Ciències Experimentals i Tecnologies

Size structure of zooplankton in ponds: local and latitudinal drivers and their ecological implications

2026-03-31T02:01:00Z

Size structure of zooplankton in ponds: local and latitudinal drivers and their ecological implications Rincón Palau, Katterine L’estudi de les comunitats de zooplàncton en basses d’aigua dolça utilitzant un enfocament basat en la mida corporal va revelar com els factors ambientals condicionen la seva estructura i funcionament. Els espectres de mida i els índexs de diversitat mostraven variacions segons l’estat tròfic, la presència de peixos i la morfometria de les basses. Basses eutròfiques amb peixos predominaven zooplàncton petit, amb menor diversitat de mida i pendents més pronunciats, la qual cosa podria reduir l’eficiència de transferència d’energia. En canvi, basses menys eutròfiques amb abundància de macròfits sostenien organismes més grans, major biomassa i diversitat de mida. La temperatura afectava la mida dels crustacis segons el gradient latitudinal, però els factors locals eren determinants principals de l’estructura comunitària. Les mètriques basades en la mida van resultar més sensibles que les taxonòmiques, destacant la seva utilitat per a la gestió i conservació dels ecosistemes aquàtics.; Zooplankton community structure in freshwater ponds was analysed using a size-based approach to assess how environmental factors shape body size patterns and ecosystem functioning across spatial scales. Normalized size spectra and size diversity indices revealed consistent shifts in community organization along gradients of trophic state, fish predation, and pond morphometry. Eutrophic ponds and ponds with fish were dominated by small-sized zooplankton, resulting in steeper size spectrum slopes, lower size diversity, and potentially reduced efficiency of energy transfer to higher trophic levels. In contrast, ponds with lower trophic state and higher macrophyte abundance supported larger organisms, higher biomass across size classes, and greater size diversity. Temperature influenced crustacean body size along latitudinal gradients, but local environmental factors were the main drivers of whole-community size structure. Size-based metrics proved more sensitive than taxonomic descriptors in detecting ecological responses, highlighting their value as integrative indicators for understanding, managing, and conserving pond ecosystems.

Brain Network Architecture and Cognition: From Giftdness to Cognitive Decline-Analyses Across sMRI and fMRI Using MSN, MIND, and GCN

2026-03-31T02:00:52Z

Brain Network Architecture and Cognition: From Giftdness to Cognitive Decline-Analyses Across sMRI and fMRI Using MSN, MIND, and GCN Han, Shuning Aquesta tesi examina l'organització cerebral mitjançant la neurociència de xarxes, integrant estructura, funció i cognició. Els objectius són dos: 1) l'anàlisi comparativa de xarxes cerebrals estructurals en nens amb altes capacitats; i 2) el desenvolupament d'una xarxa convolucional de grafs per a la connectivitat funcional en la detecció precoç de la demència. Metodològicament, es validen les xarxes de similitud morfomètrica com a eines robustes i es determina un rang òptim de densitat de connexió (p=0.05-0.15) per a l'anàlisi. Els resultats mostren que l'eficiència cognitiva segueix un principi unificador: una major integració intra-modular amb una reducció selectiva de connexions inter-modulars. En l'àmbit translacional, el marc GCN va assolir un 91,2% de precisió diagnòstica en deteriorament cognitiu lleu. En conjunt, aquest treball aporta coneixements complementaris sobre l'organització cerebral, des de les altes capacitats fins al declivi cognitiu, avançant tant en la teoria com en les aplicacions clíniques.; Esta tesis examina la organización cerebral mediante la neurociencia de redes, integrando estructura, función y cognición. Los objetivos son dos: 1) el análisis comparativo de redes cerebrales estructurales en niños con altas capacidades; y 2) el desarrollo de una red convolucional de grafos para la conectividad funcional en la detección precoz de la demencia. Metodológicamente, se validan las redes de similitud morfométrica como herramientas robustas y se determina un rango óptimo de densidad de conexión (p=0.05-0.15) para el análisis. Los resultados muestran que la eficiencia cognitiva sigue un principio unificador: una mayor integración intramodular con una reducción selectiva de conexiones intermodulares. En el ámbito traslacional, el marco GCN alcanzó un 91,2% de precisión diagnóstica en deterioro cognitivo leve. En conjunto, este trabajo aporta conocimientos complementarios sobre la organización cerebral, desde las altas capacidades hasta el declive cognitivo, avanzando tanto en la teoría como en las aplicaciones clínicas.; This dissertation investigates the human brain’s organization through network neuroscience, bridging structure, function, and cognition. It explores two main areas: 1) A comparative analysis of individual-level structural brain networks (SBNs) in gifted children, focusing on graphical topology and anatomical modularity, and 2) The development of a graph convolutional network (GCN) for functional connectivity (FC) to detect early dementia. Methodologically, it establishes morphometric similarity networks (MSNs) as robust tools for capturing brain-cognition relationships and identifies an optimal connection density range (p=0.05-0.15) for network analysis. The research reveals that cognitive proficiency follows a unifying principle: enhanced intra-modular integration paired with selective reduction in inter-modular connections. Translationally, a novel GCN framework achieved 91.2% accuracy in diagnosing mild cognitive impairment, significantly outperforming baseline models. Overall, this work provides complementary insights into brain organization from giftedness to cognitive decline, advancing both theoretical understanding and clinical applications.

Efficiency of fluvial biofilms on urban wastewater treatment in small facilities

2026-02-05T03:00:50Z

Efficiency of fluvial biofilms on urban wastewater treatment in small facilities Bertrans-Tubau, Lluís This thesis addresses the challenges faced by small urban wastewater treatment plants (UWWTPs; <10,000 population equivalents) under the revised Urban Wastewater Treatment Directive (2024/3019/EU), particularly those discharging into low-order, potentially intermittent streams increasingly affected by climate change. By assessing the self-depuration capacity of these freshwater receiving ecosystems and evaluating the performance of biofilms and planktonic microbial communities from laboratory experiments to a real-scale approach in a small UWWTP, this thesis proposes a nature-based solution (NBS) as an alternative tertiary treatment: the biofilm-plankton reactor (BPR). The BPR achieved high removal efficiencies for nitrogen (particularly ammonium), phosphorus under laboratory conditions, Escherichia coli (considered as a faecal indicator), antimicrobial resistance determinants, and specific contaminants of emerging concern, while requiring less surface area and shorter hydraulic retention times than constructed wetlands. Overall, the BPR emerges as a cost-effective and sustainable NBS to enhance wastewater treatment performance and protect vulnerable aquatic ecosystems.; Aquesta tesi aborda els reptes de les petites estacions depuradores d’aigües residuals urbanes (EDAR; < 10.000 habitants equivalents) en el marc de la Directiva sobre el tractament de les aigües residuals urbanes (2024/3019/EU), especialment aquelles que aboquen a cursos fluvials de baix ordre, potencialment intermitents i afectats pel canvi climàtic. A partir de l’avaluació de la capacitat d’autodepuració d’aquests sistemes receptors i de l’anàlisi dels biofilms i comunitats microbianes planctòniques, des del laboratori fins a escala real en una petita EDAR, es proposa una solució basada en la natura (NBS) com a tractament terciari alternatiu: el reactor biofilm-plàncton (BPR). Aquest sistema va assolir elevades eficiències d’eliminació de nitrogen, fòsfor (a escala de laboratori), Escherichia coli, resistència antimicrobiana, i contaminants emergents, amb menor superfície i temps de retenció que els aiguamolls artificials. El BPR es presenta com una NBS rendible i sostenible per millorar aquests tractaments i protegir els ecosistemes aquàtics.

Developing a new approach to assess the socio-economic and environmental sustainability of tourism A case study in Mediterranean Protected Areas

2026-01-23T10:49:00Z

Developing a new approach to assess the socio-economic and environmental sustainability of tourism A case study in Mediterranean Protected Areas Casals Miralles, Cristina La indústria turística impulsa l’economia i l’intercanvi cultural, però el seu ràpid creixement genera preocupacions ambientals i socioeconòmiques, especialment al Mediterrani, vulnerable al canvi climàtic i la massificació. Aquesta tesi proposa un enfocament innovador basat en l’Anàlisi del Cicle de Vida (ACV) per avaluar la sostenibilitat del turisme. El mètode combina indicadors ambientals i contribucions socioeconòmiques, i s’ha aplicat a nou Àrees Protegides dins el projecte europeu Interreg Med DESTIMED PLUS. Els resultats demostren l’eficàcia del marc per mesurar i millorar el rendiment de paquets d’ecoturisme, destacant la importància de la planificació integrada, el seguiment i la participació dels agents implicats. Aquesta recerca contribueix a avançar cap a un turisme més sostenible, proporcionant eines pràctiques per reduir l’impacte ambiental i reforçar els beneficis socials i econòmics.; The tourism industry drives the economy and cultural exchange, but its rapid growth raises environmental and socio-economic concerns, especially in the Mediterranean, which is vulnerable to climate change and overcrowding. This thesis proposes an innovative approach based on Life Cycle Assessment (LCA) to evaluate tourism sustainability. The method combines environmental indicators and socio-economic contributions, and has been applied to nine Protected Areas as part of the European Interreg Med DESTIMED PLUS project. The results demonstrate the framework’s effectiveness in assessing and improving the performance of ecotourism packages, highlighting the importance of integrated planning, monitoring, and stakeholder engagement. This research contributes to advancing sustainable tourism by providing practical tools to reduce environmental impact and strengthen social and economic benefits. Programa de Doctorat: Ciències Experimentals i Tecnologies