In this thesis we study and characterize the behavior of Bose-Einstein condensates in a BJJ, using two different theoretical formalisms: the mean-field approximation (with the Gross-Pitaevskii equation) and many-body calculations (based on Bose-Hubbard models). With single-component Bose-Einstein condensates, we have focused on the study of the structure of the ground state as a function of the system parameters. We have looked for strongly correlated states, that cannot be described with mean-field theories, and we have proposed a variational wave function that captures the structure of the ground state for a broad interval of the system parameters. We have also studied the nonlinear effects of the Gross-Pitaevskii equation, visible when atom-atom interactions are strong. In the case of binary mixtures of Bose-Einstein condensates we have performed an intensive study of the different regimes that can arise and in which conditions. The standard two-mode approximation is one of the most used in the study of the Josephson effect, as it gives simple analytic equations that capture, to a great extend, the behavior of the system. When the link between condensates is not weak enough, one has to consider a correction to this approximation, namely, the improved two-mode approximation. In this thesis, we have derived this last approximation for the binary mixture and we have checked its validity comparing it with numerical simulations of the three-dimensional Gross-Pitaevskii equation. Moreover, as the Josephson dynamics is almost one-dimensional, we have considered the two most common reductions of the dimensionality of the Gross-Pitaevskii equation. In this case, we have also compared, using simulations, these one-dimensional reductions with the three-dimensional equation. We have also studied spinor condensates in an external BJJ. We have focused on condensates formed by atoms with spin $F=1$, which can be in any of the three internal states $m_F = 0, \pm 1$. Furthermore, in contrast to the binary mixture, spin interchange is allowed, so that the number of particles of each component becomes a dynamic variable. First, we have studied this system within the mean-field framework, using the Gross-Pitaevskii equation. We have derived the two-mode approximation equations and we have focused in studying the decoupling of the Josephson effect and the population transfer dynamics. In this case, we also compare the results with numerical simulations of the three dimensional Gross-Pitaevskii equation. Second, we have studied the spinor BJJ using the Bose-Hubbard formalism, because some features of quantum fluctuations are better captured than with the mean-field. We have characterized the ground state, paying special attention to the regions where it is strongly correlated. We have seen how the spin singlet formation (strongly correlated state between two particles) affects the structure of the ground state. Finally, we have studied finite temperature effects on spinor Bose-Einstein condensates in the presence of a magnetic field, for two different cases. First, we have analyzed a condensate formed by $F=1$ atoms with contact interactions. We have considered that the condensate was formed by atoms in the internal state $m_F=0$ and we have studied the dependence of the fluctuations of the other two components $m_F = \pm 1$ as a function of temperature. We have used the Bogoliubov formalism applied to an homogeneous system, and then, we have generalized the result to an harmonic trap by using the local density approximation. Second, we have studied a condensate formed by particles with $F=3$ with contact interactions and moreover, dipolar interactions. In a similar way as the previous case, we consider that the condensate is formed by particles with $m_F =-3$ and we study the fluctuations in $m_F = -2$ and $m_F = -3$. / En aquesta Tesi s'estudia i es caracteritza el comportament dels condensats de Bose-Einstein en una junció bosònica de Josephson (BJJ), tot utilitzant dos formalismes teòrics diferents: l'aproximació de camp mig (amb l'equació de Gross-Pitaevskii) i càlculs de molts cossos (basats en models de Bose-Hubbard). En condensats d'una sola component, ens hem centrat en l'estudi de l'estructura de l'estat fonamental en funció dels paràmetres del sistema. Hem identificat estats altament correlacionats que no es poden descriure amb teories de camp mig, i hem proposat una funció d'ona variacional que captura l'estructura de l'estat fonamental en un ampli ventall de valors d'aquests paràmetres. També hem estudiat els efectes no lineals de l'equació de Gross-Pitaevskii, visibles quan les interaccions entre àtoms són fortes. Per condensats formats per dues components hem fet un estudi intensiu dels diferents règims que es poden formar i en quines condicions. Hem utiltizat el formalisme de camp mig i hem derivat l'aproximació bimodal estàndard millorada (I2M) tot comprovant-ne la seva validesa, comparant-la amb simulacions numèriques de l'equació de Gross-Pitaevskii tridimensional. També hem estudiat condensats espinorials en una BJJ externa. Ens hem centrat en condensats formats per àtoms amb spin $F=1$, que poden estar en qualsevol dels tres estats interns $m_F=0,\pm 1$. Primer, hem estudiat aquest sistema dins la teoria de camp mig, tot utilitzant l'equació de Gross-Pitaevskii. Hem derivat les equacions de l'aproximació bimodal, i ens hem centrat en estudiar com es desacobla l'efecte Josephson de la dinàmica d'intercanvi de partícules. Segon, hem utilitzant el formalisme de Bose-Hubbard i hem caracteritzat l'estat fonamental, tot fixant-nos en els effectes de la creació de singlets. Finalment, hem estudiat l'efecte de temperatura finita en condensats de Bose-Einstein espinorials en presència d'un camp magnètic, per dos casos ben diferenciats: 1) un condensat amb $F=1$ i interaccions de contacte i 2) un condensat amb $F=3$ i interaccions de contacte i dipolars. Per a tots dos cassos, proposem un mètode per fer termometria a molt baixes temperatures, i un mètode per refredar el sistema tot variant el camp magnètic extern.

Systems based on the organic ligand 3-bpp display a wide variety of magnetic behaviour, and have been studied in depth in the field of spin crossover (SCO). However, despite the apparent richness of SCO behaviour observed for 3-bpp systems, at the time of undertaking this thesis there were no published examples of the use of synthetic derivatives of 3-bpp in this field of research. This was remarked upon by Olguín and Brooker, who attributed this lack of 3-bpp analogues not to a lack of interest, but to “synthetic issues”. Therefore, the initial challenge set out was to develop a methodology that would allow the synthesis of functionalised 3-bpp ligands. Once obtained, these ligands would then be used for the generation of mononuclear Fe(II) compounds, with a view to study their macroscopic properties. Provided that this strategy was successful, and depending on the availability of structural data, an attempt would then be made to outline correlations between the observed magnetic properties and the relationship between the lattice entities, both spin-active and –inactive. The development of this work is detailed over the course of the ten Chapters. The first is an Introduction, primarily to the general field of SCO, the theory underlying its occurrence and its potential utility, but also describes the latest advances in the field before focussing on the family of 3-bpp systems. Chapter 2 contains the synthetic procedures and experimental details for the physical characterisation of the compounds obtained. Chapter 3 then describes the development of the novel polypyrazolyl ligands that have been designed for the subsequent investigation of their coordination chemistry. The magneto-structural properties of a new [Fe(3-bpp)2]2+ salt are described, and the compound shown to display a gradual spin crossover. Chapters 4 and 5 provide an in-depth study of a mononuclear compound, [Fe(H4L)2](ClO4)2•H2O•2(CH3)2CO (1), containing one of the polypyrazolyl ligands. A strongly cooperative spin transition is found to be intimately related to the structure and level of disorder within the lattice. This conclusion is supported by a description of the thermally trapped crystal structure. The photo-physical properties of 1 are then described, through the study of its meta-stable HS phase, which is distinct to the thermally trapped meta-stable HS phase. A Raman spectroscopy study of the system is then used to observe photo-switching within the hysteresis loop, and as a means of following the pressure-induced spin switch. Chapters 6 and 7 use compound 1 as the basis of an investigation into the effect of varying the anions and solvents within the lattice on the magnetic properties and crystal packing. A case where the spin crossover becomes more cooperative on ageing the compound is described. Chapter 8 details the compounds obtained using another 3-bpp derivative, which results in the formation of distorted structures that do not display SCO. In Chapter 9, the structural data provided by this thesis is collated with that found in the CSD for mononuclear Fe(II) systems with 3-bpp ligands. The data is then analysed from two points of view: a first, which involves previously defined parameters for the distortion of the cations, both in terms of their shape and in terms of the coordination sphere using Continuous Symmetry Measures. And a second, which uses Hirshfeld surface analysis to look at the bonding motifs and intermolecular interactions that are observed in the novel compounds obtained in this thesis. Chapter 10 offers conclusions based on the results obtained in this thesis. / A pesar de la riqueza de los comportamientos de la transición de espín de los sistemas basados en el ligando 3-bpp, no se ha estudiado ningún derivado del ligando. Así pues, el reto inicial de esta tesis fue el de desarrollar ligandos derivados del 3-bpp. Estos se utilizarían en la síntesis de compuestos mononucleares de Fe(II), para estudiar sus propiedades macroscópicas. Este trabajo se detalla a lo largo de nueve capítulos. El capítulo 2 contiene los procedimientos experimentales para la síntesis y caracterización de los compuestos obtenidos. El capítulo 3 describe el desarrollo de los ligandos que fueron utilizados en la química de coordinación. Se detallan las propiedades magneto-estructurales de una nueva sal [Fe(3-bpp)2](ClO4)2 que presenta una transición de espín gradual. Los capítulos 4 y 5 estudian el compuesto [Fe(H4L)2](ClO4)2•H2O•2(CH3)2CO (1). Se observa que una transición de alta cooperatividad se asocia al desorden cristalográfico. Se procede a describir las propiedades foto-físicas del compuesto, mediante el estudio de su fase meta-estable de espín alto inducido por irradiación. Un estudio de espectroscopia de Raman se llevó a cabo, permitiendo así la observación de un proceso de “photo-switch” dentro del ciclo de histéresis. Los espectros obtenidos sirvieron para seguir la transición al aplicar una presión externa. Los capítulos 6 y 7 investigan el efecto de los aniones y disolventes sobre las propiedades magnéticas y el empaquetamiento estructural del compuesto 1. Se describe un caso dónde un proceso de envejecimiento del compuesto lleva a que se aumente su grado de cooperatividad. En el capítulo 8, se utiliza otro derivado del 3-bpp para preparar unos compuestos mononucleares de Fe(II). Debido a la deformación estructural presentada por estos compuestos, no se observa una transición de espín. En el capítulo 9, se recogen los datos estructurales obtenidos a lo largo de la tesis, y se combinan con los datos disponibles en el CSD para compuestos mononucleares de Fe(II). Se analizan los datos para medir la forma y distorsión de los cationes, y para estudiar los tipos de interacción intermolecular mediante los análisis de superficies de Hirshfeld. El capítulo 10 saca unas conclusiones basadas en los resultados descritos en los capítulos anteriores.

Interpolating and sampling sequences in spaces of functions are classical subjects in complex and harmonic analysis. A sequence of points is said to be interpolating if, given any collection of values, we can find a function from the space which takes these values on the points of the sequence, and a sequence of points is said to be sampling if it is possible to recover a function from the space knowing the values of the function on the sequence. In Fock spaces these sequences have been characterised in terms of a Beurling type density, that is, interpolating sequences are those sequences whose density is less than a certain critical value, and sampling sequences are those sequences whose density is greater than the same critical value. A critical sequence, that is a sequence whose density is exactly the critical value, is almost an interpolating sequence and almost a sampling sequence. In this thesis we have charaterised completely the trace of functions in these Fock spaces on critical sequences in terms of the discrete Beurling-Ahlfors transform. We also study random point processes in the complex plane and in the unit disc. These random point processes are the zero sets of analytic functions. These functions can be constructed through random linear combinations of elements of a basis for a space of functions. The distribution of the zero set of the function formed by taking a basis for the classical Bargmann-Fock space is well known, and depends on a translation-invariance inherent to the space. We have generalised these ideas to inhomogeneous Fock spaces, where no such invariance exists. In particular we see that the expected number of points is related to a certain measure associated to the space. We also study asymptotic normality and a ‘hole theorem’, that calculates the probability that there are no points in a disc of radius r. We study analogous processes in the unit disc, and on the real line. We calculate the variance of the process in the disc, and we prove a ‘hole theorem’ for large values of the ‘intensity’ of the process. In the real line we study the probability of a large gap for a process that is invariant under translations. / Las sucesiones de interpolación y de muestreo en espacios de funciones son temas clásicos en el análisis complejo y armónico. Se dice que una sucesión de puntos es de interpolación si dada una colección de valores podemos hallar una función del espacio que toma estos valores en los puntos de la sucesión y se dice que una sucesión de puntos es de muestreo si se puede recuperar una función cuando se sabe los valores de la función en dicha sucesión. En los espacios de Fock estas sucesiones han sido caracterizadas en términos de una densidad de tipo Beurling, es decir, las sucesiones de interpolación son las que tienen densidad menor que un cierto valor crítico, y las de muestreo son las que tienen densidad mayor que el mismo valor crítico. En esta tesis hemos caracterizado completamente la traza de funciones en estos espacios de Fock sobre sucesiones que tiene densidad igual al valor crítico en términos de la transformada de Beurling-Ahlfors discreta. También estudiamos procesos de puntos aleatorios en el plano complejo y en el disco unidad. Estos procesos de puntos aleatorios son los conjuntos de ceros de funciones analíticas. Se pueden construir dichas funciones mediante sumas aleatorias de funciones que forman una base de un espacio de funciones. La distribución del conjunto de ceros cuando se toma una base del espacio clásico de Bargmann-Fock es bien conocida, y depende de una invariancia por translaciones inherente al espacio. Hemos generalizado estas ideas a espacios de Fock no homogéneos, donde no existe ninguna invariancia. En particular, veamos que la esperanza del número de puntos está relacionada con una medida asociado al espacio. También estudiamos la normalidad asintótica y un ‘teorema del agujero’, que calcula la probabilidad asintótica de que no haya ceros en un disco de radio r. Estudiamos procesos análogos en el disco unidad, y en la recta. Calculamos la variancia de dicho proceso en el disco, y demostramos otro ‘teorema del agujero’, para grandes valores de la ‘intensidad’ del proceso. En la recta estudiamos la probabilidad de un hueco para un proceso que es invariante por translaciones.

Les poliamines més comunes són putrescina, espermidina i espermina. En vegetals, els nivells d’aquests compostos incrementen en resposta a diferents tipus d'estrès ambiental. Tanmateix, es desconeix el significat fisiològic d’aquest augment. En general, s'ha atribuït un paper protector a espermidina i espermina, mentre que, en molts casos, la putrescina es considera només com a precursor de les altres dues poliamines. En la planta model Arabidopsis thaliana la putrescina es forma per descarboxilació d’arginina, mediada per arginina descarboxilas (ADC), que es codificada per dos gens: ADC1 i ADC2. En la present Tesis Doctoral, s’ha estudiat la resposta a l’estrès per fred i per sequera de plantes transgèniques d’Arabidopsis sobreexpressores dels gen homòlegs ADC1 i ADC2. Aquestes plantes tenen augmentats els nivells de putrescina, però no els d’espermidina ni d’espermina. Els resultats obtinguts mostren que les plantes que acumulen Put, per sobreexpressió d’ADC1 o ADC2, són més resistents a fred, sobretot si es tracta de plantes aclimatades prèviament. D’altra banda, la tolerància a deshidratació només s’ha observat en aquelles plantes que acumulen grans quantitats de Put via ADC2, i el grau de tolerància es proporcional als nivells de putrescina. Les plantes sobreexpresores d’ADC2 mostren una reducció en la taxa de transpiració i en la conductància estomàtica, i son més sensibles a ABA, encara que no s’han trobat diferencies en els nivells d’aquesta a l’hormona. Aquests resultats suggereixen que un dels mecanismes implicats en la resistència a sequera d’aquestes plantes, és la reducció de la pèrdua d’aigua per transpiració com a resultat d’una menor obertura estomàtica induïda per un augment en la resposta a ABA. Les diferencies entre els plantes sobreexpresores d’ADC1 i ADC2 podrien venir donades per una diferent localització de les corresponents proteïnes, ja que s’ha observat que ADC1 es troba al nucli, mentre que ADC2 es localitza als cloroplasts. En conjunt els resultats obtinguts demostren que la putrescina te un paper intrínsec en la resposta de les plantes a estrès. Els nivells de poliamines estan regulats també pel catabolisme. Les poliamines són degradades per desaminació oxidativa mediada per aminoxidases, que poden ser dependents de FAD (PAOs) o de coure (CuAOs). Clàssicament s’ha considerat que les amino oxidases tenen una localització apoplàstica. En Arabidopsis s’han descrit cinc isoformes de PAOs , tres s’han localitzat en peroxisomes, i les altres dues tenen una predicció de localització citoplasmàtica. Cap d’aquestes proteïnes du a terme l’oxidació terminal de PAs, si no que catalitzen una ruta de retroconversió, produint espermidina a partir d’espermina, i putrescina a partir d’espermina. Tot això fa pensar en com s’oxiden les PAs en l’apoplast d’Arabidopsis i si en els peroxisomes s’hi du a terme l’oxidació terminal. A. thaliana té 10 gens descrits com a CuAOs, però fins al moment només un (ATAO1) s’ha caracteritzat a nivell funcional. En aquesta tesis s’han caracteritzat a nivell funcional tres CuAOs d’Arabidopsis (AtCuAO1-3) que catalitzen l’oxidació terminal de l’espermidina i la putrescina. AtCuAO1, com l’ATAO1, és una proteïna extracel•lular, el que suggereix que el catabolismes de les PAs en l’apoplast d’Arabidopsis és mediat per CuAOs. AtCuAO2 i AtCuAO3 es troben en els peroxisomes, el que indica que el catabolisme terminal i la retroconversió funcionen de manera coordinada per mantenir la homeòstasi de poliamines, ja que l’acumulació de Put inhibeix les PAOs. El perfil d’expressió de les tres AtCuAOs en resposta a diferents estímuls exteriors suggereix una especificació funcional d’aquestes proteïnes enfront diferents tipus d’estrès. En aquesta tesis doctoral s’aporten, per primera vegada, evidencies sobre la integració de les dos rutes de oxidació de les poliamines que fins ara s’havien estudiat de manera independent. / In plants, polyamine (putrescine, spermidine, spermine) levels increase in response to different abiotic stresses, but the biological meaning of this increase remains unclear. A protective role has been attributed to spermidine and spermine, while, in most cases, putrescine is considered only as a precursor of the other polyamines. In Arabidopsis, ADC (Arginine decarboxylase), the first enzyme involved in polyamine biosynthesis is encoded by two genes (ADC1 and ADC2).In this work, we have undertaken a genetic approach to study the effect of ADC1 and ADC2 over-expression in Arabidopsis freezing and drought tolerance. The obtained transgenic lines contain high putrescine levels and no increase in spermidine and spermine. Accumulation of putrescine by ADC1 or ADC2 over-expression is sufficient to promote freezing tolerance, mainly in cold-acclimated plants. Hower, only lines that accumulate Put by ADC2 over-expression are drought tolerant, and the degree of resistance correlates with Put content.This phenotype is related with a reduction in transpiration rate and stomata conductance, as well as an increased ABA-sensitivity. The differences between ADC1 and ADC2 over-expressing plants can be due to a different protein cellular localization. Polyamine levels are also regulated by degradation, mediated by FAD- and copper-dependent amine oxidases (PAOs and CuAOs). In Arabidospsis, five PAO isoforms, which oxidize polyamines by a back-conversion pathway, producing spermine and spermidine from putrescine have been characterized. However, only one of the ten gens annotated as CuAOs has been characterized so far. In this work, three CuAOs (AtCuAO1-3), involved in the terminal polyamine catabolism in Arabidopsis, have been functionally characterized. The results indicate a differential localization of AtCuAOs in the apoplast and peroxisomes together with a possible functional specification of AtCuAOs against different types of stress. Importantly, our results show that back-conversion and terminal catabolism work co-ordinately in peroxisomes to maintain polyamine homeostasis. For the first time we provide evidences for the integration of oxidative polyamine pathways that have so far studied in isolation.

Water is commonly associated with life. This substance affects the living beings in countless aspects and length scales, ranging from molecular biology to climatology. Water exhibits a long series of anomalous behaviors. These anomalies can be rationalized as a consequence of a second critical point in the supercooled region of the liquid phase. Nevertheless, the large part of the phase diagram of supercooled water is to date experimentally inaccessible for the inevitable crystallization of the bulk liquid. Confinement of water in nano-structures is a possible way to prevent the crystallization of molecules. In this thesis we present a coarse-grain model to describe the physical behavior of water at hydrophobic interfaces. The essential feature of the model is the description of water-water interaction via directional and cooperative components of the hydrogen bond (HB). We explore the phase diagram of supercooled water nano-confined between hydrophobic walls. Our results, grounded in statistical physics methods and Monte Carlo simulations, show the presence of a line of first order phase transition in the temperature-pressure plane separating two liquid phases and ending in a liquid-liquid critical point (LLCP). The LLCP universality class approaches the one of the Ising model in two dimensions in the thermodynamic limit, while large deviations are observed for strong confinement. Below the LLCP we find the locus of maxima of correlation length (the Widom line) of the system. Near the LLCP we find a large increase of the thermodynamic response functions consistent with the anomalous behaviors of water. These predictions are confirmed by a percolation description of water molecules based on the definition of cluster of correlated degrees of freedom. Along the phase transition line and the Widom line we recover a power law cluster distribution. At the LLCP the scaling of the percolation quantities agree with the Ising critical exponents. The density, energy and entropy fluctuations that are at the base of the anomalies of water and the existence of its LLCP have also consequences in the context of protein stability. General thermodynamic prediction asserts the existence of a close stability region (SR) in temperature-pressure plane for the native folded state of a protein. Experimental evidences support this theory showing hot-, cold- and pressure-denaturation. Water behavior at the protein interface is expected to be the driving force for the folding-unfolding process. To shed light on this mechanism we study the SR of a folded hydrophobic polymer solvated in the coarse-grain water. Tuning the water-water interaction at the interface and the density of the hydration shell we find an elliptic protein SR in the temperature-pressure plane, qualitatively consistent with available experimental data. Our work contributes to the ongoing debate about the role of hydration water in stabilizing the native protein state. We show here that the physics of water, and in particular its energy, density and entropy fluctuations are sufficient to rationalize the existence of a protein SR with respect to temperature and pressure. / El agua es, probablemente, el líquido más importante para la vida. Afecta el clima y la morfología de la Tierra, es fundamental en muchas tecnologías y desarrolla un papel fundamental en los procesos biológicos. A pesar de su importancia y abundancia su comportamiento sigue siendo difícil de entender respecto a los fluidos simples, del tipo argón (el agua tiene más de sesenta anomalías). En esta tesis proponemos un modelo de grano-grueso capaz de captar algunas características microscópicas de la interacción agua-agua en una interfaz hidrofóbica. Hemos analizado el diagrama de fases por baja temperatura de una mono-capa de agua confinada entre paredes paralelas hidrófobas encontrando un punto crítico líquido-líquido en la región sobre-enfriada, al final de una línea de transición de primer orden entre dos fases líquidas. El punto critico pertenece a la clase de universalidad Ising en dos dimensiones sólo por tamaño de las paredes muy grandes. Sorprendentemente, aumentando el confinamiento, la clase de universalidad desvía hacia la de Ising en tres dimensiones. Presentamos una descripción geométrica de la región de moléculas correladas en la monocapa sobreenfriada. Nuestros resultados enseñan que la línea de transición líquido-líquido y la línea Widom (su continuación analítica) se caracterizan por una línea de percolación, donde la distribución de los clúster decae según ley de potencia. Esta línea marca la región donde las fluctuaciones de puentes de hidrógeno se extienden por toda la red. Finalmente hemos estudiado cómo la red de puentes de hidrógeno puede estabilizar el estado nativo de una proteína, en función de la variación de la interacción agua-agua en la interfaz hidrofóbica y del aumento de densidad del agua interfacial al aumentar la presión. El modelo muestra que la proteína se desnaturaliza a alta y baja temperatura, y a alta y a baja presión, reproduciendo las características de desnaturalización observadas en los experimentos. La región de estabilidad de la proteína, tiene una forma elíptica de acuerdo con la teoría.

Una de les línies de treball del Grup de Liquenologia del Departament de Biologia Vegetal (Unitat Botànica) de la Universitat de Barcelona ha tingut com a objectiu estudiar la diversitat dels líquens i fongs liquenícoles del territori català, així com la descripció de les comunitats liquèniques d’aquesta àrea. Malgrat la contribució d’aquests estudis al coneixement de la flora liquenològica de Catalunya, encara queden moltes àrees del territori que no s’han estudiat amb deteniment. Una d’aquestes àrees és la inclosa dins del Parc Natural de Cap de Creus, on els extensos afloraments de roques àcides estan ocupats, de forma parcial o total, per comunitats liquèniques. Vàrem endegar un estudi florístic que tenia com a objectius principals elaborar un catàleg dels líquens saxícoles i terrícoles del Parc, examinar les diferències morfològiques, anatòmiques o ecològiques dels tàxons estudiats respecte les dades bibliogràfiques per avaluar-ne la variabilitat i caracteritzar les preferències ecològiques de les espècies estudiades. Com a resultat d’aquest estudi, s’ha elaborat un catàleg florístic format per 263 espècies de líquens i 31 de fongs liquenícoles. Del total de tàxons citats, un és primera cita per Europa, vuit per la península Ibèrica i 34 per Catalunya. L’anàlisi fitogeogràfic determina que la flora liquènica està formada per tres grups de distribució principals: espècies mediterrànies, temperades-mediterrànies i d’àmplia distribució. Addicionalment, la flora es veu enriquida amb espècies de distribució atlàntica i de distribució centreuropea o àrtico-boreal. En el plantejament inicial d’aquesta tesi vam decidir incorporar un element addicional de caire més taxonòmic i filogenètic. Fent ús de les dades i espècimens recollits per al treball florístic, vam seleccionar aquells tàxons que resultessin conflictius i amb necessitat de ser revisats. Per aquest motiu, vam plantejar un examen exhaustiu centrat en els gèneres Diploschistes i Ingvariella. El gènere Diploschistes (Graphidaceae) presentava interessants qüestions no resoltes, com la delimitació del gènere, la validesa taxonòmica i sistemàtica dels tres grups d’espècies establerts en base a la morfologia dels apotecis, i la delimitació de diverses espècies. Per resoldre aquestes qüestions vam reconstruir diverses filogènies basades en caràcters emprats tradicionalment en taxonomia (morfològics, anatòmics, químics, ecològics), marcadors moleculars (nuITS, mtSSU i nu LSU) i la combinació d’ambdós tipus de caràcters. Els resultats confirmen que Diploschistes és monofilètic i demostren, per primera vegada, que els tres grups morfològics considerats dins del gènere són monofilètics, i se’n proposa una classificació infragenèrica. Les anàlisis filogenètiques revelen novetats en algunes espècies: l’existència d’un clade dins D. ocellatus, corresponent a espècimens sense apotecis que només tenen picnidis, i la presència d’un clade que agrupa tots els espècimens de la subespècie D. diacapsis subsp. neutrophilus, i que es proposa considerar al nivell de l’espècie. El gènere monotípic Ingvariella fou escindit de Diploschistes a partir de la morfologia de l’exciple, i mantingut dins de la família Thelotremataceae (= Graphidaceae) dins de l’ordre de les Ostropales. L’estudi detallat de la morfologia i anatomia d’Ingvariella ens va suggerir possibles afinitats amb altres famílies de l’ordre. Els objectius d’aquest estudi van ser avaluar la monofília d’Ingvariella i investigar la seva posició sistemàtica dins l’ordre. S’han inferit les relacions filogenètiques amb una matriu molecular (basada en els marcadors nuLSU i mtSSU), on s’ha inclòs una àmplia representació de membres de les Ostropales. Els resultats revelen que Ingvariella és monofilètic i pertany a la família de les Stictidaceae. Amb la inclusió del primer gènere de líquens saxícoles dins aquesta família, s’expandeix considerablement la diversitat ecològica de les Stictidaceae, dins les quals s’han inclòs fongs sapròfits, líquens corticícoles, i espècies que poden ésser facultativament liquenitzades. A més dels resultats esmentats, s’inclouen noves dades sobre les relacions entre altres famílies dins les Ostropales. / This thesis is structured in two different parts. The first part, is an exhaustive floristic study of the saxicolous, epiphytic (only if sporadically growing on rocks), and terricolous lichens, and their lichenicolous fungi from the Cap de Creus Natural Park (NE Iberian Peninsula). The study reports 263 lichen taxa and 31 lichenicolous fungi from the study area, of which one is new for Europe, eight new for the Iberian Peninsula, and 34 for Catalonia. From a phytogeographical point of view, the flora is mainly composed of Mediterranean temperate species and Mediterranean lichens in a broad sense, enriched with a considerable number of Atlantic species in the most humid sites of the Park, and some species of boreal distribution. The large number of different microclimatic conditions in the area, combined with frequent extensions of rock outcrops, makes the Cap de Creus Natural Park an extraordinary region for the diversity of saxicolous and terricolous lichens. During the floristic study, we detected conflictive and unresolved taxonomic and systematic questions regarding the genera Diploschistes and Ingvariella. In the second part of the thesis, we have tried to clarify these questions within a phylogenetic framework. In the revision of Diploschistes, the reconstruction of the phylogenetic relationships of the genera within its family (Graphidaceae) confirmed that the genus is monophyletic. We also reconstructed the phylogenetic relationships within Diploschistes using a combined dataset of morphological, chemical, and molecular data. The results show that the three groups traditionally distinguished within the genus (based on ascomatal morphology) are monophyletic. Therefore, it is proposed a new subgeneric treatment for Diploschistes, and it is confirmed the taxonomical value of fruiting body types. In The monotypic genus Ingvariella was segregated from Diploschistes based on fruiting body anatomy, and placed within the Thelotremataceae (= Graphidaceae), in the order Ostropales. Our morphological observations, however, suggest affinities to other families within the order. We inferred the phylogenetic relationships of a broad array of ostropalean fungi based on mtSSU and nuLSU. The results demonstrate that Ingvariella is monophyletic and belongs to the Stictidaceae, expanding the broad ecological diversity of this family.

Esta tesis cubre diferentes aspectos de los invertebrados marinos bentónicos de la Antártida. Se trata de una tesis multidisciplinar presentada en formato artículos en la que se hacen las siguientes aportaciones: (i) por un lado se hace una revisión de los productos naturales de origen animal y vegetal descritos hasta Mayo de 2007 en las aguas de la Antártida. En dicha revisión se hace especial énfasis en el papel que juegan los productos naturales en el contexto de su ecosistema; (ii) se aportan también datos sobre experimentos de repelencia alimentaria en los que se utilizaron extractos lipofílicos de invertebrados bentónicos de 2 zonas muy poco estudiadas (este del Mar de Weddell e Isla de Bouvet). En dichos experimentos, que se llevaron a cabo utilizando depredadores simpátricos, se ha demostrado que algo más de la mitad de los invertebrados testados poseen defensas químicas que los defienden frente a posibles depredadores. En algunos de estos casos las defensas químicas parecen localizarse en las partes más expuestas/vulnerables de los organismos testados; (iii) uno de los artículos de esta tesis confirma el potencial antitumoral que tienen los invertebrados marinos bentónicos antárticos y sub-antárticos. Se trata del estudio antitumoral más grande que jamás se haya hecho en este área con resultados muy prometedores para phyla como Chordata, Porifera y Cnidaria, entre otros; (iv) por último se describen un total de 4 nuevas especies de anélidos poliquetos de las aguas someras de la Antártida. Dichos organismos pertenecientes a las familias Cirratulidae (1 especie del género Cirratulus), Dorvilleidae (2 especies del género Ophryotrocha) y Siboglinidae (1 especie del género Osedax), fueron descritos a partir de huesos de ballena colocados experimentalmente en las aguas de Isla Decepción (Islas Shetland del Sur). Estos hallazgos confirman la importancia que los huesos de ballena pueden tener en el contexto de las aguas de poca profundidad de la Antártida. / The Thesis entitled “Antarctic marine benthic invertebrates: chemical ecology, bioactivity and biodiversity" covers different aspects related to Antarctic marine benthic invertebrates. This is a multidisciplinar thesis comprising several scientific papers making the following contributions: (i) on the one hand it revises the described Antarctic marine natural products derived from animals and algae up to May 2007. In this revision, special emphasis is given to the role that these natural products play in their ecosystem; (ii) this thesis also provides data from feeding repellent experiments using lipophilic extracts from benthic invertebrates from two poorly known areas (eastern Weddell Sea and Bouvet Island). These experiments, carried out using sympatric predators, showed that more than half of the invertebrates tested possess chemical defenses against possible predators. In some of the cases, these defenses seem to be located in the most exposed/vulnerable parts of the organisms; (iii) one of the papers included in this thesis confirms that marine benthic invertebrates from Antarctic and sub-Antarctic waters have an interesting antitumoral potential. This work is the largest carried out in the area with very promising results for phyla such as Chordata, Porifera, and Cnidaria, among others; (iv) finally, this thesis comprises the description of 4 new species of annelid polychaetes from the Antarctic waters. These organisms belong to the families Cirratulidae (1 species from the genus Cirratulus), Dorvilleidae (2 species from the genus Ophryotrocha) and Siboglinidae (1 species from the genus Osedax), which were described from whale bones experimentally deployed in Deception Island (South Shetland Islands). These findings confirm the importance that whale bones may have in the Antarctic shallow-waters context.

El crecimiento y desarrollo vegetal está fuertemente determinado por las condiciones ambientales, siendo la luz una de las señales ambientales más importantes. Las plantas perciben continuamente la información lumínica por los fotorreceptores. En concreto, la fracción del espectro correspondiente al rojo (R) y rojo lejano (FR) es registrada por los fitocromos. La proximidad de otras plantas (que ocurre en alta densidad vegetal) disminuye la relación R/FR de la luz percibida por una planta, desencadenando un conjunto de respuestas fisiológicas que se conoce como el síndrome de huida de la sombra (SAS). En el estadío de plántula de Arabidopsis thaliana, el alargamiento del hipocotilo es la respuesta más evidente. La longitud del hipocotilo también está influenciada por la acción de ciertas hormonas vegetales como las auxinas y las giberelinas, lo que sugiere que podrían estar participando en el SAS. En este trabajo se describe que los factores PHYTOCHROME RAPIDLY REGULATED 1 (PAR1), PAR2, LONG HYPOCOTYL IN FR1 (HFR1), BRENHANCED EXPRESSION (BEE) y BES1-INTERACTING MYC-LIKE (BIM), involucrados en la modulación del SAS, afectan a la sensibilidad a giberelinas. Se propone que dentro de esta interconexión entre factores del SAS y giberelinas también tendrían un rol importante el incremento en los niveles de auxinas. Con el fin de identificar el mecanismo molecular implicado en esta regulación, se ha caracterizado el funcionamiento de PAR1, un regulador negativo del SAS, así como también de sus posibles interactores (BEEs y BIMs), que actúan como reguladores positivos del SAS. La secuencia primaria de PAR1, una proteína nuclear que reprime la expresión génica, sugiere que esta bHLH atípica probablemente no une DNA para llevar a cabo su función. Mediante la sobrexpresión en planta de formas truncadas de PAR1 y fusiones traduccionales al dominio de activación de VP16 hemos concluido que PAR1 no uniría DNA para modular la transcripción. Hemos hipotetizado por tanto que probablemente heterodimeriza con factores BHLH típicos e inhibe su capacidad de unir DNA. Nuestros resultados confirmaron que los factores positivos del SAS, BEE2 y BIM1, unen DNA a secuencias específicas, unión que se ve atenuada en presencia de PAR1, resultados que apoyan nuestra hipótesis de que PAR1 actuaría heterodimerizando. Además, la caracterización fisiológica y molecular de líneas mutantes de pérdida de función sugiere que los genes BEEs y BIMs se organizan en módulos funcionales diferentes en la red regulatoria del SAS. Finalmente todos los análisis genéticos han permitido ver que los BEEs y BIMs no sólo estarían participando en el SAS si no que también serían reguladores del desarrollo y además de redundantes en el control de la viabilidad de la planta. / The shade avoidance syndrome (SAS) refers to a set of plant responses initiated after perception by the phytochrome photoreceptors of light enriched in far-red colour reflected from or filtered by neighboring plants. Overall, these responses are aimed to anticipate eventual shading from potential competitor vegetation by overgrowing them or flowering, ensuring next generation. Specifically at the seedling stage, the SAS includes an increase in hypocotyl elongation, a response also regulated by changes in the levels of auxins and gibberellins. Here we describe that in Arabidopsis thaliana plant proximity perception rapidly alters sensitivity to gibberellins. In addition, it also involves a fast change in a network of interacting BHLH proteins, such as PAR1, BIM and BEE factors, that act as auxin and gibberellins responsiveness modulators, which ultimately control growth and possibly are some of the factors involved in the regulation of auxin over gibberellins. Although the molecular mechanism of this regulation is not known, we propose that PAR1 is a transcriptional cofactor that interacts with BRENHANCED EXPRESSION (BEE) and BES1-INTERACTING MYC-LIKE (BIM) factors. PAR1 directly inhibits these factors by forming non-DNA-binding heterodimers with BEE2 and BIM1. In addition, here we describe the identification of PAR1-interacting factors (POF), including the brassinosteroid signalling components BEEs and BIMs, and characterize their role as networked positive regulators of SAS responses. We provide genetic evidence that BEEs and BIMs not only control plant growth and development under shaded and non-shaded conditions but are also redundant in the control of plant viability. The results of this work suggest that SAS responses are unleashed as a consequence of a plant proximity-triggered new balance of transcriptional regulators within the pre-existing bHLH network, eventually causing hypocotyls to elongate.

John Nash probó la existencia de inmersión e inmersión homeomorfa inyectiva isométricas de cualquier variedad Riemanniana en un espacio euclídeo de dimensión suficiente. Desde entonces el estudio de las inmersiones isométricas se ha orientado principalmente en cuatro direcciones:a) Encontrar propiedades propias de la variedad y de la inmersión que permitan establecer acotaciones o reducir la dimensión del espacio euclídeo ambiente.b) Estudio de la rigidez de las inmersiones isométricas.c) Estudio de las restricciones que puede dar el grupo o el álgebra de holonomía de la variedad ,a las inmersiones de ésta.d) Estudio de las inmersiones homeomorfas isométricas equivariantes, o sea aquellas para las que el grupo de isometrías de la variedad se incluye en el del espacio euclideo ambiente.En líneas generales, el objetivo de esta tesis consiste en aplicar el hecho ya conocido de que se puede efectuar el estudio de las inmersiones isométricas de variedades Riemannianas en espacios euclídeos, a partir del sistema de tensores obtenido por medio del fibrado normal a la variedad inmersa, a los temas siguientes:- Inmersiones en codimensión dos, con curvatura normal cero y álgebra local de holonomía no total.- Influencia del álgebra de Lie de las isometrias infinitesimales de la variedad sobre las inmersiones en codimensión dos con curvatura normal cero.- Reducción de la codimensión.- Estudio de la rigidez de la inmersión por medio de las isometrías infinitesimales de la variedad y su relación con el fibrado normal de la variedad.La estructura de la tesis consta de los siguientes capítulos:Capítulo 0.- Se da una demostración de la generalización del teorema de Bonet para inmersiones en codimensión cualquiera.Capítulo I.- Teniendo cuenta lo estudiado por Bishop, Alexander, Moore y Alexander-Maltz sobre las inmersiones isométricas para variedades producto, en codimensión igual al número de componentes de la variedad, viendo que la inmersión se puede descomponer en producto de inmersiones en codimensión uno, estos resultados nos han sugerido el estudio de las inmersiones isométricas en codimensión dos,con curvatura normal cero.Capítulo II.- Erbacher ha probado la posibilidad de reducir la codimensión de inmersiones isométricas, utilizando el paralelismo del primer espacio normal. Utilizando técnicas deducidas del capítulo cero ,en hipótesis como las de Erbacher y algunas más probamos con gran facilidad la posibilidad de reducir la codimensión. Por último damos condiciones suficientes para reducir la codimensión, utilizando los sucesivos espacios normales de la inmersión.Capítulo III.- En este capitulo se estudia la influencia del álgebra de Lie de isometrías infinitesimales de la variedad inmersa en la rigidez de dichas inmersiones. Dicha influencia puede observarse en Goldstein-Ryan al estudiar las deformaciones infinitesimales de las esferas. En concreto, nosotros estudiamos el concepto clásico de rigidez (dos inmersiones isométricas de una misma variedad son mutuamente rígidas cuando difieren en una isometría del espacio euclídeo ambiente).Capítulo IV.- En este capítulo se demuestra para variedades de dimensión dos y tres la posibilidad de obtener inmersiones isométricas, a partir de las isometrías infinitesimales de la variedad, de forma que dichas isometrías infinitesimales sean restricción de isometrías infinitesimales del espacio euclídeo ambiente.

Esta memoria pretende contribuir al estudio de las singularidades de los gérmenes de curva alabeada en los tres aspectos siguientes:(A) Propiedades de los gérmenes de curva que quedan determinadas por una de sus truncaciones.(B) Existencia de esquemas que parametrizan gérmenes de curva, o truncaciones de gérmenes, con ciertos invariantes prefijados.(C) Número de ecuaciones requeridas por un germen de curva y su relación con las propiedades del germen.