The discipline of ecology is habitually divided up into a whole range of different specialities, and this thesis forms part of what is commonly known as "community ecology" (Diamond and Case 1986). To be more precise, my work has centred on the degree to which the trophic relationships that exist between the organisms constituting a food web govern the structure and dynamics of the communities they form. I approached the subject from an experimental point of view and all the work was carried out in the field by means of what are referred to as "natural experiments", with all the advantages and disadvantages that this supposes. The chosen ecosystem was the coastal marine benthos or, to be more specific, rocky infralittoral communities, a propitious place in which to work since this setting has seen the production of some highly important contributions to community ecology, above all in the development of experimental techniques (review by Castilla 2000).Owing to the existence of previous investigations, my work, strictly speaking, does not break any new ground, since the subject matter has already been well studied in other oceans (see Castilla 2000 for a revision). Paradoxically, the Mediterranean, them cradle of the natural sciences (Aristotle, 350 BC) and home to the invention of scuba diving by Gagnan and Cousteau in 1944, has generally not been witness to any of the most important advances in experimental benthic science. Whilst not wanting to question the universality of discoveries regarding benthic communities made in other waters, it can surely not be an excessive precaution to attempt to understand the way regional peculiarities - the Mediterranean is a very singular sea in many ways (Margalef 1985) - affect general principals.One highly significant way in which benthic experiments in the Mediterranean are playing a part in current debate is the role that marine reserves or protected marine areas (PMAs) can be expected to play as management tools in ecosystems adversely affected by human action. In this sense, my work shares a characteristic with many others: the use of marine reserves as experimental sites that can be compared with nearby unprotected zones in order to try and judge their worth.As a final reflection on the main object of study in my thesis it is worth remarking that the system under study relates on a trophic level macroscopic algae - the main primary producers in the phyto-benthos - to their herbivores, which in the coastal Mediterranean benthos are essentially a sea urchin (Paracentrotus lividus), a fish, the salema (Sarpa salpa), and a guild of omnivorous fish that include optional grazers of algae and predators on sea urchins. My study investigated the interactions taking place between all the actors in this complex community and not just the interactions occurring between a certain group of species, although inevitably, given its central position, the sea urchin Paracentrotus lividus has been the focal point of our efforts. As a means of simplifying, throughout this paper I often refer to the "triangle" 'algae-sea urchins-fish', which is described in more detail in Annex 1.I feel that my work has two main applications. Aside from any knowledge gained from the experimental study of the interactions within a complex community under natural conditions, our results have, firstly, a clear role to play in the management of coastal areas and biological conservation in general. It is known that high densities of sea urchins can cause a regression and a loss of diversity in algal communities (that can be compared to the effects of desertification on the biodiversity of forest ecosystems).Studying experimentally the mechanisms that regulate these interactions is a way of searching for valid management criteria. Secondly, we looked at the relevance of the role played by changes of anthropic origin such as eutrophication or overfishing in the proliferation of sea urchins and the regression of algal communities. / Dins el ventall d'especialitats en que s'acostuma a dividir l'ecologia, aquesta tesi s'enquadra en l'anomenada "ecologia de comunitats" (Diamond i Case 1986). Amb més precisió, el meu treball ha estat dedicat a investigar el grau en que les relacions tròfiques entre els organismes que formen una xarxa tròfica arriben a governar l'estructura i dinàmica de la comunitat que formen. L'aproximació es experimental i tot el treball s'ha realitzat al camp, basat en el que hom anomena "experiments naturals" amb les seves virtuts i inconvenients. L'ecosistema triat ha estat el bentos marí litoral, i en concret les comunitats de l'infralitoral rocós. Es tracta d'un marc de treball favorable, ja que aquest escenari ha produït algunes de les contribucions més importants a l'ecologia de comunitats, sobretot en el que fa al desenvolupament de la seva vessant experimental (revisat per Castilla 2000).A causa d'aquests treballs precedents, una part dels objectius del meu treball no és estrictament novedosa, ja que han estat molt estudiats en altres mars (veure Castilla 2000 per a una revisió). Paradoxalment tractant-se del mar que ha estat el bressol de les ciències naturals (Aristòtil, cap el 350 a.C.) i de la invenció de l'escafandre autònom per Gagnan i Cousteau el 1944, la Mediterrània ha quedat en gran mesura fora de l'àrea on han tingut lloc els avenços de l'ecologia bentònica experimental. Tot i que confíem en l'universalitat de les descobertes més sòlides de l'ecologia de comunitats bentòniques, mai serà una precaució excessiva per als ecòlegs copsar la forma en que les particularitats regionals (la Mediterrània es un mar en molts sentits singular; Margalef 1985) modelen aquests principis generals.A més, almenys en una part sí que les experiències d'ecologia bentònica mediterrànies participen de la més disputada actualitat, i és en el paper que hom pot esperar que realitzin les Reserves Marines o Àrees Marines Protegides (MPA's) com eines de gestió racional d'uns ecosistemes massa castigats per l'acció humana. En aquest sentit el meu treball comparteix amb molts altres que es realitzen actualment el tret d'utilitzar les Reserves Marines com un dels tractaments experimentals estudiats i, per comparació amb el que succeeix a les zones properes no protegides, tracta d'esbrinar els seus efectes.Per acabar de focalitzar el tema objecte de la meva tesi només cal afegir que el sistema estudiat és el que relaciona tròficament les algues macroscòpiques, com principals productors primaris del fito-bentos, amb els seus herbívors, que al bentos litoral mediterràni es poden simbolitzar en una espècie de garota de mar ("Paracentrotus lividus") i un peix ("Sarpa salpa"), i amb el gremi de peixos omnívors entre els que es compten opcionals pasturadors d'algues i depredadors de les garotes herbívores. L'estudi aborda les interaccions entre tots els elements d'una comunitat complexa, i no només d'algunes espècies selectes, encara que, pel seu paper central, la garota "Paracentrotus lividus" ha concentrat més esforços que la resta. Al llarg de la memòria i per simplificar, parlarem sovint d'aquest "triangle" algues-garotes-peixos, que es descriu amb més detalls en l'Annex 1.Crec que l'interès d'aquest treball pot ser doble. Més enllà del coneixement que pot aportar a l'Ecologia de comunitats l'estudi experimental de les interaccions d'una comunitat complexa en condicions naturals, els resultats tenen un clar interès aplicat per a la gestió dels litorals i per a la biologia de la conservació. És sabut que altes densitats de garotes poden provocar la regressió de les comunitats algals i una forta pèrdua de diversitat (que pot ser comparada als efectes de la desertització sobre la biodiversitat dels ecosistemes forestals). Estudiant experimentalment els mecanismes que regulen aquestes interaccions busquem aportar criteris vàlids per a la gestió. Un tema d'especial interès ha estat esbrinar quin paper han pogut jugar canvis d'origen antròpic, com els derivats de l'eutrofització o de la sobre-pesca, en la proliferació de les garotes i la regressió de les comunitats algals.

El estudio de los microorganismos en cultivo puro ha propiciado el desarrollo de la genética, la bioquímica y la biotecnología. Sin embargo, la ecología ha permanecido reticente a incorporar a los microorganismos en su acervo teórico y experimental, principalmente debido a las dificultades metodológicas para observar a los microbios en la naturaleza, y como resultado de los caminos divergentes que han trazado las disciplinas de la microbiología y la ecología general. Esta tesis trata de demostrar que los patrones ecológicos de comunidades microbianas son susceptibles de ser analizados mediante la combinación de técnicas filogenéticas y herramientas de estadística multivariante. El uso de técnicas filogenéticas permite solventar, o al menos paliar, el hecho de la no independencia de los organismos vivos debido a la ascendencia común. Con la información ambiental adicional (como reflejo del determinismo abiótico) y la información espacial (como amalgama de eventos históricos y de dispersión), es posible explorar los posibles mecanismos que subyacen a la estructura y a la diversidad de las comunidades microbianas. / The study of microorganisms in pure laboratory culture has delivered fruitful insights into genetics, biochemistry and biotechnology. However, ecology has remained reluctant to incorporate microorganisms in its experimental and theoretical underpinnings mainly due to methodological difficulties in observing microorganisms in nature, and as a result of the different paths followed by the disciplines of microbiology and general ecology. In this dissertation, I argue that novel insights into microbial community patterns arise when phylogenetic relatedness are used in conjunction with multivariate statistical techniques in the context of broad scales of description.