eKnowledge Project: Developing and piloting a forum tool to support the collaborative construction of knowledge on the UOC's Virtual Campus

Final report of the eKnowledge's project, an online forum tool that offers consultants and students the chance to create spaces for asynchronous communication and collaboration.

Irreversible thermodynamics of Poisson processes with reaction

A kinetic model is derived to study the successive movements of particles, described by a Poisson process, as well as their generation. The irreversible thermodynamics of this system is also studied from the kinetic model. This makes it possible to evaluate the differences between thermodynamical quantities computed exactly and up to second-order. Such differences determine the range of validity of the second-order approximation to extended irreversible thermodynamics

Speed of reaction-transport processes

We present an approach to determining the speed of wave-front solutions to reaction-transport processes. This method is more accurate than previous ones. This is explicitly shown for several cases of practical interest: (i) the anomalous diffusion reaction, (ii) reaction diffusion in an advective field, and (iii) time-delayed reaction diffusion. There is good agreement with the results of numerical simulations

Pacing redistributes glycogen within the developing myocardium.

Electrical pacing at physiological rate induces myocardial remodeling associated with regional changes in workload, blood flow and oxygen consumption. However, to what extent energy-producing pathways are also modified within the paced heart remains to be investigated. Pacing could particularly affect glycogen metabolism since hypertrophy stimulates glycolysis and increased workload favors glucose over fat oxidation. In order to test this hypothesis, we used the embryonic chick heart model in which ventricular pacing rapidly resulted in thinning of the ventricle wall and thickening of the atrial wall. Hearts of stage 22HH chick embryos were submitted in ovo to asynchronous and intermittent ventricular pacing delivered at physiological rate during 24 h. The resulting alterations of glycogen content were determined in atrium, ventricle and conotruncus of paced and sham-operated hearts. Hemodynamic parameters of the paced and spontaneously beating hearts were derived from computerized image analysis of video recordings. With respect to sham, paced hearts showed a significant decrease in glycogen content (nmoles glucose units/microg protein; mean+/-S.D.) only in atrium (1.48+/-0.40 v 0.84+/-0.34, n=8) and conotruncus (0.75+/-0.28 v 0.42+/-0.23, n=8). Pacing decreased the end diastolic and stroke volumes by 34 and 44%, respectively. Thus, the rapid glycogen depletion in regions remote from the stimulation site appears to be associated with regional changes in workload and remodeling. These findings underscore the importance of the coupling mechanisms between metabolic pathways and myocardial remodeling in the ectopically paced heart.

Low dispersing species : population genetic processes in space and time : the genus "Trochulus" (Gastropoda: Hygromiidae) as a case study

RÉSUMÉ Une espèce est rarement composée d'une population unique. Parce que les individus ont des capacités de dispersion limitées et que les paysages sont des mosaïques d'habitats, la plupart des espèces sont plutôt composées de sous-populations connectées par la migration. Cette variation spatiale influence directement la distribution de la variabilité génétique dans et entre les populations. Durant ce travail, nous avons abordé certains des processus populationnels qui ont joué un rôle supposé dans l'apparition de nouvelles espèces au sein du genre Trochulus. Plus précisément, nous avons tenté d'évaluer les impacts respectifs de l'isolement passé (facteurs historiques) et présent (facteurs locaux). Nous avons d'abord pu montrer que les faibles capacités de dispersion des escargots terrestres ont directement influencé leur histoire évolutive à toutes les échelles spatiales et temporelles. En réduisant l'effet homogénéisant de la migration, une faible dispersion maintient dans les populations les traces génétiques d'évènements passés. A l'échelle de la distribution globale de Trochulus villosus, ces traces ont permis de reconstruire une histoire faite d'isolements et d'expansions de populations. En combinant des données génétiques avec une modélisation de la niche climatique passée, il a été possible de proposer un scénario significativement meilleur que toutes les hypothèses alternatives que nous avons testées. A l'échelle locale par contre, l'héritage historique est difficile à distinguer de la dynamique actuelle. Ce fut le cas des lignées mitochondriales du complexe sericeus-hispidus : les deux principales lignées étaient phylogénétiquement éloignées, avaient eu des démographies passées différentes et corrélaient avec des différences morphologiques. D'un autre côté, le flux de gène nucléaire était fort, contredisant l'idée de deux espèces cryptiques isolées reproductivement. Pour pouvoir conclure à la présence ou non de deux espèces, il nous a manqué des informations locales sur la dynamique des populations et les conditions écologiques que l'on trouve dans la région d'étude. Enfin, nous avons pu souligner que la connectivité entre populations d'escargots est soumise à la qualité des habitats et à leur organisation spatiale. Les escargots sont dépendants d'un habitat et s'y adaptent, comme l'indiquent la présence de «poils » uniquement sur la coquille d'espèces vivant dans des habitats humides ou la corrélation entre morphologie et habitat au sein du complexe sericeus-hispidus. Logiquement donc, les escargots migrent préférentiellement au travers d'habitats favorables comme l'a montré la réduction de flux de gènes au travers des prairies chez T. villosus (une espèce forestière). De ces données, nous pouvons supposer que les populations d'escargots en particulier, et des espèces à faible dispersion en général, ont de fortes chances d'être affectées par les changements climatiques, avec de probables implications pour leurs histoires évolutives. SUMMARY : Species rarely consists in a single population. Because individuals have limited dispersal abilities, because landscapes are habitat patchworks, most species are made of several subpopulations connected by migration. This spatial variation has consequences on the distribution of genetic diversity within and between populations, creating a structure among the populations. During the present work, we investigated some of the population processes assumed to have played an important role on the speciation within the genus Trochulus. More specifically, we questioned the respective impacts of past (historical factors) or present (local factors) population isolations. We first could show that the poor dispersal abilities of land snails have had profound impacts on their evolutionary histories at all spatial and temporal scales. Low dispersal maintains a strong signature of past events in the populations by minimising the homogenising effects of geneflow. At the scale of Trochulus villosus global distribution, they allowed to retrieve the detailed history of this species population isolations and expansions. Combining a large genetic dataset with paleo-climatic niche modelling ended up with a historical scenario significantly better than all traditional alternatives we tested. At local scale on the contrary, past events become difficult to tease apart from ongoing processes. This was the case for the divergent mitochondria) lineages within the sericeus-hispidus complex: the two principal lineages appeared to be phylogenetically distant, to have experienced different demographic histories and to correlate with morphological differences. On the other hand, nuclear (present day) geneflow was high, contradicting the idea of two reproductively isolated cryptic species. Information on the local population dynamics and environmental conditions are lacking to be able to decide whether past isolation has indeed resulted here in new species. Finally, we emphasised the importance of the habitat types present in a landscape as well as their spatial organisation for the population connectivity of land snails. These species are tightly dependent on a habitat and adapt to it as shown by thé occurrence of hair-like structures only in species living in humid environments or by the correlation between shell morphology and habitat in the sericeus-hispidus complex. As a result, land snails preferentially migrate through favourable habitats: Trochulus villosus, a forest species, had its geneflow significantly reduced across meadows. From these data, we can hypothesise that the populations of land snails in particular and of low dispersing species in general are likely to be strongly affected by the ongoing climate changes, with potential major consequences on their evolutionary histories.

Developing and evaluating a pictogram-based Instant Messaging service for individuals with cognitive disabilities

Information and communication technologies pose accessibility problems to people with disabilities because its design fails to take into account their communication and usability requirements. The impossibility to access the services provided by these technologies creates a situation of exclusion that reduces the self-suficiency of disabled individuals and causes social isolation, which in turn diminishes their overall quality of life. Considering the importance of these technologies and services in our society, we have developed a pictogram-based Instant Messaging service for individuals with cognitive disabilities who have reading and writing problems. Along the paper we introduce and discuss the User Centred Design methodology that we have used to develop and evaluate the pictogram-based Instant Messaging service and client with individuals with cognitive disabilities taking into account their communication and usability requirements. From the results obtained in the evaluation process we can state that individuals with cognitive disabilities have been able to use the pictogram-based Instant Messaging service and client to communicate with their relatives and acquaintances, thus serving as a tool to help reducing their social and digital exclusion situation.

Spatio-temporal micromeasurements of the oxygen uptake in the developing chick embryo.

A method has been developed for the determination of the oxygen uptake of small areas (0.01 mm2) in an entire chick embryo cultured in vitro under defined metabolic conditions. It is based on the recordings of the spectral changes of the hemoglobin used as oxygen source for the respiring tissue (Barzu and Borza, 1967). Rapid scanning of the hemoglobin absorbance over the preparation allows a comparison of the O2 uptake of various regions. Values of the order of 10(-2) 1 O2 . min-2 are measured in less than 10 sec with a spatial resolution of 100 micron. The differentiation of embryonic tissue is not disturbed by the measurements. The O2 diffusion in the media and in the tissue has been analyzed by digital simulation. The O2 uptake of the Hensen's node was measured from embryos starting at the stage of definitive primitive streak (stage 4) up to the stage of 10 somites. It increases from 0.6 to 1.1 nl . h-1 with a marked acceleration between stages 4 and 5. The values corrected for the protein content of the Hensen's node at stage 4, 5, 6 and 8 are 32, 30 and 28 microliter . mg-1 . h-1 respectively. The first scanning results show different patterns of the O2 utake at the level of the Hensen's node and of the neural plate. At stage 6-7, the corrected O2 uptake is 30 microliter . mg-1 . h-1 for . the former and 43 microliter . mg-1 . h-1 for the latter.

Slope processes in changing permafrost environments: a geomorphological and sedimentological approach

Estudi realitzat a partir d’una estada al Centro de Estudos Geograficos de la Universidade de Lisboa, Portugal, entre 2011 i 2012. En aquest grup he desenvolupat la meva recerca focalitzada en ambients polars en presència de permafrost, concretament centrada en l’extrem nord-occidental de la Península Antàrtica (Shetland del Sud) i a l’Alt Àrtic (Svalvard). Ambdós àrees han registrat un augment de temperatura molt significatiu les darreres dècades. La meva recerca ha contemplat l’anàlisi de registres sedimentaris (lacustres, eòlics, vessant) i la monitorització de processos geomorfològics actuals a fi efecte d’entendre la dinàmica ambiental present i passada (i.e. clima). Amb aquesta finalitat he realitzat tres campanyes de treball de camp a l’Antàrtida i dues a l’Àrtic. El posterior treball de laboratori i d’oficina està propiciant nombroses publicacions que donen fe dels èxits assolits. A més, cal enfatitzar altres activitats desenvolupades durant la BP-A: coneixement de com organitzar i gestionar una campanya antàrtica, docència universitària, participació en comitès, associacions i tribunals de tesis doctorals, organització i participació en nombroses conferències, treball de camp en noves àrees d’estudi, referee per revistes internacionals, etc. Tanmateix, la concessió del projecte de recerca HOLOANTAR, del qual en sóc l’Investigador Responsable, ha estat l’èxit més important d’aquesta estada. Aquest projecte m’està conferint la capacitat de gestionar i integrar la recerca de 16 investigadors de diferents nacionalitats des d’una perspectiva multidisciplinar. Tothora, cal remarcar que no s’ha assolit un dels èxits que pretenia el meu projecte de BP-A: la transferència del bagatge i coneixement adquirit al sistema de recerca català. Malgrat haver presentat la meva candidatura per un contracte BP-B per tal que aquest background après a l’estranger revertís a Catalunya, el procés de selecció emprat en la convocatòria ho ha impedit i m’obliga a continuar la meva recerca a l’estranger.

Developing methodologies to allow the robust prediction dynamic context dominated by perturbations

El principal objectiu del projecte era desenvolupar millores conceptuals i metodològiques que permetessin una millor predicció dels canvis en la distribució de les espècies (a una escala de paisatge) derivats de canvis ambientals en un context dominat per pertorbacions. En un primer estudi, vàrem comparar l'eficàcia de diferents models dinàmics per a predir la distribució de l'hortolà (Emberiza hortulana). Els nostres resultats indiquen que un model híbrid que combini canvis en la qualitat de l'hàbitat, derivats de canvis en el paisatge, amb un model poblacional espacialment explícit és una aproximació adequada per abordar canvis en la distribució d'espècies en contextos de dinàmica ambiental elevada i una capacitat de dispersió limitada de l'espècie objectiu. En un segon estudi abordarem la calibració mitjançant dades de seguiment de models de distribució dinàmics per a 12 espècies amb preferència per hàbitats oberts. Entre les conclusions extretes destaquem: (1) la necessitat de que les dades de seguiment abarquin aquelles àrees on es produeixen els canvis de qualitat; (2) el biaix que es produeix en la estimació dels paràmetres del model d'ocupació quan la hipòtesi de canvi de paisatge o el model de qualitat d'hàbitat són incorrectes. En el darrer treball estudiarem el possible impacte en 67 espècies d’ocells de diferents règims d’incendis, definits a partir de combinacions de nivells de canvi climàtic (portant a un augment esperat de la mida i freqüència d’incendis forestals), i eficiència d’extinció per part dels bombers. Segons els resultats dels nostres models, la combinació de factors antropogènics del regim d’incendis, tals com l’abandonament rural i l’extinció, poden ser més determinants per als canvis de distribució que els efectes derivats del canvi climàtic. Els productes generats inclouen tres publicacions científiques, una pàgina web amb resultats del projecte i una llibreria per a l'entorn estadístic R.

El fet migratori a Catalunya i els processos d'identificació nacional en la població nouvinguda

En el marc de la recerca sobre identitats i nova ciutadania, l’objecte d’aquest treball és reconèixer elements clau dels processos d’identificació nacional a Catalunya en la població nouvinguda, i identificar els factors que n'afavoreixen la seva vinculació comunitària. La recerca s'ha desenvolupat en un primer bloc analitzant la perspectiva sociològica entorn a la idea d’identitat, així com l’evolució del discurs identitari a Catalunya, a fi de continuar desenvolupant amb profunditat el debat sobre identitat i nació en relació al fet migratori i la diversitat social existent. En un segon bloc d’anàlisi, la recerca fixa la mirada a una dotzena de casos treballats a través d’històries de vida de diverses realitats migratòries del nostre país corresponents a les diverses onades del segle XX, tant d’immigració espanyola com d'immigració de fora de l'Estat espanyol. La voluntat d’aquest segon bloc és extreure experiències socials d’interpretacions individuals que assenyalin quins elements permeten o dificulten la mobilitat social, quines experiències tenen valor identitari i de quin tipus, i quins fenòmens esdevenen rellevants en la configuració d’espais de referència i identificació nacional a nivell individual. Finalment s’incorpora un apartat d’entrevistes en profunditat a diversos actors socials i polítics rellevants a fi de reconèixer aquells elements que centren el discurs de la “nova cultura pública comuna”. L’objectiu és interrelacionar el discurs polític i filosòfic actual amb l’experiència biogràfica de les persones, assenyalant aquells elements que han estat significatius per a la seva identitat com a catalans i catalanes o, ans al contrari, que no han afavorit una situació en aquests termes. En aquest sentit la pregunta que vincula aquest espai de reflexió és: Quins elements afavoreixen la identificació nacional englobant la diversitat social existent i quins mecanismes d'adhesió hi podrien funcionar?