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O objetivo deste trabalho foi analisar a distribuição espaço-temporal de um representante da macrofauna de praias arenosas protegidas. As abordagens em diferentes escalas (mesoescala, microescala e escala temporal) foram empregadas. O gastrópode Olivella minuta, abundante na região entremarés da Baía do Araçá, foi utilizado para essas análises. Para o estudo em mesoescala, 16 estações foram demarcadas na região entremarés (julho/2009) e, em cada uma, foram coletadas 8 amostras biológicas e 3 de sedimento. Alguns fatores abióticos (carbonato de cálcio, matéria orgânica e coeficiente de seleção) influenciaram negativamente a abundância do gastrópode, enquanto relações entre O. minuta e as demais espécies da macrofauna não foram evidentes. Em microescala, em poças de maré (metros) e em \"ripple marks\" (centímetros) verificou-se que em escala de centímetros, o gastrópode foi mais abundante em locais com maior conteúdo de água no sedimento, enquanto em escala de metros a abundância não diferiu dentro e fora das poças. Em escala temporal, foram observadas flutuações mensais da densidade da população de O. minuta, com diminuição/ausência de indivíduos entre fevereiro e março, o que sugere a ocorrência de migrações e mortalidade. O presente trabalho mostrou que a distribuição desse gastrópode é influenciada por diferentes fatores que atuam em diferentes escalas. / The objective of this study was to analyze the temporal and spatial distribution of one of the species representative of the macrofauna of sheltered sandy beaches. Measurements using different scales (mesoscale, microscale and time scale) were utilized. The gastropod Olivella minuta, which is abundant in the intertidal region of Baía do Araçá, was used for these analyses. For the mesoscale study, 16 stations were determined within the intertidal region (July/2009) and, in each station, 8 biological samples and 3 samples of sediment were collected. Some abiotic factors (calcium carbonate, organic matter and selection coefficient) had a negative influence on the abundance of the gastropod, while relationship between the O. minuta and other species of the macrofauna were not evident. In a microscale study of tidal ponds (meters) and ripple marks (centimeters), it was observed that, in a centimeter scale, the gastropod was more abundant in places where there was more water in the sediment, whereas in a meter scale the abundance didn\'t vary in or out of the ponds. In a temporal scale, monthly fluctuations of the O. minuta population\'s density were observed, with reduction/absence of individuals between February and March, which suggests that migration and mortality occurred. This study showed that the distribution of O. minuta is influenced by different factors which act in different scales.

Praias arenosas são caracterizadas por uma abundante macrofauna, composta por poliquetas, moluscos e crustáceos. Dentre os moluscos, os gastrópodes constituem um dos grupos mais conspícuos. Entretanto, as informações sobre esse grupo em praias são escassas e se referem principalmente à ocorrência em comunidades. O neogastropoda Olivella minuta é comum e abundante em praias do Litoral Norte de São Paulo. Porém, há importantes lacunas no conhecimento quanto à distribuição desta espécie. Diante desse cenário, o presente estudo visou analisar a distribuição espaço-temporal de Olivella minuta na praia de Barequeçaba, bem como os fatores ambientais relacionados a essa distribuição. Para análise da distribuição espacial de O. minuta ao longo do entre-marés da praia, amostras foram obtidas em outubro de 2009, a partir de doze estações perpendiculares à linha da água, compostas por três transectos com seis níveis cada. Os fatores abióticos (características do sedimento) e bióticos (descritores da macrofauna) que compõem cada estação também foram amostrados e relacionados com a distribuição da espécie. Os resultados revelaram que os indivíduos ocorreram em maior densidade na porção sul da praia, e nos ambientes mais úmidos, próximos a linha da água. O carbonato de cálcio e a matéria orgânica foram os fatores mais determinantes, contrastando com a hipótese de que há influência tanto dos fatores abióticos quanto dos bióticos em tal distribuição. Para análise de distribuição temporal de Olivella minuta no eixo vertical da praia, amostras foram obtidas mensalmente no entremarés, a partir de cinco transectos aleatórios estabelecidos perpendicularmente à linha da água, com nove unidades amostrais. Além disso, amostras foram obtidas trimestralmente, no entremarés e infralitoral, a partir de cinco transectos aleatórios, compostos por nove e seis níveis amostrais, respectivamente. Os resultados revelaram um padrão de distribuição da espécie no entremarés ao longo do tempo, e confirmaram a hipótese de que há uma distribuição de O. minuta de acordo com o tamanho do indivíduos no eixo vertical da praia, com indivíduos menores ocorrendo apenas no infralitoral e migrando para o entremarés ao longo de sua ontogenia. Os avanços apresentados no presente estudo contribuem para o conhecimento sobre a ecologia de populações de praias arenosas, ao relacionar a distribuição de uma espécie da macrofauna com os fatores ambientais, e principalmente ao abranger o infralitoral nas amostragens, por tratar da distribuição de uma espécie cuja distribuição não é exclusiva do entremarés / Sandy beaches have typically abundant macrofauna, comprised of polychaetes, mollusks, and crustaceans. Among mollusks, gastropods comprise one of the most conspicuous groups. Nevertheless, data on this group for beaches are scarce and refer mainly to their occurrence in communities. The neogastropoda Olivella minuta is common and abundant on beaches along the Northern Coast of São Paulo. However, there are important gaps in the knowledge regarding the distribution of this species. Based on this scenario, the present study aims at analyzing the distribution of Olivella minuta in space and over time on Barequeçaba Beach, as well as the related environmental factors. To analyze the distribution of Olivella minuta along the intertidal zone of the beach, samples were obtained in October 2009 from twelve stations perpendicular to the waterline, comprised of three transects with six levels each. Abiotic (sediment characteristics) and biotic (macrofauna descriptors) factors that comprise each station were also sampled and linked to distribution. Results showed that there was higher density of individuals in the southern part of the beach, and in more humid environments, closer to the waterline. Calcium carbonate and organic matter were the most determining factors in the species\' distribution, as opposed to the hypothesis that both abiotic and biotic factors were influencing factors. To analyze the distribution of Olivella minuta over time in the vertical axis of the beach, samples were collected monthly in the intertidal zone, from five random transects set out perpendicularly to the waterline with nine sampling units. In addition, samples were also obtained quarterly with five random transects comprised of nine and six sampling levels in the intertidal zone and in the infralittoral zone, respectively. Results showed a distribution pattern for the species in the intertidal zone over time and confirm the hypothesis that O. minuta is distributed along the vertical axis of the beach according to the size of individuals, with smaller individuals occurring in the infralittoral and migrating to the intertidal zone throughout their ontogeny. Outcomes shown in the present study help improve the knowledge on population ecology of sandy beaches because they relate the distribution of a macrofauna species to environmental factors and mainly due to the fact that sampling covers also the infralittoral zone, since its distribution is not exclusive to the intertidal zone

Praias arenosas são caracterizadas por uma abundante macrofauna, composta por poliquetas, moluscos e crustáceos. Dentre os moluscos, os gastrópodes constituem um dos grupos mais conspícuos. Entretanto, as informações sobre esse grupo em praias são escassas e se referem principalmente à ocorrência em comunidades. O neogastropoda Olivella minuta é comum e abundante em praias do Litoral Norte de São Paulo. Porém, há importantes lacunas no conhecimento quanto à distribuição desta espécie. Diante desse cenário, o presente estudo visou analisar a distribuição espaço-temporal de Olivella minuta na praia de Barequeçaba, bem como os fatores ambientais relacionados a essa distribuição. Para análise da distribuição espacial de O. minuta ao longo do entre-marés da praia, amostras foram obtidas em outubro de 2009, a partir de doze estações perpendiculares à linha da água, compostas por três transectos com seis níveis cada. Os fatores abióticos (características do sedimento) e bióticos (descritores da macrofauna) que compõem cada estação também foram amostrados e relacionados com a distribuição da espécie. Os resultados revelaram que os indivíduos ocorreram em maior densidade na porção sul da praia, e nos ambientes mais úmidos, próximos a linha da água. O carbonato de cálcio e a matéria orgânica foram os fatores mais determinantes, contrastando com a hipótese de que há influência tanto dos fatores abióticos quanto dos bióticos em tal distribuição. Para análise de distribuição temporal de Olivella minuta no eixo vertical da praia, amostras foram obtidas mensalmente no entremarés, a partir de cinco transectos aleatórios estabelecidos perpendicularmente à linha da água, com nove unidades amostrais. Além disso, amostras foram obtidas trimestralmente, no entremarés e infralitoral, a partir de cinco transectos aleatórios, compostos por nove e seis níveis amostrais, respectivamente. Os resultados revelaram um padrão de distribuição da espécie no entremarés ao longo do tempo, e confirmaram a hipótese de que há uma distribuição de O. minuta de acordo com o tamanho do indivíduos no eixo vertical da praia, com indivíduos menores ocorrendo apenas no infralitoral e migrando para o entremarés ao longo de sua ontogenia. Os avanços apresentados no presente estudo contribuem para o conhecimento sobre a ecologia de populações de praias arenosas, ao relacionar a distribuição de uma espécie da macrofauna com os fatores ambientais, e principalmente ao abranger o infralitoral nas amostragens, por tratar da distribuição de uma espécie cuja distribuição não é exclusiva do entremarés / Sandy beaches have typically abundant macrofauna, comprised of polychaetes, mollusks, and crustaceans. Among mollusks, gastropods comprise one of the most conspicuous groups. Nevertheless, data on this group for beaches are scarce and refer mainly to their occurrence in communities. The neogastropoda Olivella minuta is common and abundant on beaches along the Northern Coast of São Paulo. However, there are important gaps in the knowledge regarding the distribution of this species. Based on this scenario, the present study aims at analyzing the distribution of Olivella minuta in space and over time on Barequeçaba Beach, as well as the related environmental factors. To analyze the distribution of Olivella minuta along the intertidal zone of the beach, samples were obtained in October 2009 from twelve stations perpendicular to the waterline, comprised of three transects with six levels each. Abiotic (sediment characteristics) and biotic (macrofauna descriptors) factors that comprise each station were also sampled and linked to distribution. Results showed that there was higher density of individuals in the southern part of the beach, and in more humid environments, closer to the waterline. Calcium carbonate and organic matter were the most determining factors in the species\' distribution, as opposed to the hypothesis that both abiotic and biotic factors were influencing factors. To analyze the distribution of Olivella minuta over time in the vertical axis of the beach, samples were collected monthly in the intertidal zone, from five random transects set out perpendicularly to the waterline with nine sampling units. In addition, samples were also obtained quarterly with five random transects comprised of nine and six sampling levels in the intertidal zone and in the infralittoral zone, respectively. Results showed a distribution pattern for the species in the intertidal zone over time and confirm the hypothesis that O. minuta is distributed along the vertical axis of the beach according to the size of individuals, with smaller individuals occurring in the infralittoral and migrating to the intertidal zone throughout their ontogeny. Outcomes shown in the present study help improve the knowledge on population ecology of sandy beaches because they relate the distribution of a macrofauna species to environmental factors and mainly due to the fact that sampling covers also the infralittoral zone, since its distribution is not exclusive to the intertidal zone

Made available in DSpace on 2016-08-19T18:20:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ROGERIO HIDEKI FERREIRA FUNO.pdf: 30693055 bytes, checksum: af16bccd626d7723e5f5c13341ebd1d7 (MD5) Previous issue date: 2008-11-28 / Intertidal foraminifera are widely recognized as efficient tools for reconstructing Holocene sea-level changes. They are also used to detect water circulation patterns and to diagnose the physical and chemical characteristics of estuarine water, revealing the steady state of the ecosystem. In this work, surface sediment samples were collected to study recent foraminiferal assemblages in an estuarine portion of the Mapari river basin, Humberto de Campos (MA), Brazil, in two ways: (1) sixteen samples collected landwards along a mangrove transect in the Gato Island, near the mouth of the Mapari river, in the Tubarão Bay, from the tidal muddy flat to the hyperhaline bare flat ( apicum ); (2) nineteen samples collected upstreamwards along the Mapari river, from the Gato Island to the Rampa settlement, where salinity is zero. In the Gato Island transect, salinity and pH were measured and the subaerial exposure time (TES) was calculated for each point. Height and DBH were also measured for the main arboreous individuals. The salinity varied from euhaline to hyperhaline (maximum of 56 ), and demonstrated no relation to TES. It was observed the dominance of Rotaliina suborder almost all along the transect, which means that a vertical zonation of foraminiferal assemblages was not found. However, eight of the sixteen points were collected surrounding a meanderin tidal creek that follows the transect. Considering just these eight points, there is a zonation in two compartments: a lower compartment that groups six samples (TES varying from 36,46% to 58,51%), dominated by Elphidium gunteri, and an upper compartment that groups two samples (TES varying from 61,95% to 75,27%), dominated by Arenoparrela mexicana. In the Mapari river, salinity and pH were measured in surface and bottom water column, and the floristic composition of the channel margins was verified, with special attention to the species of Rhizophora genus. These species have a distribution related to the salinity gradient, that varied from freshwater to euhaline. Four ecofacies were defined: (1) ecofacies 1, that groups the six closest samples to the Tubarão Bay, with polyhaline-euhaline salinity, high diversity index (H ranging from 1,44 to 2,23 and D ranging from 0,48 a 0,69), with dominance of Elphidium gunteri and Nonion sp., significant presence of Ammonia tepida, Quinqueloculina seminulum and Arenoparrela mexicana, and almost exclusive dominance of Rhizophora mangle; (2) ecofacies 2, that groups the next five samples upstreamwards, with mesohaline-polyhaline salinity, dominance of Nonion sp. and E. gunteri, and coexistence of R. mangle, R. harrisonii and R. racemosa; (3) ecofacies 3, that groups five samples with salinity varying from freshwater to mesohaline, wide dominance of Miliammina fusca, with mangrove fringe dominated by R. harrisonii and R. racemosa; (4) ecofacies 4, that groups the three upstream samples, in freshwater environment, where foraminifera are virtually absent. The results corroborate that foraminiferal assemblages can be used as an efficient tool for recognizing the steady state of the complex estuarine environment, where abiotic parameters are highly variable. / Foraminíferos da zona entre-marés são amplamente reconhecidos como eficientes ferramentas para a reconstrução de variações do nível relativo do mar no Holoceno. São também usados para detectar padrões de circulação e diagnosticar as características físicas e químicas das massas d água em ambiente estuarino, revelando as condições dominantes desse ecossistema. Neste trabalho, foram coletadas amostras de sedimento superficial para estudo das associações de foraminíferos recentes, em uma porção estuarina da bacia do rio Mapari, município de Humberto de Campos (MA), Brasil, de duas formas: (1) dezesseis amostras coletadas ao longo de um perfil transversal a um manguezal na Ilha do Gato, próximo ao encontro do rio Mapari com a Baía de Tubarão, partindo da planície lamosa ao apicum; (2) dezenove amostras ao longo do rio Mapari, partindo da Ilha do Gato, com salinidade euhalina, até o povoado Rampa, onde a salinidade é zero. No perfil Ilha do Gato, foram feitas medições de salinidade e pH, e foi calculado o tempo de exposição subaérea (TES) em cada ponto, além de medições de altura e DAP dos principais indivíduos arbóreos. A salinidade varia variou de euhalina a hiperhalina (máximo de 56 ), e não demonstrou nenhuma relação com o TES. Foi observado o domínio da subordem Rotaliina em quase todo o perfil, de forma que não foi encontrada zonação altimétrica das associações de foraminíferos. Oito dos dezesseis pontos, entretanto, foram coletados na borda de um pequeno canal de maré que acompanha o perfil, sendo que, considerando apenas eles, há uma zonação em dois compartimentos, sendo o inferior, com 6 amostras (TES variando de 36,46% a 58,51%), dominado por Elphidium gunteri, e o superior, com 2 amostras (TES variando de 61,95% a 75,27%), dominado por Arenoparrela mexicana. No rio Mapari, foram feitas medições de salinidade e pH (superficial e de fundo para ambos), e foi verificada a composição florística das margens do canal, com especial atenção para as espécies do gênero Rhizophora. Estas espécies se distribuem segundo o gradiente de salinidade, que variou do euhalino à água doce. Quatro ecofácies foram definidas: (1) ecofácies 1, agrupando as 6 amostras mais próximas da Baía de Tubarão, com salinidade polihalina-euhalina, altos índices de diversidade (H variando de 1,44 a 2,23 e D variando de 0,48 a 0,69), domínio de Elphidium gunteri e Nonion sp., presença significativa de Ammonia tepida, Quinqueloculina seminulum e Arenoparrela mexicana, e domínio quase exclusivo de Rhizophora mangle; (2) ecofácies 2, agrupando as cinco amostras da seqüência, com salinidade mesohalina-polihalina, domínio de Nonion sp. e E. gunteri, e coexistência de R. mangle, R. harrisonii and R. racemosa; (3) ecofácies 3, agrupando cinco amostras, com salinidade variando de água doce a mesohalina, amplo domínio de Miliammina fusca, e ocorrência de Rhizophora harrisonii e Rhizophora racemosa; (4) ecofácies 4, agrupando 3 amostras, em ambiente de água doce, onde foraminíferos são virtualmente ausentes. As associações de foraminíferos se mostraram uma eficiente ferramenta para reconhecimento das condições dominantes do complexo ambiente estuarino, onde os parâmetros abióticos são muito variáveis.

As preocupações com a integridade e o equilíbrio ambiental das regiões costeiras decorrem do fato de serem as mais ameaçadas do planeta, justamente por representarem para as sociedades humanas um elo de ligação e de intensa troca de mercadorias entre si, com a exploração desordenada e muitas vezes predatória de seus recursos naturais, tornado-se, já na era industrial o principal local de lazer, turismo ou moradia de grandes massas de populações urbanos. A vocação de uso de determinada paisagem esta relacionada às funções que a mesma desempenha. O que ocorre é que o padrão de desenvolvimento adotado e a atual configuração sócio-econômica determinam usos que nem sempre coincidem com a sua melhor utilização. A fim de subsidiar futuros planos de uso e ocupação racional do solo das áreas naturais adjacentes ao Balneário Cassino (Rio Grande, RS), de acordo com os preceitos do Gerenciamento Costeiro Integrado, desenvolveu-se um Dianóstico Sócio-Ambiental da área dentro de abordagem sistêmica. Foram considerados principais componentes e processos urbanos e ambientais, definidos a partir da interpretação de aerofotografias, levantamentos de campo quali-quantitativos e informações bibliográficas. Os resultados são apresentados na forma de tabelas, quadros, levantamentos fotográficos, modelos diagramáticos conceituais, e mapas temáticos, que permitiram entender a organização estrutural e funcional da paisagem, e fundamentar uma ordenação espacial dos usos desta área, de modo a adequá-los às suas especificidades ambientais, histórico-culturais, sócio-econômicas e legais. / The integrity and the environmental equilibrium of coastal zones are increasingly becoming a concern to environmental scientists. Coastal environments are one of the most threatened in the world. Besides, they represent, to the human societies, a link of connection and intense exchange of merchandise amongst each other, with disordered and, at many times, predatory exploration, becoming, already at the industrial age, a main site of leisure, tourism and habitation of large masses of urban population. The vocation of a determined landscape is related to the functions and roles it plays. What actually occurs is that the development pattern adopted and the actual socio-economics determine the uses, which not always coincide with its best utilization. In order to assist future plans of rational use and occupation of natural areas adjacent to Cassino's Bathing Resort (Rio Grande, RS), in agreement with the Integrated Coastal Zone Management, a social-environmental diagnosis of the study site was developed using the systemic approach. The main environmental and urban processes and components were considered. They were defined based on aerophotos interpretation, quail-quantitative field survey and bibliographic information. The results, presented in the form of tables, photographic surveys, conceptual diagrammatic models and thematic maps, allowed to understand the structural and functional organization of the landscape and to establish a spatial ordering of land use to adequate them to their environmental, historic-social, socioeconomics and legal specificities.

O objetivo deste trabalho foi analisar a distribuição espaço-temporal de um representante da macrofauna de praias arenosas protegidas. As abordagens em diferentes escalas (mesoescala, microescala e escala temporal) foram empregadas. O gastrópode Olivella minuta, abundante na região entremarés da Baía do Araçá, foi utilizado para essas análises. Para o estudo em mesoescala, 16 estações foram demarcadas na região entremarés (julho/2009) e, em cada uma, foram coletadas 8 amostras biológicas e 3 de sedimento. Alguns fatores abióticos (carbonato de cálcio, matéria orgânica e coeficiente de seleção) influenciaram negativamente a abundância do gastrópode, enquanto relações entre O. minuta e as demais espécies da macrofauna não foram evidentes. Em microescala, em poças de maré (metros) e em \"ripple marks\" (centímetros) verificou-se que em escala de centímetros, o gastrópode foi mais abundante em locais com maior conteúdo de água no sedimento, enquanto em escala de metros a abundância não diferiu dentro e fora das poças. Em escala temporal, foram observadas flutuações mensais da densidade da população de O. minuta, com diminuição/ausência de indivíduos entre fevereiro e março, o que sugere a ocorrência de migrações e mortalidade. O presente trabalho mostrou que a distribuição desse gastrópode é influenciada por diferentes fatores que atuam em diferentes escalas. / The objective of this study was to analyze the temporal and spatial distribution of one of the species representative of the macrofauna of sheltered sandy beaches. Measurements using different scales (mesoscale, microscale and time scale) were utilized. The gastropod Olivella minuta, which is abundant in the intertidal region of Baía do Araçá, was used for these analyses. For the mesoscale study, 16 stations were determined within the intertidal region (July/2009) and, in each station, 8 biological samples and 3 samples of sediment were collected. Some abiotic factors (calcium carbonate, organic matter and selection coefficient) had a negative influence on the abundance of the gastropod, while relationship between the O. minuta and other species of the macrofauna were not evident. In a microscale study of tidal ponds (meters) and ripple marks (centimeters), it was observed that, in a centimeter scale, the gastropod was more abundant in places where there was more water in the sediment, whereas in a meter scale the abundance didn\'t vary in or out of the ponds. In a temporal scale, monthly fluctuations of the O. minuta population\'s density were observed, with reduction/absence of individuals between February and March, which suggests that migration and mortality occurred. This study showed that the distribution of O. minuta is influenced by different factors which act in different scales.

Die vorliegende Studie präsentiert eine Analyse der Integration der AhR und Wnt/beta-catenin Signalwege in den CYP1A1 Promotor sowie den regulatorischen Einfluss der Promotorlogik auf die Genexpression. Experimentell wurde diese Analyse mithilfe 29 mutagener Reporterkonstrukte des humanen CYP1A1 Promotors durchgeführt. Ein mathematisches Modell, welches eine Repräsentation des Crosstalks der Signaltransduktionswege mit einer statistisch mechanischen Beschreibung der kombinatorischen Promotorbelegung kombiniert, komplementierte den experimentellen Ansatz. Unter zusätzlicher Zuhilfenahme von gut kontrollierbaren synthetischen Promotorkonstrukten fand ich heraus, dass nur jenes Dioxin-responsive Element das sich am nächsten am Transkriptionsstartpunkt befindet, die Promotorbelegung an die RNA Polymerase kommuniziert. Außerdem beobachtete ich, dass Transkriptionsfaktoren alleine mit Transkriptionsfaktoren interagieren die mit benachbarten Bindestellen assoziieren, d.h. Interaktionen überbrücken keine größeren Entfernungen. Der Modellierungsansatz ermöglichte zudem die erfolgreiche Vorhersage einer UND-Gatter-ähnlichen Integration der beiden Signalwege in den Promotor. Für die genomische Architektur des CYP1A1 Promotors konnte ich die Signifikanz der Zielbindestelle des Wnt/beta-catenin Signalwegs innerhalb des cis-regulatorischen Region demonstrieren. Mithilfe des Modells fand ich heraus, dass diese Bindestelle am stärksten und vielfältigsten mit den restlichen Transkriptionsfaktoren interagiert. Zusätzliche konnte, im Vergleich zu dem alles-oder-nichts UND-Gatter der synthetischen Konstrukte, eine sehr viel graduellere Antwort auf die Integration der beiden Signalwege aufgezeigt werden. Abschließend wurde das physiologisch zu beobachtende Expressionsmuster von dem Modell vorhergesagt und experimentell validiert. / The study at hand presents an analysis of the integration of the AhR and the Wnt/beta-catenin signaling pathways into the CYP1A1 promoter as well as the regulatory influence of the promoter logic on gene expression. Experimentally, this analysis was conducted with the help of 29 mutant constructs of the human CYP1A1 promoter. I complemented this experimental approach with a set of mathematical models that combined a representation of the signaling crosstalk with a statistical mechanics description of the combinatorial promoter occupancy. With the help of well controllable synthetic promoter constructs I found that only the dioxin responsive element closest to the transcription start site communicates the promoter occupancy to the RNA polymerase. Furthermore, transcription factors only interact with transcription factors that associate with nearby binding sites, i.e., no long-distance binding was observed. The modeling approach subsequently enabled the successful prediction of an AND-gate-like integration of the two signaling pathways into the promoter. For the genomic architecture of the CYP1A1 promoter, I could demonstrate the importance of the Wnt/beta-catenin pathway target binding site within the cis-regulatory region. The model uncovered that this binding site is the strongest and most promiscuous interaction partner of the remaining transcription factors. In addition, a less switch-like response to the integration of the two signaling pathways as compared to the all-or-none AND-gate within the synthetic constructs could be demonstrated. And lastly, the physiological expression pattern in liver lobules could be successfully predicted by the model and experimentally verified.

Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'estimation des paramètres de transport de solutés dans un milieu poreux peu perméable, d'un point de vue théorique et appliqué, en lien avec le stockage des déchets nucléaires à vie longue en couche géologique profonde. La problématique de la gestion des déchets nucléaires est devenue durant ces dernières années une préoccupation importante de la société. Les modèles mathématiques utilisés pour le stockage des déchets en site profond sont basés sur les équations d'écoulement et de transport en milieu poreux. Ces modèles nécessitent de connaître les paramètres physiques des différentes couches géologiques. Ces paramètres (porosité et diffusion) n'étant pas accessibles directement, nous avons dans un premier temps étudié l'aspect identification de paramètres à zones fixées. Pour résoudre notre problème inverse, nous avons utilisé des méthodes déterministes (ou variationnelles) basées sur la minimisation d'un critère (ou fonction coût) quadratique, l'objectif étant de trouver l'ensemble des paramètres qui minimisent le critère. Nous avons décomposé le milieu en zones homogènes dans lesquelles les coefficients ont été identifiés (technique de zonation). Pour cela, nous avons différentié le code de convection-diffusion Traces avec le logiciel de différentiation automatique Tapenade afin d'obtenir le code adjoint de Traces. Dans un second temps, nous avons utilisé ce travail pour résoudre le problème d'identification de zones. On a cherché, partant d'une configuration géologique modifiée, à retrouver la configuration géologique réelle en identifiant les paramètres qui ont pour support ces zones. En regroupant ensuite par isovaleurs les coefficients identifiés, nous avons obtenu la configuration recherchée.

Les études présentées dans ce mémoire ont permis de cerner, à partir des caractéristiques géochimiques et pétrographiques des laves émises en contexte d'accrétion océanique, l'évolution temporelle du fonctionnement des réservoirs magmatiques et de la fusion partielle du manteau supérieur à l'axe des dorsales océaniques. En l'absence de datations absolues fiables sur les laves étudiées, la chronologie relative entre les échantillons a été approchée par des méthodes complémentaires, basées sur les relations géographiques et stratigraphiques des échantillons.<br /><br /> Dans un premier temps, un modèle géomathématique a été élaboré afin de retracer l'évolution d'une chambre magmatique soumise à une réalimentation fluctuant de manière sinusoïdale au cours du temps. L'application de ce modèle à un site naturel nécessite de contraindre l'amplitude des variations chimiques des laves par un échantillonnage de qualité ainsi que d'autres paramètres géologiques, impliquant quant à eux de nombreuses hypothèses sur la géométrie et l'état physico-thermique du réservoir magmatique. L'approche géochimique de ce modèle a été appliquée à trois sites naturels, la dorsale Est Pacifique (EPR), le propagateur du Bassin Nord Fidjien et la dorsale Juan de Fuca (JdF). Par deux fois, les compositions en éléments en trace incompatibles des liquides de réalimentation déduites du modèle géomathématique ont reproduit celles calculées sur des bases expérimentales. Pour deux des sites (EPR et JdF), les périodes des cycles de fonctionnement du réservoir magmatique ont également pu être déterminées (750 et 1000 ans pour l'EPR et la dorsale JdF, respectivement). Ce modèle géomathématique permet ainsi de caractériser les flux instantanés de magma au sein des réservoirs et complète les études géomorphologiques et géophysiques estimant quant à elles la périodicité de l'apport magmatique moyen, du manteau vers la croûte.<br /><br /> La seconde partie du mémoire porte sur les dykes et les coulées volcaniques affleurant à l'extrémité sud de la dorsale JdF, le long des flancs de la Dépression Ouest Blanco. Les compositions isotopiques Sr-Nd des échantillons ont permis de caractériser un manteau hétérogène sous la zone de fracture Blanco, constitué de péridotites très appauvries, proches d'un pôle mantellique pur, veinées de matériel plus enrichi. Le régime cinématique de cette zone, évoluant de la propagation à l'accrétion, semble avoir permis la refusion à l'axe de la dorsale JdF d'un manteau résiduel, ayant préalablement fondu sous un segment en propagation. Parallèlement, l'analyse des zonations des phénocristaux et xénocristaux de plagioclase a mis en évidence des phénomènes de mélange entre des magmas dacitiques riches en eau et des magmas basaltiques. Les fluctuations de l'indice de différenciation Mg# en fonction de la position stratigraphique de laves cogénétiques ont permis d'expliquer ces mélanges en terme de réalimentation épisodique du réservoir magmatique. L'application du modèle géomathématique suggère que le magma réalimentant le réservoir correspondrait à un MORB-N basaltique (Mg#~68,5).<br /><br /> Dans le troisième volet, les laves étudiées ont été prélevées transversalement à l'axe de la dorsale Centrale Indienne vers 19°S, une zone cinématiquement complexe de part la possible contamination du manteau supérieur indien par le point chaud de la Réunion à ces latitudes. Les compositions isotopiques Sr-Nd des laves ont mis en évidence une fluctuation significative de la nature de la source mantellique au cours du temps. Certaines compositions convergent vers celles des basaltes de la ride volcanique hors-axe Gasitao et reflèteraient ainsi une interaction entre le point chaud de la Réunion et la dorsale. Néanmoins, une telle interaction ne pourra être confirmée qu'après l'acquisition des compositions isotopiques en plomb de ces échantillons. La majorité des rapports isotopiques Sr-Nd des laves du profil nécessite cependant de considérer un composant mantellique enrichi additionnel, dont la nature reste à contraindre mais qui s'exprimerait également au niveau de l'île volcanique Rodrigues. Par ailleurs, afin de reproduire l'enrichissement en éléments incompatibles de certains de ces échantillons il est nécessaire d'envisager une covariation du degré de fusion et de la nature de la source. La distribution des laves enrichies le long du profil suggère alors une fluctuation du degré de fusion au cours du temps, à première vue périodique (période de 200-250 Ka).