Tradicionalmente, los péptidos se han considerado como malos candidatos para convertirse en fármacos, sin embargo, cada vez más se está cambiando está visión y se están ampliando los esfuerzos para incrementar sus aplicaciones dentro del campo terapéutico. Para ello es necesario llevar a cabo modificaciones que permitan minimizar sus desventajas como pueden ser la rápida degradación por enzimas, o la poca capacidad de traspasar membranas biológicas. La química juega un papel crucial en este sentido, ya que mediante una gran variedad de modificaciones en las estructuras peptídicas (ciclación, modificación de extremos, unión a biomoléculas) se pueden mejorar su perfil como potenciales fármacos. La presente tesis doctoral se ha centrado en el desarrollo de metodologías sintéticas para la preparación de péptidos, tanto lineales como cíclicos, y otros derivados peptídicos. En concreto, se ha trabajado en una estrategia basada en la unión de los aminoácidos al soporte sólido a través de su cadena lateral. Habitualmente, este tipo de aproximación está reservada a aminoácidos con cadenas laterales con grupos funcionales fácilmente modificables, sin embargo, este trabajo se ha centrado en los aminoácidos triptófano y fenilalanina. Desde el punto de vista del triptófano se ha desarrollado un tipo de unión al soporte polimérico basada en un enlace hemiaminal. Para ello, se han derivatizado los soportes poliméricos con espaciadores de tipo dihidropiranilo y se llevado a cabo la reacción con un derivado de triptófano (Fmoc-Trp-OAlilo). Una vez optimizadas las condiciones, tanto de acoplamiento del aminoácido como de su posterior liberación por tratamiento acidolítico, con bajas concentraciones de TFA, se ha llevado a cabo la síntesis de diferentes péptidos modelo para demostrar la versatilidad de la metodología. Se han preparado una dicetopiperacina (Brevianamida F), el octapéptido cíclico Axinelina B y el heptapéptido cíclico Unguisina A. En relación a la fenilalanina, ésta se ha unido a un soporte polimérico de tipo piperacino (amina secundaria) utilizando el derivado Fmoc-Phe(pNH2)-OAlilo, mediante la formación de un enlace triaceno. Desde el punto de vista sintético, el triaceno es considerado a la vez como un posible espaciador que no deja traza y también como un espaciador multifuncional. Estos dos conceptos se han aplicado a la síntesis de diferentes péptidos modelo (lineales, cíclicos, modificados en N- o C-terminal). En cuanto al primer concepto, se ha comprobado que tras la liberación de los productos anclados a la resina en condiciones acidolíticas, con bajas concentraciones de TFA, se obtienen las correspondientes sales de diazonio que, tras reducirlas con Fe2SO4.7H20, permiten regenerar el anillo de fenilalanina sin modificación alguna que indique cuál ha sido el punto de unión del aminoácido. Por otra parte, respecto al concepto multifuncional, también se ha comprobado que, únicamente variando las condiciones de desanclaje, es posible obtener derivados con diferentes funcionalizaciones en la posición para del anillo de fenilalanina. Concretamente se han preparado los derivados H, OH, OMe, N , I, F. 3 Finalmente, también se ha evaluado la versatilidad de esta metodología basada en la fenilalanina para preparar un tipo de derivados conocidos como peptinas, unas moléculas estructuralmente muy complicadas que se caracterizan por tener un sistema tricíclico de carácter peptídico, además de varios centros quirales, y que presentan actividades biológicas como ligandos de receptores acoplados a proteínas G (GPCRs). Se ha sintetizado una quimioteca con diferentes análogos de peptina, sus precursores lineales y también los correspondientes conjugados con dos estructuras privilegiadas como son la indoloquinolicidina y el (1S,2R)‐1‐amino‐2‐indanol y se ha testado su actividad biológica frente a diferentes GPCRs, concretamente receptores de adenosina, dopamina y serotonina. / This doctoral thesis has focused on the development of synthetic methodology for the solid phase synthesis of peptides, based on the attachment of the first amino acid to the resin by its side chain. This methodology is usually applied to amino acids with side chain functional groups which are easily modified. However, this work is focused in two residues which are not included in this group: tryptophan and phenylalanine. Regarding the tryptophan, it has been coupled to dihydropyranyl-modified solid supports by the formation of a hemiaminal bond using the derivative Fmoc-Trp-OAllyl. After the optimization of both the coupling of the amino acid and the cleavage step, using low concentrations of TFA, a synthesis of several model peptides has been carried out. These peptides include a diketopiperazine (Brevianamide F) a cyclic octapeptide (Axinelin B) and a cyclic heptapeptide (Unguisin). Considering the phenylalanine residue it has been coupled to piperazino-modified solid supports by the formation of a triazene bond using the derivative Fmoc-Phe(pNH2)-OAllyl. From the chemical point of view, the triazene linkage is considered both a traceless linker and a multifunctional linker. About the first concept, it has been observed that after the cleavage of the products from the resin, using low TFA concentrations, the corresponding diazonium salts are obtained, which can be reduced by treatment with Fe2SO4.7H20, thus regenerating the phenylalanine ring with no chemical traces of the position used to link the residue to the resin. On the other hand, concerning the multifunctional concept, it has been possible to obtain several derivatives with different functional groups (H, OH, OMe, N3, F, I) at the para position of the phenylalanine ring, simply by changing the cleavage conditions. Finaly, the abovementioned methodology has been used to prepare some cyclic peptide derivatives known as peptines, which are structurally very complex and synthetically demanding. A chemical library including peptines, their linear precursors, and their corresponding conjugates with indoloquinolicidine and (15,2R)-1-amino-2-indanol moieties has been synthesized, and the activity of the compounds as GPCR ligands (adenosine, dopamine, serotonine receptors) has been tested.

El present treball de Tesi doctoral es centra en l'estudi d'episodis de contaminació afectats principalment per cloroetens, solvents organoclorats que formen un dels grups de DNAPL (dense non-aqueous phase liquids) quantitativament més importants. La baixa solubilitat dels DNAPL i la seva elevada persistència en les matrius ambientals, expliquen que en el nostre país, gran nombre d'episodis de contaminació tinguin el seu origen en èpoques passades, en què la falta d'una conscienciació ambiental i la inexistència d'una legislació apropiada varen possibilitar una mala praxis en la gestió d'aquests compostos. Alhora, les seves característiques intrínseques expliquen la llarga vida de les fonts i plomalls de contaminació associats que afecten tant els aqüífers com els sòls. La present Tesi Doctoral té com a principals objectius la caracterització dels processos biogeoquímics i les comunitats microbianes en la zona de la font que succeeixen en un context de ventalls al•uvials. A més, es caracteritzen les zones d'especial activitat microbiana, en especial els ecotons, i l'extensió dels processos biogeoquímics al llarg del plomall. Un altre dels objectius és la integració qualitativa i quantitativa dels elements que defineixen les diferents heterogeneïtats, amb la finalitat de comprendre la complexitat del medi, així com analitzar la viabilitat de l'aplicació d'estratègies de remediació integrals que permetin la descontaminació de la zona de la font. Els estudis portats a terme a nivell de camp per a la caracterització de les heterogeneïtats geològiques, geoquímiques i microbiològiques de la zona de la font de contaminació s'han fonamentat en la realització de sondatges d'investigació amb recuperació de testimoni continu. L'anàlisi integrada de les heterogeneïtats geològiques, hidrogeològiques, biogeoquímiques i microbiològiques dels materials del subsòl ha permès determinar com aquestes heterogeneïtats controlen la distribució dels cloroetens, els processos de transferència de massa i els processos de degradació, alhora que condicionen també la diversitat, el grau de desenvolupament i l'estructura de les comunitats microbianes. La caracterització dels processos de deshalogenació s'ha estudiat tant en la matriu sediment com en la matriu aigua, a partir de quatre aproximacions diferents: 1) la quantificació del percloroetilè (PCE) i els seus metabòlits; 2) la determinació de la composició isotòpica del PCE a partir de l'anàlisi isotòpica de compostos específics (Compound Specific Isotope Analysis, CSIA) tant en l'aigua intersticial com en l'aigua de l'aqüífer; 3) la identificació de processos d'acceptadors finals d'electrons (com ara desnitrificació, reducció del Mn i del Fe i sulfato-reducció); i 4) l'anàlisi de les comunitats microbianes. S’han estudiat quatre estratègies de remediació diferents en experiments de microcosmos en condicions anòxiques: l’atenuació natural, la bioestimulació amb àcid làctic, la reducció química in situ (ISCR) amb ferro zero valent (ZVI) i una combinació de les dues darreres estratègies. A més, s’ha determinat l’evolució dels processos biogeoquímics i de les comunitats microbianes per aquestes quatre estratègies en els sediments de la part superior de l’aqüífer (caracteritzada per una elevada conductivitat hidràulica i una heterogeneïtat baixa) i de la zona inferior de l’aqüífer. Aquesta zona inferior de l’aqüífer es caracteritza com a zona de transició, amb una baixa conductivitat hidràulica i una elevada heterogeneïtat. L’anàlisi integrada dels resultats obtinguts a partir de l’ús de tècniques de camp i laboratori ha permès descriure les comunitats microbianes i els processos biogeoquímics que inhibeixen o estimulen la deshalogenació del PCE i els seus metabòlits en la zona de la font de contaminació. / The present PhD thesis focuses on the study of pollution episodes, mainly affected by chloroethenes, organochlorine solvents which form one of the groups of DNAPL (dense non-aqueous phase liquids) quantitatively most important. The low solubility of DNAPL and high persistence in environmental matrices, explain that in Catalonia, many episodes of pollution originating from the past, where a lack of environmental awareness and the absence of appropriate legislation enabled malpractice in the management of these compounds. Also, their intrinsic characteristics explain the long life of the sources and associated plumes affecting both groundwater and soil. This PhD thesis has as main objectives the characterization of the biogeochemical processes and microbial communities in the vicinity of the polluting source in a context of alluvial fans. In addition, areas of particular microbial activity, especially ecotones, and the extension of biogeochemical processes along the plume are characterized. Another objective is the qualitative and quantitative integration of the elements that define the various heterogeneities, in order to understand the complexity of the environment, and to analyze the feasibility of implementing comprehensive remediation strategies that allow decontamination area the source. The integrated analysis of geological, hydrogeological, biogeochemical and microbiological heterogeneities of the subsoil materials has allowed determining how these heterogeneities control the distribution of chloroethenes, processes of mass transfer and degradation processes, while also conditioning diversity, the degree of development and structure of microbial communities. Characterization of dehalogenation processes has been studied in the matrix sediment and matrix water from four different approaches: 1) quantification of perchlorethylene (PCE) and metabolites; 2) determination of the isotopic composition of PCE from compound specific isotope analysis (CSIA) in both porewater and groundwater; 3) the identification of terminal electron acceptor processes; and 4) the analysis of microbial communities.

Gnathia maxillaris és un isòpode marí ectoparàsit hematòfag de peixos. Diferents brots d’infestacions han estat descrits en animals salvatges i més recentment en sistemes de producció de l’aqüicultura o en tancs d’exhibició d’aquaris. El control d’aquests brots o l’aplicació de mesures o programes d’eradicació resulten molt complexos degut a que el seu cicle biològic ha estat només parcialment descrit, no es disposa d’un coneixement detallat sobre l’ecologia de l’espècie i no existeix informació sòlida sobre tractaments terapèutics o preventius específics per aquesta parasitosi. En aquest treball es segueix el desenvolupament d’una infestació de Gnathia maxillaris en un aquari de gran volum. Per tal d’avaluar el grau d’infestació del sistema es va desenvolupar un mètode que permetés conèixer quina era la dinàmica de la població del paràsit i l’eficiència de les actuacions realitzades per controlar-lo la infestació en el sistema. Aquest mètode consistia en realitzar un mostreig freqüent en el tanc, no només a nivell quantitatiu sinó que es diferenciaven els individus segons el seu estadi larvari. En l’estudi també s’ha avaluat l’eficiència del tractament de la parasitosi amb triclorfon, al mateix temps es va estudiar la cinètica de degradació del triclorfon al llarg de la seva aplicació. Disposar d’exemplars de larves d’aquesta espècie ha permès desenvolupar un sistema pel manteniment dels diferents estadis del paràsit al laboratori. A més a més, aquest sistema de manteniment ha facilitat que es desenvolupés en condicions de laboratori el cicle biològic, i així permetre el seu estudi. S’ha complementat la descripció del cicle de vida de G.maxillaris fet per Mouchet (1928) i s’ha aportat informació per entendre les dinàmiques del paràsit en el tanc afectat. A l’hora s’ha realitzat una descripció del mascle amb l’ajut del microscopi electrònic que ha permès complementar la descripció de l’espècie realitzada per Monod (1926). El manteniment de larves al laboratori i la possibilitat de desenvolupar el cicle ens ha permès avaluar el grau d’eficiència de productes quimioterapèutics alternatius que s’han aplicat a nivell d’aqüicultura per combatre sea lice en cultius de salmó (Salmo salar). L’objectiu pràctic d’aquest treball ha estat eradicar la Gnathia maxillaris del sistema mediterrani afectat de l’Aquàrium i ha permès que cada un dels estudis realitzats han ajudat a adquirir nous coneixements sobre G.maxillaris i sobre com controlar una infestació en aquaris de gran volum i de gran complexitat en la gestió de les aigües i les poblacions d’animals. / Gnathia maxillaris is a haematophagous isopoda ectoparasite that feed on the blood and tissue fluids of marine fish. Several outbreaks of infestations have been described in wild animals and more recently aquaculture production systems or in tanks of aquaria. The control of these outbreaks or measures for eradication are very complex due to its biological cycle has been only partially described, to a limited knowledge about the ecology of this species and to the lack of solid information on specific preventive or therapeutic treatment. This study monitored the development of an infestation Gnathia maxillaris in a large volume aquarium. In order to assess the degree of infestation, a method for monitoring the development of the outbreaks was defined. It allowed to know the population dynamics of the parasite and to assess the efficiency of the applied actions to control the infestation in the system. The monitoring was based on practical daily sampling of the affected tank to quantify the number of larvi and to determine the proportions of the parasite at the different larval stages of its life cycle.. Additionally, it was evaluated the efficiency of the trichlorfon as treatment to control this type of crustacean infestation. The kinetics of decay of this compound after application in the water tank were also determined.. The availability of larvi from the affected tank allowed to define a methodology for maintenance in vivo at the laboratory and facilitate to follow the life cycle.The obtained observations are complementary new contributions to the first description of the life cycle by Mouchet (1928). Moreover, it provided practical and useful information to understand the dynamics of G.maxillaris in the infested tank. The scanning electronic microscopy studies of males obtained in this outbreak aided to supplement the morphological and biometric description of this species made by Monod (1926). The maintenance of larvi in the laboratory and the possibility of developing its life cycle at the laboratory in vivo allowed assessing the efficiency of some potential chemotherapeutic compounds that have been already applied in aquaculture against sea lice in cultured salmon (Salmo salar). The practical application of the results of this study was to eradicate G.maxillaris from the infested Mediterranean aquaria. Every performed study contribute with new knowledge on G.maxillaris biology and ecology, and provided practical information to control and eradicate this parasite from a large volume and complex biological system in terms of diversity and concentration of aquatic organism.

El desenvolupament i l'expansió de l'agricultura en els seus orígens va comportar la selecció d'una flora associada a aquests ambients, les espècies arvenses. Aquestes espècies, però, han estat considerades un factor limitant per a la producció agrícola de manera que el control i la reducció de les seves poblacions ha estat un dels objectius principals de les estratègies agrícoles. No obstant, el nombre d'espècies arvenses realment nocives és limitat. La majoria d'espècies arvenses rarament provoca grans pèrdues de producció i, en canvi, contribueix de manera considerable a la biodiversitat d'aquests hàbitats. Malgrat tot, les poblacions d'algunes espècies pròpies dels conreus cerealistes de secà han patit importants davallades a causa dels canvis en la gestió agrícola succeïts en les últimes dècades, fins al punt de convertir-ne algunes en molt poc freqüents o fins i tot extingides regionalment. Malauradament, a la regió mediterrània la raresa d'aquestes espècies ha atret comparativament poc l'atenció d'investigadors i conservacionistes. En aquesta tesi s'ha aprofundit en el coneixement sobre les poblacions d'espècies arvenses característiques dels camps de cereals de secà (comunitats de l'ordre fitosociològic Secalietalia cerealis Br.-B1., 1936) a Catalunya i s'han avaluat els motius pels quals algunes d'aquestes espècies han esdevingut poc freqüents en aquests hàbitats. Amb aquesta finalitat, l'estudi s'ha estructurat al voltant de dos eixos principals: 1) l'anàlisi de la freqüència de les espècies segetals i especialment d'aquelles que han esdevingut rares en relació amb la gestió dels cultius cerealistes de Catalunya i 2) l'avaluació dels efectes que tenen les pràctiques agrícoles sobre l'eficàcia biològica d'algunes d'aquestes espècies. L'estudi ha estat organitzat al voltant d'aquestes dues línies d'investigació de manera complementària. En la primera línia, de caràcter observacional, s'ha avaluat la diversitat d'espècies segetals a les vores dels camps cerealistes de la Depressió Central Catalana gestionats de manera ecològica en relació amb les pràctiques agrícoles i amb les característiques paisatgístiques a diferents nivells (dins de la parcel.la, a nivell de parcel.la i a nivell de finca). En l'altra línia d'investigació, de caràcter experimental, dos estudis sota condicions controlades han permès avaluar els efectes de determinades pràctiques agrícoles (l’aplicació d’herbicides i la fertilització) sobre el creixement i la capacitat reproductiva de diverses parelles d’espècies segetals, una més rara i l’altra més comuna, de diferents famílies. Les espècies arvenses característiques i rares correlacionen més amb els factors que actuen a escala de parcel·la que amb els factors que actuen de la mateixa manera per tota la finca o amb les característiques del paisatge. La gestió ecològica sostinguda durant el temps comporta l’augment de la diversitat d’espècies segetals. No obstant, la intensitat de les pràctiques agrícoles en els camps de gestió ecològica són molt variables. Per aquest motiu, les estratègies per preservar les espècies segetals haurien de considerar les pràctiques específiques tals com la sembra de cereal, especialment de tardor, després d’una llaurada sense inversió de les capes del sòl. A la vegada, però, convindria racionalitzar la fertilització, encara que aquesta sigui orgànica, per no comprometre la producció i alhora, garantir la persistència de les espècies segetals. La continuada pressió de l’aplicació d’herbicides i les elevades aportacions de fertilitzants minerals en els sistemes agrícoles de gestió convencional han afectat negativament les poblacions d’espècies segetals. Efectivament, aquestes pràctiques afecten negativament el creixement i la reproducció de les espècies segetals. Ara bé, les baixes freqüències de les espècies segetals més rares no correlacionen amb les diferències trobades entre espècies en els efectes d’aquestes pràctiques. La raresa d’aquestes espècies sembla ser, doncs, conseqüència de diversos factors o de la interacció entre ells i sempre amb una incidència que varia d’una espècie a l’altra. / Many arable plant species that inhabit almost exclusively in cereal fields have undergone severe population declines owing to agricultural intensification. These species, indicators of sustainability in agricultural systems, should be considered in conservation programs, but their conservation must be based on the maintenance of cropping activities. Unfortunately, in the Mediterranean region characteristic arable species have attracted relatively little the attention of researchers and conservationists. This thesis deepens our knowledge on the characteristic arable species of winter cereal fields, and assesses the reasons why some of these species have become rare in these habitats. We assessed which farming practices and landscape characteristics favour the presence of these species, both common and rare, at the edges of a large number of organically managed fields in the Central Catalan Depression. We also evaluated experimentally the effects that particular farming practices (herbicide application and fertilization) have on the fitness of certain segetal species. Characteristic and rare arable species correlate better with the factors operating at the field scale than with the factors that depend on the farm or with the landscape characteristics. The intensification of organic farming practices is highly variable. Therefore, specific farming practices such as autumn-sowing of cereal crop varieties, non-inversion tillage and the adjustment of the fertilization should be promoted to benefit the presence of characteristic arable species at the field level, whose effects scale up at the farm level. The high specificity of the segetal species to the dry land cereal habitats and the continued pressure from the application of herbicides and the high inputs of mineral fertilizers in the conventional farming systems have affected negatively their populations. Indeed, these farming practices cause significant effects on the growth and reproduction of the segetal species. However, the particularly low frequency of some of these species does not correlate with the differential effects of these practices. Thus, the rarity degree of these species is likely to be the consequence of several factors, or probably the interaction of some of them, whose effects may vary from one species to another.

The aim of the present thesis is directed towards the comprehension of the mechanisms involved in the regulation of lipid and carbohydrate metabolism in relevant species in European aquaculture. Special attention has been placed on adipose tissue due to its key role in the control of the overall energy homeostasis and its endocrine functions. Six diets were formulated to determine the feasibility of replacing dietary lipids (from 23 to 17%) by starch (from 12 to 28%) and subsequent replacements in starch by fibre up to levels of 18% in gilthead sea bream. The dietary treatments did not affect fish growth nor feed utilization efficiency and triggered only moderate changes in lipid and carbohydrate metabolism. Gilthead sea bream adipose tissue exhibited an activation of the lipogenic pathway and a transcriptional regulation of relevant transcription factors directed to modulate the preferential use of lipids or carbohydrates according to availability. Despite of a lack of hepatic regulation of gluconeogenesis, an efficient metabolic hepatic adaptation to dietary starch was found through the modulation of enzymes directed to increase glucose metabolization and balance fatty acid uptake and lipolysis. These metabolic adaptations encourage the formulation of diets with a relatively high content of starch or fibre. In addition, the capacity of Atlantic salmon adipocytes to synthesise fatty acids from glucose has been demonstrated for the first time. However, the capacity of the pathway is relatively low, which might be contributing to the previously reported glucose intolerance in salmonids. Atlantic salmon adipocytes mainly transformed glucose to glycerol and Krebs-cycle intermediates. The effect of glucose on the transcriptional regulation of enzymes involved in glycolysis, the pentose phosphate pathway and glyceroneogenesis, highlights the relevance of carbohydrate metabolism in fish adipocytes as well as the metabolic adaptation of these cells to ensure the availability of necessary factors and other substrates for lipid synthesis and storage. The implication of adiponectin and TNFα in the regulation of glucose uptake in rainbow trout adipocytes has been explored, showing that both adipokines stimulated glucose uptake without modifying AKT or TOR phosphorylation. However, adiponectin failed to stimulate glucose uptake in insulin-treated adipocytes. Insulin regulated the transcription of the adiponectin system enhancing the mRNA levels of the peptide and reducing those of adiponectin receptors, following the mammalian model. However, neither adiponectin nor TNFα mRNA levels were affected by each other, concluding that the reciprocal suppressive effects reported in mammals are not conserved in fish. TNFα supressed PPARγ at a protein level, corroborating its anti-adipogenic role. However, TNFα enhanced glucose uptake in insulin-stimulated adipocytes, suggesting that the interactions between this cytokine and insulin are not so well defined in fish. Finally, the transcriptomic profile along primary culture of rainbow trout preadipocytes has been characterized revealing that adipogenesis is a complex process involving the coordinated activation or repression of genes associated to the different stages of cell development. It presented high similarities to the mammalian model, being characterized by two main phases: proliferation and differentiation. Proliferation phase was enriched with genes involved in cellular remodelling, autophagy and angiogenesis. In addition, the implication of the eicosanoid signalling pathway was highlighted during this phase. Differentiation phase was enriched with genes involved in energy production, lipid and carbohydrate metabolism. During this phase, the activation of the TR/RXR and the PPAR signalling pathways were revealed. The whole process was driven by a coordinated activation of transcription factors and epigenetic modulators. Overall, these studies have contributed to better understand the mechanisms regulating lipid and carbohydrate metabolisms in teleost fish, as well as adipose tissue growth and development. All this information might be applied to modulate and optimize farming practices.

The winter period is typically associated with harsh weather conditions and reduced food availability, which may lead to increased mortality. In birds, a common strategy to avoid such risks is to migrate to more favourable grounds, but its demographic costs are largely unknown. The wintering season remains a black box in our knowledge of the life cycle of birds. From the perspective of a wintering area, I study the population ecology of a migratory species, based on the hypothesis that winter aggregations of birds constitute true populations, instead of random aggregations of individuals. I look at the population composition, structure and dynamics across several spatial scales, and the link between the wintering and breeding areas through connecting migratory routes. My study model is a population of wintering Mediterranean Gulls Larus melanocephalus made of birds from multiple origins, a significant proportion of which have been individually marked with individually-coded colour-rings in their natal or breeding colonies. The study system constitutes the species’ main winter quarters globally and is situated on the Mediterranean coast of E-NE Spain. Capture-recapture analyses reveal high estimates of apparent local interannual survival after the first year (0.81 on average), indicating a high individual winter site-fidelity that does not vary with age. This attachment to the wintering area models the distribution of individuals, shaping them into a spatially structured population with metapopulation dynamics, as each subpopulation has independent demography, determined by area-specific survival and low levels of dispersal. Using a probability model, I infer the migratory route followed by first-winter birds; the most likely path is a combination of fluvial and coastal routes, seeking minimal distance along favourable terrain. In the focus species, wintering populations are made of individuals from different sex and age classes, in one of the few documented cases of nondifferential migration. Exceptionally, the species also exhibits synheimy (the population in each distinct wintering area is made of birds from all the breeding populations), possibly as a result of its recent history. Individual choice of wintering area is made in the first migration according to a probability rule determined by distance, and is maintained through life. On a local scale, I find a very high turnover of individuals and a frequent movement, in no particular direction, among sites. The low monthly probability of local residency (0.56) contrasts with the species’ strong site-fidelity to the general wintering area. Individual turnover shows that a single site may be visited by a large proportion of the regional (43%) and global (18%) populations every season. Thus, the population home range extends over an area much larger than a single locality or a protected area, showing evidence of a mismatch between the distribution of protected areas and the spatial needs of the population. Compared with data from 60 years ago, Mediterranean Gulls have undergone a huge expansion of their breeding distribution range (750% area increase) while the wintering distribution has increased only moderately (25%). The global population size has remained stable, indicating that its growth may be limited by events taking place in the wintering season. As the breeding distribution continues to expand, where breeding and wintering populations come in contact, they interact little and follow independent dynamics. This work contributes to a better understanding of bird population dynamics in the wintering season and shows how the detailed study of a species’ ecology during one part of the annual cycle can help comprehend what happens during the rest of the year. The ‘view from the winter quarters’ can bring important and complementary information to the study of birds during the breeding period. / Des de la perspectiva d’una àrea d’hivernada, el meu estudi es centra en l’ecologia de poblacions d’una espècie migratòria, a partir de la hipòtesi que els agrupaments hivernals d’ocells constitueixen veritables poblacions. Investigo la composició, estructura i dinàmiques de la població a diverses escales espacials, i el lligam entre les àrees de reproducció i hivernada connectades mitjançant les rutes migratòries. El meu model d’estudi és una població hivernant de Gavines Capnegres Larus melanocephalus formada per individus provinents de diversos orígens, una fracció dels quals han estat marcats individualment amb anelles de colors. El sistema d’estudi a la costa catalana constitueix la principal àrea d’hivernada de l’espècie a nivell mundial. Mitjançant anàlisis de captura-recaptura, estimo alts nivells de supervivència interanual local (0,81), indicatius d’una alta fidelitat a l’àrea d’hivernada que no canvia amb l’edat individual. La població s’estructura espacialment com a metapoblació, amb subpoblacions independents demogràficament. Un model probabilístic permet inferir la ruta migratòria dels ocells joves en llur primera migració; aquesta és una combinació de rutes fluvials i costaneres, cercant la mínima distància sobre terreny favorable. A escala local, l’espècie mostra alts nivells de rotació d’individus i freqüents moviments entre localitats, sense destí concret, i una baixa probabilitat de residència local (0,56). Les necessitats espacials de la població, superiors a una sola localitat, demostren la falta d’adequació amb la distribució de les àrees protegides per a espècies amb alta mobilitat. Comparant els darrers 60 anys, la distribució reproductora ha experimentat una espectacular expansió (increment areal, 750%) mentre que la distribució hivernal ha augmentat de manera moderada (25%). La població mundial ha romàs estable, indicant que el seu creixement pot estar limitat per esdeveniments de l’època hivernal. Allà on entren en contacte les poblacions reproductora en expansió i la hivernant, interactuen poc i mantenen dinàmiques independents. Aquest treball contribueix a millorar la comprensió de les dinàmiques poblacionals durant l’hivern i demostra com l’estudi de l’ecologia durant una part del cicle anual pot ajudar a comprendre el que succeeix la resta de l’any. La ‘visió des dels quarters d’hivernada’ pot aportar una informació important i complementària als estudis durant l’època reproductora.

El sildenafil ha demostrado reducir eficazmente el aumento de la presión de la arteria pulmonar provocada por la vasoconstricción pulmonar hipóxica. Sin embargo, su papel como un posible factor que podría aumentar el rendimiento en el ejercicio en condiciones de hipoxia queda por demostrar. Paradójicamente, el uso de sildenafil ha aumentado entre los montañeros no como un fármaco preventivo del edema pulmonar de gran altitud, sino como un medio que podría ayudar a mejorar el rendimiento deportivo. Varios estudios han tratado de abordar este tema con resultados contradictorios. Actualmente, los datos no son concluyentes en altitud simulada o real, y con la clara evidencia de que en normoxia sildenafil no mejora el rendimiento, se está utilizando esta droga (y, a veces en exceso) por personas que suben a altas cumbres. La magnitud de estos efectos parece estar determinada por la gravedad de la hipoxemia e hipoxia y de la susceptibilidad individual a la vasoconstricción pulmonar hipóxica y la respuesta individual al efecto del fármaco. Otro de los temas de investigación sobre el sildenafil es la existencia de sujetos que no responden positivamente a efectos de la droga, por lo que significaría que existen diferencias individuales que afectarían a la respuesta al fármaco. Se realizó un estudio doble ciego cruzado durante cuatro semanas consecutivas, los sujetos fueron sometidos a pruebas a nivel del mar en dos días (un día para el placebo y el otro para el sildenafil), y a una altura simulada de 4000 metros en una cámara hipobárica para determinar los efectos de sildenafil en los parámetros cardiovasculares respiratorios y metabólicos en normoxia y durante la exposición aguda a la hipoxia hipobárica durante pruebas de ejercicio máximo y submáximo. Una hora antes de la prueba, se administró sildenafil (100 mg) o placebo oralmente a 11 voluntarios. En hipoxia no se encontraron mejoras importantes entre el placebo y sildenafil en ningún parámetro ni hubo una mejora en el rendimiento. Tampoco se encontraron diferencias entre hombres y mujeres con la administración del sildenafil. El análisis estadístico permitió reconocer dos grupos de sujetos dependiendo de la respuesta al sildenafil en la hipoxia, usando el volumen sistólico y gasto cardíaco como factores similares. Respondedores podrían tener una respuesta la vasoconstricción pulmonar hipóxica exagerada, por lo tanto, los efectos de sildenafil sería significativo, pero sólo en términos absolutos, ya que no mostraron una mejoría significativa en comparación con el grupo de no-respuesta. Con base en los resultados de las investigaciones, parece poco probable que el sildenafil puede ejercer efectos beneficiosos en la entrega de oxígeno durante la práctica de ejercicio en altitudes inferiores a 4.000 m Teniendo en cuenta que, a excepción de los escaladores, ningún otro deporte se practica en esta altitud, el uso de sildenafil para una ayuda ergogénica parece no tener efectos beneficiosos. Por el contrario, los posibles efectos adversos pueden ser causados por este medicamento, tales como dolores de cabeza o hipotensión. Más información acerca de los efectos del sildenafil u otros medicamentos que inhiben PDE5 en altitud todavía tienen que aclararse: dosis del medicamento, grado de aclimatación de los sujetos y la intensidad del ejercicio que se debe llevar a cabo para evaluar los efectos beneficiosos reales sobre la capacidad física durante la exposición hipoxia aguda de estos inhibidores de la PDE5.

This work is the result of extensive research on sexual and ontogenetic variation of parameters with mechanical significance in a radius bone in two species of odontocetes: Stenella coeruleoalba (Sc) and Pontoporia Blainvillei (Pb) (Cetacea, Mammalia). Our assumption was that the proportions of the bone structures were not only limited by the constraints of mechanical nature, but also by factors of adaptive type, including those arising from the selective pressure of possible modes of transport. In Cetacean, it has been reported that the size and shape of the pectoral limbs are related to the ecology of each species. Allometric scaling relationship of the bones of the fins in response to the ecological requirements has also been reported. Our results show negative allometric patterns in the radius of Sc, as in other oceanic dolphins and conversely, positive allometric patterns in Pb. These biomechanical differences in radius in both species might be due to an adaptation to the respective means (oceanic vs. estuarine). Gender differences in Sc are associated to the corresponding effort made males and females according to their complex social structure, in which males have greater physical activity than females. In Sc, the mechanical parameters grow more and faster in females than in males, reaching peak faster. It may be due to a compensation of loss of bone mass relative to males, caused by hormonal changes and lactation. Pb growth is slower and no such compensation is observed. Pb has a hypermineralized bone compared to what normal mineral content is considered, among which is Sc. As a result, their bones offer less resistance against transverse forces. The Ca / P ratio found for both species is greater in sexually mature animals than in other vertebrates and is similar to those cases where the bone has undergone a metabolic diseases This result suggests a non-pathological secondary osteoporosis in these dolphins, which agrees with the already describe Delphinus delphis. Bone microarchitecture is a spatial and temporal function. From the spatial point of view, according to the results of microhardness and nanohardness, bone is harder from the center outward. From the point of view of time, the average hardness of the bone (microhardness) changes with age, increasing in the whole bone in Sc and in the cortical bone in Pb whereas it decreases in the trabecular Pb bone. This observation, along with the fact that the bone is denser, would lead to a bone with more strength.

Tesi realitzada a l'Institut de Química Avançada de Catalunya (CSIC) / El objetivo principal de la presente tesis ha sido la preparación y caracterización de emulsiones bituminosas concentradas y altamente concentradas de betún en agua controlando el tamaño de gota. Las investigaciones y estudios llevados a cabo se dividen en las siguientes etapas: -Caracterización de la naturaleza química y coloidal de diferentes betunes. - Estudio del comportamiento fásico de tensioactivos comerciales. -Preparación y caracterización de emulsiones concentradas y altamente concentradas de betún en agua. Las investigaciones desarrolladas han permitido alcanzar las siguientes conclusiones principales: -El betún es considerado un sistema coloidal en el que se encuentras dispersos nanocristales de parafina, agregados de asfaltenos y moléculas de resina. Los nanocristales de parafina se encuentran en betunes de naturaleza parafínica y poseen tamaños alrededor de 50 nm. Estos nanocristales son de menor tamaño cuando el betún ha sido enfríado rápidamente y desaparecen a los 70ºC, temperatura de fusión de la parafina. Los agregados de asfaltenos poseen un tamaño entre 2 y 3.3 nm. Su tamaño no se ve afectado por la velocidad de enfriamiento ni por la temperatura, en el rango estudiado. -Los betunes poseen tensioactivos endógenos que difunden al agua disminuyendo la tensión superficial hasta 60 mN/m. Este valor es demasiado alto para demostrar que se trata de moléculas tensioactivas. La difusión de las moléculas amfifílicas presentes en el betún cumple el modelo de Ward y Tordai de difusión. Ajustando este modelo, se ha calculado un exceso superficial de aproximadamente 4•10-6 mol/dm2 de especies amfifílicas del betún adsorbidas en la superficie del agua. -Se determinó la tensión superficial de betún a temperaturas bajas, donde la viscosidad es muy elevada. Se determinó la tensión superficial de los siguientes betunes: 150/180 A Nafténico, 150/180 B Parafínico, 80/100 y 60/70, y se observó que la tensión superficial es prácticamente la misma en todos ellos (37 mN/m) a 25ºC. Se observó que la contribución más importante en la tensión superficial es la componente dispersiva, confirmando que el betún es un material mayoritariamente apolar. -Mediante la determinación del potencial zeta se determinó que el betún Nafténico posee una carga superficial aproximadamente de 0.29 C/m2. Ésta carga superficial es debida a la presencia de tensiaoctivos endógenos. -Se estudió el comportamiento fásico de los tensioactivos comerciales Redicote E-4875, Redicote EM-48, Redicote EM-44, Redicote E-11 HF, Ampholak 7TX, Asfier 218, Telcodinac Teide S, Telcodinac PR y Polyram L-80 y Polyram L-90. -El tamaño de gota de las emulsiones preparadas con tensioactivos comerciales disminuye al aumentar la concentración de tensioactivo. -Se obtuvieron emulsiones con tamaños de gota menores con el betún 80/100, de menor dureza que con el betún 60/70. La emulsificación es más eficiente con betunes de menor dureza dado que proporcionan una viscosidad menor a la misma temperatura. -Al aumentar la fracción de volumen de fase dispersa, el tamaño de gota disminuye. Podría ser debido a que el esfuerzo de cizalla es proporcional a la viscosidad, por lo tanto, al aumentar la viscosidad de la emulsión, manteniendo la velocidad de cizalla constante, el esfuerzo aumenta. Ello puede permitir la formación de gotas más pequeñas. -Se prepararon emulsiones al 60, 70 y 80% de betún 150/180 A cuya fase acuosa contenía quitosano como espesante. El tamaño de gota disminuye con la presencia de quitosano en el medio acuoso. Esta disminución es más acusada en emulsiones del 60% que en emulsiones del 70% y poco apreciable en emulsiones del 80%. Esta tendencia también se observó con emulsiones preparadas con poliacrilamida, el tamaño de gota disminuye con la presencia de polímero en la fase continua, aunque a concentraciones más altas de polímero se alcanza un valor de tamaño de gota prácticamente constante. / Bitumen formulations have very important applications in road pavement, since bitumen allows strong surface adhesion, high internal cohesion and low water permeability. In road constructions, the conventional pavement process consists in mixing the bitumen with gravel and fillers at high temperature, generally around 120ºC-150ºC, and the hot slurry on the road. This process has economical and environmentally disadvantages, because of high energy consumption and release of toxic vapours. An alternative process for road construction makes use of highly concentrated bitumen-in-water emulsions, allowing road pavimentation at room temperature. However, this process requires a long time before road re-opening to traffic, since water evaporation is slow. This problem can be overcome by using highly concentrated bitumen-in-water emulsions, which contain less water. In this context, a technological challenge is to obtain highly concentrated bitumen emulsions with small droplet size, which are stable and form uniform bitumen layers on gravel particles. The extremely high viscosity of bitumen (≈108 cp at 25ºC) makes difficult to obtain highly concentrated emulsions with small droplets sizes. The rheological behaviour of bitumen emulsions is influenced mainly by bitumen concentration and droplet size distribution. Highly concentrated bitumen-in-water emulsions with small droplet size (< 2 μm) have been prepared by increasing the viscosity of the emulsion continuous phase, in order to have a viscosity similar to that of the dispersed phase. For this purpose, chitosan was selected as a cationic thickener, since its ability to increase water viscosity at low concentrations, and its cationic nature compatible to commonly used cationic surfactants. These results demonstrated that the droplet size could be decreased by increasing the viscosity of the continuous phase, obtaining very small droplet sizes in highly concentrated emulsions of highly viscous oils. Moreover, the droplet size could be controlled in a rather wide range.

Seismic, deformation, and gas activity (unrest) typically precedes volcanic eruptions. Successful volcanic event forecasting depends on the quality of the surveillance network for detecting any changes in volcano behaviour. To interpret the geochemical and geophysical precursors correctly it is important to understand the volcanic processes that occur prior and during volcanic eruptions. Detailed knowledge of the volcano internal structure, the rheology of the magmas, the time scales of the processes occurring at depth and the characteristics of past unrest episodes, must be combined with an adequate monitoring network to improve the volcanic hazard forecast. However, these aspects have received little attention in monogenetic volcanoes. The aim of my PhD Thesis is to improve our understanding on monogenetic volcanism, its causes and dynamics, and to help anticipating the volcanic activity. I have focused on three main aspects of this problem. The first one is the calculation of the rheological properties of magmas during mixing. The second aspect I have addressed are the processes and time scales that lead to monogenetic eruptions with the aim to better interpret volcanic unrest and improve eruption forecasts. Finally, I have investigated the seismic unrest periods of historical monogenetic eruptions from a compilation of historical accounts worldwide. The results provide a conceptual framework for better anticipating monogenetic eruptions and should lead to improved strategies for mitigation of their associated hazards and risks. / Las erupciones volcánicas están generalmente precedidas por la actividad sísmica, la deformación y la desgasificación (unrest). El éxito en la predicción del evento volcánico depende de la calidad de la red de vigilancia para detectar cualquier cambio en el comportamiento del volcán. Para interpretar los precursores geoquímicos y geofísicos correctamente es importante entender los procesos volcánicos que ocurren antes y durante las erupciones volcánicas. El conocimiento en detalle de la estructura interna del volcán, la reología de los magmas, las escalas de tiempo de los procesos que ocurren en profundidad y las características de los episodios pasados de unrest, debe combinarse con una red de vigilancia adecuada para mejorar el pronóstico de los eventos volcánicos. Sin embargo, estos aspectos han recibido poca atención en los volcanes monogenéticos. El objetivo de mi tesis doctoral es mejorar nuestra comprensión sobre el vulcanismo monogenético, sus causas y su dinámica, con el objetivo de mejorar la posibilidad de anticiparse a la actividad volcánica. Me he centrado en tres aspectos principales de este problema. El primero es el cálculo de las propiedades reológicas de los magmas durante los eventos de mezcla. El segundo aspecto es el estudio de los procesos, junto con sus escalas temporales, que llevan a erupciones monogenéticas con el fin de interpretar mejor la actividad volcánica y mejorar los pronósticos de una erupción. Por último, he investigado los períodos de unrest sísmico de erupciones monogenéticas históricas en todo el mundo mediante una compilación de documentos históricos. Los resultados proporcionan un marco conceptual que permite mejorar la predicción de erupciones monogenéticas y deberían conducir a mejores estrategias para mitigar sus peligros y riesgos asociados.