An insight into the populations of blainville's and curvier's beaked whales off El Hierro (Canary Islands)

Trabajo realizado por: Reyes, C., Schiavi, A., Aguilar del Soto,

Short-term variability and trophic interactions within planktonic community in subtropical waters of he Canary Islands (Northeast atlantic)

ES]Los giros subtropicales abarcan grandes áreas del océano donde la productividad del ecosistema se sostiene a través del reciclado de materia y energía. En estas aguas, la interacción entre la disponibilidad de recursos y la presión de los niveles tróficos superiores determina la dinámica de la comunidad planctónica. Sin embargo, en aguas subtropicales, el conocimiento de la variabilidad temporal o el papel de los diferentes componentes de la comunidad dentro de la red trófica es bastante limitado. En esta tesis se evalúa la variabilidad a corto plazo de los diferentes componentes de la comunidad planctónica. El picoplancton dominó la comunidad salvo durante la época productiva, en la que los organismos autótrofos de mayor tamaño desempeñaron un papel destacado. Nuestros resultados muestran como la variabilidad estacional está relacionada con fuerzas “bottom-up”, mientras que los procesos “top-down” dominan a una escala de tiempo más corta. Encontramos que el microzooplancton ejerce un gran impacto sobre la comunidad microbiana, en organismos tanto autótrofos como heterótrofos. Además, observamos un acoplamiento muy estrecho entre estos consumidores y sus presas. Otro mecanismo que regula la estructura planctónica es la depredación de los migradores verticales sobre el zooplancton. Así, la variabilidad del mesozooplancton epipelágico está controlada por un ciclo de depredación vinculado a la iluminación de la luna. En este trabajo realizamos una simulación de esta variabilidad con la que se obtuvieron valores de mortalidad comunitaria de los que derivamos el flujo de carbono activo hacia la zona mesopelágica. Estos valores calculados de transporte activo de carbono son del mismo orden de magnitud que el flujo gravitacional en aguas subtropicales. En el Atlántico noreste la comunidad marina también podría estar influenciada por las tormentas de polvo sahariano que ocurren con gran frecuencia en la zona. En este sentido, se estudió la respuesta de la comunidad planctónica en un período de deposición de polvo atmosférico de gran intensidad, en el año 2010, sin observar una clara respuesta en términos de producción primaria. Por el contrario, la biomasa de diatomeas y mesozooplancton sí se vio aumentada en gran medida tras el paso de una fuerte tormenta de polvo del Sáhara, mientras que los organismos autótrofos de menor tamaño se vieron afectados negativamente. Los resultados de esta tesis suponen una contribución importante para entender la dinámica planctónica tan compleja en los ecosistemas subtropicales, y además, pone de manifiesto la necesidad de llevar a cabo muestreos oceanográficos a escalas de tiempo más cortas.

Assessment of the initial state of two reserves, Micro áreas Ecoturísticas Litorales (MAEL), in Gran Canaria, Canary Islands

Máster en Oceanografía

An integrated marine data repository based on the arc marine model: a pilot Project in the Canary Islands

Trabajo realizado por Antonio Machado Carrillo, Juan Antonio Bermejo e Ignacio Lorenzo

An observational study of oceanic eddy generation mechanisms by tall deep-water islands (Gran Canaria)

[EN]Oceanic eddy generation by tall deep-water islands is common phenomenon. It is recognized that these eddies may have a significant impact on the marine system and related biogeochemical fluxes. Hence, it is important to establish favourable conditions for their generation. With this objective, we present an observational study on eddy generation mechanisms by tall deep-water islands, using as a case study the island of Gran Canaria. Observations show that the main generation mechanism is topographic forcing, which leads to eddy generation when the incident oceanic flow is sufficiently intense. Wind shear at the island wake may acts only as an additional eddy-generation trigger mechanism when the impinging oceanic flow is not sufficiently intense. For the case of the island of Gran Canaria we have observed a mean of ten generated cyclonic eddies per year. Eddies are more frequently generated in summer coinciding with intense Trade winds and Canary Current.

Spatial variability of wave energy resources around the Canary Islands

[EN]Spatial variability of wave energy resource around the coastal waters of the Canary Archipelago is assessed by using a long-term data set derived by means of hindcasting techniques. Results revea( the existence of large differences in the energetic content available in different zones of the archipelago, mainly during spring and autumn. Areas with a higher wave power leve( are the north edge of Lanzarote, western side of Lanzarote and Fuerteventura, north and northwest in La Palma and El Hierro, as well as the north coast of Tenerife. The available energy potential slightly decreases in the north side of Gran Canaria and La Gomera.

3-D reconstruction of the human skeleton during motion

L’analisi del movimento umano ha come obiettivo la descrizione del movimento assoluto e relativo dei segmenti ossei del soggetto e, ove richiesto, dei relativi tessuti molli durante l’esecuzione di esercizi fisici. La bioingegneria mette a disposizione dell’analisi del movimento gli strumenti ed i metodi necessari per una valutazione quantitativa di efficacia, funzione e/o qualità del movimento umano, consentendo al clinico l’analisi di aspetti non individuabili con gli esami tradizionali. Tali valutazioni possono essere di ausilio all’analisi clinica di pazienti e, specialmente con riferimento a problemi ortopedici, richiedono una elevata accuratezza e precisione perché il loro uso sia valido. Il miglioramento della affidabilità dell’analisi del movimento ha quindi un impatto positivo sia sulla metodologia utilizzata, sia sulle ricadute cliniche della stessa. Per perseguire gli obiettivi scientifici descritti, è necessario effettuare una stima precisa ed accurata della posizione e orientamento nello spazio dei segmenti ossei in esame durante l’esecuzione di un qualsiasi atto motorio. Tale descrizione può essere ottenuta mediante la definizione di un modello della porzione del corpo sotto analisi e la misura di due tipi di informazione: una relativa al movimento ed una alla morfologia. L’obiettivo è quindi stimare il vettore posizione e la matrice di orientamento necessari a descrivere la collocazione nello spazio virtuale 3D di un osso utilizzando le posizioni di punti, definiti sulla superficie cutanea ottenute attraverso la stereofotogrammetria. Le traiettorie dei marker, così ottenute, vengono utilizzate per la ricostruzione della posizione e dell’orientamento istantaneo di un sistema di assi solidale con il segmento sotto esame (sistema tecnico) (Cappozzo et al. 2005). Tali traiettorie e conseguentemente i sistemi tecnici, sono affetti da due tipi di errore, uno associato allo strumento di misura e l’altro associato alla presenza di tessuti molli interposti tra osso e cute. La propagazione di quest’ultimo ai risultati finali è molto più distruttiva rispetto a quella dell’errore strumentale che è facilmente minimizzabile attraverso semplici tecniche di filtraggio (Chiari et al. 2005). In letteratura è stato evidenziato che l’errore dovuto alla deformabilità dei tessuti molli durante l’analisi del movimento umano provoca inaccuratezze tali da mettere a rischio l’utilizzabilità dei risultati. A tal proposito Andriacchi scrive: “attualmente, uno dei fattori critici che rallentano il progresso negli studi del movimento umano è la misura del movimento scheletrico partendo dai marcatori posti sulla cute” (Andriacchi et al. 2000). Relativamente alla morfologia, essa può essere acquisita, ad esempio, attraverso l’utilizzazione di tecniche per bioimmagini. Queste vengono fornite con riferimento a sistemi di assi locali in generale diversi dai sistemi tecnici. Per integrare i dati relativi al movimento con i dati morfologici occorre determinare l’operatore che consente la trasformazione tra questi due sistemi di assi (matrice di registrazione) e di conseguenza è fondamentale l’individuazione di particolari terne di riferimento, dette terne anatomiche. L’identificazione di queste terne richiede la localizzazione sul segmento osseo di particolari punti notevoli, detti repere anatomici, rispetto ad un sistema di riferimento solidale con l’osso sotto esame. Tale operazione prende il nome di calibrazione anatomica. Nella maggior parte dei laboratori di analisi del movimento viene implementata una calibrazione anatomica a “bassa risoluzione” che prevede la descrizione della morfologia dell’osso a partire dall’informazione relativa alla posizione di alcuni repere corrispondenti a prominenze ossee individuabili tramite palpazione. Attraverso la stereofotogrammetria è quindi possibile registrare la posizione di questi repere rispetto ad un sistema tecnico. Un diverso approccio di calibrazione anatomica può essere realizzato avvalendosi delle tecniche ad “alta risoluzione”, ovvero attraverso l’uso di bioimmagini. In questo caso è necessario disporre di una rappresentazione digitale dell’osso in un sistema di riferimento morfologico e localizzare i repere d’interesse attraverso palpazione in ambiente virtuale (Benedetti et al. 1994 ; Van Sint Jan et al. 2002; Van Sint Jan et al. 2003). Un simile approccio è difficilmente applicabile nella maggior parte dei laboratori di analisi del movimento, in quanto normalmente non si dispone della strumentazione necessaria per ottenere le bioimmagini; inoltre è noto che tale strumentazione in alcuni casi può essere invasiva. Per entrambe le calibrazioni anatomiche rimane da tenere in considerazione che, generalmente, i repere anatomici sono dei punti definiti arbitrariamente all’interno di un’area più vasta e irregolare che i manuali di anatomia definiscono essere il repere anatomico. L’identificazione dei repere attraverso una loro descrizione verbale è quindi povera in precisione e la difficoltà nella loro identificazione tramite palpazione manuale, a causa della presenza dei tessuti molli interposti, genera errori sia in precisione che in accuratezza. Tali errori si propagano alla stima della cinematica e della dinamica articolare (Ramakrishnan et al. 1991; Della Croce et al. 1999). Della Croce (Della Croce et al. 1999) ha inoltre evidenziato che gli errori che influenzano la collocazione nello spazio delle terne anatomiche non dipendono soltanto dalla precisione con cui vengono identificati i repere anatomici, ma anche dalle regole che si utilizzano per definire le terne. E’ infine necessario evidenziare che la palpazione manuale richiede tempo e può essere effettuata esclusivamente da personale altamente specializzato, risultando quindi molto onerosa (Simon 2004). La presente tesi prende lo spunto dai problemi sopra elencati e ha come obiettivo quello di migliorare la qualità delle informazioni necessarie alla ricostruzione della cinematica 3D dei segmenti ossei in esame affrontando i problemi posti dall’artefatto di tessuto molle e le limitazioni intrinseche nelle attuali procedure di calibrazione anatomica. I problemi sono stati affrontati sia mediante procedure di elaborazione dei dati, sia apportando modifiche ai protocolli sperimentali che consentano di conseguire tale obiettivo. Per quanto riguarda l’artefatto da tessuto molle, si è affrontato l’obiettivo di sviluppare un metodo di stima che fosse specifico per il soggetto e per l’atto motorio in esame e, conseguentemente, di elaborare un metodo che ne consentisse la minimizzazione. Il metodo di stima è non invasivo, non impone restrizione al movimento dei tessuti molli, utilizza la sola misura stereofotogrammetrica ed è basato sul principio della media correlata. Le prestazioni del metodo sono state valutate su dati ottenuti mediante una misura 3D stereofotogrammetrica e fluoroscopica sincrona (Stagni et al. 2005), (Stagni et al. 2005). La coerenza dei risultati raggiunti attraverso i due differenti metodi permette di considerare ragionevoli le stime dell’artefatto ottenute con il nuovo metodo. Tale metodo fornisce informazioni sull’artefatto di pelle in differenti porzioni della coscia del soggetto e durante diversi compiti motori, può quindi essere utilizzato come base per un piazzamento ottimo dei marcatori. Lo si è quindi utilizzato come punto di partenza per elaborare un metodo di compensazione dell’errore dovuto all’artefatto di pelle che lo modella come combinazione lineare degli angoli articolari di anca e ginocchio. Il metodo di compensazione è stato validato attraverso una procedura di simulazione sviluppata ad-hoc. Relativamente alla calibrazione anatomica si è ritenuto prioritario affrontare il problema associato all’identificazione dei repere anatomici perseguendo i seguenti obiettivi: 1. migliorare la precisione nell’identificazione dei repere e, di conseguenza, la ripetibilità dell’identificazione delle terne anatomiche e della cinematica articolare, 2. diminuire il tempo richiesto, 3. permettere che la procedura di identificazione possa essere eseguita anche da personale non specializzato. Il perseguimento di tali obiettivi ha portato alla implementazione dei seguenti metodi: • Inizialmente è stata sviluppata una procedura di palpazione virtuale automatica. Dato un osso digitale, la procedura identifica automaticamente i punti di repere più significativi, nella maniera più precisa possibile e senza l'ausilio di un operatore esperto, sulla base delle informazioni ricavabili da un osso digitale di riferimento (template), preliminarmente palpato manualmente. • E’ stato poi condotto uno studio volto ad indagare i fattori metodologici che influenzano le prestazioni del metodo funzionale nell’individuazione del centro articolare d’anca, come prerequisito fondamentale per migliorare la procedura di calibrazione anatomica. A tale scopo sono stati confrontati diversi algoritmi, diversi cluster di marcatori ed è stata valutata la prestazione del metodo in presenza di compensazione dell’artefatto di pelle. • E’stato infine proposto un metodo alternativo di calibrazione anatomica basato sull’individuazione di un insieme di punti non etichettati, giacenti sulla superficie dell’osso e ricostruiti rispetto ad un TF (UP-CAST). A partire dalla posizione di questi punti, misurati su pelvi coscia e gamba, la morfologia del relativo segmento osseo è stata stimata senza identificare i repere, bensì effettuando un’operazione di matching dei punti misurati con un modello digitale dell’osso in esame. La procedura di individuazione dei punti è stata eseguita da personale non specializzato nell’individuazione dei repere anatomici. Ai soggetti in esame è stato richiesto di effettuare dei cicli di cammino in modo tale da poter indagare gli effetti della nuova procedura di calibrazione anatomica sulla determinazione della cinematica articolare. I risultati ottenuti hanno mostrato, per quel che riguarda la identificazione dei repere, che il metodo proposto migliora sia la precisione inter- che intraoperatore, rispetto alla palpazione convenzionale (Della Croce et al. 1999). E’ stato inoltre riscontrato un notevole miglioramento, rispetto ad altri protocolli (Charlton et al. 2004; Schwartz et al. 2004), nella ripetibilità della cinematica 3D di anca e ginocchio. Bisogna inoltre evidenziare che il protocollo è stato applicato da operatori non specializzati nell’identificazione dei repere anatomici. Grazie a questo miglioramento, la presenza di diversi operatori nel laboratorio non genera una riduzione di ripetibilità. Infine, il tempo richiesto per la procedura è drasticamente diminuito. Per una analisi che include la pelvi e i due arti inferiori, ad esempio, l’identificazione dei 16 repere caratteristici usando la calibrazione convenzionale richiede circa 15 minuti, mentre col nuovo metodo tra i 5 e i 10 minuti.

Development of a sustainable grow-out technology for abalone Haliotis tuberculata coccinea (Reeve) as a new species for aquaculture diversification in the Canary Islands

Programa de doctorado: Acuicultura: producción controlda de animales acuáticos

Sedimentary budget on Las Canteras Beach, Gran Canaria (Canary Islands, Spain)

[EN]This paper deals with sedimentary balances and how the sediments move in function of the waves in a beach with special boundary conditions. For this purpose, the topography of the beach was done with a total station and two prism. Topography data were analyzed with SIG software. Wave data were taken from deepwater buoys. Two parameters were calculated, the Dean’s parameter and Larson’s (1988) parameter, to know the type of the beach. Balances show an accretion of sand on the beach even though in some periods there were big losses of sand on the beach. The parameters calculated are not good to estimate the type of the beach due to the boundary conditions of this particular beach

Mio-pliocene crustaceans from the Canary Islands, Spain

[EN] There are few previous references to fossil crustaceans for the Neogene marine layers of the Canary Islands (Spain). The Mio-Pliocene marine sedimentary layers in the eastern islands (Gran Canaria, Fuerteventura and Lanzarote) were previously characterised by the presence of numerous fossil fauna, mainly anthozoans and molluscs, which correspond to an equatorial-typepalaeoclimate, warmer than the present climate. This Mio-Pliocene transition dated between 9.3 and 4.1 Ma. In this paper, 12 fossil crustacean taxa are identified and classified, including decapods and barnacles: Balanus concavus Bronn, 1831, Balanus spongicola Brown, 1827, Balanus perforatus Bruguière, 1789, Chenolobia testudinaria Linnè, 1767, Tetraclita cf. rubescens Darwin, 1854, Callianassa matsoni Rathbun, 1935, Callianassa sp., Upogebia sp, Eriphia aff. verrucosa (Forskal, 1775) , Maja sp., Scylla michelini Milne-Edwards, 1861 and Ocypode sp. [...]

Determinants of specific food consumption in the Canary Islands (Spain)

The consumption of specific functional foods (FF) and some determinants of FF item selection were assessed using a questionnaire administered to 1112 individuals in the Canary Islands (Spain). Food items considered were Milk products: easily digestible milk (or milk low in lactose), milk enriched with vitamins and/or minerals, skimmed milk with soluble fiber, milk with royal jelly, milk with modified fatty acids (omega 3), milk products low in fat, pro-biotic foods (yoghurt and fermented milk) and yoghurt with phytosterols; Cereals: fortified breakfast cereals, wholemeal cereals and energy bars; Drinks: juices and enriched drinks, stimulating drinks and isotonic drinks; DHA-enriched, low cholesterol eggs; Meat products: low salt sausages and cooked low fat ham; Fats: enriched margarine, margarine rich in phytosterols and

Cenozoic volcanism II: the Canary Islands

[EN] The Canarian archipelago comprises seven main volcanic islands and several islets that form a chain extending for c. 500 km across the eastern Atlantic, with its eastern edge only 100 km from the NW African coast (Fig. 18.1). The islands have had a very long volcanic history, with formations over 20 million years old cropping out in the eastern Canaries. Thus all stages of the volcanic evolution of oceanic islands, including the submarine stage as well as the deep structure of the volcanoes, can be readily observed. Rainfall and vegetation cover are relatively low, with the exception of the island of La Palma, favouring both geological observation and rock preservation. Furthermore, the absence of surface water has promoted groundwater mining by means of up to 3000 km of subhorizontal tunnels (locally known as ‘galerías’).

Determinants of specific food consumption in the Canary Islands (Spain)

[EN]The consumption of specific functional foods (FF) and some determinants of FF item selection were assessed using a questionnaire administered to 1112 individuals in the Canary Islands (Spain). The results indicated that the highest prevalence was fortified drinks (63.6%; 95%CI: 60.7–66.5). Overall FF consumption prevalence was 80.1% (95%CI: 77–83): single FF item consumption being rare. There were significant inter-group relationships, and some group intakes (milk products, cereals and drinks) were related to age but with no overall relationship between consumption and age. The education level was significantly related to the consumption of cereals, drinks, meat products and condiments (c2 test p ¼ 0.04).