Ecology.

Es una disciplina científica relativamente nueva, que estudia las relaciones entre los seres vivos, dentro de cada especie y entre especies diferentes, y entre éstos y su entorno. Por lo que también forma parte del estudio los aspectos físicos del medio ambiente, tales como la composición de las rocas, del suelo, del aire y del agua. El estudio ecológico se divide en varias fases, en primer lugar, se realiza el trabajo de campo que recopila información en el mismo medio natural y del que se obtienen unos datos, que sirven después para completar los estudios en el laboratorio y realizar experimentos.

A study on the phylogeny and the ecology of ammonia-oxidizing bacteria using a new molecular marker based on the gene amoB

L'agricultura i la industrialització han causat un augment significatiu del nombre d'ambients rics en amoni. La presència de compostos nitrogenats redueix la qualitat de l'aigua, causant problemes de toxicitat, deteriorant el medi ambient i fins i tot afectant la salut humana. En conseqüència, la nitrificació s'ha convertit en un procés global que afecta al cicle del nitrogen a la biosfera. Els bacteris oxidadors d'amoni (AOB) són els responsables de l'oxidació de l'amoni a nitrit, i juguen un paper essencial en el cicle del nitrogen. Els primers oxidadors d'amoni foren aïllats a finals del segle XIX, però la lentitud del seu creixement i les dificultats per cultivar-los feren que fins als anys 80, amb els primers estudis emprant el gen 16SrDNA, no s'assolís un coneixement complert d'aquest grup bacterià. Actualment les bases de dades contenen multitud d'entrades amb seqüències corresponents a AOB. L'objectiu d'aquest treball era trobar, desenvolupar i avaluar eines útils i fiables per a l'estudi dels AOB en mostres ambientals. En aquest treball primer descrivim la utilització de la hibridació in situ amb fluorescència (FISH), mitjançant l'aplicació de sondes amb diana en el 16SrRNA dels AOB. La FISH ens va permetre detectar i recomptar aquest grup bacterià; no obstant, aquest mètode no permetia la detecció de noves seqüències, pel que es necessitava una nova eina. Amb aquesta intenció vam aplicar la seqüència de la sonda Nso1225 en una PCR. El fet d'amplificar específicament un fragment del 16SrDNA dels AOB va suposar el desenvolupament d'una nova eina molecular que permetia detectar la presència i diversitat d'aquests bacteris en ambients naturals. Malgrat tot, algunes seqüències pertanyents a bacteris no oxidadors d'amoni del subgrup β dels proteobacteris, eren també obtingudes amb aquesta tècnica. Així mateix, un dels inconvenients de l'ús del 16SrDNA com a marcador és la impossibilitat de detectar simultàniament els AOB que pertanyen als subgrups β i γ dels proteobacteris. El gen amoA, que codifica per la subunitat A de l'enzim amoni monooxigenasa (AMO), era aleshores àmpliament utilitzat com a marcador per a la detecció dels AOB. En aquest treball també descrivim la utilització d'aquest marcador en mostres procedents d'un reactor SBR. Aquest marcador ens va permetre identificar seqüències de AOB en la mostra, però la necessitat de detectar amoA mitjançant clonatge fa que l'ús d'aquest marcador requereixi massa temps per a la seva utilització com a eina en estudis d'ecologia microbiana amb moltes mostres. Per altra banda, alguns autors han assenyalat l'obtenció de seqüències de no AOB en utilitzar amoA en un protocol de PCR-DGGE. Amb la finalitat d'obtenir una eina ràpida i rigorosa per detectar i identificar els AOB, vam desenvolupar un joc nou d'oligonucleòtids amb diana en el gen amoB, que codifica per a la subunitat transmembrana de l'enzim AMO. Aquest gen ha demostrat ser un bon marcador molecular pels AOB, oferint, sense tenir en compte afiliacions filogenètiques, una elevada especificitat, sensibilitat i fiabilitat. En aquest treball també presentem una anàlisi de RT-PCR basada en la detecció del gen amoB per a la quantificació del gènere Nitrosococcus. El nou joc d'oligonucleòtids dissenyat permet una enumeració altament específica i sensible de tots els γ-Nitrosococcus coneguts. Finalment, vam realitzar un estudi poligènic, comparant i avaluant els marcadors amoA, amoB i 16SrDNA, i vàrem construir un arbre filogenètic combinat. Com a resultat concloem que amoB és un marcador adequat per a la detecció i identificació dels AOB en mostres ambientals, proporcionant alhora agrupacions consistents en fer inferències filogenètiques. Per altra banda, la seqüència sencera del gen 16S rDNA és indicada com a marcador en estudis amb finalitats taxonòmiques i filogenètiques en treballar amb cultius purs de AOB.

Ecology of an invasive fish (Silurus glanis) in Catalan reservoirs

L'objectiu d'aquesta tesi és aportar les primeres dades sobre l'ecologia del silur (Silurus glanis) introduït a la Península Ibèrica i estimar els seu impacte ecològic sobre la biota nativa. Es van mostrejar les comunitats de peixos de 14 embassaments catalans. El silur es troba actualment introduït a quatre conques Ibèriques: a la de l'Ebre fa uns 30 anys, a les del Ter i Tajo fa uns pocs anys i recentment al Llobregat. Hem demostrat la utilitat de comparar estadis d'invasió recents i avançats per mirar d'entendre els canvis ecològics causats per espècies invasores: les introduccions recents presenten silurs més joves, de menor mida i amb taxes de creixement superiors a les de les poblacions introduïdes anteriorment i també respecte les poblacions natives; a més, depreden majoritàriament sobre peixos, en contra de les poblacions més antigues que s'alimenten sobretot de cranc. Finalment, aportem les primeres dades publicades de telemetria del silur.

Limnological characteristics and zooplankton community structure of Mediterranean coastal lagoons undergoing restoration

Entre 1999 i 2003 es va desenvolupar un projecte Life de restauració a la maresma de La Pletera, afectada per un pla urbanització, i a la llacuna del Ter Vell, amb un elevat grau d'eutròfia (aiguamolls del Baix Ter, NE Península Ibèrica). L'objectiu d'aquesta tesi és establir el funcionament d'ambdós ecosistemes, analitzar-ne la problemàtica ambiental i avaluar els efectes de la restauració. A la maresma de la Pletera, es va analitzar el paper de la hidrologia en la composició i dinàmica dels nutrients i del zooplàncton en cinc llacunes, tres de les quals havien estat creades dins el projecte de restauració com a nous refugis per una espècie de peix amenaçada (Aphanius iberus). La hidrologia es va caracteritzar per un llarg període de confinament sense entrades d'aigua, interromput de manera irregular per inundacions puntuals. La dinàmica del nitrogen inorgànic es va relacionar amb les entrades d'aigua, mentre que la del fòsfor, del nitrogen total i de la matèria orgànica es va relacionar amb els processos d'acumulació i reciclatge intern durant el confinament. El zooplàncton es va analitzar mitjançant la combinació d'aproximacions taxonòmiques i de mides. L'estructura de mides de la comunitat es va veure més afectada per les interaccions tròfiques (depredació i competència) mentre que l'estructura taxonòmica va ser més sensible a factors abiòtics (nutrients). El ràpid creixement de la població A. iberus en les noves llacunes va suggerir que aquestes havien proporcionat l'hàbitat adequat per a l'espècie, almenys a curt termini. Les actuacions de restauració a la llacuna del Ter Vell es van centrar en la millora de la qualitat de l'aigua mitjançant (1) la construcció d'uns aiguamolls per depurar l'aigua d'entrada i (2) el dragat del sediment en diversos punts. Simultàniament a la restauració, però de forma independent, la gestió agrícola de l'aigua va reduir dràsticament el cabal d'entrada d'aigua dolça a la llacuna, provocant un canvi en el règim hídric. Es van analitzar els efectes a curt termini d'aquest canvi sobre la limnologia i el zooplàncton de la llacuna. Abans del canvi, la hidrologia era artificial ja que s'havia prolongat l'entrada d'aigua dolça d'acord amb la demanda agrícola, i per tant la llacuna presentava una elevada taxa de renovació de l'aigua i majors concentracions de nutrients. Després del canvi, la hidrologia va dependre més del clima, es van reduir les entrades d'aigua i es va allargar el període de confinament. La composició y dinàmica dels nutrients va tendir a assemblar-se a l'observada a les llacunes de la maresma, mentre que la comunitat del zooplàncton no ho va fer. L'estat ecològic de la llacuna va millorar després del canvi en el règim hídric.

Phytoplankton dynamic in permanent and temporary waters of Empordà Salt marshes (NE Spain)

Se ha estudiado la dinámica del fitoplancton en las lagunas costeras de Aiguamolls de l'Empordà. El fitoplancton esta sujeto principalmente al control "bottom-up", la variabilidad hidrológica y la disponibilidad de nutrientes tienen una mayor influencia en la composición y distribución de tamaños del fitoplancton, que el zooplancton. La concentración de materia orgánica disuelta es el factor ambiental más correlacionado con el crecimiento de la biomasa fitoplanctónica. Dada la proximidad entre las lagunas costeras y el mar, donde la ocurrencia de Proliferaciones de Algas Nocivas es cada vez más frecuente, se realizan un inventario general de las especies más abundantes del fitoplancton y se llevan a cabo análisis extensivos de la toxicidad. La mayoría de especies de dinoflagelados encontradas son potencialmente nocivas. Hay pocas especies en común entre el mar y las lagunas, sin embargo, existen especies productoras de PANs características de los ambientes lagunares.

The Influence of Body Condition on the Stopover Ecology of Least Sandpipers in the Lower Mississippi Alluvial Valley during Fall Migration

Many shorebirds are long-distance migrants and depend on the energy gained at stopover sites to complete migration. Competing hypotheses have described strategies used by migrating birds; the energy-selection hypothesis predicts that shorebirds attempt to maximize energy gained at stopover sites, whereas the time-selection hypothesis predicts that shorebirds attempt to minimize time spent at stopover sites. The energy- and time-selection hypotheses both predict that birds in better condition will depart sites sooner. However, numerous studies of stopover duration have found little support for this prediction, leading to the suggestion that migrating birds operate under energy and time constraints for only a small portion of the migratory season. During fall migration 2002, we tested the prediction that birds in better condition depart stopover sites sooner by examining the relationship between stopover duration and body condition for migrating Least Sandpipers (Calidris minutilla) at three stopover sites in the Lower Mississippi Alluvial Valley. We also tested the assumption made by the Lower Mississippi Alluvial Valley Migratory Bird Science Team that shorebirds stay in the Mississippi Valley for 10 d. The assumption of 10 d was used to estimate the amount of habitat required by shorebirds in the Mississippi Valley during fall migration; a period longer than 10 d would increase the estimate of the amount habitat required. We used multiple-day constancy models of apparent survival and program MARK to estimate stopover duration for 293 individually color-marked and resighted Least Sandpipers. We found that a four-day constancy interval and a site x quadratic time trend interaction term best modeled apparent survival. We found only weak support for body condition as a factor explaining length of stopover duration, which is consistent with findings from similar work. Stopover duration estimates were 4.1 d (95% CI = 2.8–6.1) for adult Least Sandpipers at Bald Knob National Wildlife Refuge, Arkansas, 6.5 d (95% CI = 4.9–8.7) for adult and 6.1 d (95% CI =4.2–9.1) for juvenile Least Sandpipers at Yazoo National Wildlife Refuge, Mississippi, and 6.9 d (95% CI = 5.5–8.7) for juvenile Least Sandpipers at Morgan Brake National Wildlife Refuge, Mississippi. Based on our estimates of stopover duration and the assumption made by the Lower Mississippi Alluvial Valley Migratory Bird Science Team, there is sufficient habitat in the lower Mississippi Valley to support shorebirds during fall migration.

Potential impacts of climate change on water quality and ecology in six UK rivers

A modelling study has been undertaken to assess the likely impacts of climate change on water quality across the UK. A range of climate change scenarios have been used to generate future precipitation, evaporation and temperature time series at a range of catchments across the UK. These time series have then been used to drive the Integrated Catchment (INCA) suite of flow, water quality and ecological models to simulate flow, nitrate, ammonia, total and soluble reactive phosphorus, sediments, macrophytes and epiphytes in the Rivers Tamar, Lugg, Tame, Kennet, Tweed and Lambourn. A wide range of responses have been obtained with impacts varying depending on river character, catchment location, flow regime, type of scenario and the time into the future. Essentially upland reaches of river will respond differently to lowland reaches of river, and the responses will vary depending on the water quality parameter of interest.

Water quality and ecology of the River Lee: mass balance and a review of temporal and spatial data

A regional overview of the water quality and ecology of the River Lee catchment is presented. Specifically, data describing the chemical, microbiological and macrobiological water quality and fisheries communities have been analysed, based on a division into river, sewage treatment works, fish-farm, lake and industrial samples. Nutrient enrichment and the highest concentrations of metals and micro-organics were found in the urbanised, lower reaches of the Lee and in the Lee Navigation. Average annual concentrations of metals were generally within environmental quality standards although, oil many occasions, concentrations of cadmium, copper, lead, mercury and zinc were in excess of the standards. Various organic substances (used as herbicides, fungicides, insecticides, chlorination by-products and industrial solvents) were widely detected in the Lee system. Concentrations of ten micro-organic substances were observed in excess of their environmental quality standards, though not in terms of annual averages. Sewage treatment works were the principal point source input of nutrients. metals and micro-organic determinands to the catchment. Diffuse nitrogen sources contributed approximately 60% and 27% of the in-stream load in the upper and lower Lee respectively, whereas approximately 60% and 20% of the in-stream phosphorus load was derived from diffuse sources in the upper and lower Lee. For metals, the most significant source was the urban runoff from North London. In reaches less affected by effluent discharges, diffuse runoff from urban and agricultural areas dominated trends. Flig-h microbiological content, observed in the River Lee particularly in urbanised reaches, was far in excess of the EC Bathing Water Directive standards. Water quality issues and degraded habitat in the lower reaches of the Lee have led to impoverished aquatic fauna but, within the mid-catchment reaches and upper agricultural tributaries, less nutrient enrichment and channel alteration has permitted more diverse aquatic fauna.