Diss. (sammanfattning) Umeå : Sveriges lantbruksuniv., 2007. / Härtill 6 uppsatser.

La dispersion, caractérisée par les mouvements d’individus dans l’espace et dans le temps, conduit à la production d’un flux de gènes et permet la connectivité des populations. Comprendre les facteurs qui façonnent les flux de gènes et la structuration des populations est d’une importance capitale pour améliorer les pratiques de gestion et de conservation des espèces. Celles caractérisées par une anadromie facultative, telles que la truite commune (Salmo trutta L.), sont des modèles de choix pour étudier le rôle de la diversité écotypique et comportementale, sous l’effet des activités anthropiques, sur le fonctionnement des populations. En utilisant la génétique des populations cette thèse se propose donc d’analyser la structuration des populations de la truite commune dans le fond du Golfe de Gascogne mais également de déterminer l’influence combinée de la dispersion de la truite de mer, de son comportement reproducteur et des activités anthropiques (repeuplements, transport de reproducteur) sur leur fonctionnement. Cette thèse aborde également la contribution des populations de truites communes (via leur origine natale) au stock de truites de mer capturées par la pêche professionnelle, sur le même site d’étude, en couplant de la génétique des populations et de la microchimie des otolithes. Nos résultats montrent une structuration génétique forte des populations de truite commune avec la présence de sept populations distinctes dans le bassin de l’Adour. Ceci semble être en partie expliqué par un comportement marqué de fidélité au site de naissance des truites de mer, couplé à un mouvement directionnel de celles-ci du sud (Espagne) vers le nord qui ne semble pas résulter en une dispersion effective (i.e. mouvement suivi d’une reproduction). En outre, les repeuplements récents, semblent impacter faiblement la structuration génétique des populations sauvages. Certains flux de gènes détectés localement semblent être dus à d’autres activités anthropiques, telles que le transport de reproducteurs. Les truites de mer capturées par la pêche professionnelle proviennent majoritairement de la population du gave d’Oloron et peu des populations des Nives et du Gave de Pau. La raison pourrait se trouver en premier lieu dans le fait que le Gave de Pau est fortement impacté par la présence de barrières à la migration et en second lieu dans les différences phénotypiques (taille plus petite) présentées par les truites de mer des Nives, par rapport à celle des gaves. Ceci suggère donc une différenciation de cette population et peut expliquer que la pêche professionnelle les capture dans une moindre proportion. Cette thèse a d’autre part pu démontrer les difficultés dans l’assignation d’une origine natale via la génétique lorsque les signatures génétiques sont relativement proches. Elle confirme l’utilité d’un couplage génétique des populations - microchimie des otolithes pour assigner des individus à leur origine natale à une échelle plus fine que le bassin. Les résultats obtenus au cours des trois années de thèse ont permis la détermination de populations génétiquement distinctes dont l’une contribue très largement à l’activité de pêche professionnelle. Ces populations peuvent être considérées comme de potentielles unités de gestion qui pourront servir de base à l‘élaboration de plans de gestion et de conservation. La meilleure compréhension de la biologie et du fonctionnement de la truite commune, et de l’impact des activités anthropiques sur la structuration des populations, acquise lors de cette thèse, pourra également permettre d’améliorer la prise de décisions des gestionnaires locaux pour la conservation et la gestion des populations de truites communes. / Dispersal, characterized by the movements of individuals in space and time leading to gene flows, allows populations to connect. Understanding factors shaping gene flow and population structure is vital to improve management and conservation practices of species. Those characterized by a partial anadromy, such as brown trout (Salmo trutta L.), are models of choice to study the role of ecotypic and behavioral diversity, under anthropic activities on population functioning. By using population genetics, this theses proposes to analyse population structure of brown trout in the Bay of Biscay, but also to determine the combined influence of sea trout dispersal, its reproductive behavior, and anthropic activities (stocking, transport of spawners) on their functioning. This thesis also addresses the contribution of brown trout populations (natal origin) on sea trout stock captured by professional fisheries, on the same study site, by coupling population genetics and otolith microchemistry. Results show a strong hierarchical structure of Brown trout population with seven distinct population detected in Adour basin. This seems to be explained a high site fidelity movement of sea trout together with a directional movement of sea trout from South (Spain) to North. This directional movement did not result into effective dispersal (i.e. movement followed by reproduction). Furthermore, a limited contemporary impact of stocking on genetic structure of wild population is observed. A few cases of inter-population gene flow detected seems to be explained by wild population management, particularly transport of spawners. The majority of sea trout captured by professional fisheries come from Gave d’Oloron and few from Nives and Gave de Pau. The reason is that Gave de Pau is impacted by migration barriers. And also that sea trout from Nives have phenotypic differences (smaller length) from sea trout originated from gaves. This suggest a differentiation of this population and can explained that professional fisheries capture them in smaller proportion.On the other hand, this thesis have been shown the difficulties to assign natal origin by using genetics when population are closed genetically. This confirm the usefulness to coupling population genetics and otolith microchemistry together to assign individuals to their natal origin at a finer scale than basin.Results obtained during these three years of thesis have made it possible the determination of distinct populations one of which contribute in majority of professional fisheries activities. These populations can be considered like potential management units (MUs) which could serve as basis in the elaboration of conservation and management plans. The better understanding of brown trout biology and functioning, and the impact of anthropic activities on population structure, obtained in this thesis, can also improve the decision-making of local managers for brown trout population conservation and management.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die in der mesotrophen Talsperre Saidenbach bedeutendsten Fischarten (Plötze, Barsch, Seeforelle) bezüglich ihrer Populationsstruktur, der Nahrung und der Habitatnutzung untersucht. Ziel war einerseits, die Analyse der Ausgangssituation und der Umsteuerungsphase bezüglich biomanipulationsbedingter Effekte, um einen späteren Vorher-Nachher-Vergleich innerhalb des Ganzseenexperimentes zu ermöglichen. Andererseits sollte untersucht werden, ob die Hypothese des konkurrenzbedingten juvenilen Flaschenhalses der Barsche auch auf große und tiefe Gewässer übertragbar ist und welche Faktoren die Zusammensetzung der Fischartengemeinschaft steuern. Es konnte gezeigt werden, dass der trophische Status eines Gewässers nicht die alleinige Steuergröße für die Dominanzverhältnisse in Fischartengemeinschaften ist. Entgegen den Erwartungen dominierten in der Talsperre Saidenbach trotz mesotropher Verhältnisse Plötzen. Eine bedeutende Einflussgröße auf die Dominanzverhältnisse ist die Habitatvariabilität, die auch durch die Morphometrie des Gewässers bestimmt wird. In großen und tiefen Gewässern besteht im Gegensatz zu kleinen und flachen Gewässern die Möglichkeit der Ausbildung zusätzlicher Umweltgradienten (z. B. vertikaler Temperaturgradient). Diese Gradienten erhöhen die Habitatdiversität innerhalb des Gewässers und bilden damit weitere Nischen aus, welche wiederum eine zusätzliche Nischentrennung zwischen konkurrierenden Gruppen ermöglichen. Die höhere Effizienz der Plötzen gegenüber Barschen bei der Nutzung von Zooplankton im Freiwasser scheint eine weitere Ursache für die Dominanz der Plötzen in dem stark pelagisch geprägten Nahrungsnetz der Talsperre Saidenbach zu sein. Darüber hinaus war die Barschpopulation durch die Prädation von piscivoren Barschen in der Talsperre Saidenbach wesentlich stärker beeinflusst als die Plötzenpopulation, was generell ein ausschlaggebender Faktor für die Plötzendominanz in mesotrophen Gewässern sein kann. Barsch, Plötze und Seeforelle wiesen vor allem während der Schichtungsperiode eine räumliche Trennung sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung innerhalb des Gewässers auf. Der Grad der Piscivorie der bisher besetzten Seeforellen war noch zu gering, um einen wirksamen fraßbedingten Einfluss auf die Plötzenpopulation ausüben zu können. Für Seeforellen konnte gezeigt werden, dass der Grad der Piscivorie mit zunehmender Länge steigt. Überwiegend piscivor ernährten sich die Seeforellen in der Talsperre Saidenbach ab einer Länge von 50 cm. Sowohl Barsch als auch Plötze zeigten in der Talsperre Saidenbach ein gutes Wachstum. Nach etwa vier Jahren erreichten beide Arten ein Größenrefugium vor Prädation durch andere Raubfische. Plötzen erreichten ein höheres Alter als Barsche und verblieben damit länger in diesem Größenrefugium. Das führte zu einer Akkumulation großer Plötzen im Gewässer. Plötzen aller Größen waren ausgeprägt zooplanktivor. Im Zooplanktonanteil der Nahrung traten fast ausschließlich Daphnien auf. Mit dieser Ernährungsweise übten Plötzen einen hohen Fraßdruck auf das große filtrierende Zooplankton aus. Sowohl 0+ Barsche als auch ältere Barsche nutzten zu einem hohen Anteil Zooplankton als Nahrungsressource. Somit waren die juvenilen Barsche nicht zu einem frühzeitigen Nahrungswechsel zu benthischen Makroinvertebraten gezwungen. Zwischen juvenilen Barschen und Plötzen bestand nur eine geringe Überlappung der Nahrungsnischen. Die erweiterte Nischentrennung von Barsch und Plötze in großen und tiefen Gewässern reduziert sowohl die interspezifische als auch die intraspezifische Konkurrenz. Unter diesen Bedingungen sind Barsch und Plötze fähig, in großen Mengen zu koexistieren ohne dabei Kümmerwachstum zu zeigen. Ein juveniler Flaschenhals existiert trotz der Plötzendominanz offenbar in großen und tiefen Gewässern nicht, so dass die Flaschenhalshypothese auf kleine und flache Gewässer mit geringer Habitatdiversität beschränkt werden muss.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die in der mesotrophen Talsperre Saidenbach bedeutendsten Fischarten (Plötze, Barsch, Seeforelle) bezüglich ihrer Populationsstruktur, der Nahrung und der Habitatnutzung untersucht. Ziel war einerseits, die Analyse der Ausgangssituation und der Umsteuerungsphase bezüglich biomanipulationsbedingter Effekte, um einen späteren Vorher-Nachher-Vergleich innerhalb des Ganzseenexperimentes zu ermöglichen. Andererseits sollte untersucht werden, ob die Hypothese des konkurrenzbedingten juvenilen Flaschenhalses der Barsche auch auf große und tiefe Gewässer übertragbar ist und welche Faktoren die Zusammensetzung der Fischartengemeinschaft steuern. Es konnte gezeigt werden, dass der trophische Status eines Gewässers nicht die alleinige Steuergröße für die Dominanzverhältnisse in Fischartengemeinschaften ist. Entgegen den Erwartungen dominierten in der Talsperre Saidenbach trotz mesotropher Verhältnisse Plötzen. Eine bedeutende Einflussgröße auf die Dominanzverhältnisse ist die Habitatvariabilität, die auch durch die Morphometrie des Gewässers bestimmt wird. In großen und tiefen Gewässern besteht im Gegensatz zu kleinen und flachen Gewässern die Möglichkeit der Ausbildung zusätzlicher Umweltgradienten (z. B. vertikaler Temperaturgradient). Diese Gradienten erhöhen die Habitatdiversität innerhalb des Gewässers und bilden damit weitere Nischen aus, welche wiederum eine zusätzliche Nischentrennung zwischen konkurrierenden Gruppen ermöglichen. Die höhere Effizienz der Plötzen gegenüber Barschen bei der Nutzung von Zooplankton im Freiwasser scheint eine weitere Ursache für die Dominanz der Plötzen in dem stark pelagisch geprägten Nahrungsnetz der Talsperre Saidenbach zu sein. Darüber hinaus war die Barschpopulation durch die Prädation von piscivoren Barschen in der Talsperre Saidenbach wesentlich stärker beeinflusst als die Plötzenpopulation, was generell ein ausschlaggebender Faktor für die Plötzendominanz in mesotrophen Gewässern sein kann. Barsch, Plötze und Seeforelle wiesen vor allem während der Schichtungsperiode eine räumliche Trennung sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung innerhalb des Gewässers auf. Der Grad der Piscivorie der bisher besetzten Seeforellen war noch zu gering, um einen wirksamen fraßbedingten Einfluss auf die Plötzenpopulation ausüben zu können. Für Seeforellen konnte gezeigt werden, dass der Grad der Piscivorie mit zunehmender Länge steigt. Überwiegend piscivor ernährten sich die Seeforellen in der Talsperre Saidenbach ab einer Länge von 50 cm. Sowohl Barsch als auch Plötze zeigten in der Talsperre Saidenbach ein gutes Wachstum. Nach etwa vier Jahren erreichten beide Arten ein Größenrefugium vor Prädation durch andere Raubfische. Plötzen erreichten ein höheres Alter als Barsche und verblieben damit länger in diesem Größenrefugium. Das führte zu einer Akkumulation großer Plötzen im Gewässer. Plötzen aller Größen waren ausgeprägt zooplanktivor. Im Zooplanktonanteil der Nahrung traten fast ausschließlich Daphnien auf. Mit dieser Ernährungsweise übten Plötzen einen hohen Fraßdruck auf das große filtrierende Zooplankton aus. Sowohl 0+ Barsche als auch ältere Barsche nutzten zu einem hohen Anteil Zooplankton als Nahrungsressource. Somit waren die juvenilen Barsche nicht zu einem frühzeitigen Nahrungswechsel zu benthischen Makroinvertebraten gezwungen. Zwischen juvenilen Barschen und Plötzen bestand nur eine geringe Überlappung der Nahrungsnischen. Die erweiterte Nischentrennung von Barsch und Plötze in großen und tiefen Gewässern reduziert sowohl die interspezifische als auch die intraspezifische Konkurrenz. Unter diesen Bedingungen sind Barsch und Plötze fähig, in großen Mengen zu koexistieren ohne dabei Kümmerwachstum zu zeigen. Ein juveniler Flaschenhals existiert trotz der Plötzendominanz offenbar in großen und tiefen Gewässern nicht, so dass die Flaschenhalshypothese auf kleine und flache Gewässer mit geringer Habitatdiversität beschränkt werden muss.

Current literature suggests that little, if any, research has been conducted in South Africa to determine the impact of alien invasive trout on indigenous amphibian biodiversity. The primary aim of the research project was to establish whether waterfalls are seasonally important in protecting the indigenous Natal Cascade Frog Hadromophryne natalensis tadpole populations from predation by alien rainbow trout Oncorhynchus mykiss and brown trout Salmo trutta at two sampling areas located at Injesuthi and Monk‟s Cowl Nature Reserve within the uKhahlamba Drakensberg Park World Heritage Site (UDPWHS). The dissertation argues in favour of a biotic rationale, namely trout predation, as being the primary cause for the decline of H. natalensis tadpoles below the waterfalls and systematically negates the influence of geo-physical (abiotic) environmental factors on tadpole abundance. Habitat isolation and fragmentation is identified as a latent threat to the continued persistence of H. natalensis populations in the UDPWHS. / Environmental Sciences / M. Sc. (Environmental Science)

In the present study an amplification and genotyping system for 9 microsatellite loci has been developed and used to genotype brown trout (Salmo trutta) individuals. This system has allowed, on one hand, to efficiently analyze the brown trout population structure from Catalan Pyrenees basins and, on the other, to describe their genetic demography. The complexity of evolutionary processes occurred in the area and the different scale of space-time in which they took place make difficult to draw a general pattern relating structure and genetic demography of brown trout populations in the Catalan Pyrenees. However, results fit with the population structure suggested for the Mediterranean brown trout populations, which consist of small interconnected demes forming metapopulations. In the studied Pyrenean basins, the reproductive strategy and the connectivity between demes mitigate the genetic drift expected from the estimated effective population sizes. / El sistema de 9 loci microsatélites desarrollado en este trabajo resulta muy eficiente para el análisis de la estructura poblacional y la demografía genética de las poblaciones de trucha común (Salmo trutta) en las cuencas del Pirineo. La complejidad de los procesos evolutivos ocurridos durante las glaciaciones del cuaternario en el Pirineo y la diferente escala espacial y temporal en que estos han tenido lugar impiden establecer un patrón general que relacione la estructura poblacional y la demografía genética en las poblaciones de trucha común del Pirineo catalán. Sin embargo, los resultados obtenidos están de acuerdo con la estructura poblacional sugerida para las poblaciones mediterráneas de trucha común, que se consideran constituidas por pequeñas agrupaciones locales interconectadas que constituyen metapoblaciones. En todas las cuencas del Pirineo parece que hay una tendencia a que la estrategia reproductora y la interconexión entre los grupos limiten los efectos perjudiciales de la deriva.

Se ha analizado las causas de la distribución espacial de la variabilidad genética del ADN mitocondrial en poblaciones de trucha común de la cuenca del Duero y de los Pirineos Orientales. En total se han analizado de novo 49 localidades, 13 en la cuenca del río Duero y 36 en los principales ríos del Pirineo oriental. Además se analizaron las fluctuaciones temporales en 14 de las localidades del Pirineo Oriental. Estudios previos indican un marcado contraste de los patrones de diversidad entre ambos territorios.En la cuenca del río Duero los análisis confirmaron la presencia de los dos linajes matriarcales descritos previamente, el linaje Atlántico (AT) y el linaje Duero (DU). Los análisis de la varianza molecular (AMOVA) siguiendo una jerarquía hidrográfica sugirieron una alta estructuración de las poblaciones coincidente con los patrones ictiológicos observados en la cuenca. El linaje DU parece haber estado presente permanentemente en la cuenca interior del Duero, mientras que las zonas más próximas a la desembocadura han padecido diversas colonizaciones de trucha del linaje AT, que reflejarían los cambios climáticos ocurridos en el Cuaternario. Se ha detectado una discrepancia en el límite entre ambos grupos definidos por genes nucleares (alozimas) y el ADN mitocondrial. Estas discrepancias pueden ser debidas a un efecto más severo de la deriva genética en el ADN mitocondrial que en los marcadores nucleares. Sin embargo, en este trabajo se han observado evidencias a favor de selección en el ADN mitocondrial del linaje DU que también explicaría estas discrepancias.El análisis más exhaustivo en las cuencas de los Pirineos orientales, permitió detectar nuevos haplotipos mitocondriales de los linajes Adriático (AD) y Mediterráneo (ME). En esta región, los AMOVAs confirmaron que las diferencias entre poblaciones dentro de río son más importantes que las diferencias entre ríos. No obstante se observó un patrón de aislamiento por distancia en toda la zona, reflejo de la estructuración de las poblaciones en la cuenca del río Ebro. Además, aunque los AMOVAs mostraron que el componente temporal de la variación es inferior al espacial, las fluctuaciones temporales en la comparación matriarcal de las poblaciones resultaron estadísticamente significativas. Estas fluctuaciones están asociadas tanto a la deriva genética como a procesos de flujo génico entre poblaciones próximas. Dentro de las cuencas, los componentes de diferenciación entre afluentes son, en general, superiores a los obtenidos dentro de cada afluente, patrón que parece estar extendido en la trucha común. Los estudios a escala microgeográfica en la Noguera Vallferrera y Noguera Cardós (afluentes del Noguera Pallaresa) reprodujeron este patrón de diferenciación. Los tamaños efectivos y la tasa de migración entre ambos ríos fueron similares a los descritos en poblaciones noratlánticas. Los tamaños efectivos de las hembras (Nef), calculados a partir del ADN mitocondrial fueron menos de la mitad del tamaño efectivo total tanto en la Noguera Vallferrera como en el resto de localidades pirenaicas estudiadas. Estos bajos tamaños efectivos de las hembras serían también responsables de las fluctuaciones temporales observadas. Los ejemplares repoblados parecen hibridar poco con los nativos, pero su presencia podría intensificar indirectamente los procesos de deriva genética y complicar la conservación de los patrimonios genéticos nativos.Con la salvedad de la existencia de selección que favorece a los haplotipos del linaje DU, los procesos poblacionales que regulan la distribución de la variabilidad genética en la cuenca del Duero y en los Pirineos Orientales podrían ser parecidos y caracterizados por la existencia de múltiples demes interconectados a lo largo del curso fluvial. / Brown trout populations from the River Duero basin and from Eastern Pyrenees rivers were analyzed to assess the reasons for contrasting patterns of genetic diversity. Altogether genetic diversity has been analyzed in 49 new collections, 13 from the River Duero basin and 36 from the main rivers of Eastern Pyrenees. Moreover, temporal samples from 14 Pyrenean locations were sampled to analyse temporal stability of the described structure. In these two areas previous studies indicated a strong contrast among diversity patterns in both territories. Results in the Duero basin confirmed the presence of the Atlantic (AT) and the Duero (DU) matriarchal lineages both previously described in this river basin. The analyses of molecular variance (AMOVA) based on the hydrographical hierarchy indicated a high level of population structuring, in accordance with the icthiological pattern observed in this basin. The DU lineage permanently occupied the internal area of the River Duero basin, whereas zones close to the mouth of the river have suffered diverse waves of colonisations of trout belonging to the AT lineage, which would reflect the changes happened in the Quaternary. Discrepancies in the limits between both groups defined by nuclear genes (allozymes) and mitochondrial DNA have been detected. These discrepancies could be due to a more intense effect of genetic drift in mitochondrial DNA than in nuclear markers. Nevertheless, evidences in favour of selection in the mitochondrial DNA of the DU lineage have been described in this work, which also would explain this discrepancy. A detailed analysis of brown trout populations from rivers in the Eastern Pyrenees detected new mitochondrial haplotypes of the Adriatic (AD) and the Mediterranean (ME) lineages. In this region, the AMOVAs indicated that differences between populations within river were larger than differences between rivers. Nevertheless, a pattern of isolation by distance was observed in the whole zone, reflecting population structure within the River Ebro. The AMOVAs showed that the temporal component of the variation is lower than the spatial component, but the temporal fluctuations in the matriarchal comparison of the populations were statistically significant. These fluctuations were associated to both genetic drift and gene flow among close populations. Generally in the river basins, higher differentiation between than within stream was observed. This pattern seems to be widespread in brown trout. The studies on microgeographical scale undertaken in the Noguera Vallferrera and Noguera Cardós (tributaries of Noguera Pallaresa) reproduced the above pattern of differentiation. Effective population sizes and migration rate between both rivers were similar to those described in North-Atlantic populations. In the Noguera Vallferrera as well as in the rest of Pyrenean populations, the female effective sizes (Nef), calculated from mitochondrial DNA were less than a half of the total effective sizes detected. These low female effective sizes also contribute to the observed temporal fluctuations. Hatchery individuals hybridise poorly with the native one, but its presence could indirectly intensify genetic drift and complicate the conservation of the native genetic resources.In spite of selection favouring haplotypes of the DU lineage, population processes controlling the distribution of genetic variability in the Duero and the Eastern Pyrenees river basins could be similar and characterized by the existence of interconnected multiple demes throughout the fluvial course.

Durant anys, el principal mètode de gestió de les poblacions de truita comuna (Salmo trutta L.) ha estat la repoblació amb exemplars exògens. El seguiment genètic de les poblacions de truita comuna dels Pirineus orientals, realitzat en aquest tesi, indica que els al.lels procedents d'aquestes repoblacions estan conduint a una homogeneització de les poblacions naturals i a la pèrdua de la seva història evolutiva. D'aquí la importància de la detecció de la introgressió en el desenvolupament de noves estratègies de gestió i conservació de les poblacions d'aquesta espècie. En aquest treball, s'ha avaluat l'eficàcia de diferents marcadors i mètodes que ens ofereix la genètica de poblacions en la detecció de la introgressió present a les poblacions naturals. Alhora que s'ha analizat la influència que han tingut les reserves genètiques, aplicades amb posterioritat a les repoblacions, i que intenten equilibrar l'explotació i la conservació dels recursos genètics de les poblacions natives. / For many years, the primary strategy to maintain or increase brown trout (Salmo trutta L.) population size has been stocking with exogenous individuals. Results on genetic monitoring of brown trout populations in the eastern Pyrenees, carried out in this thesis, indicates that hatchery alleles are diluting native gene pools, leading to a genetic homogenization of native populations and the loss of evolutionary history of this specie. In this context, it is very important the continuous monitoting of the levels of introgression in wild populations to properly develop management and conservation strategies for populations of this specie. In this work, the efficiency of different genetic markers and methods for detecting introgression in natural populations has been evaluated. Moreover, we evaluated the influence of the new management approaches, genetic refuges, aimed to avoid introgression and preserve native genetic diversity remaining in wild populations.

Current literature suggests that little, if any, research has been conducted in South Africa to determine the impact of alien invasive trout on indigenous amphibian biodiversity. The primary aim of the research project was to establish whether waterfalls are seasonally important in protecting the indigenous Natal Cascade Frog Hadromophryne natalensis tadpole populations from predation by alien rainbow trout Oncorhynchus mykiss and brown trout Salmo trutta at two sampling areas located at Injesuthi and Monk‟s Cowl Nature Reserve within the uKhahlamba Drakensberg Park World Heritage Site (UDPWHS). The dissertation argues in favour of a biotic rationale, namely trout predation, as being the primary cause for the decline of H. natalensis tadpoles below the waterfalls and systematically negates the influence of geo-physical (abiotic) environmental factors on tadpole abundance. Habitat isolation and fragmentation is identified as a latent threat to the continued persistence of H. natalensis populations in the UDPWHS. / Environmental Sciences / M. Sc. (Environmental Science)

This dissertation focused in the comprehensive analysis of the capabilities of some non-tested types of Artificial Neural Networks, specifically: the Probabilistic Neural Networks (PNN) and the Multi-Layer Perceptron (MLP) Ensembles. The analysis of the capabilities of these techniques was performed using the native brown trout (Salmo trutta; Linnaeus, 1758), the bermejuela (Achondrostoma arcasii; Robalo, Almada, Levy & Doadrio, 2006) and the redfin barbel (Barbus haasi; Mertens, 1925) as target species. The analyses focused in the predictive capabilities, the interpretability of the models and the effect of the excess of zeros in the training datasets, which for presence-absence models is directly related to the concept of data prevalence (i.e. proportion of presence instances in the training dataset). Finally, the effect of the spatial scale (i.e. micro-scale or microhabitat scale and meso-scale) in the habitat suitability models and consequently in the e-flow assessment was studied in the last chapter. / Esta tesis se centra en el análisis comprensivo de las capacidades de algunos tipos de Red Neuronal Artificial aún no testados: las Redes Neuronales Probabilísticas (PNN) y los Conjuntos de Perceptrones Multicapa (MLP Ensembles). Los análisis sobre las capacidades de estas técnicas se desarrollaron utilizando la trucha común (Salmo trutta; Linnaeus, 1758), la bermejuela (Achondrostoma arcasii; Robalo, Almada, Levy & Doadrio, 2006) y el barbo colirrojo (Barbus haasi; Mertens, 1925) como especies nativas objetivo. Los análisis se centraron en la capacidad de predicción, la interpretabilidad de los modelos y el efecto del exceso de ceros en las bases de datos de entrenamiento, la así llamada prevalencia de los datos (i.e. la proporción de casos de presencia sobre el conjunto total). Finalmente, el efecto de la escala (micro-escala o escala de microhábitat y meso-escala) en los modelos de idoneidad del hábitat y consecuentemente en la evaluación de caudales ambientales se estudió en el último capítulo. / Aquesta tesis se centra en l'anàlisi comprensiu de les capacitats d'alguns tipus de Xarxa Neuronal Artificial que encara no han estat testats: les Xarxes Neuronal Probabilístiques (PNN) i els Conjunts de Perceptrons Multicapa (MLP Ensembles). Les anàlisis sobre les capacitats d'aquestes tècniques es varen desenvolupar emprant la truita comuna (Salmo trutta; Linnaeus, 1758), la madrilla roja (Achondrostoma arcasii; Robalo, Almada, Levy & Doadrio, 2006) i el barb cua-roig (Barbus haasi; Mertens, 1925) com a especies objecte d'estudi. Les anàlisi se centraren en la capacitat predictiva, interpretabilitat dels models i en l'efecte de l'excés de zeros a la base de dades d'entrenament, l'anomenada prevalença de les dades (i.e. la proporció de casos de presència sobre el conjunt total). Finalment, l'efecte de la escala (micro-escala o microhàbitat i meso-escala) en els models d'idoneïtat de l'hàbitat i conseqüentment en l'avaluació de cabals ambientals es va estudiar a l'últim capítol. / Muñoz Mas, R. (2016). Multivariate approaches in species distribution modelling: Application to native fish species in Mediterranean Rivers [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/76168 / TESIS