El ratón doméstico, Mus domesticus, es un roedor comensal cuyo cariotipo estándar está formado por 40 cromosomas acrocéntricos. En su área natural de distribución, es frecuente la reducción de este número cromosómico debido a la presencia de un tipo de mutación denominada translocación Robertsoniana, que consiste en la fusión céntrica de dos cromosomas acrocéntricos para dar lugar a un cromosoma metacéntrico. En Europa y norte de África se han descrito más de 40 razas cromosómicas, definiendo como raza a un grupo de poblaciones contiguas que comparten el mismo juego de cromosomas Robertsonianos en homocigosis. Es frecuente que entre razas cromosómicas, o entre éstas y las poblaciones estándar se generen zonas híbridas compuestas por individuos con un número cromosómico intermedio entre el de las dos poblaciones que las han formado, y con una elevada frecuencia de heterocigotos para las fusiones que presentan. Muestreos realizados en las cercanías de la ciudad de Barcelona, entre 1981 y 1997, evidenciaron la existencia de poblaciones formadas por ejemplares con un 2n comprendido entre 29 y 39 cromosomas, debido a la presencia de las fusiones Rb(3.8), Rb(4.14), Rb(5.15), Rb(6.10), Rb(9.11) y Rb(12.13), pero no se demostró la existencia de ninguna raza cromosómica. Aún así se sugirió que se trataba de una zona híbrida entre las poblaciones estándar y una raza hipotética con 2n=28.Las zonas de polimorfismo Robertsoniano son lugares potenciales de especiación, ya sea por un proceso de reforzamiento, o bien por una disminución del flujo genético causada por una reducción en la recombinación a nivel pericentromérico en los cromosomas Robertsonianos. Es por ello importante estudiar aquellos aspectos que pueden determinar un aislamiento genético entre las poblaciones que forman estas áreas. En este marco, los objetivos de la presente tesis fueron: 1) realizar un estudio exhaustivo de la estructura poblacional referente a la presencia de estas fusiones; 2) determinar cómo afecta la heterocigosidad estructural de las translocaciones Robertsonianas a nivel reproductivo en ejemplares pertenecientes a esta zona de polimorfismo cromosómico; 3) valorar el grado de aislamiento genético entre diferentes grupos cromosómicos mediante un estudio comparado de morfología craneana y post-craneana; 4) determinar las posibles relaciones entre el cariotipo y el comportamiento de los animales.Los resultados obtenidos mostraron que las poblaciones de ratón doméstico ubicadas en la provincia de Barcelona y alrededores forman una zona de polimorfismo Robertsoniano, no pudiendo considerar este conjunto poblacional como una zona híbrida, puesto que no ha sido detectada ninguna raza cromosómica. Las poblaciones de esta área funcionan como unidades panmíticas separadas. Se puso en evidencia la existencia de una nueva fusión, Rb(7.17), no descrita previamente en ninguna población Robertsoniana de la especie. La notable extensión de esta zona (5000 km2) sugiere que la eficacia biológica de los individuos portadores de translocaciones no está severamente afectada. En la línea de células germinales masculinas se apreció una mayor muerte celular en aquellos ejemplares con fusiones Robertsonianas, especialmente cuando más de una translocación ha estado presente en heterocigosis estructural. Se detectó un patrón general en el cambio de forma relacionado con la heterocigosidad estructural y el número cromosómico, aunque dicha variación de forma es de carácter moderado. La diferenciación morfológica de los animales estándar respecto a los ejemplares que presentan polimorfismo Robertsoniano, sugiere un aislamiento genético de estos últimos. La existencia de diferenciación genética dentro de la zona de polimorfismo Robertsoniano vino también avalada por las diferencias significativas detectadas en la pauta de comportamiento, estudiada mediante el patrón diario de la actividad motora (variable regulada por el sistema circadiano). Respecto a esta variable se obtuvo que las fusiones Robertsonianas no afectan a las principales características del reloj circadiano pero sí a la modulación ultradiana del ritmo circadiano. El patrón de actividad motora se mostró como una variable apropiada para la discriminación entre grupos de ratones diferenciados cromosómicamente.Se concluye que las fusiones Robertsonianas presentes en esta zona han contribuido a la diferenciación morfológica y etológica entre las poblaciones que la forman, circunstancia que sugiere la existencia de diferencias genéticas entre ellas. De aquí se desprende que la zona de polimorfismo presente en la provincia de Barcelona y en sus inmediaciones constituye un escenario muy apropiado para estudiar aspectos relacionados con el proceso de especiación

Un estil de vida saludable, on la pràctica d’exercici físic hi és present, millora diferents aspectes relacionats amb el deteriorament cognitiu i fisiològic associat a l’envelliment. Malgrat que els estudis en rosegadors confirmen aquests beneficis, els mecanismes moleculars implicats tant a nivell cerebral com a nivell perifèric no estan del tot ben establerts. Per aquest motiu en aquesta tesi doctoral s’ha volgut avaluar tant a nivell cerebral (hipocamp i còrtex cerebral) com a nivell perifèric (múscul esquelètic, fetge i cor) en rates mascle Sprague-Dawley als 10 mesos de vida (rates adultes) el procés d’envelliment sobre algunes de les vies moleculars que s’han relacionat i resulten alterades amb l’edat, com són la via de sirtuïna 1, el procés d’autofàgia i la via Wnt (via canònica). D’altra banda, s’ha volgut determinar la possible modulació de les anteriors vies amb la realització d’exercici físic moderat de llarg termini (dut a terme durant 36 setmanes des de les 5 setmanes de vida, 4-5 dies a la setmana, durant 30 minuts al dia). Els resultats obtinguts a nivell cerebral mostren com l’exercici físic és capaç d’activar la via de sirtuïna 1 (via de supervivència cel•lular) i la biogènesi mitocondrial, el que contribuiria tot plegat al manteniment de la supervivència, la funcionalitat i l’estructura neuronal. També l’exercici, al disminuir els nivells de tau fosforilada a més d’augmentar els nivells de sinaptofisina, estaria implicat en el manteniment de la transmissió sinàptica. D’altra banda, l’activació tant del procés d’autofàgia a nivell del còrtex cerebral com de la via de la Wnt a nivell de l’hipocamp, contribuiria al manteniment de l’homeòstasi i supervivència neuronal. Cal destacar la implicació de sirtuïna 1 en l’activació tant del procés d’autofàgia com de la via Wnt. Així, amb els nostres resultats podem considerar a sirtuïna 1 com un dels elements clau en la regulació de les diferents vies moleculars i processos estudiats en aquesta tesi doctoral, i que la pràctica d’exercici moderat de llarg termini és capaç de modular. Pel que fa als resultats obtinguts a nivell perifèric (múscul esquelètic, fetge i cor), també es va determinar una activació de la via de sirtuïna 1 amb l’exercici en tots els teixits. En canvi, l’estimulació de la biogènesi mitocondrial tan sols es va produir a nivell muscular. També l’exercici va augmentar els nivells proteics dels enzims SOD i CAT en el múscul, revertint així l’augment del dany oxidatiu de proteïnes i lípids amb l’edat a nivell muscular (també en el fetge l’exercici va disminuir el dany oxidatiu de proteïnes), contribuint així tot plegat a la millora funcional a nivell perifèric. L’exercici físic també va incrementar els nivells de VEGF en fetge i cor, fet que podria estimular l’angiogènesi en aquests òrgans. I pel que fa al mecanisme d’autofàgia, solament es van observar alguns canvis destacats a nivell hepàtic, els quals podrien estar relacionats amb la disminució del contingut lipídic en aquest òrgan. Com a conclusió que se’n deriva d’aquesta tesi doctoral és que la realització d’exercici físic des que un és jove, sinònim d’un estil de vida saludable, podria ser una bona estratègia terapèutica amb l’objectiu de prevenir i/o retardar el deteriorament cognitiu i fisiològic que es produeix amb l’envelliment, el qual conduiria al desenvolupament de les malalties neurodegeneratives i metabòliques, ambdues molt presents actualment en la societat actual dels països desenvolupats. / Exercise is known to have beneficial effects on the organism and is increasingly recognized as determinant of successful aging. However, the molecular and cellular mechanisms underlying these effects remain to be elucidated. For this reason, we studied the effects of the aging process on the sirtuin 1 pathway, the autophagy (macroautophagy) and the canonical Wnt pathway, all of which related with the aging process, in adult male Sprague-Dawley rats (10 months), both in the brain (hippocampus and cortex) and peripheral tissues (skeletal muscle, liver and heart). Moreover, we examined the effects of long-term moderate treadmill exercise (30 min, 4-5 days per week for 36 weeks from 5 weeks) on the above pathways. At cerebral level, our results showed a sirtuin 1 pathway activation and an increase in mitochondrial biogenesis induced by exercise. In addition, exercise increased synaptophysin levels and reduced both levels of phospho-tau and GSK3β activation. On the other hand, exercise induced the macroautophagy in the cortex and Wnt signaling pathway in the hippocampus. Thus, in our rodent model, long-term moderate exercise leads to neuroprotection trough the upregulation of several pathways related with homeostasis and neuronal survival, and also the prevention of signs of neurodegeneration. It is noteworthy to consider the important role of sirtuin 1 modulating the different pathways studied. In peripheral tissues, long-term moderate exercise induced the sirtuin 1 pathway activation in all rat tissues studied, but only increased mitochondrial biogenesis in the muscle. On the other hand, SOD and CAT protein levels were increased by exercise in the muscle, together with a reduction of oxidative damage of lipids and proteins (the latter also reduced in liver with exercise). Increased VEGF protein levels were found in the liver and the heart, which could induce the angiogenic process in these organs. As for macroautophagic process, only important changes were observed in liver, which could be related with metabolic effects, reducing lipid content. Therefore, these results support that exercise also contributes to functional improvement in peripheral tissues. To conclude, our results show several benefits related to long-term moderate exercise from young ages on different pathways and parameters related with aging, which reinforce the beneficial role of exercise to prevent or delay the age-related cognitive and physiological impairments.

S'estudien diferents aspectes relacionats amb les característiques anatòmiques, histològiques, ultraestructurals i morfomètriques de les estructures que formen l'òrgan de la visió de sis espècies d'insectívors (Sorex minutus, S. araneus, S. coronatus, Neomys fodiens, Crocidura russula i Talpa europaea) i de deu espècies de rosegadors (Clethrionomys glareolus, Arvicola terrestris, Chionomys nivalis, Microtus gerbei, M. duodecimcostatus, M. arvalis, Apodemus sylvaticus, Mus domesticus, M. Spretus i Eliomys quercinus) capturats en els seus hàbitats naturals. Els objectius concrets de la memòria consisteixen en relacionar les diferències i similituds interespecífiques de l'òrgan de la visió amb els hàbitats i els patrons d'activitat temporal de cada espècie, tant des del punt de vista funcional com filogenètic. En definitiva, es realitza un estudi sobre l'ecologia de la visió de les espècies considerades.Excepte a T. Europaea, a on apareixen estructures oculars en estat regressiu com a resposta a la seva activitat hipogea, els ulls de les espècies d'insectívors analitzades, estan ben desenvolupats, tot i les seves reduïdes dimensions. La còrnia està coberta per una capa multilaminar formada per cèl·lules mortes que podria augmentar l'índex de refracció de la còrnia i, per tant, el poder diòptric de l'ull. A més, presenten característiques que afavoreixen la visió diürna, com una distància nodal posterior del globus ocular proporcionalment gran, un cristal·lí voluminós però amb la cara posterior més aplanada que l'anterior, i un percentatge de cons que, en general, supera el 5% del total de cèl·lules fotoreceptores, particularment en els representants del gènere Sorex. En les espècies d'aquest mateix gènere s'ha detectat la presència de mitocondris gegants (megamitocondris) als el·lipsoides dels cons. En mamífers, aquests orgànuls només han estat descrits prèviament als cons de les retines del gènere Tupaia (Scandentia) i, probablement incrementen l'eficàcia òptica d'aquests fotoreceptors. L'ull de N. Fodiens mostra adaptacions oculars pròpies dels animals semiaquàtics, i li permeten veure-hi tant a dins com a fora de l'aigua. En el cas dels rosegadors, les espècies d'arvicolins estudiades mostren millors adaptacions a una visió crepuscular o diürna que els ulls dels murins considerats, particularment M. Arvalis. Així, la densitat de bastonets és inferior a la dels murins pel que la seva sensibilitat a la llum serà també inferior. Per contra, la proporció més elevada de cons els dotarà d'una major agudesa visual. A més, els ulls són proporcionalment més petits degut a la seva activitat cavadora. Els globus oculars d'A. Terrestris conserven característiques oculars, tant anatòmiques com morfomètriques que indicarien un primer origen semiaquàtic i diürn, seguides per una readaptació a les condicions de baixa il·luminació de l'interior de les galeries. En canvi, els murins mostren característiques oculars eminentment nocturnes, no només per la seva mida, els ulls d'A. Sylvaticus són tan grans que li sobresurten del cap, sinó també per la forma dels seus dioptris i l'estructura histològica de totes les túniques oculars, especialment de la retina.Els resultats obtinguts corroboren la relació entre la morfologia i la biometria de les estructures oculars amb els hàbits i els hàbitats de les espècies considerades. S'estableix que malgrat les reduïdes dimensions oculars, les modificacions en la mida i forma de l'ull i dels seus dioptris (còrnia i cristal·lí) permeten aconseguir una visió adequada per tal que les espècies estudiades puguin adaptar-se a diferents condicions de llum ambiental. També es constata que les espècies filogenèticament emparentades comparteixen un mateix model d'ull i que és aquest model el que ha anat variant, tant des del punt de vista biològic com òptic, per permetre una millor adaptació de les espècies a nous hàbitats.

This study was conducted in burned and harvested areas of Catalonia. It was evaluated the effect of the granivorous in predispersive fruit removal of Smilax aspera and Quercus coccifera and postdispersive seed removal. Nuts removal by rodents was nil in the burned area while for S. aspera only occurred in 2008. The minimum distance to any unburned margin and the distance to the fire perimeter explained patterns of seed removal for rodents and ants, respectively. Seed removal was also lower at unlogged sites vs. logged ones but it was only significative for ants. Rodents removed more seeds under piles of branches because logging while ants did so in areas of bare soil. It should consider the impact of granivorous in the management of burned habitats. / Este estudio fue desarrollado en áreas quemadas y taladas de Cataluña. Se evaluó el efecto de los granívoros en la remoción predispersiva de frutos de Smilax aspera y Quercus coccifera así como la remoción postdispersiva de semillas. La remoción de Quercus por parte de roedores fue nula en el área quemada mientras que para S. aspera solo ocurrió en el 2008. La distancia minima a cualquier margen no quemado y la distancia al perímetro del incendio explicaron los patrones de remoción de semillas para roedores y hormigas, respectivamente. La remoción de semillas también fue menor en las estaciones taladas vs. las no taladas, pero solo de forma significativa para hormigas. Los roedores removieron más semillas bajo amontonamientos de ramas producto de la gestión forestal mientras que las hormigas lo hicieron en áreas de suelo desnudo. Se debería contemplar el efecto de los granívoros en la gestión de los hábitats quemados.