Variabilidad demográfica y de historia vital en una planta de amplia distribución: el papel de los factores medioambientales, geográficos y genéticos

Esta tesis ha sido realizada en el Instituto Pirenaico de Ecología (IPE-CSIC), con la financiación de una beca FPU del Ministerio de Educación y Ciencia a J. Villellas, la concesión de los proyectos nacionales CGL2006-08507/BOS, 018/2008 y CGL2010-21642 a M.B. García, y la colaboración de J. Ehrén, J.M. Olesen, R. Braza, W.F. Morris, R. Berjano, A. Terrab, y diversos ayudantes de campo y laboratorio.Peer reviewe

GenArchBench: Porting and Optimizing a Genomics Benchmark Suite to Arm-based HPC Processors

Arm usage has substantially grown in the High-Performance Computing (HPC) community. Japanese supercomputer Fugaku, powered by Arm-based A64FX processors, held the top position on the Top500 list between June 2020 and June 2022, currently sitting in the second position. The recently released 7th generation of Amazon EC2 instances for compute-intensive workloads (C7g) is also powered by Arm Graviton3 processors. Projects like European Mont-Blanc and U.S. DOE/NNSA Astra are further examples of Arm irruption in HPC. In parallel, over the last decade, the rapid improvement of genomic sequencing technologies and the exponential growth of sequencing data has placed a significant bottleneck on the computational side. While the majority of genomics applications have been thoroughly tested and optimized for x86 systems, just a few are prepared to perform efficiently on Arm machines, let alone exploit the advantages of the newly introduced Scalable Vector Extensions (SVE). This thesis presents GenArchBench, the first genome analysis benchmark suite targeting Arm architectures. We have selected a set of computationally demanding kernels from the most widely used tools in genome data analysis and ported them to Arm-based A64FX and Graviton3 processors. The porting features the usage of the novel Arm SVE instructions, algorithmic and code optimizations, and the exploitation of Arm-optimized libraries. All in all, the GenArch benchmark suite comprises 13 multi-core kernels from critical stages of widely-used genome analysis pipelines, including base-calling, read mapping, variant calling, and genome assembly. Moreover, our benchmark suite includes different input data sets per kernel (small and large), each with a corresponding regression test to verify the correctness of each execution automatically. In this work, we present the optimizations implemented in each kernel and a detailed performance evaluation and comparison of their performance on four different architectures (i.e., A64FX, Graviton3, Intel Xeon Platinum, and AMD EPYC). Additionally, as proof of the impact of this work, we study the performance improvement in a production-ready genomics pipeline using the GenArchBench optimized kernels

Lucy, el atlas sobre nosotros

Per què evolucionem? Per què hem estat en constant canvi i ens hem anat desplaçant per tot el planeta durant milions d’anys? La teoria de l’evolució de l’espècie humana ha estat per a alguns un tema tabú doncs no s’ha sabut explicar prou, o bé, s’ha tergiversat la realitat a causa de factors molt variats com els socials o els religiosos. La finalitat d’aquest treball consisteix en recopilar la cronologia històrica sobre la selecció natural geogràfica de l’espècie humana; determinar la influència dels diferents factors climàtics; veure com van començar a desenvolupar-se les primeres societats; i, com varen aconseguir adaptar-se a un nou medi i més tard evolucionar i aconseguir avenços en aspectes avui dia tan bàsic i fonamentals com l’agricultura, l’alimentació, els estris i la utilització dels materials. El treball vol plasmar d’una manera infogràfica la forma com ha evolucionat l’ésser humà al llarg de la seva existència des de l’origen.¿Por qué evolucionamos? Porque hemos estado en constante cambio y nos hemos ido desplazando por todo el planeta durante millones de años? La teoría de la evolución de la especie humana ha sido para algunos un gran tabú en la historia de la humanidad pues no se ha sabido explicar, o bien se ha tersiversado la realidad. La finalidad de este trabajo conssistirà en recopilar la cronología histórica sobre la selección natural geográfica de la especie humana; determinar la influencia de los diferentes factores climáticos; ver cómo comenzaron a desarrollarse las primeras sociedades; y, como fueron conseguir adaptarse a un nuevo medio y más tarde evolucionar y conseguir avances en aspectos hoy en día tanto evidentes como la agricultura, la alimentación, los utensilios y la utilización de los materiales. El trabajo quiere plasmar de una manera infográfica la forma como ha evolucionado el hombre a lo largo de su existencia desde el origen.Why do we evolve? Why we’ve been moving around the planet during millions of years? The theory evolution of the human species has been for some a great taboo in the history of humanity so they have not known how to explain it, or otherwise reality has been manipulated. The aim of this project is to get the chronology history about the geographical natural selection about the human species and so determine the influence of different climatic factors, see how early societies started to develop and how did they achieve to adapt them in a new environment and later on evolve and make progress in some aspects that nowadays are so evident like agriculture, alimentation, tools and the use of the materials. The work wants to show in an infographic way how the human kind has evolved along its existence since the origin of times

Propiedades mecánicas de aceros de 0,3% de carbono con grano ultrafino obtenidos por molienda mecánica

Doble titulacióEste proyecto de final de carrera estudia la influencia del tratamiento térmico (T.T.) en el comportamiento a tracción de un acero de bajo contenido en carbono (0,3% en peso) y grano ultra fino. Las probetas han sido obtenidas por compactación de polvo sometido previamente a deformación plástica severa (SPD) mediante molienda mecánica. Asimismo, se ha estudiado la densidad, dureza, crecimiento de grano, y se ha intentado relacionar el comportamiento mecánico con la microestructura resultante de los diferentes tratamientos térmicos, apoyándose en ensayos mecánicos y en el análisis de fractura de las piezas ensayadas. El proyecto consta de cuatro partes diferenciadas: una parte teórica, otra donde se describe el procedimiento experimental utilizado, otra en la que se muestran los resultados obtenidos y, finalmente, las conclusiones establecidas, que pueden resumirse en: La compacidad promedio obtenida con este porcentaje de carbono es del 95%. El tamaño de grano medio aumenta de 0,078 μm (sin T.T.) a 1,473 μm. Distribución bimodal a temperaturas superiores a 725ºC. La dureza de las probetas decrece con el aumento de tamaño de grano. Se encuentra ductilidad sólo a partir de temperaturas de T.T. que ocasionan un tamaño de grano superior a 1 μm (por encima de 725ºC). El análisis de fractura ha revelado una serie de problemas con la compactación: prácticamente todas las probetas presentaban signos de descohesión, óxido y/o porosidad

A role of efflux pumps in intrinsic drug resistance and virulence of Mycobacterium tuberculosis

Las bombas de eflujo son proteínas de membrana que transportan distintos compuestos al exterior de la bacteria. Se ha descrito que están implicadas en resistencia intrínseca y adquirida a varios antibióticos, así como en colonización y persistencia de bacterias patógenas en el hospedador. Además, diversos procesos fisiológicos pueden verse afectados por estas proteínas de membrana, con dependencia de cuál sea el sustrato natural de la bomba de eflujo. En la actualidad, las cepas de Mycobacterium tuberculosis resistentes a antibióticos suponen un grave problema de salud. No sólo se han descrito cepas multi y extremadamente resistentes, si no también resistentes a todos los antibióticos testados. Por ello es necesario un esfuerzo a nivel global que permita controlar esta situación de emergencia. Algunas de las estrategias seguidas son: el desarrollo de nuevos antibióticos contra la tuberculosis y el programa DOTS (Directly Observed Treatment Short Course) de la OMS. Un mejor conocimiento de los mecanismos de resistencia a antibióticos nos proporcionaría buenas herramientas para mejorar el tratamiento anti-tuberculosis. Las bombas de eflujo MFS Rv1258c (Tap), Rv2333 (Stp) y Rv1410c (P55) de M. tuberculosis se habían estudiado previamente en el organismo heterólogo M. bovis BCG, la cepa vacunal. Se observó como resultado que éstas estaban implicadas en la resistencia intrínseca a varios compuestos. Aunque el modelo de M. bovis BCG es una buena aproximación, debido al alto porcentaje de identidad entre M. tuberculosis y M. bovis BCG, las diferencias en el fondo genético pueden afectar a la función de estos transportadores, y el carácter no-virulento de la cepa BCG impide el estudio de la implicación de estas bombas de eflujo en la virulencia de M. tuberculosis. Por ello, nuestro objetivo principal fue estudiar estas tres bombas de eflujo (Tap, Stp y P55) en el microorganismo del que provienen, M. tuberculosis. Se construyeron, derivadas la cepa de referencia M. tuberculosis H37Rv, mutantes knock-out para cada una de las bombas, así como sus respectivas complementadas, además de las cepas que sobreexpresan el gen de la bomba de eflujo. Los ensayos de sensibilidad a antibióticos realizados con estas cepas confirmaron la mayoría, aunque no todos, de los resultados en M. bovis BCG. Además, se llevaron a cabo experimentos de infección en modelo celular y de ratón, para comprobar si la deleción del gen de la correspondiente bomba de eflujo afectaba a la virulencia de M. tuberculosis. Atendiendo al modelo celular, las tres bombas de eflujo parecían ser necesarias para la virulencia completa de H37Rv; sin embargo, en modelo de ratón inmunocompetente, solamente el mutante knock-out de P55 resultó ser atenuado. En búsqueda de otra estrategia para detectar posibles sustratos de bombas de eflujo de M. tuberculosis, decidimos intentar expresarlas en Escherichia coli. Además de los ensayos de Concentración Inhibitoria Mínima, se realizaron varios ensayos que permiten visualizar la acumulación y el eflujo de compuestos el tiempo real. En caso de éxito, esta técnica permitiría comprobar rápida y fácilmente una batería de sustratos potenciales de la bomba de eflujo. Desafortunadamente, no se obtuvieron resultados significativos; es necesario continuar con varios experimentos para confirmar la expresión de las bombas de eflujo micobacterianas en E. coli. En paralelo, caracterizamos el fenotipo de dos cepas de M. tuberculosis mutantes knock-out para las bombas de eflujo MmpL7 y MmpL10. La cepa con el gen mmpL7 delecionado resultó tener una velocidad de crecimiento mayor, y formaba menos agregados al cultivarse en medio líquido que su respectiva cepa wild-type. Finalmente, se realizó un análisis de cepas clínicas de M. tuberculosis resistentes a estreptomicina. Se secuenciaron los tres genes relacionados con resistencia a estreptomicina (rpsL, rrs y gidB) en búsqueda de posibles mutaciones. Un cuarto gen se incluyó en el experimento: Rv1258c, que codifica la bomba de eflujo Tap, y que previamente se había descrito que está implicado en la resistencia a estreptomicina. Nuestra hipótesis era que una posible mutación en el promotor o en el gen podría conferir resistencia a este antibiótico. Aunque no encontramos ninguna mutación en el gen Rv1258c que cumpliera este criterio, sí que descubrimos una mutación que estaba presente en varias cepas. El análisis en detalle reveló que este SNP (Single Nucleotide Polymorphism), denominado Tap580, era específico de las cepas de la familia Beijing. Se diseño un método PCR-RFLP que permite detectar fácil y rápidamente esta mutación, y posteriormente se validó con un lote de 220 DNA de aislados clínicos pertenecientes a diferentes familias de M. tuberculosis

International trends in peace negotiations during 2018

En esta comunicación se van a analizar algunas de las principales tendencias en procesos y negociaciones de paz durante el año 2018. Durante el año 2018 se identificaron un total de 49 procesos y negociaciones de paz a nivel mundial: 22 en África (45% del total), 11 en Asia (23%), siete en Europa (14%), cinco en Oriente Medio (10%) y cuatro en América (8%). Comparativamente se identificó un aumento en el número de procesos y negociaciones de paz a nivel mundial, ya que en 2017 se contabilizaron 43 casos.This communication will analyze some of the main trends in peace processes and negotiations during 2018. During 2018, a total of 49 peace processes and negotiations were identified worldwide: 22 in Africa (45% of the total), 11 in Asia (23%), seven in Europe (14%), five in the Middle East (10%) and four in the Americas (8%). Comparatively, an increase in the number of processes and peace negotiations was identified worldwide, since in 2003, 43 cases were counte

How accurate does Newton have to be?

We analyze the convergence of quasi-Newton methods in exact and finite precision arithmetic. In particular, we derive an upper bound for the stagnation level and we show that any sufficiently exact quasi-Newton method will converge quadratically until stagnation. In the absence of sufficient accuracy, we are likely to retain rapid linear convergence. We confirm our analysis by computing square roots and solving bond constraint equations in the context of molecular dynamics. We briefly discuss implications for parallel solvers.Comment: 12 pages, 2 figures, preprint accepted by PPAM 2022, expected to appear in LNCS vol. 13826 during 202

Divergence between phenotypic and genetic variation within populations of a common herb across Europe

Analyzing the pattern and causes of phenotypic and genetic variation within and among populations might help to understand life history variability in plants, and to predict their responses to changing environmental conditions. Here we compare phenotypic variation and genetic diversity of the widespread herb Plantago coronopus across Europe, and evaluate their relationship with environmental and geographical factors. Genetic diversity was estimated in 18 populations from molecular markers with AFLP. Phenotypic variation was measured in a subset of 11 populations on six life history traits (plant size, plant growth, fecundity, seed mass, mucilage production and ratio between two functionally different seed morphs). To account for ecological and geographical correlates, we estimated variability in local temperature, precipitation and intraspecific competition, and accounted for the central vs. peripheral position of populations. Phenotypic variation and genetic diversity were not significantly correlated within populations throughout the species' range. Phenotypic variation was positively linked to precipitation variability, whereas genetic diversity was correlated with the position of populations, suggesting that both types of variation are shaped by different processes. Precipitation seems to have acted as a selective agent for variation within populations in most life history traits, whereas the species' post-glacial demographic history has likely reduced genetic diversity in northern peripheral populations with respect to central ones. The positive association between precipitation variability and phenotypic variation also suggests that plant populations may have higher adaptive potential in ecologically variable rather than stable environments. Our study offers an additional criterion when predicting the future performance of species under environmental changes.Minsterio de Ciencia e Innovación (España) CGL2006-08507 CGL2010-21642 CGL2009-0871

Escuela y Desigualdad: Factores explicativos

El concepto de currículo ha evolucionado notablemente con el paso del tiempo. Actualmente tenemos un currículo que defiende los principios de igualdad, inclusión, y equidad educativa, en cambio hay evidencias que hacen patentes el mantenimiento de la desigualdad y segregación en las aulas. Diferentes concepciones y perspectivas de la educación favorecen su mantenimiento, en cambio otras luchan para que estas desigualdades desaparezcan