El invertebrats constitueixen el 95% de les espècies animals i, com en el cas dels vertebrats, són susceptibles a l'efecte dels disruptors endocrins (DEs). Tot i això, la comprensió d'aquest fenomen està limitada pel desconeixement del sistema endocrí dels invertebrats. L'alteració de la síntesis i metabolisme d'hormones esteroides és un dels possibles mecanismes d'acció dels DEs. En aquesta tesi s'ha caracteritzat el metabolisme d'hormones esteroides en diferents espècies d'invertebrats per tal d'avaluar l'efecte in vitro de DEs en aquestes espècies, i finalment investigar l'efecte in vivo de DEs en els nivells i el metabolisme d'esteroides en espècies d'un filum seleccionat (Mol·lusca). Les espècies investigades (Mollusca: Marisa cornuarietis, Mytilus sp., i/o Crassostrea virginica; Crustacea: Hyalella azteca; i Echinoderma: Paracentrotus lividus) van metabolitzar la testosterona a una sèrie de metabolits de fase I que també són formats per vertebrats, amb l'excepció de 4-androstene-3?,17?-diol, un metabolit format per P. lividus i H. azteca. Una de les diferències més importants amb els vertebrats va ser la baixa contribució de les hidroxilacions en el metabolisme de testosterona, i en el cas dels mol·luscs, el metabolisme d'androstenediona (reducció en 5??en comptes de reducció en 17?). Pel que fa al metabolisme de testosterona de fase II, les sulfotransferases es trobaven en nivells alts en P. lividus, però baixos o indetectables en H. azteca i totes les espècies de mol·luscs investigades. En canvi, tots els invertebrats estudiats presentaven una gran capacitat de conjugació d'hormones esteroides amb àcid grassos, una via que sembla que ha estat ben conservada al llarg de l'evolució. Els nivells d'hormones esteroides i algunes de les vies enzimàtiques que les metabolitzen van mostrar diferències estacionals, entre diferents teixits i entre sexes, fet que recolza la possible funció fisiològica de les hormones esteroides en invertebrats. Alguns xenobiòtics van interferir in vitro amb els enzims que metabolitzen les hormones esteroides. Entre les vies investigades, la 5?-reductasa i la sulfotransferasa, van mostrar la sensibilitat més alta a inhibició/activació per tributilestany (TBT), trifenilestany (TPT) i fenarimol. Per últim es va investigar l'efecte de l'exposició a estradiol, petroli, i la barreja de petroli i compostos alquilfenòlics en bivalves Mytilus sp., i l'exposició a metiltestosterona, TBT, TPT i fenarimol en el gasteròpode M. cornuarietis. El tipus d'efectes induïts per l'estradiol van dependre en gran mesura de la seva concentració. Algunes de les respostes observades en els musclos exposats a petroli o la barreja de petroli i alquilfenols, van ser similars a les que s'havien observat per concentracions altes d'estradiol. En aquests experiments es va observar també el possible rol que juga la conjugació d'esteroides amb àcid grassos en la regulació dels nivells d'esteroides lliures. L'exposició als compostos organoestànnics (TBT i TPT) va causar l'aparició d'imposex i va resultar en una reducció del nivell d'esteroides en forma esterificada en femelles de M. cornuarietis, però no en mascles. Els altres compostos avaluats (metiltestosterona i fenarimol) van induir imposex en femelles, però no van mostrar alteracions en els nivells d'esteroides esterificats, de manera que no es va poder demostrar la connexió entre la davallada dels nivells d'esteroides conjugats amb àcids grassos i el fenomen de l'imposex. L'exposició a TPT va inhibir 5?-reductasa en femelles de M. cornuarietis. Tot i així, cap dels dos organoestànnics va alterar el dimorfisme sexual en el metabolisme d'androstenedione que existeix en el complex glàndula digestiva/gònada d'aquest gasteròpode. En resum, aquesta tesi contribueix al coneixement del metabolisme d'andrògens en invertebrats i identifica dianes on poden actuar els disruptors endocrins. / Ninety-five percent of all animal species are invertebrates, and like vertebrates, they are susceptible to endocrine disruption. Nevertheless, there are important gaps on the knowledge of the endocrine system of invertebrates that hinder the understanding of the endocrine disruption phenomena in those species. Steroid synthesis and metabolism is one of several possible targets of endocrine disruptors. This thesis aimed to characterize sex steroid metabolism in different invertebrate species, to test the in vitro effect of model endocrine disruptors in those species, and to test the in vivo effect of model endocrine disruptors on steroid levels and metabolism in species from a selected phyla (Mollusca). The species investigated (Mollusca: Marisa cornuarietis, Mytilus sp., and/or Crassostrea virginica; Crustacea: Hyalella azteca; and Echinoderma: Paracentrotus lividus) were able to form a series of phase I metabolites of testosterone that are also formed by vertebrates, with the exception of 4-androstene-3?,17?-diol, a metabolite formed by P. lividus and H. azteca. One of the major differences with vertebrate species was the lower contribution of hydroxylases in the metabolism of testosterone, and the metabolic fate of androstenedione in molluscs (5?-reduction instead of 17?-reduction). Regarding phase II metabolism of testosterone, sulfotransferases were found at high levels in P. lividus, but low or undetectable levels were present in H. azteca and the molluscan species investigated. In contrast, the conjugation of steroids with fatty acid moieties was present in all invertebrates investigated, showing that acyl-CoA:steroid acyltransferases are well-conserved through evolution. Steroid levels and the enzymatic activities for some metabolic pathways showed differences between males and females, among tissues, and between seasons in some invertebrate species, which adds further evidence for a physiological role of sex steroids in invertebrates. Some xenobiotics modulated steroid metabolic pathways in invertebrates in vitro. Among the pathways investigated, 5?-reductase and sulfotransferase showed the highest sensitivity to inhibition/activation by tributyltin (TBT), triphenyltin (TPT) and fenarimol. Finally, the effects of the exposure to estradiol, crude oil, and the mixture of crude oil and alkylphenolic compounds in Mytilus sp. and the exposure to methyltestosterone, TBT, TPT and fenarimol in the gastropod M. cornuarietis were investigated. The type of effects induced by estradiol depended greatly on the concentration. Some of the responses observed in mussels exposed to crude oil and the mixture of crude oil and alkylphenols were similar to those observed in mussels exposed to the highest concentrations of estradiol. Those experiments also showed that esterification seems to play a key role in the regulation of free steroid levels in bivalve molluscs. The exposure to the organotin compounds (TBT and TPT) caused imposex and decreased esterified steroid levels in females of M. cornuarietis, but not in males. Methyltestosterone and fenarimol induced imposex in females, but did not lead to alterations in esterified steroid levels. Therefore, the connection between a decrease of esterified steroids and the phenomena of imposex could not be proved. The exposure to TPT inhibited???-reductase in female M. cornuarietis. However, neither TPT nor TBT altered the sexual dimorphism in androstenedione metabolism that exists in the digestive gland/gonad complex of this snail species. Overall, this thesis contributes to the knowledge of androgen metabolism in invertebrate species and identifies possible targets of endocrine disruption.

Amb aquest treball pretenem contribuir a l'estudi de les espècies de turbel.laris policlàdides del litoral català. Atesa la poca informació existent sobre aquest grup, efectuem un gran nombre de talls histològics per conèixer millor la seva anatomia interna i d'aquesta manera realitzar una correcta identificació posterior de les espècies estudiadades. Amb l'ajut de diverses tècniques de conservació (la manipulació dels exemplars ha estat molt laboriosa per raó de la seva fragilitat) hem pogut preparar un nombre suficient d'exemplars per al seu estudi. S'ha seguit una pauta estacional en la captació de mostres, i a més s'ha recollit informació sobre la fondària i els llocs de mostreig escollits, per poder reflectir les batimetries i la seva distribució horitzontal. Gràcies al material seleccionat, s'han pogut descriure les diverses espècies de policlàdides que s'han trobat i s'ha elaborat una clau dicotòmica per a identificar les famílies i subfamílies existents. Els experiments realitzats amb alguns exemplars que s'han mantingut vius han permès obtenir informació particularment valuosa sobre el seu comportament. En resum, hem contribuit a omplir la llacuna que fins ara existia sobre l'estudi d'aquesta qüestió, i de pas esperem que la present tesi serveixi com a eina de treball per a tot aquell que vulgui endinsar-se en l'estudi dels turbel.laris policlàdides.

La presente tesis realiza un estudio en profundidad de la familia Miridae (Insecta, Heteroptera) de las zonas del Montseny, Montserrat y Garraf (Cataluña). Este estudio incluye aspectos morfológicos, biométricos, sistemáticos, faunísticos, biogeográficos y ecológicos. La tesis incluye el catálogo exhaustivo de los "Miridae" de Cataluña, describiendo un total de 120 especies, una de las cuales es nueva para la ciencia.

The reproductive biology of poriferans is still poorly understood. We have investigated the sexual reproductive biology of seven demosponge species, six of them from the Mediterranean (Corticium candelabrum, Crambe crambe, Raspaciona aculeata, Axinella damicornis, Chondrosia reniformis, and Petrosia ficiformis), and one from the Pacific coast of Canada (Asbestopluma occidentalis). The thesis consists of a general introduction, 7 different chapters and a general discussion.Chapter 1. It is well established that in temperate regions invertebrates restrict their reproductive cycles to the warm periods. The sexual cycle of A. damicornis, C. candelabrum, C. reniformis, and R. aculeata is very different in timing and duration, despite all of them shared habitat and thermal regime. While the gametogenesis of R. aculeata and C. reniformis underwent during summer and autumn (warm periods in the Mediterranean), the gametogenesis of C. candelabrum and A. damicornis occurred during winter. Therefore, the relationship between gametogenesis and temperature in temperate waters was not straightforward, and many different relationships appeared.Chapter 2. The oogenesis of C. candelabrum resulted in a surprising long process, with continuous production of oocytes. However, the oocyte maturation extended for 7/8 months during autumn and winter. Spermatogenesis occurred during 4 or 5 at the end of the oocyte maturation (spring and summer). Spermatozoans were primitive but possessed a true C-shaped acrosome. Chapter 3. The gametogenesis of the oviparous demosponge P. ficiformis occurred during autumn and early winter. Large oocytes and round primitive spermatozoans with proacrosomal vesicles were released to the water on December. Recently fertilised eggs were placed in Petri dishes. Since no free-swimming larva was observed, the development in this demosponge was suggested to be direct.Chapter 4. The reproduction of the carnivorous sponge A. occidentalis was studied under light and electron microscopy. It was a contemporaneous hermaphroditic sponge with clusters of oocytes and very complex spermatic cysts. The fertilisation mechanism was unusual for the phylum Porifera, and shared many similarities with the feeding mechanism of this carnivorous sponge.Chapter 5. The spermatogenesis of the common Mediterranean demosponge C. crambe was investigated by light and electron microscopy. The mature spermatozoan was a extremely modified cell, with the body bent at the level of the flagellum insertion, a true acrosome, and a striated rootlet that connected the basal body to the mitochondrion. In addition, such modifications resembled to the sperm morphology of a phoronid, in a well example of adaptive convergence. Chapter 6. The oogenesis in A. damicornis and R. aculeata was very similar, except for the duration. While it extended for 5 months in R. aculeata, A. damicornis required 7 months to complete it. The differences resided in the vitellogenesis. Yolk was almost exclusively auto-synthesized in A. damicornis from digestion of bacteria. However, in R. aculeata the process shortened because of the help of nurse cells in creation of yolk. Chapter 7. Unspawned sperm and precursors of sperm cells were phagocytosed by motile phagocytic cells in the spermatic cysts of P. ficiformis and R. aculeata. All these features observed for the first time in demosponges revealed that sponges contain many complex features and are capable of complex processes that are usually regarded to higher invertebrates and vertebrates.

Se ha realizado una revisión a fondo de la morfología externa una revisión a fondo de la morfología externa y estructura de tres de las cuatro subfamilias de los Catopidae representadas en la Península Ibérica. Como conclusiones se han modificado diversas especies y subespecies. Se describen los diferentes estadios larvarios y se dan datos sobre la distribución geográfica.

Controlled Exposure Experiments revealed lesions in the statocysts of four cephalopod species of the Mediterranean Sea (Sepia officinalis, Loligo vulgaris, Illex coindetii and Octopus vulgaris), when exposed to relatively low intensity low frequency sounds. The analysis was performed through: scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopy techniques of the whole inner structure of the cephalopod statocysts, especially on macula and crista; SEM of the epidermal lines of cephalopod hatchlings; and proteomic studies (2DE/MALDI –MS) of the statocyst’s endolymph. All exposed adult individuals presented the same lesions and the same incremental effects over time, consistent with a massive acoustic trauma observed in land species that were exposed to much higher intensities of sound. Immediately after exposure, the damage was observed in the macula statica princeps (msp) and in the crista sensory epithelium. Kinocilia on hair cells were either missing or were bent or flaccid. A number of hair cells showed protruding apical poles and ruptured lateral plasma membranes, most probably resulting from the extrusion of cytoplasmic material. Hair cells were also partially ejected from the sensory epithelium, and spherical holes corresponding to missing hair cells were visible in the epithelium. The cytoplasmic content of the damaged hair cells showed obvious changes, including the presence of numerous vacuoles and electron dense inclusions not seen in the control animals. The appearance of these lesions became gradually more pronounced in individuals after 12, 24, 48, 72, and 96 hours. Special attention was given to validate these findings with control animals that were caught, maintained and sequentially sacrificed following the same protocol as the exposed individuals. The statocyst ultrastructure was therefore revisited and a comparative analysis was carefully conducted to assess the lesions triggered by the exposure to noise This study also presents preliminary results of the sound effects on epidermal lines of cephalopod hatchlings. The lesions, consistent with an acoustic trauma, were identic in the three species that were exposed, but their evolution over time, in opposition with what was observed in the statocysts, were different, suggesting that the animal size and metabolic response might play a role in a possible recovery process. The analysis of noise effects in the statocyst endolymph by proteomic techniques was only conducted on Sepia officinalis. The presence of differential staining of gels from control and subjected to sound exposure individuals demonstrate that the injuries could be related to a possible physiological imbalance that would affect the protein levels of the endolymph. The lesions and findings described here are new to cephalopod pathology. Given that lowfrequency noise levels in the ocean are increasing (e.g. due to shipping, offshore industry, and naval maneuvers), that the role of cephalopods in marine ecosystems is only now beginning to be understood, and that reliable bioacoustic data on invertebrates are scarce, the present study and future investigations will bring an important contribution to the sustainable use of the marine environment. / Després de sotmetre'ls a experiments d'exposició controlada a sons de baixa intensitat i baixa freqüència es van observar lesions en els estatocists de quatre espècies de cefalòpodes de la mar Mediterrània (Sepia officinalis, Loligo vulgaris, Illex coindetii i Octopus vulgaris). L'anàlisi es va realitzar per mitjà de de microscòpia electronica d'escombratge (SEM) i de transmissió (TEM) de tota l'estructura interna de l'estatocist dels cefalòpodes, especialment en la màcula i en la crista, per SEM de les línees epidèrmiques de les larves dels cefalòpodes i per tècniques de proteòmica (2DE/MALDI-MS), de l'endolimfa de l'estatocist. Tots els estatocists d'individus adults de cefalòpodes exposats presentaven les mateixes lesions i aquests efectes eren més greus a mesura que passava el temps després de l'exposició als sons. Tots els animals exposats al soroll van mostrar lesions consistens amb trauma acústic massiu observat en altres espècies terrestres que havien estat exposades a intensitats molt més altes de so. Immediatament després de l'exposició, es van observar danys a la macula statica princeps (msp) i en l'epiteli sensorial de la crista. Els quinocilis de les cèl·lules ciliades desapareixien o es doblegaven i es tornaven flàccids. Un nombre important de cèl·lules ciliades mostraven els pols apicals sobresortint de l'epiteli sensorial, així com el trencament de les membranes plasmàtiques laterals, molt probablement com a resultat de l'extrusió de material citoplasmàtic. Les cèl·lules ciliades també van ser parcialment expulsades de l'epiteli sensorial deixant visibles forats esfèrics en el mateix. El contingut citoplasmàtic de les cèl·lules ciliades danyades va mostrar canvis obvis, com ara la presència de nombrosos vacúols i inclusions electrodenses que no es veien en els animals control. L'aparició d'aquestes lesions es va tornar gradualment més pronunciada en els individus analitzats després de 12, 24, 48, 72 i 96 hores. Es van validar curosament aquests resultats per mitjà de la comparació amb els animals control que van ser capturats, mantinguts i sacrificats de forma seqüencial seguint el mateix protocol que els individus exposats. La ultraestructura de l'estatocist va ser revisada i es va dur a terme un curós anàlisi comparatiu per tal d'avaluar les lesions provocades per l'exposició al soroll. Aquest estudi també presenta els resultats preliminars dels efectes del so en les línies epidèrmiques de cefalòpodes recent nascuts. Les lesions, consistens amb trauma acústic, eren idèntiques en les tres espècies que van ser exposades, però la seva evolució en el temps, en oposició amb el que es va observar en els estatocists, era diferent, cosa que suggereix que la grandària dels animals i la resposta metabòlica podria tenir influència en un possible procés de recuperació. L'avaluació dels efectes en l'endolimfa de l'estatocist per tècniques de proteòmica es va dur a terme només en Sepia officinalis. La presència de taques diferencials en els gels dels individus control i els sotmesos a exposició a so demostren que les lesions podrien estar relacionades amb un possible desequilibri fisiològic que tindria repercusions en els nivells proteics de l'endolimfa. Les lesions descrites aquí són noves pel que fa a la patologia dels cefalòpodes. Atès que els nivells de soroll de baixa freqüència a l'oceà estan augmentant (per exemple, a causa del transport, la indústria petrolera i les maniobres navals), que el paper dels cefalòpodes en els ecosistemes marins només ha començat a ser entès recentment, i que les dades bioacústiques fiables sobre els invertebrats són escasses, el present estudi i les investigacions futures aportaran una important contribució a l'ús sostenible del medi marí.

The inhabitants of marine benthos must combat the ecological pressure caused by predation, competition and fouling through a series of mechanisms, one of which is chemical defense. This type of protection is particularly extended among sessile and/or sluggish organisms, such as sponges, soft corals or ascidians. The strategies to prevent predation are related to bad taste rather than to toxicity. Moreover, they must be considered along with nutritional quality, since the more nutritious the prey, higher quantities or more potent repellents are needed to gain protection. The production of defensive secondary metabolites is energetically expensive. For this reason, the Optimal Defense Theory (ODT) predicts that defenses must be allocated in the most valuable or more exposed structures or body-regions. In Antarctic communities, the main predators are asteroids, and defensive agents are hence expected to accumulate in superficial layers of potential prey. But dense populations of amphipods, which associate opportunistically with biosubtrata, obtaining both refuge and direct or indirect sources of nutrition, are also very influencing on these bottoms. It has been reported that chemical defenses are very common in Antarctic organisms, in accordance with our results. However, the research effort has not been the same for all the groups, and there are still many aspects to learn on the chemical ecology, like the identification of the implicated products, their mode of functioning or their localization and origin. This PhD has focused on three relevant groups of the Antarctic benthos, quite understudied: hexactinellid sponges, soft corals and colonial ascidians. Two influencing sympatric predators were selected, the sea star Odontaster validus, which is a known model predator, and for the first time, the amphipod Cheirimedon femoratus, used to perform feeding experiments for the detection of repellent chemical defenses. We designed a new protocol which provided numerous methodological profits, as well as a remarkable discriminatory potential for unpalatable activities. In a survey with 31 species of Antarctic organisms, a larger incidence of unpalatable activities was recorded towards C. femoratus than against the asteroid, especially in algae and sponges, in which amphipods may particularly influence defenses distribution for representing potential host-preys. Some organisms instead, seemed to exploit alternative defensive strategies. The ecological success of the three studied groups is probably related to the presence of chemical defenses. In hexactinellid sponges these are weak, yet compensated with a low energetic content, and derive from primary metabolites, such as steroid derivates. Some glucosphingolipids instead, could have a chemotaxonomical value as chemical markers in rossellid sponges. In soft corals, chemical protection is obtained from products originating from both, primary (wax esters) and secondary metabolism (sesquiterpenoids), which seem to cooperate in an additive way, and are likely exuded within the coral mucus in living specimens. The use of primary metabolites for defense represents an effective energy saving strategy. In colonial ascidians, defensive secondary metabolites of terpenoid and alkaloid nature with potent bioactivities predominate, and in some species these are accumulated in internal tissues. Presumably, this distribution is related to the production of chemically defended lavae. Some bioactive secondary metabolites isolated from various sources, like the meridianins, may suggest a broad evolutionary retention, or a symbiotic origin. Regarding bacterial antifouling, ascidians exhibited poor activity, while some soft corals did display inhibition. With this work we provide the identification, localization, and possible origin of several defensive agents in three relevant groups of Antarctic benthic invertebrates. / Los habitantes del bentos antártico combaten la depredación, la competencia y el recubrimiento desarrollando mecanismos como la defensa química. Ésta estrategia está particularmente extendida entre organismos sésiles y organismos de cuerpo blando. Las defensas repelentes contra depredadores han de considerarse junto con la calidad nutricional, pues las dietas muy energéticas enmascaran la repelencia. La producción de metabolitos secundarios defensivos es costosa. Por ello, la Teoría de Defensa Optimizada (ODT) prevé que han de localizarse en las regiones corporales más valiosas o expuestas. En las comunidades antárticas los principales depredadores son las estrellas de mar y se postula la concentración de defensas en áreas superficiales en las presas. Pero también influyen las poblaciones de anfípodos asociados a los biosustratos, obteniendo en ellos refugio y fuente de alimentación. Esta tesis se centra en las defensas químicas de tres grupos relevantes del bentos antártico relativamente poco estudiados: esponjas hexactinélidas, corales blandos y ascidias coloniales. Se seleccionaron dos depredadores simpátricos, la estrella Odontaster validus y, por primera vez, fue utilizado el anfípodo Cheirimedon femoratus. Diseñamos un nuevo protocolo con numerosas ventajas metodológicas además de un gran potencial discriminatorio, y observamos que en 31 especies hubo mayor repelencia hacia el anfípodo que hacia la estrella, sobretodo en algas y esponjas, que podrían representar potenciales huéspedes-presa. A partir de aquí estudiamos muestras de los tres grupos seleccionados. En hexactinélidas, las defensas químicas son más débiles y derivadas del metabolismo primario, pero compensadas con un bajo valor nutricional. Algunos glucoesfingolípidos, podrían tener valor quimiotaxonómico como marcadores de la familia Rossellidae. En corales blandos existen metabolitos de defensa primarios y secundarios operando sinérgicamente, y probablemente forman parte del mucus superficial. En ascidias coloniales, los metabolitos defensivos son secundarios y muy potentes; además, en algunas especies éstos tienden a acumularse en tejidos internos, presumiblemente para producir larvas protegidas químicamente. Las ascidias mostraron poca actividad antibacteriana, pero algunos corales exhibieron respuestas inhibitorias. Esta Tesis proporciona la estructura, distribución y posible origen de los metabolitos responsables de las actividades defensivas en tres grupos relevantes de invertebrados antárticos.