Institutional dynamics of science-policy interfaces in international biodiversity governance

Descripció del recurs: el 01 setembre 2012En las últimas décadas, la comunidad internacional ha realizado un esfuerzo considerable en el campo de las ciencias y la política para contrarrestar la degradación y la pérdida de la diversidad biológica y de los servicios de los ecosistemas. Sin embargo, a pesar de estos esfuerzos, la diversidad biológica y los servicios ecosistémicos siguen degradándose y perdiéndose a un ritmo alarmante. Esta tesis se centra en la necesidad de mejorar las interrelaciones entre la ciencia y la política como un elemento crucial de la reforma institucional necesaria para hacer frente al estancamiento actual en que se encuentra la gobernanza sobre la biodiversidad y los servicios del ecosistema. La interacción ciencia-políticas es fundamental en el desarrollo de la administración medioambiental. Sin embargo, esta interacción se enfrenta a un reto creciente debido a la complejidad sin precedentes de los problemas actuales. La creciente conciencia de la importancia de las interrelaciones entre ciencia y políticas como elementos clave de la gobernanza medioambiental ha desencadenado una serie de reflexiones y debates relativos al diseño de unas relaciones entre ciencia y políticas más eficaces en los campos ya mencionados de la biodiversidad y de los servicios del ecosistema. Sin embargo, prevalecen diferencias significativas en la comprensión de lo que son y cómo funcionan estas relaciones, dónde y por qué fallan en la actualidad, y qué sería necesario hacer para mejorarlas. Esta divergencia obstaculiza las oportunidades de llevar a cabo las necesarias reformas institucionales de forma sustancial. En este contexto, los objetivos de esta tesis han sido (i) elaborar un marco teórico coherente de las relaciones ciencia-políticas que sea útil para el diseño y gestión de las mismas, (ii) analizar las deficiencias de las relaciones ciencia-políticas actuales en cuanto a la gobernanza de la biodiversidad y de los servicios del ecosistema, y (iii) explorar las necesidades y opciones que serían idóneas para mejorarlas permitiendo una gestión más eficaz de la biodiversidad y servicios ecosistémicos. Para alcanzar estos objetivos, la tesis se basa en el examen intensivo de tres casos prácticos que cubren la evaluación crítica de (i) el uso de la participación como un concepto importante en las relaciones ciencia-políticas en la gobernanza de la biodiversidad europea, en particular en lo que respecta a la Directiva sobre hábitats y aves (Birds and Habitats Directive), (ii) el papel del Órgano subsidiario de asesoramiento científico, técnico y tecnológico (OSACTT) como interfaz entre ciencia y política en la Convención sobre diversidad biológica, y (iii) el debate en torno a la plataforma intergubernamental cienciapolíticas que se establecerá ahora sobre biodiversidad y servicios de los ecosistemas (IPBES, por sus siglas en inglés). Los principales métodos de investigación aplicados son la observación mediante la participación en una amplia gama de acontecimientos y actividades pertinentes, y el análisis crítico del discurso de una gran cantidad de textos, debates y entrevistas relacionados con el objeto de la tesis. En ésta se describen las relaciones entre políticas y ciencia en términos institucionales, como una combinación de modelos cognitivos, estructuras normativas y derechos, normas y procedimientos que definen y promueven las prácticas sociales que relacionan ciencia y políticas, que asignan funciones a científicos, legisladores y otras partes interesadas y con conocimiento de estos temas, y que guían sus interacciones de acuerdo con determinados principios y objetivos. Se ha identificado una serie de desajustes críticos, lagunas y otras deficiencias junto con tres cambios retóricos importantes que han surgido en respuesta a dichas deficiencias. Lo que se requiere es la necesidad de (i) un cambio de una perspectiva global, de carácter universal, a una organización más flexible y policéntrica del establecimiento de políticas, (ii) un cambio de un modelo lineal dedicado a la resolución de problemas concretos a un enfoque más integrado, no lineal, de la ciencia para el desarrollo de políticas, y (iii) el cambio de un enfoque conservacionista y orientado a los resultados hacia uno más antropocéntrico y centrado en los factores causales en la gobernanza de la biodiversidad. En base a estas necesidades, lo que aquí se sugiere es el establecimiento de una red discursiva, dinámica y policéntrica de relaciones entre ciencia y políticas que abarque distintas regiones, sectores y escalas. Esta es una opción sobre la que actualmente se discuten la mayoría de sus elementos, está firmemente arraigada en las decisiones tomadas por la comunidad internacional o que podría basarse en procesos y programas que ya existen.Over the past decades the international community has engaged in considerable efforts in science and politics to encounter the degradation and loss of biological diversity and ecosystem services. Yet, despite these efforts, biological diversity and ecosystem services continue to be degraded and lost at alarming rates. This thesis focuses on the need for improved interrelations between science and policy as a crucial element of institutional reform necessary to address the current impasse of biodiversity and ecosystem services governance. Science-­-policy interfaces are critical forces in shaping the development of environmental governance. But their interactions are increasingly challenged by the complexity of today's problems in unprecedented ways. Growing awareness of the importance of science-­-policy interfaces as key elements of environmental governance has triggered a range of reflections and debate regarding the design of more effective science-­-policy interfaces also in biodiversity and ecosystem services governance. However, significant differences prevail in understanding what science-­-policy interfaces are and how they work, where and why they currently fail, and what would be needed to improve them. This divergence is impeding the opportunities to substantively engage with the necessary institutional reforms. In this context, the objectives of this thesis have been (i) to further develop a coherent theoretical framework of science-­-policy interfaces that is useful for the design and management of science-­-policy interfaces; (ii) to analyse shortcomings of a range of existing science-­-policy interfaces in biodiversity and ecosystem services governance; and (iii) to explore needs and options that would be suitable to improve them allowing for a more effective governance of biodiversity and ecosystem services. To reach these objectives, the thesis builds on the intensive examination of three case studies that cover critical assessment of (i) the use of participation as an important concept in science-­-policy interfaces in European biodiversity governance, in particular as regards the Birds and Habitats Directive; (ii) the role the Subsidiary Body on Scientific, Technical and Technological Advice (SBSTTA) as science-­-policy interface to the Convention on Biological Diversity; and (iii) the debate related to the now-­-to-­-be established Intergovernmental science-­-policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES). The principle research methods applied are participant observation at a broad range of relevant events and activities, and critical discourse analysis of a wealth of related texts, discussions and interviews. The thesis describes science-­-policy interfaces in institutional terms, as a combination of cognitive models, normative structures and rights, rules and procedures that define and enable social practices interrelating science and policy, assign roles to scientists, policy-­-makers and other relevant stake-­- and knowledge-­- holders, and guide their interactions according to given principles and purposes. A set of critical mismatches, gaps and other shortcomings has been identified together with three major rhetorical shifts that have emerged in response. What is called for is the need to (i) a shift from universal globalocentric towards a more flexible polycentric understanding of policy making; (ii) a shift from a puzzle-­-solving linear model towards a more integrated non-­-linear approach of science for policy; and (iii) a shift from a conservationist and outcome-­-oriented towards a more anthropocentric and driver/pressure-­-oriented approach to biodiversity governance. Based on these needs, what is suggested here is a discursive, dynamic and polycentric network of science-­-policy interfaces reaching across regions, sectors and scales - an option of which most elements are either currently being discussed, are firmly rooted in decisions taken by the international community or could build on processes and programmes that are already in place

Nous primats de l'Eocè de la Península Ibèrica : implicacions filogenètiques i paleobiogeogràfiques /

Restes de primats de l'Eocè han estat recuperades de diferents jaciments de la Península Ibèrica des de la dècada de 1960, tot i que el seu estudi ha estat escàs des d'aleshores. Aquesta tesi doctoral inclou, d'una banda, una revisió bibliogràfica exhaustiva del registre de primats del Cenozòic de la Península Ibèrica, que representa una actualitació essencial després de les noves troballes fetes durant les últimes dècades i, d'altra banda, la descripció, comparació i determinació taxonòmica de noves restes dentàries de primats (Plesiadapiformes, Adapoïdeus i Omomioïdeus) de diferents jaciments de l'Eocè de la Península Ibèrica: Masia de l'Hereuet i Sossís (Lleida), Sant Jaume de Frontanyà (Barcelona) i Mazaterón (Sòria), emmagatzemades a les col·leccions de l'Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont. Aquests estudis han permès en alguns casos la definició de nous tàxons. Concretament, s'ha descrit l'únic material de plesiadapiforme trobat a Espanya fins ara, procedent del jaciment de Masia de l'Hereuet (Eocè Inferior, Conca Sudpirinenca Central), i s'ha atribuït al gènere Arcius, l'únic gènere de la família Paromomyidae trobat a Europa, encara que l'escassedat de material no ha permès realitzar una determinació a nivell d'espècie. Del jaciment de Sant Jaume de Frontanyà (Eocè Mitjà, Conca Sudpirinenca Oriental) s'han definit dues espècies noves, l'adapoïdeu Anchomomys frontanyensis i l'omomioïdeu Pseudoloris pyrenaicus. La troballa d'A. frontanyensis, que va existir als Pirineus simultàniament amb l'espècie A. gaillardi a França, revela l'existència d'un altre llinatge d'aquest gènere a Europa. La descripció del material de P. pyrenaicus revela que les espècies P. saalae-P. isabenae-P. pyrenaicus-P. parvulus constitueixen un llinatge que va evolucionar durant l'Eocè Mitjà-Superior a Europa. També s'han definit un nou gènere i espècie, l'adapoïdeu Mazateronodon endemicus, i una nova espècie, l'omomioïdeu Pseudoloris cuestai, del jaciment de Mazaterón (Eocè Mitjà, Conca del Duero), que presenten diferències en la dentició amb els representants dels seus respectius grups a les conques pirinenques i a la resta d'Europa. Això reforça el caràcter endèmic de les faunes de la Bioprovíncia Occidental Ibèrica, que havia estat observat prèviament en altres grups de mamífers, causat per l'aïllament d'aquesta regió de la resta d'Europa durant l'Eocè, com a conseqüència de la transgressió marina que connectà els mars Cantàbric i Mediterrani. A més a més, Mazateronodon representa la mostra més rica d'un primat de l'Eocè d'aquesta bioprovíncia. Del jaciment de Sossís (Eocè Superior, Conca Sudpirinenca Central) s'ha descrit un nou gènere i espècie, l'adapoïdeu Nievesia sossissensis, que ha ajudat a aclarir, juntament amb la resta d'adapoïdeus estudiats en aquest treball, tots pertanyents a la tribu Anchomomyini, les relacions filogenètiques entre els anchomomyins i amb la resta d'adapoïdeus i estrepsirins actuals. Els resultats indiquen que els nous gèneres Nievesia i Mazateronodon semblen estar més emparentats entre ells que no pas amb la resta d'anchomomyins, i tot indica que els anchomomyins no estarien més relacionats amb els estrepsirins corona que amb altres adapiformes, i que en canvi hi hauria una relació filogenètica més estreta entre els anchomomyins i els asiadapins i els sivaladàpids que amb altres adapiformes. Tot i això, aquests resultats s'han d'analitzar amb precaució, degut a que és necessària més informació sobre caràcters que ens són encara desconeguts.Fossil remains of Eocene primates have been recovered from many sites in the Iberian Peninsula since the 1960's, although they have been poorly studied. This doctoral thesis includes, on the one hand, a thorough bibliographic revision of all the Cenozoic primate material from the Iberian Peninsula, which represents an essential updating after the new discoveries of the last decades. On the other hand, the description, comparison and taxonomic determination of new primate dental remains of Plesiadapiformes, Adapoidea and Omomyoidea from different Eocene fossil sites of the Iberian Peninsula: Masia de l'Hereuet and Sossís (Lleida), Sant Jaume de Frontanyà (Barcelona) and Mazaterón (Soria), stored in the collections of the Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont. These studies have allowed, in some cases, the definition of new taxa. Specifically, the only material of a plesiadapiform found in Spain has been described, which was recovered from the fossil site of Masia de l'Hereuet (Early Eocene, Southern Pyrenean basins). The studied remains have been attributed to the genus Arcius, the only genus of the family Paromomyidae found in Europe, even though the scarcity of the material has not allowed a specific determination. From the fossil site of Sant Jaume de Frontanyà (Middle Eocene, Southern Pyrenean basins) two new species have been erected, the adapoid Anchomomys frontanyensis and the omomyoid Pseudoloris pyrenaicus. The finding of A. frontanyensis, which existed in the Pyrenees simultaneously with the species A. gaillardi in France, reveals the existence of another lineage of this genus in Europe. The description of the P. pyrenaicus material reveals that the species P. saalae-P. isabenae-P. pyrenaicus-P. parvulus constitute a lineage that evolved during the Middle-Late Eocene in Europe. Moreover, a new genus and species, the adapoid Mazateronodon endemicus, and a new species, the omomyoid Pseudoloris cuestai, have also been described from the locality of Mazaterón (Middle Eocene, Duero Basin). They both present traits in their dentition that differ from the representatives of their groups in the Pyrenean basins and the rest of Europe. This reinforces the endemic character of the faunas of the Western Iberian Bioprovince, which was previously observed in other groups of mammals, caused by the isolation of this region from the rest of Europe during the Eocene, as a consequence to the marine transgression that connected the Cantabric and Mediterranean seas at that time. In addition, Mazateronodon represents the richest sample of an Eocene primate from this bioprovince. From the Sossís fossil site (Late Eocene, Southern Pyrenean basins) a new genus and species has been described, the adapoid Nievesia sossissensis, which will help to clarify, together with the rest of the adapoids studied in this thesis, all belonging to the tribe Anchomomyini, the phylogenetic relationships among the anchomomyins and with the rest of adapoids and extant strepsirhines. The results indicate that the new genera Nievesia and Mazateronodon seem to be more related to each other than to other anchomomyins, and also that the anchomomyins would not be more related to crown strepsirhines than to other adapiforms, and that, on the contrary, there would be a closer phylogenetic relationship between anchomomyins, asiadapines and sivaladapids than to other adapiforms. Nevertheless, these results need to be taken with caution, since more information about still unknown characters is needed

Local adaptation of wild populations of Arabidopsis thaliana to coastal and inland habitats in Catalonia /

BibliografiaPremi Extraordinari de Doctorat concedit pels programes de doctorat de la UAB per curs acadèmic 2017-2018La variació genètica natural existent entre poblacions d' Arabidopsis thaliana a Catalunya s'ha utilitzat per identificar fenòmens d'adaptació local a hàbitats costaners i continentals. Es va crear un Model de Distribució d'Espècies (SMD) per localitzar petits rodals de poblacions biològiques d' A. thaliana ('demes'). Els resultats obtinguts de la utilització de 425 marcadors (SNP) sotmesos a anàlisis d'estructura de la població i d'agrupament indiquen un alt percentatge d'al∙lels compartits entre 'demes'. Durant dos anys consecutius es va repetir un experiment de trasplantament recíproc en condicions naturals dissenyat per mesurar l'aptitud de les plantes procedents de 'demes' continentals i costaneres als dos tipus d'hàbitats. La progènie d'aquestes 'demes' va mostrar una millor aptitud quan creixia en els seu hàbitat d'origen. En experiments realitzats amb sòl procedent de la costa i de l'interior sota condicions controlades en cambra de cultiu es van obtenir uns resultats similars, confirmant-se que el tipus de sòl és un factor determinant per l'adaptació local. A més, les plantes procedents de 'demes' costaneres van mostrar una millor aptitud i tolerància sota condicions d'elevada salinitat. Es conclou que A. thaliana està adaptada als ambients costaners i aquesta adaptació és impulsada en gran part per l'elevada salinitat dels sòls costaners. Tots els resultats apunten que les plantes costaneres utilitzen més d'un mecanisme per combatre els alts nivells de Na al sòl. És probable que AtSOS1 i AtHKT1;1 treballin conjuntament per traslladar el Na a les fulles i emmagatzemar-lo dins les vacuoles per aconseguir un millor ajust osmòtic. D'altra banda, creuaments entre plantes costaneres (tolerants a la sal) i plantes de l'interior (sensibles a la sal) apunten a una possible herència materna del caràcter "tolerància a la salinitat". Els polimorfismes detectats tant en AtHKT1;1 com en AtMOT1 poden tenir un significat adaptatiu ja que els al∙lels febles d'ambdós només es van detectar en 'demes' costaneres. No obstant, tots els resultats indiquen que la variabilitat genètica d' AtHKT1;1 no és responsable de la tolerància a la salinitat observada. Hem arribat a la conclusió que l'al∙lel feble d' AtHKT1;1 persisteix i conviu amb plantes que tenen l'al∙lel fort gràcies a una floració primerenca i a una millor tolerància a la salinitat moderada. D'altra banda, l'al∙lel feble d' AtMOT1 és més freqüent i es va detectar en zones més properes al mar que l'al∙lel feble d' AtHKT1;1. Els resultats d'estudis de salinitat amb mutants noquejats d' AtMOT1 indiquen que la pèrdua de funció d' AtMOT1 podria augmentar la tolerància a l'estrès salíThe natural genetic variation among A. thaliana populations in Catalonia was used to identify local adaptation to coastal and inland habitats. A Species Distribution Model (SMD) was created to locate multiple small stands of A. thaliana (demes). Results using 425 genome-wide SNP markers under clustering and population analysis indicate a high percentage of shared alleles among demes. Multi-year field-based reciprocal transplant experiments were designed to identify fitness trade-offs between inland and coastal demes. Progenies from these demes performed better in their local/home environments. Similar results were obtained in greenhouse common garden experiments, confirming that soil is a driving factor for local adaptation. Plants from the coastal habitat outperformed those from inland when grown together under high salinity. It is concluded that A. thaliana is locally adapted to coastal environments, and this adaptation is driven, at least in part, by the elevated salinity of coastal soils. Our results do not point to a single mechanism of salinity tolerance. AtSOS1 and AtHKT1;1 may cooperate increasing leaf Na+ and its vacuolar storage achieving better osmotic adjustment. Crossings between coastal (salt tolerant) and inland (salt sensitive) plants suggest maternally inheritance of salt tolerance. Polymorphisms in both AtHKT1;1 and AtMOT1 may be of adaptive significance because the weak alleles were only detected in coastal demes. However, all results indicate that genetic variability in AtHKT1;1 allele is not responsible for the salinity tolerance. We conclude that the weak allele of AtHKT1;1 persists and coexists with plants bearing the strong allele thanks to early flowering and better tolerance of moderate salinity. Moreover, the weak allele of AtMOT1 was more frequent and was detected nearer to the sea than the weak allele of AtHKT1;1. Results with mot1 knockout mutants under NaCl treatments indicate that loss of function of AtMOT1 may enhance tolerance to salt stres

Role of microRNAs in plant innate immunity

Los pequeños ARNs son ARNs cortos no codificantes que regulan la expresión génica en la mayoría de eucariotas. Las plantas tienen dos clases de pequeños ARNs, los microARNs (miRNAs) y los pequeños ARNs de interferencia (siRNAs), que se diferencian por su biogénesis y su modo de acción. Actualmente se estima que las pérdidas debidas a patógenos y plagas alcanzan el 50-80%, siendo uno de los factores limitantes de la producción y causando graves pérdidas económicas. Tenemos pues la necesidad de mejorar el conocimiento de los mecanismos de defensa y desarrollar nuevas estrategias para la protección de los cultivos. Con el fin de ampliar los conocimiento en este sector, se han llevado a cabo estudios con Arabidopsis y arroz, los dos sistemas modelo usados en genómica funcional en plantas dicotiledóneas y monocotiledóneas. En el primer capítulo, se analizaron las alteraciones en la acumulación de pequeños ARNs, incluyendo miRNAs, en respuesta al tratamiento con elicitores en plantas de Arabidopsis. Entre los miRNAs regulados por elicitores se encuentra miR168, que regula ARGONAUTE1, el componente principal del complejo RISC (RNA-induced silencing complex) de la maquinaria de funcionamiento de miRNAs. Los microarrays permitieron, además de analizar miRNAs conocidos, la identificación de un pequeño ARN incorrectamente anotado como miRNA en el registro miRBase. Se demostró que este pequeño ARN es un pequeño ARN heterocromático (hc-siRNA) denominado siRNA415. En el segundo capítulo, se usaron librerías de secuenciación masiva de pequeños ARNs para la identificación global de miRNAs de arroz regulados por elicitores fúngicos. Esto permitió también describir 9 miRNAs no caracterizados previamente. Combinando dichas librerías con el análisis de nuestros degradomas, se identificaron sus respectivos targets y se observó la existencia de redes reguladoras enriquecidas en miRNAs regulados por elicitores. Específicamente, se identificó un número importante de miRNAs y sus genes diana, implicados en las rutas de biosíntesis de pequeños ARNs, incluyendo miRNAs, hc-siRNAs y "trans-acting siRNAs" (ta-siRNAs). Así mismo se presentan evidencias de miRNAs y sus genes diana implicados en la señalización mediada por hormonas así como en la interacción entre rutas hormonales, demostrando así un gran potencial en la regulación de la inmunidad del arroz. Asimismo se describe la regulación de genes de arroz que contienen "Conserved-Peptide upstream Open Reading Frame" (CPuORF) mediada por miRNAs. Esto sugiere la existencia de una red reguladora nueva que integra la función de miRNAs y CPuORF en plantas. El conocimiento adquirido en este estudio ayudará al la comprensión de los mecanismos de defensa mediados por miRNAs, así como a desarrollar estrategias apropiadas a la protección del arroz. En el tercer capítulo, se uso la combinación de herramientas bioinformáticas y experimentales para el análisis de miRNAs policistrónicos en arroz, observando la existencia de 23 loci con la habilidad de formar la típica estructura de horquilla de los precursores de miRNAs. Se presentan evidencias experimentales de 7 miRNAs policistrónicos que contienen tanto miRNAs homólogos como miRNAs no homólogos. Se demostró también un patrón de conservación en diferentes especies de arroz (Oryza sativa) cuyo genoma es AA, no presente en especies primitivas de arroz. Conjuntamente, los resultados obtenidos en este trabajo apoyan la idea que los miRNAs pueden ser considerados como componentes de la respuesta de las plantas a la infección por patógenos, posiblemente actuando como nodos de regulación de diferentes procesos fisiológicos durante la adaptación de las plantas a la infección.Small RNAs (sRNAs) are short non-coding RNAs that guide gene silencing in most eukaryotes. Plants have two main classes of sRNAs, microRNAs (miRNAs) and small interfering RNAs (siRNAs), which are distinguished by their mode of biogenesis and mechanisms of action. In this day and age, crop losses due to pathogens and pests are estimated from 50% to 80%, factors limiting crop production and causing important economical losses. There is then an imperative need to improve our knowledge in defense mechanisms and to develop novel strategies for crop protection. To improve the understanding in this field, we carried out studies in Arabidopsis and rice plants, the two model systems used for functional genomic studies in dicot and monocot plant species. In the first chapter, we analyzed alterations on the accumulation of smRNAs in response to elicitor treatment, including miRNAs, in Arabidopsis plants. Among the elicitor-regulated miRNAs was miR168 which regulates ARGONAUTE1, the core component of the RNA-induced silencing complex involved in miRNA functioning. In addition to known miRNAs, microarray analysis allowed the identification of an elicitor-inducible small RNA that was incorrectly annotated as a miRNA in the miRBase registry. We demonstrated that this smRNA, is a heterochromatic-siRNA (hc-siRNA) named as siRNA415. In the second chapter, we used deep sequencing of small RNA libraries for global identification of rice miRNAs that are regulated by fungal elicitors. We also describe 9 previously uncharacterized miRNAs. Combined small RNA and degradome analyses revealed regulatory networks enriched in elicitor-regulated miRNAs supported by the identification of their corresponding target genes. Specifically, we identified an important number of miRNA/target gene pairs involved in small RNA pathways, including miRNA, heterochromatic and trans-acting siRNA pathways. We present evidence for miRNA/target gene pairs implicated in hormone signaling and cross-talk among hormone pathways having great potential in regulating rice immunity. Furthermore, we describe miRNA-mediated regulation of Conserved-Peptide upstream Open Reading Frame (CPuORF)-containing genes in rice, which suggests the existence of a novel regulatory network that integrates miRNA and CPuORF functions in plants. The knowledge gained in this study will help in understanding the underlying regulatory mechanisms of miRNAs in rice immunity and develop appropriate strategies for rice protection. In the third chapter, we used a combination of bioinformatic tools and experimental analyses for the discovery of new polycistronic miRNAs in rice, revealing 23 loci with the ability to form the typical hairpin structure of miRNA precursors in which two or more mature miRNAs mapped along the same structure. Evidence is presented on the polycistronic nature of 7 miRNA precursors containing homologous or non-homologous miRNA species. We also demonstrated a pattern of conservation in the genome of rice (Oryza sativa) species that have an AA genome, but not in primitive rice species. Collectivelly, results obtained in this work support the notion that miRNAs might be considered as components of the plant response to pathogen infection, possible acting as regulatory nodes of different physiological processes during plant adaptation to infection conditions

La Zona de polimorfismo cromosómico 'Barcelona' de Mus musculus domesticus Schwarz y Schwarz, 1943 : dinámica espaciotemporal de su estructura y efecto de las fusiones robertsonianas sobre la espermatogénesis /

En las inmediaciones de la ciudad de Barcelona existe una zona de polimorfismo robertsoniano (Rb) de ratón doméstico de Europa Occidental (Mus musculus domesticus) que abarca unos 5.000 km2 y se halla rodeada por poblaciones cuyos individuos presentan un cariotipo estándar (St) de 40 cromosomas telocéntricos. En dicha zona se han detectado siete metacéntricos diferentes y animales Rb con números diploides comprendidos entre 27 y 40 cromosomas. El sistema robertsoniano 'Barcelona' (SRbB) representa un modelo único dentro del conjunto de las zonas Rb de M. musculus domesticus descritas hasta el momento puesto que carece de una raza cromosómica propia y el conjunto de cromosomas metacéntricos presenta una distribución geográfica clinal escalonada. Si bien al inicio de la presente investigación se disponía de información sobre la estructura de este sistema Rb, la dinámica de dispersión de los metacéntricos era totalmente desconocida. Con el objeto de evaluar posibles cambios en el proceso de fijación de las fusiones Rb y en el grado de aislamiento genético entre poblaciones de individuos con distintas características cariotípicas, se ha efectuado un estudio de la variación espacio-temporal de la estructura del SRbB entre los periodos 1996-2000 y 2008-2010. Asimismo, conociendo previamente la existencia de diferencias en el epitelio seminífero entre individuos St y Rb, se ha estudiado el posible efecto de las translocaciones Rb sobre el grado de muerte celular programada (apoptosis) durante los distintos estadios de la espermatogénesis. Finalmente, se ha investigado la relación entre las fusiones Rb y el tamaño y forma de la cabeza del espermatozoide, aplicando análisis de morfometría geométrica a imágenes obtenidas mediante microscopia electrónica de barrido, así como la existencia de modularidad variacional en dicha estructura. Si bien se detectaron fluctuaciones locales en el grado de fijación de los metacéntricos, la estructura clinal de la zona permaneció relativamente estable a lo largo del periodo considerado. Este resultado indica la presencia de cierto grado de aislamiento genético entre poblaciones diferenciadas cariotípicamente y, por tanto, corrobora la existencia de barreras reproductivas entre ellas. Los animales con números diploides reducidos mostraron un elevado grado de muerte en células germinales, irregularidades en los procesos de recombinación genética y alteraciones morfológicas en espermátidas redondas y en espermatozoides maduros. No obstante, la gran variabilidad detectada entre individuos sugiere que la magnitud de los efectos ocasionados por las fusiones puede variar en función de las características estructurales de los cromosomas implicados en las fusiones y el grado de heterocigosis génica. El análisis morfométrico de la cabeza del espermatozoide reveló diferencias substanciales entre grupos cromosómicos. Concretamente, se apreciaron divergencias en la morfología de las crestas ventrales entre espermatozoides de ejemplares St y Rb, y en la amplitud de la región post-acrosómica entre gametos de animales Rb. Dichas modificaciones podrían estar relacionadas con alteraciones en el proceso de citodiferenciación gamética debidas a las fusiones Rb. Los análisis de modularidad indican que la cabeza del espermatozoide está dividida en tres módulos variacionales que coinciden con la compartimentación citoesquelética de la teca perinuclear. Si bien no se han detectado diferencias en el patrón de modularidad entre grupos cromosómicos, la disminución en los porcentajes de covariación entre pares de módulos en ejemplares Rb indica que las reordenaciones cromosómicas pueden inducir cambios en el mapa fenotípico-genotípico.A Robertsonian (Rb) polymorphism zone of the western European house mouse (Mus musculus domesticus) is found in the vicinity of the city of Barcelona. This Rb system covers about 5.000 km2 and is surrounded by populations whose individuals show a standard (St) karyotype of 40 telocentric chromosomes. In that area, up to seven different metacentrics and Rb specimens with diploid numbers ranging from 27 to 40 chromosomes have been detected. The 'Barcelona' Robertsonian system (BRbS) constitutes a unique model among the whole Rb systems described to date, since it lacks an exclusive chromosomal race and the set of metacentrics are geographically distributed following a staggered clinal pattern. Although information on the structure of the system was available at the beginning of the present research, little was known about the dispersal dynamics of the fusions throughout time. Thus, in order to evaluate possible changes in the fixation rates of the Rb fusions and in the degree of genetic isolation among populations differing in some karyotypic characteristics, a study on the spatio-temporal variation of the structure of the BRbS during the periods 1996-2000 and 2008-2010 has been carried out. Likewise, taking into account the finding of differences in the seminiferous epithelium between St and Rb specimens, the possible effect of Rb fusions on the rate of apoptotic germ cell death has been analyzed in all stages of the spermatogenesis in M. musculus domesticus. Finally, the relationship between the Rb fusions and the shape and size of the sperm head has been tested by applying geometric morphometrics to images obtained through a scanning electron microscope, a technique also applied to evaluate the existence of variational modularity in such sperm structure. Although local fluctuations in the fixation rate of metacentrics were detected, the clinal structure of the zone remained relatively stable over the period considered. This result indicates the existence of certain degree of genetic isolation between populations karyotypically differenciated, which corroborates the existence of reproductive barriers among them. Specimens with low diploid numbers showed a relevant signal of germ cell death, abnormalities in the genetic recombination and morphological alterations both in round spermatids and in mature spermatozoids. However, the great variability detected among individuals suggests that the magnitude of the effects caused by Rb fusions on the seminiferous epithelium may vary depending on the structural characteristics of the chromosomes involved in the fusions and on the degree of genic heterozygosity. Morphometric analysis on the sperm head revealed substantial differences among chromosomal groups. Divergences in the shape of the ventral spurs were detected between sperms from St and Rb specimens, while variation in the post-acrosomal width was also noticed among Rb gametes. These changes might be related to alterations in the gamete morphogenesis promoted by Rb fusions. Modularity analyses indicated that the sperm head is divided into three variational modules that fit with the cytoskeleton compartmentalization of the perinuclear theca. Although no differences in the modularity pattern were found among chromosomal groups, the decrease in the covariation rates between pairs of modules in Rb specimens suggests that Rb fusions might induce changes in the phenotype-genotype map of individuals

Identificada la necròpolis més antiga de la Península Ibèrica

Un estudi amb participació de la UAB ha permès datar les restes de deu individus del jaciment de El Collado (Oliva, València) amb una antiguitat d'entre 9.500 i 8.500 anys, i aporta noves pistes sobre els rituals del dipòsit del cadàver durant el Mesolític. La datació de les restes ha permès identificar-les com les més antigues de la Península Ibèrica i ha desplaçat les teories que fins ara es tenien de l'entrada de les necròpolis a l'oest d'Europa.Un estudio con participación de la UAB ha permitido datar los restos de diez individuos del yacimiento de El Collado (Oliva, Valencia) con una antigüedad de entre 9.500 y 8.500 años, y aporta nuevas pistas sobre los rituales del depósito del cadáver durante el Mesolítico. La datación de los restos ha permitido identificarlos como los más antiguos de la Península Ibérica y ha desplazado las teorías que hasta ahora se tenían de la entrada de las necrópolis en el oeste de Europa

Biotic and abiotic factors that determine the emission of volatile organic compounds by flowers

Les flors emeten compostos orgànics volàtils (VOCs) per tal d'atreure pol·linitzadors i estimular la fecundació creuada. Alguns volàtils florals però juguen altres funcions, com ara la defensa contra els herbívors. Aquesta dualitat de rols que tenen les olors florals les converteix en complexes mescles de compostos amb múltiples efectes sobre diferents organismes. La complexitat de comprendre i caracteritzar les emissions florals augmenta quan considerem que són variables en el temps i l'espai. A aquestes fonts de variabilitat cal afegir diversos factors ambientals biòtics i abiòtics que modifiquen les emissions de COVs florals de diverses maneres. L'objectiu principal d'aquesta tesi és esclarir quins són els factors que determinen les emissions florals de volàtils, i veure de quina manera les afecten a elles i a les seves funcions ecològiques. En el primer capítol de la tesi hem revisat el coneixement actual sobre les emissions florals de VOCs i hem identificat les qüestions que necessitaven ser investigades en aquest camp de recerca. Les emissions florals estan determinades en primer lloc per la diversitat de compostos que les espècies són capaces de produir, els seu potencial biosintètic i la seva capacitat d'emissió, que estan fortament lligades a la biologia de l'espècie. Hem testat i demostrat que les plantes pol·linitzades per insectes solen presentar major diversitat de volàtils florals i emeten una major quantitat d'aquests que les plantes pol·linitzades pel vent, que no necessiten volàtils florals per funcions d'atracció. Hem testat si els patrons estacionals de disminució de la competència que ocorren cada any entre plantes d'una mateixa comunitat vegetal han donat lloc a la selecció d'un patró de disminució de les emissions i les recompenses florals al llarg del període de floració de cada espècie. També hem observat que les plantes adapten la seva fisiologia per optimitzar les seves emissions florals sota les condicions climàtiques de la seva època de floració. Les emissions florals de COVs es veuen afectades per factors ambientals al nivell d'organisme o de teixit. Hi ha diversos estats fisiològics de la planta que poden modificar substancialment la composició i la quantitat de les emissions florals de COVs. Els nostres experiments han demostrat que la microbiota floral pot jugar un rol crucial sobre la quantitat i composició de les emissions florals de COVs. També hem mostrat que l'herbivoria de flors per part d'erugues de Pieris brassicae sobre plantes de Diplotaxis erucoides indueixen augments immediats de les emissions de compostos amb funcions defensives. A més, l'herbivoria de flors i fulles combinada va mostrar un efecte sinèrgic que augmenta la resposta defensiva. La recerca sobre els canvis que poden experimentar les emissions florals en resposta a diversos agents del Canvi Global són de gran interès degut als diversos efectes que aquests canvis poden tenir sobre les interaccions que s'estableixen mitjançant els COVs florals. Els nostres resultats revelen que els augments de temperatura previstos per al segle següent deguts a l'Escalfament Global poden conduir a augments significatius de les emissions totals de COVs i també a canvis importants en la composició relativa de les olors florals. També hem observat que l'ozó causa una degradació significativa dels compostos florals i provoca canvis en la composició relativa de les olors. Els testos de resposta indiquen que els canvis observats en les olors florals exposades a ozó resulten en la pèrdua de l'atracció de pol·linitzadors. Aquesta tesi proporciona una nova visió sobre els factors que determinen les emissions florals de volàtils i les seves repercussions sobre les interaccions planta-pol·linitzador, i garanteix una major consideració dels factors biòtics i abiòtics que afecten la química i l'ecologia de les olors florals en un ambient contínuament canviant.Flowers emit volatile organic compounds (VOCs) to attract pollinators and stimulate reproductive outcrossing. Some floral volatiles can play roles other than attraction, such as defense against herbivores. This duality of roles of flower emissions converts floral scents into complex mixtures of compounds with multiple effects on different organisms. The complexity of understanding and characterising floral emissions increases when considering that they are variable in time and space. To all these sources of variability we can add diverse biotic and abiotic environmental factors that modify floral VOC emissions in many different ways. The main objective of this thesis was to shed light on which are the factors that determine floral volatile emissions, and how do they affect these emissions and their ecological functions. In the first chapter of this thesis we reviewed the current knowledge on floral VOC emissions. We identified the open questions that still needed to be addressed or investigated in more detail in the research field of floral VOC emissions. Floral emissions are first determined by the array of compounds that the species are able to produce and their potential biosynthetic and emission capacities, which are strongly related to the species biology. We tested and demonstrated that flowering plants pollinated by insects usually present higher diversities of floral volatiles and emit higher amounts of them, than do plants pollinated by wind which do not need floral volatiles for attractive purposes. We tested whether well-known seasonal patterns of decreasing competition occurring every year in a community among co-flowering plants for pollinators led to the selection of a pattern of decreasing emission of floral volatiles and decreasing production of floral rewards along the flowering period of each species. We also observed that plants adapt their physiology to optimize their floral emissions under the climatic conditions of the flowering period. Floral VOC emissions of the species are affected by environmental factors at the individual (organism) or tissular level. There are diverse physiological states of the plant that can substantially modify the emission profiles and amounts of floral VOCs. Our experiments demonstrated that floral microbiota can play a crucial role in the quantity and quality of floral VOC emissions. We also showed that flower herbivory by Pieris brassicae caterpillars on Diplotaxis erucoides plants induced immediate increases in floral emission rates of few compounds with known defensive functions. Leaf herbivory caused no changes in the emissions of intact flowers, but the combination of leaf herbivory with flower herbivory showed a synergistic effect with enhanced defensive response. The research on the potential changes that floral emissions could experience in response to diverse drivers of Global Change are of critical interest because of the diverse effects that such changes can have on the interactions that floral VOCs mediate. Our results revealed that temperature increases as those predicted for the next century as a result of Global Warming can lead to significant total increases in floral VOC emissions and also to important changes in floral scent relative composition. We also detected that ozone caused significant degradation of floral compounds and changes in their relative composition. Behavioural tests indicated that all the changes observed in floral chemical cues when exposed to ozone resulted in the loss of attraction effect on pollinators. This thesis thus provides new insights on the factors that determine floral volatile emissions and their repercussions on plant-pollinator interactions and warrant deep consideration of both biotic and abiotic factors driving floral scent chemistry and floral scent ecology in a continuously changing environment

Source areas and atmospheric transport processes of chemical compounds and pollen in the NE Iberian Peninsula and the Canary Islands

Els ecosistemes forestals reben una entrada important de nutrients per deposició atmosfèrica. Per conèixer millor els mecanismes de deposició s'han realitzat mesures en paral·lel de la deposició humida, seca i global en una estació de mostreig al Montseny. La comparació entre els fluxos humit i sec va revelar que els compostos atmosfèrics en aquesta zona es dipositen principalment via deposició humida (74% de deposició humida+seca). Els nostres resultats indiquen que la deposició global representa bé la deposició atmosfèrica total, ja que la deposició global més les partícules dipositades després de l'última pluja van representar el 97% de la deposició total (humida+seca). Els models de canvi climàtic per a la regió Mediterrània prediuen modificacions en els patrons de circulació de vent i de precipitació. La caracterització de la climatologia sinòptica i el transport a llarga distància de contaminants atmosfèrics al Montseny va mostrar una disminució de les adveccions atlàntiques i un augment de les masses d'aire africanes i europees en la circulació general en del NE d'Espanya. S'han aplicat Mètodes d'Anàlisi Estadístic de Trajectòries (TSMs) per interpretar els canvis de la química de la precipitació durant els últims 25 anys en alguns ions que mostren tendències significatives (ex. SO42-, H+ i NO3-). En el període inicial (1984-1993) els contaminants antropogènics (SO42-, H+ i NO3-) que es dipositaven al Montseny procedien principalment d'Europa Central i Oriental. La disminució significativa de SO42- i H+ a la precipitació del Montseny reflecteix la reducció de les emissions de sofre al centre d'Europa. En el període recent (1998-2009), els TSMs indiquen que l'origen del SO42-, H+ i NO3- es pot atribuir al tràfic marítim en el Mar del Nord i a països de l'Est d'Europa i el Nord d'Àfrica. Cal tenir això en compte per a la protecció dels ecosistemes i la salut humana. La pols mineral és un aerosol atmosfèric d'origen natural que presenta una entrada en polsos irregulars i massius a l'atmosfera que pot produir nombrosos impactes ambientals. En aquest context, s'ha descobert que els elements derivats de la pols mineral influeixen en els ecosistemes terrestres i marins del NE d'Espanya. Cal tenir en compte que la pols actua com a substrat on reaccionen els contaminants antropogènics, per tant, no s'ha de considerar com a font natural pura. Al Montseny, la pols africana va aportar el 66% dels 576μmols m-2 a-1 de fòsfor (P) particulat total dipositat. Assumint que les mostres recollides a 25km de la costa són representatives de l'entrada P atmosfèric a les aigües costaneres, el P atmosfèric soluble representa 1% de la producció primària nova anual de la Mediterrània Occidental. Tot i això, un únic episodi de pols africana (22-27 maig, 2008) va representar el 24-33% de la producció nova anual induïda pel P atmosfèric. Aquests resultats destaquen la importància biogeoquímica dels aerosols dipositats a la mar Mediterrània Occidental. El transport a llarga distància de pol·len s'ha estudiat a Tenerife (Illes Canàries). Les principals procedències van ser: (1) La regió Mediterrània a través dels vents alisis en la capa límit marina (MBL). Aquests episodis es van caracteritzar per la presència de pol·len d'arbres (Casuarina, Olea i Quercus) barrejat amb pol·len d'herbes (Artemisia, Chenopodiaceae-Amaranthaceae i Poaceae). (2) El sector del Sàhara, a través del transport de pol·len principalment d'herbes (Chenopodiaceae-Amaranthaceae, Cyperaceae i Poaceae) a nivell de la MBL i, en un cas, el pol·len de Casuarina en la troposfera lliure. I (3) la regió del Sahel, amb episodis associats al transport de pol·len de palmeres (Arecaceae) i herbes (Chenopodiaceae-Amaranthaceae, Cyperaceae i Poaceae). Cal tenir en compte aquests episodis a Tenerife com a possible causa dels episodis d'al·lèrgia respiratòria.Forest ecosystems receive an important input of nutrients from the atmosphere. To better understand the mechanisms of deposition measurements in parallel of wet, dry and bulk deposition have been performed. The comparison between wet and dry fluxes revealed that the removal of atmospheric compounds at Montseny occurred mainly by wet deposition, which accounted for 74% of total deposition (wet+dry). Bulk deposition at Montseny was considered representative of total atmospheric deposition, since bulk deposition plus the recovery of deposited particles after the last rain accounted for 97% of total deposition (wet+dry). Climate change models predict modifications in the wind circulation and precipitation patterns for the Mediterranean region. Our study on the characterisation of the synoptic climatology for the last 25 years showed a decrease of Atlantic advections and the increase of African and European air flows in the general circulation over NE Spain. Trajectory Statistical analysis Methods (TSMs) have been used to interpret the variation of precipitation chemistry during the last 25 years for some ions that show significant variation trends (e.g. SO42-, H+ and NO3-). A source-receptor model indicates that in the initial period (1984-1993) anthropogenic pollutants (SO42-, H+ and NO3-) deposited at Montseny originated from central and eastern Europe. The significant temporal decrease of SO42- and H+ in precipitation collected in Montseny reflects the abatement of sulphur emissions in central Europe. In the recent period (1998-2009), the model indicates that the sources of SO42-, H+ and NO3- can be attributed to maritime traffic in the North Sea and from countries in Eastern Europe and North Africa. This must be taken into account for a further protection of ecosystems and human health. Mineral dust is an atmospheric aerosol from natural origin which, entrained massively into the atmosphere, can have significant environmental impacts. In this context, mineral dust-derived element fluxes have been found to influence terrestrial and marine ecosystems of the eastern Iberian Peninsula. Dust is considered as a "natural" pollutant, but it should be noted that it acts as a substrate for reaction of anthropogenic pollutants. Therefore dust can not be considered a pure natural source. In Montseny, African dust accounted for 66% of the 576 µmols m-2 y-1 of total particulate phosphorus (P) deposited. Samples (collected 25 km inland from the coast) were assumed to represent the atmospheric P input into coastal waters. Based on this assumption, the atmospheric-derived soluble P contributed only 1% of annual new primary production in the western Mediterranean. However, one strong African dust event (22-27 May, 2008) accounted for 24-33% of the atmospheric P-induced annual new production. These results highlight the biogeochemical importance of aerosols deposited in the Western Mediterranean Sea. The long-range transport of pollen was studied in Tenerife (Canary Islands). The main were: (1) The Mediterranean region through the trade winds in the marine boundary layer (MBL). These episodes were characterized by the presence of pollen from trees (Casuarina, Olea and Quercus) mixed with pollen from herbs (Artemisia, Chenopodiaceae-Amaranthacea and Poaceae). (2) The Saharan sector, through transport at the MBL level carrying principally pollen from herbs (Chenopodiaceae-Amaranthaceae, Cyperaceae and Poaceae) and, in one case, Casuarina pollen uplifted to the free troposphere. And (3) the Sahel, which appears as episodes associated to transport of pollen from palm trees (Arecaceae) and herbs (Chenopodiaceae-Amaranthaceae, Cyperaceae and Poaceae). Sporadic events of long-range pollen transport need to be taken into consideration in Tenerife as possible cause of respiratory allergy episodes