En la present tesi s'exposa una síntesi de la hidrogeologia del massís de les Gavarres i zones adjacents amb l'objectiu final d'identificar i descriure'n la dinàmica, ampliant el coneixement hidrogeològic d'aquesta zona sotmesa a una creixent demanda i avaluant la disponibilitat de recursos hídrics. Concretament, l'estudi hidrogeològic defineix i descriu les formacions hidrogeològiques locals, les seves àrees de recàrrega i els sistemes de flux que es produeixen acompanyant-ho de diverses cartografies piezomètriques. Addicionalment, es caracteritza la dinàmica del sistema mitjançant l'estudi de les fàcies hidroquímiques i de les dotacions en isòtops estables i radiogènics (d18O, dD, 3H, d13C, 87Sr/86Sr) que permeten integrar-les en un sistema hidrogeològic regional. Els resultats es corroboren amb una anàlisi multivariable, consistent en l'anàlisi de components principals, i amb un estudi de mescla de membres extrems. També, s'estudien les fonts riques en CO2 o "picants" mitjançant un seguiment de cabal i hidroquímic, amb la finalitat d'afinar el model conceptual hidrològic derivat de les dades anteriors integrant-hi aquests elements singulars del sistema.El desenvolupament de la tesi ha permès identificar dos sistemes principals de flux com a origen de la recàrrega del sistema. Es descriu un sistema de caràcter local representat per la recàrrega procedent del massís de les Gavarres, que s'estableix en sentit divergent de d'aquest, el qual es fa present a la zona del Baix Ter i a la Vall d'Aro, així com a algunes captacions del marge oriental de la depressió de la Selva. Es de tipus pistó governat per fractures locals i adopta un sentit vertical ascendent a la zona nord a través de les formacions paleògenes. S'estimen els temps de residència en base al contingut en triti segons un model de desintegració i s'obtenen temps de trànsit d'entre 20-30 anys. En base als isòtops estables es determina l'estacionalitat de la recàrrega i s'avalua el percentatge de la precipitació infiltrant (10-15%) mitjançant mètodes hidroquímics. El segon sistema de flux que es constata és d'àmbit regional. Aquest es manifesta en les captacions més profundes de la depressió de la Selva, s'indueix antròpicament a les formacions sedimentàries soprajacents i ve governat per fractures regionals que delimiten les unitats morfoestructurals. Presenta característiques hidroquímiques diferenciades com a conseqüència de la interacció amb la roca sota elevats temps de residència, majors a 50 anys, segons indica el contingut en triti. La dotació en isótops estables suggereix una àrea de recàrrega que se situa a la serralada Transversal i/o en el massís de les Guilleries.En les fonts riques en CO2 es constata la presència d'ambdós sistemes de flux els quals s'hi mesclen en diferents proporcions. Es considera que el sistema de flux local s'incorpora al cabal de les fonts amb posterioritat a l'addició del gas diluint les elevades mineralitzacions de l'aigua que s'atribueixen a la presència del gas. Al sistema regional es constata amb una major constància quantitativa i qualitativa.L'anàlisi de components principals i l'estudi de la mescla de membres extrems corroboren la dinàmica hidrogeològica descrita mitjançant l'estudi multisotòpic. En concret, senyalen el domini de les reaccions silicatades i les influencies menors d'altres processos relacionats amb heterogeneïtats locals del medi, inducció antròpica de fluxos i mescla amb sistemes superficials. Concretament, a la zona del Baix Ter es caracteritza el sistema de flux dominant procedent de les gavarres que s'estableix en sentit vertical ascendent a la depressió i localment s'estimen les aportacions d'un flux influenciat per elevats cabals d'extracció procedent del riu Ter i intrusió salina. Els resultats manifesten l'aplicabilitat d'ambdós mètodes així com les seves limitacions.Finalment l'estudi manifesta el paper de les fractures en el control dels sistemes de flux i de la recàrrega que afavoreixen l'aportació d'aigües amb temps de residència molt elevats i l'establiment de fluxos de sentit vertical ascendent. També, planteja la dinàmica del sistema a una escala regional considerant que les aportacions subterrànies procedents de les formacions hidrogeològiques profundes contribueixen notablement a les aportacions i als recursos disponibles. / This dissertation is focused on the hydrogeology of the Gavarres range and the surrounding basins of Selva and Baix Empordà. Its main objective consists on describing the hydrodynamics of the system based on geological field work, potentiometric data, hydrochemistry as well as isotopic data ((d18O, dD, 3H, d13C, 87Sr/86Sr). The purpose is to determine a conceptual model that describes the main flow systems of the area as a useful tool to define future exploitation criteria for those related aquifers. The occurrence of rich-CO2 cold springs in the area provides an opportunity to investigate a specific hydrological behavior and are studied as a singular points of the hydrogeological system.This research has pointed out the existence of two main flow systems: a local system flow with recharge area in the Gavarres range and a regional system flow with longer flow paths from the Transversal and/or Guilleries range. The data results are summarized as follows.The study identifies and characterizes different hydrogeological formations and potentiometric data show a divergent flux from the Gavarres range towards the sourronding basins. Hydraulic head data also indicates the influence of fractures in the local flow system and a vertical ascending recharge is suggested in the north basin. Furthermore, hydrochemical data supports potentiometric observations and also suggests different residence times depending on flow path. The local meteoric line obtained from rainfall stable isotopes indicates seasonal recharge and its positions respect groundwater samples suggests different dynamics and recharge area in Empordà and Selva basins. Gavarres is the main recharge area but in deepest points of south basin a different and higher recharge areas are considered. CO2-rich springs also agree with these observations despite a modification of its d18O contents because of CO2 exsolution. According to the geological setting, those recharge areas would be located at the Transversal and Guilleries range, which bound the Selva basin in its northern and western boundaries. Tritium content points out different residence times of water samples. Two different groups of tritium data are distinguished, which correlates with the observed differences using stable isotopes, one infiltrated before 1952 occurs at the deepest wells of the Selva basin and at the CO2-rich springs, and is related to a regional flow system. The high exploitation rate in this basin induces flow from this deep regional system to arkosic basin materials. A second, modern set of data which would enter the system 20 years ago is described in Empordà and Aro basin as well as in shallow aquifers in Selva basin. Strontium content and 87Sr/86Sr ratios are used to tracer the flow path and the isotopic content. In particular, Empordà aquifers show a radiogenic signature acquired in the local metamorphic recharge area supporting the existence of vertical upwelling flow.Principal component analysis (PCA) allows statistical grouping that reflects bedrock lithology and supports some of the identified chemical reactions. Subsequently, end-member mixing analysis has been applied to the Baix Empordà samples to verify mixing rates between the Gavarres recharge through the paleogene aquifers, the Ter river capture and salt water intrusion. Despite that the method needs to be carefully checked for consistency, its application to water samples from the alluvial aquifer demonstrates the major recharge from the underlying paleogene formations, a Ter river participation of about 20%, and a maximum percentage of 10% of salt water in specific wells.In conclusion, the study of the hydrogeology of the Gavarres-Selva-Baix Empordà system has pictured two distinct flow systems with different chemical and isotopic content and characterized by different dynamics. Furthermore, it shows that the Gavarres range only acts as a local recharge area, and that groundwater from the Selva basin also gets its inflow from distant areas, namely the Transversal and Guilleries ranges.

1.- DELIMITACIÓN DE OBJETIVOS E HIPÓTESIS DE TRABAJO: I. Evaluar la eficacia y factores pronósticos del tratamiento con I131 a dosis bajas calculadas del hipertirodismo por enfermedad de Graves: Incidencia de hipotiroidismo permanente a corto y largo plazo, tasa de recidiva, hipotiroidismo transitorio (definición, incidencia y factores pronósticos) y sus factores pronósticos. Debería conseguir una incidencia baja de hipotiroidismo y de retratamiento que justifique el mayor coste económico, logístico y de seguimiento. La definición de factores pronósticos permitirá optimizar los criterios de indicación, el propio protocolo de tratamiento con I131, el seguimiento (diferenciar el retraso de respuesta del fracaso del I131 y evitar el tratamiento sustitutivo crónico en el hipotiroidismo transitorio) y establecer una nueva indicación terapéutica en la disminución del tamaño tiroideo (hasta la actualidad criterio de tratamiento quirúrgico). II. Definir la evolución de la función y volumen tiroideos de adenoma y bocio multinodular tóxicos tratados con I131. Debería conseguir una incidencia baja de hipotiroidismo y recidiva con una disminución significativa del tamaño tiroideo que permita ampliar sus indicaciones: como alternativa terapéutica de elección del adenoma y bocio multinodular tóxicos, incluso compresivos, y en bocios multinodulares no tóxicos.2.- ADECUACIÓN DEL MÉTODO A LOS OBJETIVOS PLANTEADOS:I. Para describir y analizar los factores pronósticos de la función tiroidea final tras el tratamiento con I131 del hipertiroidismo por enfermedad de Graves se realizó un estudio retrospectivo de 372 pacientes (variables: sexo, edad, tratamiento previo con antitiroideos y/o cirugía, función tiroidea previa, captaciones de I131 y desarrollo de hipotiroidismo transitorio) y otro prospectivo con 50 pacientes consecutivos (variables: patrón hormonal, inmunológico y volumen tiroideo).II. Para describir y analizar los factores pronósticos de la evolución de la función y volumen tiroideos se realizó un estudio prospectivo de 15 pacientes con adenoma tóxico tratados con dosis fijas y otros 15 pacientes consecutivos con bocio multinodular tóxico tratados con dosis calculadas de I131.3.- JUICIO PONDERADO DE LAS APORTACIONES DE LA TESIS:I. Los resultados obligan a evaluar el coste-efectividad del tratamiento con I131 a dosis bajas calculadas del hipertiroidismo por enfermedad de Graves, porque se demuestra una incidencia alta de hipotiroidismo (probabilidad a los 12 años de seguimiento del 90%, mediana de 2 años) y de tasa de retratamiento (del 26 al 30%). Los factores pronósticos identificados son poco precisos (concentraciones de T4 total pretratamiento >300 nmol/l confieren un riesgo mayor de fallo del tratamiento y concentraciones de T3 pretratamiento >9 nmol/l de desarrollar hipotiroidismo permanente). Sin embargo, el cálculo del volumen tiroideo ecográfico permite optimizar el tratamiento con I131:a. Evitar el fallo del I131 incrementando la dosis de I131 si el volumen tiroideo basal fuera superior a 45 ml, porque es pronóstico de persistencia del hipertiroidismo.b. Evitar el retraso del control del hipertiroidismo por la diversidad de patrones de función tiroidea durante los 6 meses posteriores al I131 que no reflejan la función tiroidea final, indicando el retratamiento cuando el volumen tiroideo al tercer mes del I131 fuera superior a 24,4 ml, porque es pronóstico de persistencia del hipertiroidismo.c. La presencia de hipotiroidismo durante los 6 meses posteriores al I131 y volumen tiroideo inferior a 8,5 ml al tercer mes y/o a 9,3 ml al sexto mes es pronóstico de hipotiroidismo permanente.d. El desarrollo de hipotiroidismo transitorio (10-12%) no es pronóstico de la función tiroidea final, pero su identificación (TSH >45 mU/L lo descartan) evita el tratamiento sustitutivo innecesario.e. El tratamiento con I131 produce una reducción media del 50% del tamaño tiroideo, por tanto es una alternativa al tratamiento quirúrgico por motivos estéticos. No obstante, la medición del volumen tiroideo ecográfico antes del tratamiento con I131 para el cálculo de la dosis de I131 y posteriormente como factor pronóstico de la función tiroidea final encarece el coste y complica la logística de este método de tratamiento con I131 justificando un cambio de protocolo a dosis bajas fijas.II. El tratamiento con I131 de los nódulos tóxicos consigue una restauración rápida del eutiroidismo (>90% para el adenoma tóxico y >80% para el bocio multinodular, al tercer mes), con una incidencia baja de hipotiroidismo (0% para el adenoma tóxico y 20% para el bocio multinodular tóxico a los 2 años) obviando las complicaciones del tratamiento quirúrgico. La reducción del volumen tiroideo es superior al 50% para el adenoma tóxico y del 40% para el bocio multinodular tóxico durante los 6 meses posteriores al I131. No se han identificado factores pronósticos de la evolución de la función ni de la reducción del volumen tiroideos.Dada la eficacia de este tipo de tratamiento, se confirma como la alternativa terapéutica de elección al tratamiento quirúrgico del adenoma y bocio multinodular tóxicos, incluso con bocio voluminoso, o si fuera necesaria una restauración rápida del eutiroidismo (durante los primeros 3 meses).

La conca del riu Llobregat ha tingut greus problemes de contaminació com a conseqüència dels abocaments domèstics i industrials, dels residus ramaders i agrícoles, de les extraccions d'àrids i, principalment, per la salinitat de les seves aigües. És aquest darrer punt la base de tot l'estudi que es desenvolupa en aquesta Tesi Doctoral.La conca potàssica catalana es troba situada a l'extrem de la Vall de l'Ebre, formant la Depressió Central, limitada pels Pirineus al nord, les muntanyes de Montserrat al sud, la plana de Vic a l'est, i el riu Segre a l'oest. Presenta dues peculiaritats: per una banda la formació salina té un aflorament a Cardona, on destaca el famós diapir de la muntanya de sal i, per l'altra, en algunes zones de la conca les capes de mineral salí es troben molt a prop de la superfície però sense aflorar. Per tant, la geologia del terreny pot influir directament en la salinitat de les aigües superficials i subterrànies de la zona, pel seu contacte directe amb els dipòsits salins.L'activitat minaire de la comarca del Bages es desenvolupa a Cardona, Súria, Balsareny i Sallent. En els esmentats indrets, s'explota per mineria subterrània els materials salins de la denominada formació Cardona que conté halita, silvinita, i carnal·lita, que es troben acompanyades de guixos i anhidrita. L'explotació subterrània a la comarca s'inicia l'any 1926 a Súria, al 1930 a Cardona (explotació clausurada l'any 1990), al 1932 a Sallent i al 1948 a Balsareny. Actualment queden en actiu l'aprofitament dels runams salins i una extracció subterrània de sal comú a Cardona, i les explotacions de potassa de Súria i Sallent.Inicialment, el material de rebuig es deixava a l'interior de les mines ocupant les galeries en desús. A partir dels anys seixanta, l'augment de producció de mineral extret genera un considerable increment de material de rebuig, que es comença a abocar al costat de les mines sense cap impermeabilització prèvia dels terrenys, generant-se grans acumulacions salines anomenades runams salins. Són aquests runams salins una de les principals causes de la salinització de les aigües dels rius Cardener i Llobregat. Les sals solubles que els composen es dissolen fàcilment amb l'aigua de la pluja que discorre per la superfície del sòl fins arribar a una riera o bé directament al riu. També poden infiltrar-se en el terreny fins capes impermeables causant la salinitat de les aigües subterrànies de la zona.Tot i que l'any 1990 es posa en funcionament un col·lector de salmorres amb la finalitat de recollir els lixiviats miners, la problemàtica de la salinitat de la conca del Llobregat no està totalment solucionada, ja que encara es troben punts de la xarxa hidrogràfica no abocats al col·lector i que presenten alts nivells de salinitat.En aquest treball de recerca s'avaluen les aportacions salines a la xarxa hidrogràfica del riu Llobregat, procurant separar les d'origen natural i les de procedència antròpica mitjançant la composició isotòpica del sofre i de l'oxigen del sulfat dissolt en les aigües. Es quantifiquen els clorurs que s'aporten a la conca del Llobregat des de Cardona i des de Balsareny fins al mar Mediterrani, tenint en compte els que flueixen pel riu i pel col·lector de salmorres. Finalment, es fa una avaluació del grau d'escolament i d'infiltració de l'aigua en els runams salins mitjançant un runam pilot. / The Llobregat basin has had serious problems due to industrial dumping, stockbreeding and agricultural waste, arid extraction and mainly the water salinity degree. The latter is the base of all the studies that are developed in this doctoral thesis. The Catalan potash basin is located at the end of the Ebro Valley forming the Central Depression bordering the Pyrenees in the north, the Montserrat Mountains in the south, the Plain of Vic in the east and Segre River in the west. It has two main traits: the saline formation has an outcrop in Cardona where there is the well-known Cardona salt diapir and on the other hand, in some areas of the basin, the layers of saline mineral are very close to the surface but do not crop out. Therefore, the geology of the area can influence directly on the salinity of the underground and surface waters by being in direct contact with the saline deposits. Cardona, Suria, Balsareny and Sallent have been the centers of the mining activity in Bages. The evaporitic geological formations of Cardona which contain halite, sylvite and carnallite together with gypsum and anhydrite have been extracted by underground mining. The underground exploitation started first in Suria in 1926, in Cardona in 1930 (closing down in 1990), in Sallent in 1932 and in Balsareny in 1948. Nowadays, only Suria and Sallent potash exploitations and Cardona's salt mine tailings and one underground halite extraction remain active. Initially, the waste was left inside the galleries that were no longer used, but in the 1960s the increase in the extraction generated a rising in the amount of waste which started to be dumped next to the mines without previous waterproofing of the area where salt mine tailings have been accumulated. These are one of the main causes of the salinnization of Cardener and Llobregat waters. The soluble salts the make up the saline tailings dissolve easily with the rainwater that flows on the land until it reaches a creek or the river. These salts can also filter in the soil until they reach impermeable layers causing salinity in the groundwater if the area. Although in 1990 a brine collector was installed in the area with the aim of collecting the mining lixiviates, the salinity problems in the Llobregat basin were not totally solved. There are still points in the hydrographic system that present high levels of salinity and do not flow into the brine collector. This research evaluates the saline contributions to the Llobregat hydrographic system trying to separate the ones of natural origin from the anthropic ones using the sulfur and oxygen isotopic composition of the sulfates dissolved in the waters. Chlorides which are added to the Llobregat basin from Cardona and Balsareny to the Mediterranean Sea are assessed, taking into account the ones that flow in the river and into the brine collector. Finally, an evaluation of the filtration degree in the salt mine tailings has been made using a pilot mine tailing.

Two main purposes divided this Thesis into two parts, taking into account that the need of understanding current climatic fluctuations is still an important request of population living in the 21st century and the enormous wide range of responses observed to these changes depending on regions, ecosystems and/or species. The first main objective is to assess how climate and atmospheric CO2 concentration changes are affecting Iberian pine forests. The second aim is to extract the climatic signal registered by the studied stands with the aim of reconstructing past climate. Therefore, we will use the relationship between trees and climate in both directions: assessing the effects of climate on the forests, and afterwards, using these results to estimate climatic conditions before the existence of instrumental records. The methodology proposed is based on the study of width and delta-13C tree-ring chronologies established at different sites along the north and east of the Iberian Peninsula.Significant changes in tree-growth variability in a network of thirty-eight forests and in their climatic sensitivity (Chapter 1), as well as an increase in water use-efficiency of five selected stands (Chapter 2) in the Iberian Peninsula during the second half of the 20th century are unusual relative to the past. Growth pattern changes were related to recent warming and precipitation variability increase, while water-use efficiency trends were related to the rise of atmospheric CO2 concentration. Delta-13C values reflected drought stress signal during summer season better than ring width in tree-ring chronologies of five Spanish pine forests (Chapter 3). Summer precipitation reconstructions in Spain for the last 400 years were performed based on three width and Delta-13C tree-ring chronologies and significant links with large-scale atmospheric phenomenon as NAO and ENSO were established (Chapter 4). In addition to the well-known application of dendrochronological techniques to reconstruct past climate, our results highlight the enormous potential of combining different kind of tree-ring proxies in climatic research. / L'estudi realitzat es fonamenta en el fet que la necessitat d'entendre les fluctuacions del clima actual encara representa una important demanda de la població del segle XXI, així com en el gran ventall de respostes observades a aquests canvis en funció de regions, ecosistemes i/o espècies. La metodologia utilitzada es basa en l'estudi de cronologies de gruix i de Delta-13C dels anells dels arbres establertes en diferents localitats al llarg del nord i est de la Península Ibèrica. En primer lloc, aquesta tesi proporciona informació sobre la interacció entre el clima i els ecosistemes forestals, així com l'impacte que el canvi climàtic està tenint sobre ells. Canvis en el patró de creixement i en la sensibilitat climàtica d'una xarxa de 38 cronologies a la segona meitat del segle XX van ser relacionats amb el recent augment de les temperatures i de la variabilitat de les precipitacions. Per altra banda, un augment en l'eficiència de l'ús de l'aigua en cinc boscos seleccionats es va relacionar amb l'augment en la concentració del CO2 atmosfèric. En segon lloc, un cop demostrada i establerta la relació entre els boscos i el clima, es va extreure el senyal climàtic enregistrat en els arbres dels boscos estudiats amb la intenció de reconstruir el clima del passat anterior a l'existència de dades climàtiques instrumentals. Els valors de Delta-13C dels anells dels arbres van reflectir un senyal d'estrès hídric estival millor que el gruix d'aquests. Finalment, es van realitzar reconstruccions preliminars de la precipitació estival a España pels darrers 400 anys basades en cronologies d'anells dels arbres de gruix i de Delta-13C, establint relacions significatives entre elles, així com amb fenòmens atmosfèrics com la NAO i l'ENSO. Addicionalment, a la ben coneguda aplicació de les tècniques dendrocronològiques per a reconstruir el clima del passat, els nostres resultats destaquen l'enorme potencial de combinar diferents variables dels anells dels arbres en les investigacions climàtiques. / El estudio realizado parte del hecho que la necesidad de entender las fluctuaciones del clima actual todavía representa una importante demanda de la población del siglo XXI, así como del enorme rango de respuestas observadas a estos cambios dependiendo de regiones, ecosistemas y/o especies. La metodología utilizada se basa en el estudio de cronologías de grosor y de Delta-13C de los anillos de los árboles establecidas en diferentes localidades a lo largo del norte y este de la Península Ibérica. En primer lugar, esta tesis proporciona información sobre la interacción entre el clima y los ecosistemas forestales, así como el impacto que el cambio climático está teniendo sobre ellos. Cambios en el patrón de crecimiento y en la sensibilidad climática de una red de 38 cronologías en la segunda mitad del siglo XX fueran relacionados con el reciente aumento de las temperaturas y de la variabilidad de las precipitaciones. Por otro lado, un aumento en la eficiencia del uso del agua en cinco rodales seleccionados se relacionó con un aumento en la concentración del CO2 atmosférico. En segundo lugar, una vez demostrada y establecida la relación entre los bosques y el clima, se extrajo la señal climática registrada en los árboles de los bosques estudiados con la intención de reconstruir el clima del pasado anterior a la existencia de datos climáticos instrumentales. Los valores de Delta-13C de los anillos de los árboles reflejaron una señal de estrés hídrico estival mejor que el grosor de éstos. Finalmente, se realizaron reconstrucciones preliminares de la precipitación estival en España para los últimos 400 años basadas en cronologías de anillos de los árboles de grosor y de Delta-13C, estableciendo relaciones significativas entre ellas, así como con fenómenos atmosféricos como la NAO y el ENSO. Adicionalmente, a la bien conocida aplicación de las técnicas dendrocronológicas para reconstruir el clima del pasado, nuestros resultados destacan el enorme potencial de combinar diferentes variables de los anillos de los árboles en las investigaciones climáticas.

Birds have been widely used as bioindicators. In this study we face the use of birds as bioindicators of metal pollution in two different scenarios of contamination: one that takes place in an aquatic environment, the Ebro river basin, and a second that occurs in a terrestrial environment, the Bolivian Andes. In the case of the Ebro river basin, the pollution threat is a factory located at the river bend, close to Flix, that due to its long operational activity and along with the construction of a dam next to the plant around 1960, resulted in the accumulation of 200,000–360,000 tons of industrial wastes in the riverbed, occupying an area of 700 m of length and 60 m of width. In this study case we evaluated whether aquatic birds such as the Purple Heron reflect the potential pollutant exposure from Flix Reservoir among different riverine and deltaic areas, and assess their usefulness as bioindicators. Also we examined if the polluted wastes of Flix reservoir affect the levels of pollution of the habitats where waterbird populations of the Ebro Delta (situated 90 km downstream) forage and feed. As results stable isotopes shown the high nitrification and lower carbon signatures in the river, and together with the niche width metrics, that Common and Sandwich Tern behave as strict specialists at the Ebro Delta, with narrow niche widths, while in the opposite way, Little Tern, Little Egret, Purple Heron, Night Heron and the Moorhen behave like generalists foragers, with broad niche widths. Mercury levels in nestlings of Purple Heron at Flix site and eggs of Audouin’s Gull, Little Tern and Common Tern ‘Banya’ at the Ebro Delta are high enough to be of special concern. Arsenic (specially used in combination with carbon signatures) discriminates outstandingly between marine and freshwater species. Both eggs and nestling feathers of Purple Herons are adequate bioindicators for trace element pollution, but nestling feathers present certain advantages. The six selected blood parameters (TOSC ROO*, TOSC OH*, BhCE, CbE, LDH and MN) provide the first evidence of an association of biological responses with pollutants in heron species. The second study case takes place in Bolivia. Anthropogenic mining has taken place in the Bolivian Andes since at least the fifteenth century. Particularly the East of Oruro Department in the Eastern Andean Cordillera is affected by a long term history of mining. These mining activities were characterized by the deposition of large tailing piles, which accumulated in abandoned and active mines, where trace metals such as lead, arsenic, cadmium, and antimony could reach surface waters and soils, and so the biota. In this case we evaluated the potential of Tinamou species as sentinels of exposure to local trace metal pollution and studied different routes of lead accumulation into the sentinel species, in order to assess the usefulness of feather levels as a measure of the exposure to this pollutant. As results we found that the detected small home ranges detected in Ornate Tinamou (lower than 1 km2) and their sedentary habits make of this species an adequate bioindicator of local pollution. We recommend feathers for future monitoring programs as they are a non invasive sample. Higher rates of histopathological damage were found in kidney at the polluted sites. We detected high levels of trace elements detected at the polluted sites in the two studied species of Tinamou (Ornate and Darwin Tinamou), many of them trespassing hazard levels. The calamus is the most suitable section for assessing the original endogenous lead levels in feather samples. / En este estudio las aves serán utilizadas como bioindicadoras de contaminación por metales pesados en dos escenarios diferentes: el primero en un ambiente acuático, la cuenca del rio Ebro, mientras que el segundo tiene lugar en un ambiente terrestre, los Andes bolivianos. En el primer caso la fuente de contaminación es una fábrica localizada cerca de Flix, que produjo cientos de toneladas de lodos tóxicos. Así evaluamos si aves acuáticas como la Garza imperial reflejan la exposición potencial a los contaminantes de Flix entre zonas fluviales y deltaicas, comprobando su utilidad como bioindicadoras, y también examinamos si dichos residuos afectan a la contaminación de los hábitats donde la avifauna del Delta del Ebro se alimenta. Como resultados los isótopos estables mostraron la alta nitrificación y signaturas más bajas de carbono en el río y observamos que el Charrán común y patinegro actúan como especialistas en el Delta, mientras que Charrancito, Garceta común, Garza Imperial, Martinete y Gallineta de agua son generalistas, presentando amplios nichos tróficos. El mercurio en volantones de Garza Imperial en Flix y huevos de Gaviota de Audouin, Charrancito y Charrán común “Banya” en el Delta presentan valores alarmantes. El arsénico discrimina claramente entre especies marinas y dulceacuícolas. Ambos huevos y plumas son bioindicadores adecuados de contaminación, pero las plumas presentan más ventajas. El segundo estudio tiene lugar en los Andes Bolivianos, donde la actividad minera ha dado lugar a la acumulación de residuos. Evaluamos el potencial de las especies de Tinamúes como bioindicadoras de la exposición a dicha contaminación, incluyendo las diferentes vías de acumulación de plomo en las especies bioindicadoras. Como resultados, los pequeños territorios detectados y hábitos sedentarios hacen del Tinamú Pisacca un bioindicador adecuado de la contaminación local. Se recomienda el uso de plumas al son una muestra no invasiva. El mayor daño histopatológico se encontraron en muestras de riñón de las zonas contaminadas. La contaminación minera ha quedado de manifiesto con los altos niveles detectados en las dos especies estudiadas de Tinamú. El cálamo es la sección más adecuada para la evaluación de los niveles originales endógenos de plomo.

Selenium (Se) is an element with important health implications that is emitted in significant amounts from volcanoes. Attracted by the fertility of volcanic soils, around 10% of the world population lives within 100 km of an active volcano. Nevertheless, the behaviour of Se in volcanic environments is poorly understood. Therefore, the main aim of this thesis is to investigate the role of soils in the Se cycling in volcanic environments. Prior to the geochemical studies, precise and accurate methods for the determination of Se contents, speciation and isotopic signatures were developed. Afterwards, a combination of field studies and lab controlled experiments were performed with soils from two contrasting European volcanic settings: Mount Etna in Sicily (Italy) and Mount Teide in Tenerife (Spain). The results showed a strong link between Se behaviour and soil development, indicating that Se mobility in volcanic soils is controlled by sorption processes and soil mineralogy. / El selenio (Se) tiene afectas sobre la salud y es emitido por los volcanes. Atraída por la fertilidad de los suelos volcánicos, un 10% de la población mundial vive <100 km de volcanes activos. Sin embargo, el comportamiento geoquímico del Se en ambientes volcánicos es aún poco conocido. El objetivo de esta tesis es contribuir a la comprensión del papel del suelos en el ciclo del Se en medios volcánicos. En una primera etapa se desarrollaron métodos analíticos para determinar el contenido, la especiacíon y las relaciónes isotópicas del Se. Los estudios geoquímicos se realizaron con suelos de dos lugares con características muy distintas: el Monte Etna (Italia) y el volcán Teide (Tenerife). Los estudios de terreno y de laboratorio revelaron una gran interrelación entre el comportamiento del Se y el desarrollo de suelos, y que la movilidad de Se está controlado por los procesos de adsorción y la mineralogía en suelos volcánicos.

La salinidad y el estrés hídrico son los factores más importantes que limitan la producción de trigo duro, sobre todo en regiones áridas y semiáridas, como la región Mediterránea. El trigo duro es uno de los principales cultivos en el sur y este de la Cuenca Mediterránea, donde se cultiva frecuentemente en condiciones de secano y si es posible con riego deficitario, a menudo con agua de poca calidad, que junto a una elevada evapotranspiración, puede provocar una progresiva salinización del terreno. En este sentido, la mejora genética de trigo duro para una mejor adaptación a estas condiciones de estrés es una de las pocas alternativas viables. El objetivo general de esta Tesis es estudiar las bases fisiológicas y moleculares de las diferencias genotípicas en crecimiento potencial y tolerancia a la salinidad y el estrés hídrico. En un primer estudio (Experimento 1) publicado en “Functional Plant Biology” se investigó qué criterio fenotípico de selección era el más adecuado para seleccionar genotipos de trigo duro que crecieran mejor en condiciones de salinidad continuada. De esta forma se determinó la importancia de los isótopos estables como criterios eficientes para seleccionar genotipos tolerantes y susceptibles a la salinidad. Posteriormente, se realizó un segundo estudio (Experimento 2) donde se evaluó el efecto de la salinidad en la composición isotópica del carbono (δ13C) y el nitrógeno (δ15N) de genotipos de trigo duro y de dos amfiploides (un tritordeo y un triticale). Este trabajo está publicado en la revista “Journal of Experimental Botany”. En este segundo ensayo, la salinidad se aplicó durante la floración y el llenado del grano durante unas pocas semanas. Los resultados de este trabajo representaron la puesta a punto del estudio del comportamiento fisiológico del trigo duro durante la fase reproductiva y bajo diferentes combinaciones de salinidad y riego. Como continuación de los dos Experimentos (1 y 2) y en vista de los resultados obtenidos en el uso de las firmas isotópicas como criterio de evaluación bajo condiciones salinas, se planteó evaluar el uso combinado de la composición isotópica del carbono (δ13C), oxígeno (δ18O) y el nitrógeno (δ15N) en materia seca para observar las respuestas genotípicas de plantas de trigo duro sometidas a diferentes combinaciones de salinidad. Como contribución original, se elaboró un modelo conceptual de las tres firmas isotópicas juntas (δ13C, δ18O, δ15N) junto con características del metabolismo nitrogenado para explicar las diferencias genotípicas en tolerancia a distintas condiciones de salinidad y estrés hídrico. También se evaluaron las características fotosintéticas en relación con las firmas isotópicas y las actividades de enzimas clave del metabolismo nitrogenado. (Trabajo Publicado en la revista “New Phytologist”). Además de los resultados anteriores obtenidos, en esta Tesis se comparó la eficiencia de las firmas isotópicas del carbono, oxígeno y nitrógeno mediante dos vías: muestras de materia seca y muestras de fracción soluble en genotipos de trigo duro para la evaluación de diferencias genotípicas en tolerancia a diferentes condiciones de salinidad y regimenes hídricos. Posteriormente se analizó la respuesta genética de plantas de trigo duro a la salinidad evaluando el nivel de transcripción de genes específicos asociados a tolerancia a salinidad y estrés hídrico, junto a otros que codifican para enzimas claves del metabolismo nitrogenado. También se han estudiado las relaciones entre estas tasas de transcripción, las diferencias genotípicas en crecimiento, firmas isotópicas y actividades de enzimas del metabolismo nitrogenado. El trabajo ha mostrado la eficacia de los isótopos estables de carbono y del nitrógeno como herramientas de evaluación de la respuesta del trigo duro frente a la salinidad. / Inadequate irrigation for long term and under conditions of high evapotranspiration demand, combined with the use of poor water quality and the lack of adequate drainage frequently induces the salinization of arable land causing a significant increase in the area affected by salinity. Salinity is an environmental factor that limits in a remarkable manner the production of crops in many parts of the world, but especially in arid and semiarid regions like the Mediterranean. Under these conditions, which is often grown durum wheat improvement for tolerance to salinity under irrigation deficit may be one of the strategies to alleviate this problem. This Thesis shows that isotope compositions of carbon (δ13C), oxygen (δ18O), and nitrogen (δ15N) and the concentration of nitrogen in dry matter are potentially and effective criteria for discriminating between different growing conditions and between genotypes tolerant or susceptible to salt. Furthermore, the results of this study reflect the importance of nitrogen metabolism in tolerance to salinity. Additionally, this thesis develops a model relating genotypic tolerance to different conditions of salinity and drought with the signatures of the three isotopes (C, O, N), together with photosynthetic and transpiration exchanges and parameters key of nitrogen metabolism such as nitrogen concentration and activities of the glutamine synthetase and nitrate reductase. Finally, we study the relationship between the expression of genes potentially key in the tolerance to salinity and drought and genotypic variability in response to different combinations of these stresses.