactions between Saccharomyces and Non-Saccharomyces yeast in the laboratory, observing their survival in these viable but non-culturable state. These culture-independent techniques indicate a population and microbial dynamics previously unnoticed.

El objetivo de esta tesis es determinar los patrones de variabilidad espacio-temporal que siguen las comunidades de macroinvertebrados en los ríos de Cantabria, aplicando este conocimiento a los procedimientos de evaluación del estado ecológico de los ecosistemas fluviales Cantábricos. La distribución de los macroinvertebrados en los ríos Cantábricos viene principalmente determinada por la complejidad estructural del hábitat, la disponibilidad de los recursos tróficos y el estrés hidráulico. La presencia de presiones hidromorfológicas y el enriquecimiento orgánico del agua producen importantes cambios, incrementando la importancia de los taxones no-insectos con respecto a los taxones insectos. Estacionalmente las comunidades de macroinvertebrados se ven principalmente influenciadas por la predictibilidad en las condiciones hidráulicas y la disponibilidad de los recursos tróficos.Las métricas de macroinvertebrados se correlacionan mejor con los gradientes de estrés en épocas de mayor estabilidad. Las métricas que mejor se correlacionan con el gradiente de estrés hidromorfológico son LIFE e ICMi. Las métricas que mejor identifican el gradiente de polución orgánica y que además no muestran variabilidad estacional, son EPTt, EPt, ASPT, Rhet y AsMet. / The present thesis aims to determine the spatio-temporal variability patterns of macroinvertebrate communities in Cantabrian rivers, applying this knowledge to the ecological status assessment processes. Macroinvertebrate distribution patterns in Cantabrian rivers are mainly determined by the structural complexity of the habitat, the feeding resource availability and the hydraulic stress. Moreover, hydromorphological impacts and organic enrichment of water produce important changes in the structure and composition of macroinvertebrate communities, increasing the ratio non-insect/insect taxa. At seasonal level macroinvertebrate communities are mainly affected by the hydraulic conditions predictability and the feeding resource availability.Macroinvertebrate metrics correlate better with the antrophic stress gradients in low flow period. LIFE and ICMi are the best metrics to indentify the hydromorphological stress gradient, while EPTt, EPt, ASPT, Rhet and AsMet, do not show significant seasonal differences and are the best metrics to identify the organic pollution gradient.

En el océano, las condiciones ambientales adversas independientes de la predación tienen como resultado la muerte y lisis celular del fitoplancton que resulta en la liberación de carbono orgánico disuelto (PDOC) a la columna de agua. Las comunidades bacterianas heterotróficas marinas, normalmente dependientes de esta fuente de carbono para su metabolismo, obtienen un beneficio de la liberación de carbono recién sintetizado a la vez que participan en su reciclaje a través de la red trófica microbiana. A pesar de la repercusión que este proceso puede tener en el ciclo del carbono en los océanos, actualmente se desconoce cual es su contribución en ambientes marinos naturales y en el actual escenario de cambio global. El principal objetivo de esta tesis fue analizar las relaciones existentes entre la mortalidad de células del fitoplancton, la proporción de carbono orgánico disuelto (DOC) liberado por el fitoplancton y la supervivencia microbiana bajo diversas condiciones ambientales. La salud de comunidades naturales fitoplanctónicas y bacterianas, la producción primaria total y la liberación fitoplanctónica de DOC fueron determinadas in situ en diferentes regiones oceánicas que comprendieron los mares Mediterráneo, Ártico, Antártico y Atlántico. Los resultados obtenidos en este estudio demostraron la existencia de una relación entre condiciones ambientales tales como la temperatura del agua y la disponibilidad de nutrientes en la muerte celular del fitoplancton. Además, la mortalidad celular del fitoplancton determinada en estos ambientes puede explicar un 41.4% de la PDOC relativa a la producción primaria total, y en regiones oceánicas oligotróficas del noroeste del Océano Atlántico, este proceso sustentó una alta viabilidad bacteriana. Los resultados obtenidos durantes esta tesis resaltan el crucial papel de la lisis celular del fitoplancton en los océanos y ayudan a comprender cuales son las principales vías de transferencia de carbono desde la fotosíntesis hasta el metabolismo heterotrófico bacteriano. / Important phytoplankton losses by cell death, independent of grazing are occurring in the ocean. Phytoplankton cells have been described to die upon encountering adverse environmental conditions, and cell death and lysis would result in the release of the carbon incorporated in the photosynthesis by the phytoplankton as dissolved organic carbon (PDOC). The availability of dissolved organic carbon (DOC) is a major constraint for the heterotrophic bacteria, consequently the release by cell mortality of the recently photosynthate carbon is expected to benefit the bacterial community and should be channelled through the microbial food web. All this processes have been poorly documented and the contribution of the phytoplankton cell death to the release of PDOC has not been yet explored in natural communities. The goal of this PhD Thesis is to provide quantitative information on phytoplankton and bacteria cell death in natural communities and to document the fraction of DOC released by phytoplankton (PDOC) under contrasting natural conditions. The exploration of the relationships between the phytoplankton cell mortality, DOC released by phytoplankton (PDOC) and microbial survival would contribute to better understand the path of carbon from photosynthesis to heterotrophic bacteria by cell death processes. Contrasting environmental conditions and communities from different oceanic regions including the Mediterranean Sea, Arctic, Antarctic and Atlantic oceans were studied. Evaluations of the in situ health status of the natural phytoplanktonic communities and bacteria were analyzed by testing the cell membrane permeability; a property that define cell death in cell biology. The total primary production, and the DOC production by phytoplankton were quantified to explore its dynamic with regard to the variability in phytoplankton cell mortality. The bacterial cell survival was also assessed under the same contrasting conditions mediating by the quantification of percentage of living heterotrophic bacteria. The proportion of dead of phytoplankton cells from the diverse phytoplankton populations encountered in the different communities, were related to environmental conditions as water temperature and nutrients availability, and helped to identify their competitive success. Consistent proportions of dead natural phytoplanktonic cells were found during this study that could represent in average about half of the total (40.5 %) phytoplankton abundance. Phytoplankton mortality constitutes a major process implicated in the production of dissolved organic carbon, as the percentage of phytoplankton dead cells explained the 41.4 % of the percentage of released production (PDOC) relative to total primary production. The large production of PDOC observed here, represented in average the half of the total primary production (54.4%) and supported, at the oligotrophic NE Atlantic Ocean, a higher bacterial viability.

The recent growth of low-density urban developments in the Mediterranean coast has led to an increase in the number of private domestic gardens. This thesis examines the flora, features and management practices of 258 private gardens in the Alt Empordà region in Catalonia. We also calculated water requirements of gardens based on species composition and land cover, and determined whether they can be predicted from the socioeconomic, demographic and cultural characteristics of households. Of the 635 taxa identified, 68% were exotic. Moreover, 39 species have been considered potentially invasive in Spain, although only 25 were present within the limits of the adjacent Aiguamolls de l’Empordà Natural Park. The distribution of garden floras was significantly related to different socioeconomic and demographic gradients, such as the occupancy rate of the house, the origin of the residents, their income level and the percentage of unemployed members. / L’augment recent dels espais urbans de baixa densitat a la costa mediterrània ha comportat un increment del nombre de jardins privats. La present tesis estudia la flora, les característiques i les pràctiques de gestió de 258 jardins privats a la comarca de l’Alt Empordà. També es van calcular les necessitats hídriques dels jardins d’acord amb la seva composició i estructura vegetal, i es va determinar si es podien predir a partir de les característiques socioeconòmiques, demogràfiques i culturals de les llars. Dels 635 tàxons identificats, el 68% eren exòtics. A més, 39 espècies han estat considerades com a potencialment invasores a Espanya, encara que només 25 són presents dins dels límits del Parc Natural dels Aiguamolls de l’Empordà. La distribució de la flora del jardins es va relacionar significativament amb diferents gradients socioeconòmics i demogràfics, com ara la taxa d’ocupació, l’origen dels residents, el nivell d’ingressos o el percentatge de membres en atur.

En esta tesis se realizó la identificación y caracterización de los microorganismos (levaduras y bacterias acéticas) asociados a la producción de vinagres de diferentes frutas con el fin de seleccionar posibles cultivos starters para tener un mejor control del proceso. Se elaboraron vinagres a partir de uva, caqui, fresa y arándano por el método superficial principalmente, aunque, también, se utilizaron diferentes métodos sumergidos. Tras los estudios ecológicos, se realizaron pruebas de inoculación tanto para levaduras como para bacterias acéticas. En general, la inoculación resultó en una clara reducción en el tiempo de producción siendo algunas de las cepas seleccionadas buenas candidatas para utilizarse a nivel industrial. Por otra parte, a nivel tecnológico, se evaluaron diferentes diseños de barricas para mejorar la producción de vinagre por el método superficial. El aumento de la superficie de contacto con el aire es el principal parámetro a modificar para reducir el tiempo de acetificación. / In this thesis, the identification and characterization of microorganisms (yeasts and acetic acid bacteria) associated with the production of different fruit vinegars were carried out in order to select potential starter cultures to have better control of the process. Vinegars from grapes, persimmon, strawberry and highbush blueberry were mainly produced by surface method, but also submerged and Schützenbach methods were tested. After the ecological studies, inoculation tests with yeast and acetic acid bacteria were performed. Overall, inoculation improved the kinetics, shortening the time needed for the vinegar production. Furthermore, some of the strains tested could be good candidates to be used as starter cultures at industrial level. On the other hand, at technological level, the use of wood barrels with a higher air-contact surface facilitated the development of AAB, which is necessary to reduce the acetification time in traditional vinegar production (surface method).

La interacció dels organismes bentònics amb el sediment es relaciona, bàsicament, amb els processos de bioturbació i els de rugositat de fons. Els principals factors implicats en la mobilització de sediment a la plataforma interna són els corrents i l'onatge, però els organismes bentònics tenen un paper modulador destacat, ja que generen els majors impactes sobre les propietats geotècniques del sediment, controlen les taxes de bioturbació i són la principal font de generació de relleu en fons plans. El principal objectiu principal de la tesi és estudiar les interaccions entre els organismes bentònics i el sediment a la plataforma interna, focalitzant l'estudi en els processos de bioturbació i rugositat de fons associada a les comunitats bentòniques i les seves implicacions en la dinàmica sedimentària. Amb aquest finalitat s'han estudiat dues zones al Delta de l'Ebre (9 i 18 metres de fondària) i s'han realitzat 7 campanyes entre novembre 2001 i setembre 2002. Les condicions hidrodinàmiques s'han monitoritzat i l'anàlisi textural i geoquímic del sediment s'ha realitzat. Les comunitats i les seves abundàncies han segut mostrejades a diverses escales de mida d'organismes, amb dragues (macrofauna) i amb rastellers comercials (megafauna). A més, s'ha analitzat la distribució i abundància dels diversos taxons al perfil sedimentari. Finalment, s'ha enregistrat mitjançant tècniques audiovisuals l'activitat dels organismes i la micromorfologia superficial 9 m.La mida de gra mitjana presenta variacions temporals i en la vertical (de mitjana 110 µm a 9 m i 33 µm a 18 m), les quals estan influïdes, a més de les condicions hidrodinàmiques, per les tanatocenosis de mol·luscs i l'abundància i activitat bioturbadora de les comunitats. L'onatge controla a grans trets la distribució de les tres poblacions de mida de gra al perfil sedimentari i la mida de gra mitjana. A més, tanatocenosis de mol·luscs, amb mides superiors a 2 mm, es detecten a partir dels 6 cm de fondària al perfil. Les dues zones presenten una composició faunística diferent, però totes dues estan controlades per pocs taxons. Les comunitats presenten les màximes abundàncies a la primavera per a la macrofauna de les dues zones i per a la megafauna a 9 m. Els components biogènics representen un part significativa del sediment superficial a la zona litoral del delta de l'Ebre (entre 10 i 20 m, 1,1·106 m3) i, per tant, la contribució biogènica pot resultar un factor determinant per establir el balanç sedimentari a mitjà-llarg termini a la zona litoral del Delta de l'Ebre.Les activitats bioturbadores estan condicionades pels taxons més abundants (O. texturata, S. subtruncata, P. microtuberculatus i B. brandaris) i presenten les màximes activitats bioturbadores entre la primavera i la tardor a les dues zones. O. texturata és el principal responsable de la modificació de la micromorfologia superficial del fons. Per altra banda, l'abundància dels organismes i la taxa de bioturbació decreix al perfil vertical. Tenint en compte aquest aspecte, s'ha proposat un model hiperbòlic com a eina per poder quantificar més acuradament l'impacte de les comunitats sobre l'estructura del sediment. L'activitat bioturbadora és significativa fins els 6 primers centímetres. Els components de la rugositat de fons estudiats, rugositat biòtica (Kbio) i associada a ripples (Krip), són d'una magnitud semblant a la zona d'estudi. La Kbio està basada en els individus de O. texturata i en fragments de mol·luscs. Finalment, l'anàlisi de sensibilitat realitzat per testar l'efecte de la Kbio sobre la dissipació de l'onatge indica que l'increment de la Kbio origina una disminució de l'altura d'ona per fricció. Aquest resultat assenyala la influència que les comunitats bentòniques poden tenir sobre les condicions que faciliten la resuspensió i transport de sediment. / Benthic organisms' interactions with sediment are basically related with processes of bioturbation and bottom roughness. The main factors involved in sediment mobility in the inner shelf are currents and waves, but organism have a modulator role because they impact over sediment geotechnical properties, they control bioturbation rates and because they are the most important source of roughness generation in flat bottoms. The aim of this paper is to study the interactions among benthic organisms and sediment in the inner shelf, focusing it in bioturbation processes and biological bottom roughness, and consequences for the sedimentary dynamics.Two areas in the Ebro Delta inner shelf have been studied (9 and 18 m depth) and 7 surveys, from November 2001 to September 2002, have been performed. Hydrodynamic conditions have been monitored. Sediment has been sampled and textural and geochemical analyses have been performed. Communities have been sampled at different scale sizes of organisms, with dredges (macrofauna) and with commercial beam trawl -rasteller- (megafauna). Moreover, taxa distribution and abundance through sedimentary profile have been analyzed. Finally, organisms' activity and superficial morphology at 9 m depth have been recorded with audiovisual techniques.Average sediment grain size show temporal and vertical variations (on average 110 µm at 9 m and 33 µm at 18 m depth), which are influenced by hydrodynamic conditions as well as molluscs' tanatocenosis and community's abundance and bioturbatory activity. Waves roughly control the distribution through sediment profile of the three grain size populations detected and the average sediment grain size. In addition to this, molluscs' tanatocenosis, with sizes bigger than 2 mm, are detected from 6 cm to depth. Both areas show a different faunistic composition, but, on the other hand, they are basically controlled by few taxa. Communities display the highest abundances in spring for the macrofauna in both areas and for the megafauna at 9 m station. Biogenic components constitute a significant part of the superficial sediment in the littoral area of the Ebro delta (between 10 and 20 m, 1,1·106 m3) and, in this sense, the biogenic contribution could be a determining factor to establish the sedimentary budget in a medium-long term in the littoral area of the Ebro delta.Bioturbatory activities are conditioned by the most abundant taxa (O. texturata, S. subtruncata, P. microtuberculatus and B. brandaris) and the maximum are displayed between spring and autumn in both areas. O. texturata is the main responsible of changes in the superficial micromorphology of the bottom. On the other hand, organisms' abundance and bioturbation rate decreases with depth. Taking into account this issue, it has been suggested a hyperbolic model as a tool for quantifying more accurately the impact of organisms over the sediment structure. Bioturbatory activity is significant for the upper 6 cm.Studied Bottom roughness components, biotic roughness (Kbio) and ripple roughness (Krip), show similar magnitudes in the studied area. Kbio is based on O. texturata individuals and molluscs pieces. Finally, a sensibility analysis used to test the Kbio effect over waves dissipation indicates that a Kbio increase makes a wave height decrease by friction. This result emphasizes the influence that benthic communities could have over conditions that facilitate resuspension and sediment transport.

Environmental pollution related to odour emission has become in the last years an important public concern. Closeness of odour-causing facilities such as waste water treatment plants (WWTPs) to urban areas further aggravates the problem. Volatile sulphur compounds (VSC) are one of the main groups of odour causing compounds in WWTPs, especially in the sludge processing. Nowadays, there are a variety of options available for the effective treatment of odorous sulphur compounds emission. This thesis has focused on the minimisation during sewage sludge conditioning process and the abatement of these compounds by treatments such as advanced oxidation processes and adsorption at the end-of-pipe / La contaminació atmosfèrica relacionada amb la emissió de males olors s’ha convertit en els darrers anys en un motiu de preocupació social. La proximitat d’instal·lacions causants de males olors com les estacions depuradores d’aigües residuals (EDAR) a les àrees urbanes, agreuja encara més el problema. Els compostos volàtils de sofre (CVS) són un dels principals grups de compostos causants de males olors, especialment en el tractament i processament dels fangs generats a les EDARs. Actualment, existeix una gran varietat d’opcions disponibles per al tractament efectiu de les emissions dels CVS causants de males olors. La present tesi s’ha focalitzat en la minimització de emissions durant el condicionament químic dels fangs i la eliminació mitjançant tractaments a final de procés com processos d'oxidació avançada o adsorció en carbons actius

La diversificación de la subsistencia se caracteriza por la incorporación de diferentes especies a la dieta. Desde el enfoque de la Revolución de Amplio Espectro, se han propuesto diferentes explicaciones, a menudo interconectadas, para dar respuesta a la diversidad dietaria observada al final del Pleistoceno en Europa y Próximo Oriente. Éstas incluyen factores demográficos, ecológicos, nutricionales y tecnológicos, así como la propia movilidad de los grupos. Para algunos investigadores, esta diversificación, basada principalmente en la adquisición sistemática de pequeños animales, es controvertida en momentos anteriores al Paleolítico superior en Europa. Sin embrago, en esta tesis se presentan evidencias de consumo antrópico de pequeños animales a partir del nivel XVII (MIS 9), XI (MIS 6) y IV (MIS 5e) de la Cova del Bolomor (Valencia, España) y del subnivel TD10-1 (MIS 9) de Gran Dolina (Burgos, España). En estos yacimientos la amplitud de la dieta no sólo se basa en la incorporación de pequeños animales a los ungulados, sino también en el aprovechamiento ocasional de carnívoros. A partir de los datos obtenidos, los cambios en la dieta no parecen ser lineales en el tiempo y en el espacio, sino que parecen estar condicionados por la diversidad comportamental, el patrón ocupacional y las características propias del medio circundante. / Subsistence diversification is achieved by adding different species to a diet. From the Broad Spectrum Revolution approach, several explanations have been proposed to explain this diversity in the food at the end of Pleistocene in Europe and Near East, such as demographic, ecological, nutritional and technological aspects, and mobility of hunter-gatherer groups. For several authors, this diversification, mainly based on the systematic acquisition of small prey, is still a highly debated topic during the pre-Upper Palaeolithic times in Europe. In this study, evidence of human use of small animals for food are presented from level XVII (MIS 9), XI (MIS 6) and IV (MIS 5e) of Bolomor Cave (Valencia, Spain) and from the TD10-1 sublevel (MIS 9) of Gran Dolina (Burgos, Spain). At these sites, the anthropogenic use of faunal resources not only is focused on small animals but also on large and small carnivores, in addition to ungulates. From the data obtained, changes in diet do not seem to be linear in time and space, but these seem to be influenced by behavioral diversity, occupational pattern and characteristics of the environment.