Geospatial modeling in marine recreational fisheries science

El presente trabajo de tesis doctoral propone diferentes enfoques geoespaciales destinados al análisis de la dimensión espacial de las pesquerías recreativas costeras utilizando métodos cuantitativos y herramientas computacionales. Diferentes tipos de información espacial,relativas a los hábitats bentónicos así como a la movilidad y a la calidad de las capturas, han sido combinadas para estimar el esfuerzo de pesca y las capturas totales, utilizando un enfoque original y espacialmente explícito. El objetivo es el de progresar en la comprensión del comportamiento espacial del pescador a través de un enfoque holístico basado en datos empíricos y modelos estadísticos. La modalidad de pesca del 'roquer', una de las pesquerías recreativas costeras más populares en el Mediterráneo, ha sido utilizada como caso de estudio en la bahía de Palma (en el Mediterráneo noroccidental)This thesis proposes different geospatial approaches for assessing the spatial dimension of the coastal recreational fisheries using quantitative methods and computational tools. Spatial information on benthic habitats, fish mobility and fishing quality were combined for estimating fishing effort and harvest using an original spatially-explicit approach. The aim is to advance in our understanding of angler spatial behaviour using a holistic approach based on empirical data and statistical models. In order to illustrate the proposed framework, the ‘roquer’ modality, one of the most popular coastal recreational fisheries in the Mediterranean Sea, was used as case study at Palma Bay (NW Mediterranean

Decapod crustacean larvae inhabiting offshore Balearic Sea waters (western Mediterranean): taxonomy and ecology

- Introducció: Entendre l'evolució, la distribució i l'ecologia dels animals marins requereix informació prèvia sobre la biologia reproductiva i els patrons de desenvolupament, ja que els estadis primerencs de vida (larves), constitueixen en molts taxons períodes crítics del cicle vital, en els quals l’abundància i la distribució de les poblacions queda en gran mesura determinada. Atesa la importància dels crustacis decàpodes en els ecosistemes marins i les pesqueries de la Mediterrània, i la poca informació que existeix sobre la seva ecologia, especialment pel que fa a les primeres etapes de desenvolupament, aquesta tesi se centra en l'anàlisi de la comunitat de larves de decàpodes, especialment d’espècies que habiten en zones de gran fondària i en aigües obertes. CATALÀ - Contingut de la investigació: La primera secció de la tesi es refereix a les qüestions que sorgeixen de la identificació taxonòmica precisa dels individus, que constitueix el prerequisist fonamental per dur a terme nous estudis de tota la comunitat, així com a les relacionades amb l'ecologia de cada espècie considerada individualment. Posteriorment, aquestes identificacions varen permetre tant l’elaboració de descripcions morfològiques d'estadis larvaris que fins ara eren desconeguts, contribuint a superar les limitacions que afecten a la bibliografia existent , incompleta per a algunes famílies, com ampliar el coneixement de la biologia i ecologia d'algunes espècies, com a resultat de la nova informació aportada sobre les seves fases larvàries. La segona part de l'estudi inclou estudis innovadors sobre l'estructura de la comunitat larvària i la distribució vertical de les espècies, així com les variacions al llarg del seu desenvolupament ontogenètic i les implicacions ecològiques. La recollida de dades per a aquesta tesi es va dur a terme al voltant de l'illa de Mallorca, a l'arxipèlag Balear (Mediterrània Occidental). Concretament, les larves de decàpodes es van obtenir de mostres de meso-zooplàncton preses en diferents estrats de profunditat, mentre que juvenils i adults van ser capturats amb diferents arts. El mostreig es va dur a terme sobre dues estacions situades al límit de la plataforma continental i al talús mig, al nord-oest i al sud de Mallorca, a finals de la tardor de 2009 i l'estiu de 2010. Les primeres anàlisis van consistir en un estudi taxonòmic detallat de totes les larves de decàpodes presents en aquestes mostres, prestant especial atenció a estats de desenvolupament poc estudiats o desconeguts. Com a resultat d'aquestes anàlisis es varen trobar i descriure el primer estat de vida lliure de Scyllarides latus i la segona mysis de Aristeus antennatus. Es van identificar així mateix estadis larvaris d'altres espècies, d'interès per a la pesca o qüestions de conservació, com són les larves de Parapenaeus longirostris i la de Maja squinado. A més, anàlisis moleculars i morfològics varen permetre reassignar morfotipus larvaris prèviament mal classificats en la literatura disponible a Polycheles typhlops identificats erròniament en la literatura disponible. Finalment, es van descobrir larves de una espècie invasora desconeguda fins ara a la Mediterrània, Palaemon macrodactylus. La presència d'aquesta espècie s'ha confirmat amb la recent troballa de poblacions adultes en l'àrea. Concretament, les distribucions verticals durant el dia i la nit i els seus canvis estacionals, circadians i ontogenètics durant l'estiu i la tardor, van ser analitzades per a quatre de les espècies dominants en la comunitat: Gennadas elegans, Eusergestes arcticus, Sergia robusta i Parasergestes vigilax. La informació precisa sobre la distribució larvària en la vertical d'aquestes espècies, que juguen un important paper en la dinàmica de transferència energètica en els ecosistemes batials i del talús continental, podria incorporar-se en un model de circulació hidrodinàmic, el que ajudaria a la comprensió de la distribució dels adults. - Conclusió En resum, aquest treball consolida una línia d'investigació, recentment iniciada, centrada en l'estudi de les comunitats larvàries dels decàpodes del Mar Balear, que aborda per primera vegada l'anàlisi de la seva estructuració vertical i les implicacions ecològiques.-Introducción Entender la evolución, la distribución y la ecología de los animales marinos requiere de información previa sobre la biología reproductiva y los patrones de desarrollo, puesto que los estadios tempranos de vida (larvas), constituyen en muchos taxones periodos críticos del ciclo vital, en el que se determinan en gran medida las abundancias y distribuciones de las poblaciones. Teniendo en cuenta la importancia de los crustáceos decápodos en los ecosistemas marinos y pesquerías del Mediterráneo y a la poca información existente sobre su ecología, especialmente en lo que respecta a sus estados tempranos de desarrollo, esta tesis se centra en el análisis de la comunidad de larvas de decápodos, especialmente de especies que habitan en zonas profundas y aguas abiertas. - Contenido de la investigación La primera sección de la tesis se refiere a las cuestiones que surgen de la precisa identificación taxonómica de los individuos, que constituye el prerrequisito fundamental para ulteriores estudios de toda la comunidad, así como a las relacionadas con la ecología de cada especie considerada individualmente. Posteriormente, estas identificaciones permitieron tanto elaborar descripciones morfológicas detalladas de estadios larvarios hasta ahora desconocidos, contribuyendo a superar las limitaciones de la bibliografía existente hasta la fecha, incompleta para algunas familias, como ampliar el conocimiento de la biología y ecología de algunas especies como resultado de la nueva información aportada sobre sus fases larvarias. La segunda parte de la tesis incluye estudios innovadores sobre la estructura de la comunidad larvaria y la distribución vertical de las especies, así como sobre sus variaciones a lo largo del desarrollo ontogenético y sus implicaciones ecológicas. La recolección de datos para esta tesis se llevó a cabo alrededor de la isla de Mallorca, en el archipiélago Balear (Mediterráneo Occidental). En concreto, las larvas de decápodos se obtuvieron de muestras de meso-zooplancton tomadas en diferentes estratos de profundidad, mientras que juveniles y adultos fueron capturados con diferentes artes. El muestreo se llevó a cabo sobre dos estaciones situadas respectivamente sobre el límite de la plataforma continental y el talud medio, en el noroeste y sur de Mallorca, durante finales de otoño de 2009 y el verano de 2010. Los primeros análisis consistieron en un estudio taxonómico detallado de todas las larvas de decápodos presentes en dichas muestras, prestando especial atención a estados de desarrollo poco es estudiados o desconocidos. Como resultado de estos análisis se encontraron y describieron el primer estado de vida libre de Scyllarides latus y la segunda mysis de Aristeus antennatus. Se identificaron asimismo estadíos larvarios de otras especies, de interés para la pesca o cuestiones de conservación, como son las de Parapenaeus longirostris y la larva de Maja squinado. Además, análisis moleculares y morfológicos permitieron reasignar morfotipos larvarios previamente mal clasificados en la literatura disponible a Polycheles typhlops. Finalmente, se descubrieron larvas de una especie invasora desconocida hasta la fecha en el Mediterráneo, Palaemon macrodactylus. La presencia de esta especie se ha confirmado con el reciente hallazgo de poblaciones adultas en el área. Concretamente, las distribuciones verticales y sus cambios estacionales, circadianos y ontogenéticos, fueron analizadas para cuatro de las especies dominantes en la comunidad: Gennadas elegans, Eusergestes arcticus, Sergia robusta y Parasergestes vigilax. La información precisa sobre la distribución larvaria en la vertical de estas especies, que juegan un importante papel en la dinámica de transferencia energética en los ecosistemas batiales y del talud continental, podría incorporarse en un modelo de circulación hidrodinámico, lo que ayudaría a la compresión de la distribución de sus adultos. -Conclusión En resumen, este trabajo consolida una línea de investigación recientemente iniciada centrada en el estudio de las comunidades larvarias de los decápodos del Mar Balear, abordando por primera vez el análisis de la estructuración vertical de las mismas y sus implicaciones ecológicas.-Introduction Comprehending evolution, distribution and ecology of marine animals require information on reproductive biology and developmental patterns, as early life stages (larvae) constitute, for several taxa, critical periods within the life cycle in which abundance and distribution of populations are largely determined. Considering the importance of the decapod crustaceans on Mediterranean marine ecosystems and fisheries and the lack of information regarding their ecology, especially that on their early life stages, present thesis address the analysis of the decapod planktonic larval communities, specially of the deep and offshore species. -Content of research The first section of the thesis relates to the issues arising from the accurate and precise taxonomic identification of the specimens, which constitute the fundamental prerequisite for any further study of the entire community, as well those related to the ecology of individual species. Subsequently, this further allowed to elaborate detailed descriptions of previously unknown larval stages, contributing in overcoming the actual limitations of the available literature, still incomplete for many families, as well as to expand on the knowledge of the biology and ecology of some species, as a result of the new information gathered on their larval stages. The second section includes further studies on communities’ structure and species vertical distribution, as well their variations along ontogenetic development, exploring their ecological implications. The data collection took place around the Mallorca Island in the Balearic archipelago (Western Mediterranean). Specifically, decapod larvae were obtained from meso-zooplankton depth-stratified samples, whereas juveniles and adults were captured with different gears. Sampling was carried out at two stations located on the continental shelf break and middle slope, northwest and south of Mallorca in late autumn 2009 and summer 2010. The first analysis consisted in a detailed taxonomic study, focusing on previously poorly studied or unknown larval stages. As a result of these analyses, the first larval stage of Scyllarides latus and the second mysis stage of Aristeus antennatus were found and described for the first time. Larval stages of other species of fishing or conservation interest not previously recorded in the area, as the larvae of Parapenaeus longirostris and the larva of Maja squinado, were also identified. Moreover, molecular and morphological analysis permitted to assign certain larval morphotipes previpusly misclassified in the available literature to Polycheles typhlops. In addition, larvae of an invasive species previously not observed in the Mediterranean, the oriental shrimp Palaemon macrodactylus, were discovered. The establishment of this species in the Mediterranean was subsequently confirmed through the finding of adult populations. The vertical distributions and their seasonal, circadian and ontogenetic changes were analyzed in detail in four predominant species within the decapod communities: Gennadas elegans, Eusergestes arcticus, Sergia robusta and Parasergestes vigilax. The accurate information on larval vertical distributions of these species, which play an important role in energetic dynamics of continental slope and bathyal ecosystems, could be incorporated in a circulation model to understand their adult’s distributions. -Conclusion Summing up, this work consolidates a recently initiated line of research focused on the study of decapod crustacean larval communities in the Balearic Sea, tackling for the first time the analysis of their vertical structure and its ecological implications

Role of the regulation of cell lipid composition and membrane structure in the antitumor effect of 2-hydroxyoleic acid

El ácido 2-hidroxioleico (2OHOA) es un fármaco antitumoral diseñado para regular la estructura y composición de los lípidos de membrana y la función de importantes proteínas de membrana. El objetivo principal de este trabajo fue estudiar cómo el 2OHOA modula la composición lipídica y la estructura de membrana en las células tumorales. Se observó que el 2OHOA indujo profundas alteraciones en el contenido de fosfolípidos, aumentando el contenido de esfingomielina y disminuyendo el contenido de fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina. Este efecto fue específico contra las células cancerosas, ya que el tratamiento no afectó la composición lipídica de las células no tumorales MRC-5 de fibroblastos humanos. El aumento de SM se debió a una activación rápida y específica de las SM sintasas. Como consecuencia de la activación sostenida de la SMS, todo el metabolismo de los esfingolípidos se vio afectado. Finalmente, se evaluó el impacto de todos estos cambios sobre las propiedades biofísicas de membrana mediante espectroscopia de fluorescencia2-Hydroxyoleic acid (2OHOA) is a potent antitumor drug that was designed to regulate membrane lipid composition and structure and the function of important membrane proteins. The main goal of this work was to study how 2OHOA modulates the membrane lipid composition and structure of tumor cells. 2OHOA induced dramatic alterations in phospholipid content, increasing sphingomyelin mass, and decreasing phosphatidyl-ethanolamine and phosphatidylcholine. This effect was specific against cancer cells as it did not affect non-tumor MRC-5 cells. The increased SM mass was due to a rapid and highly specific activation of SM synthases. As a consequence of the sustained activation of SMS, the whole sphingolipid metabolism was affected. Then, the impact of all these changes on membrane biophysical properties was evaluated by fluorescence spectroscop

Interacció VHC-hoste: Estudi genètic i clínic en pacients coinfectats amb VHC-VIH

L’Organització Mundial de la Salut (OMS) estima que fins a un 3% de la població mundial ha estat infectada pel virus de l’hepatitis C i és la causa més important d’hepatitis crònica, cirrosi i de malaltia hepàtica terminal, que finalment acaba conduint a un transplantament de fetge. La relació entre la variabilitat en la seqüència del virus de l’hepatitis C i el desenvolupament de la malaltia hepàtica és de tipus multifactorial. La infecció crònica causa fibrosi hepàtica, fet que es veu accelerat per mecanismes desconeguts en el cas de pacients coinfectats amb VIH. La progressió de la malaltia produïda pel VHC en pacients coinfectats, està influenciada no només per factors demogràfics, epidemiològics o pels antecedents clínics dels pacients, si no també per diferències genètiques entre els diferents virus i els hostes

Papel de la cadena O del lipopolisacárido en la regulación de factores de virulencia de Yersinia enterocolitica

Yersinia enterocolitica es un patógeno Gram-negativo que provoca diversos síndromes gastrointestinales. La cadena O es el componente más expuesto al exterior del lipopolisacárido y se ha descrito como un importante factor de virulencia. En Y. enterocolitica O:8 (YeO8) la expresión de la cadena O está coordinada con la de otros factores de virulencia de Yersinia, como inv, importante en el proceso de colonización intestinal de la bacteria, y flhDC, el principal operón de regulación del flagelo. En esta Tesis Doctoral se ha demostrado como la ausencia de la cadena O también altera la expresión del sistema de secreción tipo III (SSTT) Ysc, otro importante factor de virulencia de Y. enterocolitica, en un proceso dependiente de flhDC. Además, se han descrito las bases moleculares que explican como la ausencia de cadena O determina la disminución de la expresión de inv, la disminución de la secreción de Yops por el SSTT Ysc y un aumento de la motilidad de la bacteria en un circuito de regulación en el que están implicados el operón sspAB, la proteasa ClpXP, el regulador transcripcional H-NS y flhD

Avaluació dels esculls artificials i de les reserves marines com a eines de gestió dels recursos íctics litorals a les Illes Balears

Aquesta tesi doctoral ha demostrat que els esculls artificials (ARs) de les Balears presentaren una colonització del 74% de les espècies en els primers 17 mesos de fondeig, i que el substrat original del lloc determinà la velocitat de colonització. El principal efecte dels ARs ha estat el de concentrar peixos de mida mitjana i grossa, si bé s’ha demostrat que aquest efecte no ha incrementat el risc de sobreexplotació en l’àrea d’influència. Les reserves marines de Balears han servit per recuperar les poblacions de peixos d’interès pesquer, tant a zones de màxima protecció com a zones parcialment protegides. La determinació de la capacitat de càrrega a les zones de màxima protecció i la determinació dels factors ambientals que la determinen ha permès avaluar l’estat de conservació del litoral pel que respecta els peixos amb interès pesquer.Esta tesis doctoral ha demostrado que los arrecifes artificiales (ARs) de Baleares presentaron una colonización del 74% de las especies en los primeros 17 meses de fondeo, si bien el substrato original del lugar determinó la velocidad de colonización. El principal efecto de los ARs ha sido el de concentrar peces de tamaño medio y grande, si bien se ha demostrado que este efecto no ha incrementado el riesgo de sobreexplotación en el área de influencia. Las reservas marinas de Baleares han servido para recuperar las poblaciones de especies de interés pesquero, tanto en las zonas de máxima protección como en zonas parcialmente protegidas. La determinación de la capacidad de carga en las zonas de máxima protección y el análisis de los factores ambientales que la determinan ha permitido evaluar el estado de conservación del litoral balear por lo que respecta a las especies de peces con interés pesquer

Estudio de la variabilidad genética, factores de virulencia y mecanismos de invasión del epitelio respiratorio humano durante la infección por Haemophilus influenzae no tipable

En esta Tesis Doctoral, hemos caracterizado el papel de un conjunto de estructuras de la superficie de Haemophilus influenzae (HiNT) como factores de virulencia implicados a distintos niveles del proceso infeccioso, mediante el empleo de mutantes generados en el laboratorio y de aislados clínicos. Hemos analizado la heterogeneidad fenotípica de aislados clínicos de HiNT respecto a su resistencia al ataque bactericida de péptidos antimicrobianos, a su interacción con superficies abióticas y epiteliales, y a mecanismos moleculares de subversión del epitelio respiratorio empleados por el patógeno durante los procesos de adhesión e invasión epitelial. Asimismo, el análisis de este repertorio de fenotipos asociados a virulencia en una batería de cepas mutantes que carecen de estructuras superficiales del patógeno, incluyendo modificaciones del lipopolisacárido y adhesinas de naturaleza proteíca, nos ha permitido establecer una asociación directa entre moléculas bacterianas y elementos de la inmunidad innata del hospedador. Por otra parte, hemos diseccionado la implicación de un conjunto de moléculas eucariotas en la invasión del epitelio respiratorio humano por HiNT, mediante la infección de células epiteliales humanas en cultivo en combinación con la interferencia de moléculas eucariotas ad hoc. Mediante esta disección, presentamos un modelo que integra un conjunto de eventos moleculares, incluyendo receptores y elementos de cascadas de señalización eucariota con un papel esencial en la invasión epitelial por este patógeno respiratorio. En conjunto, la identificación de moléculas, tanto bacterianas como celulares, implicadas en la infección por HiNT nos ha permitido ampliar nuestro conocimiento sobre la patogénesis de HiNT, así como la identificación de potenciales dianas terapeúticas para combatir la infección por este patógeno respiratori

Caracterización genómica y fisiológica de la capacidad degradadora de hidrocarburos aromáticos de Citreicella aestuarii 357

La cepa 357 fué aislada en el año 2002 de una muestra de arena (Praia da Seda,Galicia, España) contaminada con petróleo del Prestige. Esta cepa, presuntamente afiliada al grupo Roseobacter, fue capaz de crecer utilizando naftaleno como única fuente de carbono y energía. Ante la falta de información genética y bioquímica sobre degradación de naftaleno en el grupo Roseobacter, decidimos abordar el trabajo presentado en esta tesis. Así, se ha confirmado taxonómicamente la afiliación de la cepa 357 a la especie Citreicella aestuarii. A continuación, utilizando técnicas genómicas, fisiológicas y analíticas, se ha caracterizado el potencial metabólico de la cepa 357 en el contexto del grupo Roseobacter. Además, se ha definido fisiológica, genética y bioquímicamente la vía catabólica del naftaleno. Así, C. aestuarii 357 es capaz de metabolizar el naftaleno vía salicilato y gentisato. Adicionalmente, hemos demostrado la capacidad de la cepa 357 de crecer con dibenzotiofeno como fuente única de carbono, energía y azufre.Strain 357 was isolated in 2002 from an oil-polluted sand sample from Praia da Seda (Galicia, Spain). This strain, a plausible member of the Roseobacter clade, was able to grow using naphthalene as sole carbon and energy source. Due to the lack of genetic and biochemical information about naphthalene degradation in Roseobacter, the work presented in this PhD Thesis was started. Thus, it has been taxonomically demonstrated that strain 357 is a member of the Citreicella aestuarii species. Using physiology, genomic and analytical techniques the metabolic potential of strain 357 in the context of the Roseobacter clade has been characterized. Furthermore, it has been demonstrated that C. aestuarii 357 is able to metabolize naphthalene via salicylate and gentisate. Finally, it has been proven that strain 357 is able to use dibenzothiophene as unique carbon, energy and sulfur source