Embargament
Document embargat fins el 2027-01-16Tipus de document
TesiVersió
Versió publicadaData de publicació
Tots els drets reservats
Si us plau utilitzeu sempre aquest identificador per citar o enllaçar aquest document: https://hdl.handle.net/2445/230621
Advancing fundamental and applied river ecology through molecular analysis of aquatic invertebrates in the Iberian Peninsula
Títol de la revista
Autors
Director/Tutor
Contribució addicional
ISSN de la revista
Títol del volum
Resum
[eng] This thesis examines the complexity of aquatic biodiversity in Iberian systems, with a focus on Mediterranean temporary rivers (TRs) and High-Mountain Streams (HMS), landscapes that offer ideal scenarios for assessing global impacts within the framework of planetary boundaries. It examines the cross-cutting anthropogenic pressures affecting these communities and uses molecular methods (i.e., metabarcoding) to assess intraspecific genetic variation and community composition from both fundamental and applied perspectives. The results combine traditional methods with advanced molecular tools to understand how species’ dispersal capacities, mediated by connectivity pathways influenced by wind and other factors, shape community dynamics and vulnerability to environmental change. The integration of taxonomic, molecular, and functional data enables the identification of priority areas for conservation, revealing clear patterns of species turnover over time and highlighting the relevance of molecular biomonitoring within the regulatory framework of the Water Framework Directive. From a fundamental perspective, Chapter I analyzes how wind-mediated aerial connectivity modulates the taxonomic and genetic diversity of Trichoptera in HMS. It shows how dispersal, although constrained by distance and wind speed, influences species richness and intraspecific diversity distribution, generating longitudinal diversity gradients. Chapter II explores how altitudinal and longitudinal gradients determine the vulnerability of HMS Trichoptera to climate change, confirming through conservation prioritization tools that environmental selection shapes longitudinal patterns that complement those of dispersal. From an applied perspective, Chapter III validates the effectiveness of environmental DNA (eDNA) metabarcoding in detecting changes in aquatic communities in TRs, expanding current knowledge of biodiversity in these dynamic environments. Finally, Chapter IV demonstrates that sediments from disconnected pools in TRs, analyzed through metabarcoding, capture taxa underestimated by traditional methods, revealing clear differences between impacted and reference pools that are not detected by conventional indices. This knowledge opens the door to the development of new ecological indicators based on less invasive molecular data that safeguard the local diversity of these systems. Taken together, this thesis demonstrates that combining traditional and molecular methods is essential for deciphering the structure and function of Iberian aquatic communities. It also underscores the importance of translating genetic detections into applicable ecological knowledge for management and conservation, contributing to improved planning and responses to current and future environmental threats.
[spa] Esta tesis examina la complejidad de la biodiversidad acuática en los sistemas ibéricos, con un enfoque en los ríos temporales mediterráneos (TRs) y los arroyos de alta montaña (HMS), paisajes que ofrecen escenarios ideales para evaluar los impactos globales en el marco de los límites planetarios. Analiza las presiones antrópicas transversales que afectan a estas comunidades y emplea métodos moleculares (metabarcoding) para evaluar la biodiversidad y la composición de las comunidades tanto desde una perspectiva fundamental como aplicada. Los resultados combinan métodos tradicionales con herramientas moleculares avanzadas para comprender cómo las capacidades de dispersión de las especies, mediadas por vías de conectividad influenciadas por el viento y otros factores, moldean la dinámica de las comunidades y su vulnerabilidad al cambio ambiental. La integración de datos taxonómicos, moleculares y funcionales permite identificar áreas prioritarias para la conservación, revelando patrones claros de recambio de especies a lo largo del tiempo y destacando la relevancia del biomonitoreo molecular dentro del marco regulador de la Directiva Marco del Agua. Desde una perspectiva fundamental, el Capítulo I analiza cómo la conectividad aérea mediada por el viento modula la diversidad taxonómica y genética de los Trichoptera en los HMS. Muestra cómo la dispersión, aunque limitada por la distancia y la velocidad del viento, influye en la riqueza de especies y en la distribución de haplotipos, generando gradientes de diversidad longitudinales. El Capítulo II explora cómo los gradientes altitudinales y longitudinales determinan la vulnerabilidad de los Trichoptera de los HMS al cambio climático, confirmando a través de herramientas de priorización para la conservación que la selección ambiental moldea patrones longitudinales que complementan a los de la dispersión. Desde una perspectiva aplicada, el Capítulo III valida la eficacia del metabarcoding de ADN ambiental (eDNA) en la detección de cambios en las comunidades acuáticas de los TRs, ampliando el conocimiento actual de la biodiversidad en estos entornos dinámicos. Finalmente, el Capítulo IV demuestra que los sedimentos de las pozas desconectadas en los TRs, analizados mediante metabarcoding, capturan taxones subestimados por los métodos tradicionales, revelando diferencias claras entre pozas impactadas y de referencia que no son detectadas por los índices convencionales. Este conocimiento abre la puerta al desarrollo de nuevos indicadores ecológicos basados en datos moleculares menos invasivos que salvaguarden la diversidad local de estos sistemas. En conjunto, esta tesis demuestra que la combinación de métodos tradicionales y moleculares resulta esencial para descifrar la estructura y el funcionamiento de las comunidades acuáticas ibéricas. Asimismo, subraya la importancia de traducir las detecciones genéticas en conocimiento ecológico aplicable para la gestión y la conservación, contribuyendo a mejorar la planificación y las respuestas frente a las amenazas ambientales presentes y futuras.
[cat] Aquesta tesi examina la complexitat de la biodiversitat aquàtica als sistemes ibèrics, amb un enfocament en els rius temporals mediterranis (TRs) i els rius d’alta muntanya (HMS), ecosistemes fluvials que ofereixen escenaris ideals per avaluar els impactes globals en el marc dels límits planetaris. Analitza les pressions antròpiques transversals que afecten aquestes comunitats i utilitza mètodes moleculars (metabarcoding) per avaluar la biodiversitat i la composició de les comunitats tant des d’una perspectiva fonamental com aplicada. Els resultats combinen mètodes tradicionals amb eines moleculars avançades per entendre com les capacitats de dispersió de les espècies, mediades per vies de connectivitat influenciades pel vent i altres factors, modelen la dinàmica de les comunitats i la seva vulnerabilitat al canvi ambiental. La integració de dades taxonòmiques, moleculars i funcionals permet identificar àrees prioritàries per a la conservació, revelant patrons clars de recanvi d’espècies al llarg del temps i destacant la rellevància del biomonitoratge molecular dins del marc regulador de la Directiva Marc de l’Aigua. Des d’una perspectiva fonamental, el Capítol I analitza com la connectivitat aèria determinada pel vent modula la diversitat taxonòmica i genètica dels Trichoptera als HMS. Mostra com la dispersió, tot i estar limitada per la distància i la velocitat del vent, influeix en la riquesa d’espècies i en la distribució d’haplotips, generant gradients de diversitat longitudinals. El Capítol II explora com els gradients altitudinals i longitudinals determinen la vulnerabilitat dels Trichoptera dels HMS al canvi climàtic, confirmant mitjançant eines de priorització per a la conservació que la selecció ambiental modela patrons longitudinals que complementen els de la dispersió. Des d’una perspectiva aplicada, el Capítol III valida l’eficàcia del metabarcoding d’ADN ambiental (eDNA) en la detecció de canvis a les comunitats aquàtiques dels TRs, ampliant el coneixement actual de la biodiversitat en aquests ambients dinàmics. Finalment, el Capítol IV demostra que els sediments de les basses desconnectades dels TRs, analitzats mitjançant metabarcoding, detecten tàxons subestimats pels mètodes tradicionals, revelant diferències clares entre basses impactades i de referència que no són detectades pels índexs convencionals. Aquest coneixement obre la porta al desenvolupament de nous indicadors ecològics basats en dades moleculars menys invasives que salvaguardin la diversitat local d’aquests sistemes. En conjunt, aquesta tesi demostra que la combinació de mètodes taxonòmics tradicionals i moleculars és essencial per entendre l’estructura i el funcionament de les comunitats aquàtiques ibèriques. Així mateix, subratlla la importància d’emprar eines genètiques per obtenir coneixement ecològic més complert i aplicable a la gestió i la conservació dels ecosistemes fluvials, contribuint així a una millor planificació i a una resposta més eficaç davant les amenaces ambientals actuals i futures.
[spa] Esta tesis examina la complejidad de la biodiversidad acuática en los sistemas ibéricos, con un enfoque en los ríos temporales mediterráneos (TRs) y los arroyos de alta montaña (HMS), paisajes que ofrecen escenarios ideales para evaluar los impactos globales en el marco de los límites planetarios. Analiza las presiones antrópicas transversales que afectan a estas comunidades y emplea métodos moleculares (metabarcoding) para evaluar la biodiversidad y la composición de las comunidades tanto desde una perspectiva fundamental como aplicada. Los resultados combinan métodos tradicionales con herramientas moleculares avanzadas para comprender cómo las capacidades de dispersión de las especies, mediadas por vías de conectividad influenciadas por el viento y otros factores, moldean la dinámica de las comunidades y su vulnerabilidad al cambio ambiental. La integración de datos taxonómicos, moleculares y funcionales permite identificar áreas prioritarias para la conservación, revelando patrones claros de recambio de especies a lo largo del tiempo y destacando la relevancia del biomonitoreo molecular dentro del marco regulador de la Directiva Marco del Agua. Desde una perspectiva fundamental, el Capítulo I analiza cómo la conectividad aérea mediada por el viento modula la diversidad taxonómica y genética de los Trichoptera en los HMS. Muestra cómo la dispersión, aunque limitada por la distancia y la velocidad del viento, influye en la riqueza de especies y en la distribución de haplotipos, generando gradientes de diversidad longitudinales. El Capítulo II explora cómo los gradientes altitudinales y longitudinales determinan la vulnerabilidad de los Trichoptera de los HMS al cambio climático, confirmando a través de herramientas de priorización para la conservación que la selección ambiental moldea patrones longitudinales que complementan a los de la dispersión. Desde una perspectiva aplicada, el Capítulo III valida la eficacia del metabarcoding de ADN ambiental (eDNA) en la detección de cambios en las comunidades acuáticas de los TRs, ampliando el conocimiento actual de la biodiversidad en estos entornos dinámicos. Finalmente, el Capítulo IV demuestra que los sedimentos de las pozas desconectadas en los TRs, analizados mediante metabarcoding, capturan taxones subestimados por los métodos tradicionales, revelando diferencias claras entre pozas impactadas y de referencia que no son detectadas por los índices convencionales. Este conocimiento abre la puerta al desarrollo de nuevos indicadores ecológicos basados en datos moleculares menos invasivos que salvaguarden la diversidad local de estos sistemas. En conjunto, esta tesis demuestra que la combinación de métodos tradicionales y moleculares resulta esencial para descifrar la estructura y el funcionamiento de las comunidades acuáticas ibéricas. Asimismo, subraya la importancia de traducir las detecciones genéticas en conocimiento ecológico aplicable para la gestión y la conservación, contribuyendo a mejorar la planificación y las respuestas frente a las amenazas ambientales presentes y futuras.
[cat] Aquesta tesi examina la complexitat de la biodiversitat aquàtica als sistemes ibèrics, amb un enfocament en els rius temporals mediterranis (TRs) i els rius d’alta muntanya (HMS), ecosistemes fluvials que ofereixen escenaris ideals per avaluar els impactes globals en el marc dels límits planetaris. Analitza les pressions antròpiques transversals que afecten aquestes comunitats i utilitza mètodes moleculars (metabarcoding) per avaluar la biodiversitat i la composició de les comunitats tant des d’una perspectiva fonamental com aplicada. Els resultats combinen mètodes tradicionals amb eines moleculars avançades per entendre com les capacitats de dispersió de les espècies, mediades per vies de connectivitat influenciades pel vent i altres factors, modelen la dinàmica de les comunitats i la seva vulnerabilitat al canvi ambiental. La integració de dades taxonòmiques, moleculars i funcionals permet identificar àrees prioritàries per a la conservació, revelant patrons clars de recanvi d’espècies al llarg del temps i destacant la rellevància del biomonitoratge molecular dins del marc regulador de la Directiva Marc de l’Aigua. Des d’una perspectiva fonamental, el Capítol I analitza com la connectivitat aèria determinada pel vent modula la diversitat taxonòmica i genètica dels Trichoptera als HMS. Mostra com la dispersió, tot i estar limitada per la distància i la velocitat del vent, influeix en la riquesa d’espècies i en la distribució d’haplotips, generant gradients de diversitat longitudinals. El Capítol II explora com els gradients altitudinals i longitudinals determinen la vulnerabilitat dels Trichoptera dels HMS al canvi climàtic, confirmant mitjançant eines de priorització per a la conservació que la selecció ambiental modela patrons longitudinals que complementen els de la dispersió. Des d’una perspectiva aplicada, el Capítol III valida l’eficàcia del metabarcoding d’ADN ambiental (eDNA) en la detecció de canvis a les comunitats aquàtiques dels TRs, ampliant el coneixement actual de la biodiversitat en aquests ambients dinàmics. Finalment, el Capítol IV demostra que els sediments de les basses desconnectades dels TRs, analitzats mitjançant metabarcoding, detecten tàxons subestimats pels mètodes tradicionals, revelant diferències clares entre basses impactades i de referència que no són detectades pels índexs convencionals. Aquest coneixement obre la porta al desenvolupament de nous indicadors ecològics basats en dades moleculars menys invasives que salvaguardin la diversitat local d’aquests sistemes. En conjunt, aquesta tesi demostra que la combinació de mètodes taxonòmics tradicionals i moleculars és essencial per entendre l’estructura i el funcionament de les comunitats aquàtiques ibèriques. Així mateix, subratlla la importància d’emprar eines genètiques per obtenir coneixement ecològic més complert i aplicable a la gestió i la conservació dels ecosistemes fluvials, contribuint així a una millor planificació i a una resposta més eficaç davant les amenaces ambientals actuals i futures.
Recurs relacionat
Matèries
Matèries (anglès)
Citació
Citació
LÓPEZ-RODRÍGUEZ, Nieves. Advancing fundamental and applied river ecology through molecular analysis of aquatic invertebrates in the Iberian Peninsula. [consulted: 14 of November of 2026]. Available at: https://hdl.handle.net/2445/230621