Search

Η παρούσα διδακτορική διατριβή στοχεύει στην παραγωγή βιομορίων και υψηλής αξίας προϊόντων από μικροοργανισμούς και πιο συγκεκριμένα από κυανοβακτήρια. Το στέλεχος του κυανοβακτηρίου που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα δουλειά έχει απομονωθεί από το επιβαρυμένο οικοσύστημα της λίμνης Παμβώτιδας. Τα παραγόμενα βιομόρια και προϊόντα είναι ένζυμα, λίπη και νανουλικά, που βρίσκουν εφαρμογές στους τομείς της βιομηχανίας, της ενέργειας και της ιατρικής. Τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των κυανοβακτηριακών κυττάρων, όπως η ικανότητα ανάπτυξής τους σε μια πληθώρα από διαφορετικά ενδιαιτήματα, χρησιμοποιώντας ακόμα και λύματα, καθώς και η ικανότητά τους να παράγουν υψηλής αξίας προϊόντα την ίδια στιγμή, έχουν προσεγγίσει το ενδιαφέρον της ερευνητικής κοινότητας. Στην παρούσα μελέτη, μελετήθηκε ένα νέο στέλεχος κυανοβακτηρίου, απομονωμένου από τη λίμνη Παμβώτιδα. Η φυλογενετική του ανάλυση, το κατέταξε ως ένα στέλεχος Pseudanabaena sp., το οποίο ονοματίστηκε ως Pamv7. Τα κύτταρά του έχουν την ικανότητα να μεγαλώνουν τόσο σε αυτοτροφικές, όσο και ετεροτροφικές συνθήκες. Στην δεύτερη περίπτωση, μπορούν να μεγαλώσουν σε πληθώρα διαφορετικών υποστρωμάτων, αλλά όταν χρησιμοποιείται σελλοβιόζη, έχουν την ικανότητα να παράγουν β-γλυκοζιδάση. Το παρόν ένζυμο βρίσκει πληθώρα εφαρμογών στη βιομηχανία τροφίμων, αλλά και χαρτιού, χυμών, κρασιού κλπ, ενώ δεν έχει παραχθεί κατά το παρελθόν από το συγκεκριμένο τύπο μικροοργανισμών. Έτσι, μετά το φυλογενετικό χαρακτηρισμό του Pamv7 και της βιομηχανική του ανάλυσης, έλαβε χώρα μια αναλυτική μελέτη του ενζύμου. Αφού εξακριβώθηκε η παραγωγή του ενζύμου και της δράσης του, έλαβε χώρα η αριστοποίηση των συνθηκών ανάπτυξης (συγκέντρωση υποστρώματος, επιλογή πηγής αζώτου και συγκέντρωσής της, θερμοκρασία) του μικροοργανισμού και της παραγωγής του ενζύμου, με στόχο την αναβάθμιση της παραγωγής (scale-up). Χρησιμοποιώντας τις άριστες συνθήκες ανάπτυξης, έλαβε χώρα μεγαλύτερη παραγωγή του ενζύμου σε σύστημα βιοαντιδραστήρα 2L. Εν συνεχεία, πραγματοποιήθηκε ο καθαρισμός της παραγόμενης β-γλυκοζιδάσης και προσδιορίστηκε το μοριακό της βάρος και τα θερμοδυναμικά της χαρακτηριστικά. Το ένζυμο με μοριακό βάρος 66 kDa και ενζυμική ενεργότητα 40U/L, με βέλτιστη θερμοκρασία δράσης και pH τους 40oCκαι 6.0 αντίστοιχα, εμφανίζεται ιδιαιτέρως σταθερό στο εύρος του όξινου0ουδέτερου pHs (6.0-7.0), ιδιότητα που το κάνει ιδιαιτέρως χρήσιμο για χρήση στη βιομηχανία. Καθώς τα Pseudanabaena sp. κύτταρα είχαν την ικανότητα να παράγουν β-γλυκοζιδάση, γεννήθηκε το ερώτημα του αν θα μπορούσαν να παράγουν και άλλα ένζυμα, όπως η α-γλυκοζιδάση. Έτσι, χρησιμοποιώντας μαλτόζη ως πηγή άνθρακα, παράχθηκε α-γλυκοζιδάση με ενζυμική ενεργότητα περίπου 1800 U/L. Καθώς και η α-γλυκοζιδάση εμφανίζει πληθώρα εφαρμογών, η μελέτη συνεχίστηκε ως προς την αριστοποίηση των συνθηκών παραγωγής της. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας αυτές τις συνθήκες, έγινε η παραγωγή μεγάλης ποσότητας του ενζύμου σε σύστημα βιοαντιδραστήρα 2L, ο καθαρισμό του και η μελάτη των κινητικών και θερμοδυναμικών του χαρακτηριστικών. Η παραγόμενη α-γλυκοζιδάση είχε μοριακό βάρος 52 kDa, άριστες συνθήκες δράσης τους 40oC και το pH 7.0, αλλά σταθερότητα στην όξινη κλίμακα του pH (4.0-6.0), κάτι που την κάνει κατάλληλη για διεργασίες όπου χρησιμοποιούνται τέτοιες συνθήκες. Εκτός των παραπάνω, τα μικροφύκη και τα κυανοβακτήρια αποτελούν καλούς παραγωγούς λιπιδίων. Επιπλέον η περιβαλλοντική μόλυνση και ιδιαιτέρως το φαινόμενο του θερμοκηπίου, καθώς και η μείωση των φυσικών πόρων, έχει οδηγήσει στην αναζήτηση νέων, ανανεώσιμων μορφών ενέργειας, όπως το βιοντίζελ. Το γεγονός αυτό, σε συνδυασμό με την ικανότητα των κυανοβακτηρίων να χρησιμοποιούν ακόμα και λύματα ως υποστρώματα για την ανάπτυξή τους, έθεσε τα θεμέλια για την εφαρμογή ενός σχεδίου βιο-επεξεργασίας και βιο-οικονομίας, που μειώνει το περιβαλλοντικό αποτύπωμα, ενώ ταυτοχρόνως οδηγεί στην παραγωγή βιοντίζελ . Έτσι στην παρούσα διατριβή, τα κύτταρα χρησιμοποίησαν υδρολύματα από δύο σκανδιναβικά φυτά (silverbirchandNorwayspruce) για την ανάπτυξή τους και την παραγωγή λιπιδίων και βιοκαυσίμου. Η ανάλυση των παραγόμενων λιπιδίων υπέδειξε ένα λιπιδιακό προφίλ κατάλληλο για την παραγωγή βιοκαυσίμου, ενώ η ανάλυση των ιδιοτήτων του παραγόμενου βιοκαυσίμου υπέδειξε ικανοποιητική ποιότητα για πιθανή χρήση του. Τέλος τα κύτταρα Pseudanabaena sp. χρησιμοποιήθηκαν ως ‘εργοστάσια’ για την παραγωγή πολύ μικρών νανοσωματιδίων μέσω μιας πράσινης συνθετικής διαδικασίας. Το υδατικό εκχύλισμα του κυανοβακτηρίου δρα ως αναγωγικός και σταθεροποιητικός παράγοντας για τα Ag+ του AgNO3 προς τον σχηματισμό νανοσωματιδίων Agoκαι AgO. Επιπροσθέτων οι βιολογικές ενώσεις δρουν ως προστατευτικοί παράγοντες για τα νανοσωματίδια, προσδίδοντας τους πολλαπλές λειτουργίες. Τα μορφολογικά και δομικά χαρακτηριστικά τους προσδιορίστηκαν με τη χρήση τεχνικών όπως φασματομετρίες FTIR και XPS, X-rayDiffraction, μικροσκοπίες AFM και TEM. Επιπλέον τα παραγόμενα νανοσωματίδια εμφάνισαν εξαιρετικά ισχυρές αντιμοκροβιακές ιδιότητες που σχετίζονται άμεσα και με το χρόνο και με τη δόση, έναντι Gram-negativeEscherichiacoliκαιGram- positiveCorynebacteriumglutamicumβακτηριακών στελεχών (15μg/mlAgNPs (δηλ 3 μg/mlAg+ οδηγεί σε βακτηριακή μείωση πληθυσμού της τάξης του 95%). Εκτός από τις εφαρμογές όπου γίνεται χρήση της αντιμικροβιακής τους ικανότητας, τα νανοσωματίδια αργύρου μπουρούν να βρουν εφαρμογή και σαν νανοδομές σε περιβαλλοντικές, βιολογικές ή ιατρικές εφαρμογές. Συμπερασματικά, τα κύτταρα του κυανοβακτηρίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ‘εργοστάσιο’ για την παραγωγή μια πληθώρας βιομορίων και προϊόντων. Η παρούσα εργασία αποτελεί την πρώτη λεπτομερή έρευνα που αφορά την παραγωγή ενζύμων από τον συγκεκριμένο τύπο μικροοργανισμού. Επιπλέον τα κύτταρα εκυπηρετούν την ιδέα της βιοοικονομίας, καταναλώνοντας υπολείμματα και παράγοντας βιώσιμα και φιλικά προς το περιβάλλον καύσιμα. Τέλος, χρησιμοποιήθηκαν ως εναλλακτική πλατφόρμα για την παραγωγή εξαιρετικά μικρών νανοσωματιδίων αργύρου, μέσω μιας διαδικασίας χαμηλού κόστους, γρήγορης και φιλικής προς το περιβάλλον. The current PhD thesis aims at producing biomolecules and high added value products from microorganisms and more specific from cyanobacteria. The used strain is isolated from lake Pamvotis in Greece, that constitute a burdened ecosystem. The produced molecules and products were enzymes, lipids and nanomaterials, that find applications on both industry, energy and medicine domains. The special characteristics of cyanobacterium cells like their ability to grow under a plethora of different habitants, using even wastes, and their ability to produce at the same time different high value products have attached considerable research interest. In this study, a novel cyanobacterium strain, which was isolated from Lake Pamvotis, was studied. After its phylogenetic analysis, it was as Pseudanabaenasp. strain, named Pamv7. Pseudanabaenasp. cells had the ability to grow both in autotrophic and heterotrophic conditions. At the second circumstance, they could grow at a plethora of different substrates, but when at cellobiose, they were producing β-glucosidase. β-glucosidase finds a plethora of application on feed, food, wine, textile, juice industries, and it was not produced before by this type of microorganisms. The current work aimed to this production. So, after the phylogenetic characterization of Pseudanabaena sp. and its biochemical composition, the analytic study of β-glucosidase took place. After the above verification of both enzyme production and its action, the purification of the cultural conditions took place. It constitutes an extremely important step; it is important the achievement of higher production for a scale up. These parameters are substrate concentration, nitrogen source and its concentration and temperature of culture. After the optimizing of them, a scale up of the culture at a bioreactor system of 2L took place. The produced β-glucosidase was purified and its molecular weight was determined, while its kinetic and thermodynamic characteristics were determined. The enzyme had a reduced molecular mass of 66 kDa and activity of about 40U/L, while it was optimally active at 40 oC and pH 6.0 and stable in acidic-neural pHs (6.0-7.0), something that make it applicable to many industrial uses. As Pseudanabaena sp cells were able to produce β-glucosidase, a question was born. Why not and other enzymes, like a-glucosidases? So, using maltose as carbon substrate for the heterotrophic cultivation of Pseudanabaenasp. cells, a-glucosidase was produced with an activity of about 1800 U/L. As a-glucosidase has also great application in industry, the optimization of cell cultural conditions for the greatest enzyme production took place. After that, a scale up of the culture at a bioreactor system of 2L took place, and the produced enzyme was purified and their kinetic and thermodynamic properties were determined. The purified enzyme appeared a reduced molecular mass of 52 kDa, while it was optimally active at 40oC and pH 7.0 and stable in acidic pHs (4.0-6.0), that make it appropriate for applications which demand acidic conditions. Except of enzymes, microalgae and cyanobacteria are known as lipid producers. Moreover, environmental pollution and especially the greenhouse gases, the decrease of fossil fuels in parallel with the population increase, has already lead to search of new and renewable source of energy, like biodiesel. This fact in combination with the fact that cyanobacteria are able to use of wastes as substrates for their growth, can lay the foundation for the adaption of a biorefinery concept, with reduction of environmental footprint, towards the production of biodiesel. So, in this study, Pseudanabaena sp. cells used pretreated hydrolysates from forest biomasses (silver birch and Norway spruce) towards the production of lipids and so as biodiesel. The lipid analysis showed a lipid profile suitable for biodiesel production, while the analysis of the properties of the produced after transesterification biodiesel showed a satisfy quality. Finally, Pseudanabaenasp.cells were used as the factory for the production of extra small silver nanoparticles via a green synthetic process. The aqua cyanobacterial extract acts as reductant and stabilizing agent for Ag+ of AgNO3 to form Ago and AgO nanoparticles. Moreover, its biological compounds act as capping factors for AgNPs creating in such way multiple functionalities. The morphological and structural characteristics of the produced nanoparticles have been characterized using FTIR and XPS spectroscopy, X-ray Diffraction, AFM and TEM microscopy. Further the Ag NPs have been evaluated for their antibacterial action against Gram-negative Escherichia coli and Gram- positive Corynebacterium glutamicum bacterial cells, presented an extremely time and dose dependent lethal effect (15μg/ml of AgNPs (that is 3 μg/ml of Ag+) are able to decrease the cell population about 95%). The silver nanoparticles except of their excellent bactericidal properties, could be also used as an excellent nanosupport for a series of environmental, biological and medical applications. As a conclusion, cyanobacterium cells can act as a bio-factory for a plethora of different bio-molecules and products. This work constitutes the first detailed investigation that concerns the production of enzymes from this type of microorganisms. Moreover, they cells were serving the biorefinery concept, consuming residues and producing sustainable and ecofriendly fuel. Finally, Pseudanabaena sp. cells were used as an alternative platform for the preparation of ultra-small silver nanoparticle, through a low-cost, rapid and eco-friendly synthetic procedure. 264 p.

Το Σκουφοβουτηχτάρι (Podiceps cristatus) ανήκει στην οικογένεια των Podicipedidae (Βουτηχτάρια), με εξάπλωση στην Ευρασία, Αφρική και Αυστραλία. Παρόλο που αποτελεί ένα κοινό υδρόβιο είδος στην Ελλάδα, δεν έχει μελετηθεί επαρκώς. Επίσης αποτελεί είδος-βιοδείκτη για την ευτροφική κατάσταση των υγροτόπων, με ιδιαίτερα αυξημένους αριθμούς σε ευτροφικές λίμνες. Η παρούσα έρευνα στόχο έχει να εμπλουτίσει τη γνώση γύρω από την πληθυσμιακή κατάσταση και τη βιολογία αναπαραγωγής του είδους, σε έναν ευτροφικό υγρότοπο όπως η Λίμνη Παμβώτιδα. Για την εύρεση της εποχιακής πληθυσμιακής διακύμανσης εντός έτους, πραγματοποιήθηκε πλήρης σάρωση του υγροτόπου και καταγραφή των ατόμων του είδους ανά 15 ημέρες το έτος 2021. Για την εκτίμηση του πληθυσμιακού μεγέθους και της τάσης του είδους πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις ατόμων τις εποχές Άνοιξη, Χειμώνας, Καλοκαίρι, για τα έτη 2020, 2021. Ακολούθησε σύγκριση των ευρημάτων με διαθέσιμα βιβλιογραφικά δεδομένα των ετών 2013, 2014, 2018, 2019 τις αντίστοιχες εποχές. Για τη διερεύνηση των εποχιακών προτύπων κατανομής έγιναν καταγραφές κατά μήκος της Λίμνης από εποπτικά σημεία θέας για τις εποχές Άνοιξη, Καλοκαίρι, Χειμώνας για τα έτη 2020, 2021. Για κάθε άτομο καταγράφονταν με τη χρήση εφαρμογής στιγματοθέτησης και αποστασιόμετρο, η ακριβής θέση του στη λίμνη. Η διερεύνηση της επιλογής θέσεων φωλεοποίησης πραγματοποιήθηκε τον μήνα Απρίλιο 2021. Η καταγραφή της επιτυχίας πτέρωσης πραγματοποιήθηκε τα έτη 2020, 2021 την περίοδο τέλη Μαΐου-αρχές Ιουνίου. Για το σκοπό της μεθόδου πραγματοποιήθηκαν διαδρομές με περπάτημα και με τη χρήση πλωτών μέσων κατά μήκος της Λίμνης Παμβώτιδας καθώς επίσης και με ενδελεχή έλεγχο της επιφάνειας της λίμνης για τον εντοπισμό ζευγαριών με χρήση κιαλιών. Τα δεδομένα αυτά συγκρίθηκαν με αντίστοιχα βιβλιογραφικά δεδομένα περασμένων ετών (2013, 2014, 2018, 2019). Με βάση τα αποτελέσματα, προέκυψε ότι ο πληθυσμός, κατά τη διάρκεια των χειμερινών μηνών, μένει σχεδόν σταθερός, με μέγιστη μέτρηση τα 1250 άτομα. Ο αναπαραγόμενος πληθυσμός έφθανε τα 517 ζευγάρια. Τα αποτελέσματα εκτίμησης του πληθυσμιακού μεγέθους και της τάσης του είδους δείχνουν ότι η τάση του πληθυσμού, κατά τη διάρκεια της αναπαραγωγής, δείχνει να είναι σταθερή ανά τα έτη, με τη μέγιστη να παρατηρείται το 2021 με 1034 αναπαραγόμενα άτομα. Επίσης, συγκρίνοντας τις 3 εποχές, προκύπτει ότι το καλοκαίρι είναι η εποχή με τον μικρότερο αριθμό ατόμων, με την τάση αυτών να παραμένει σταθερή, και τον μικρότερο πληθυσμό να καταγράφεται το 2021 με 189 άτομα. Αναφορικά με τα χωρικά πρότυπα κατανομής του είδους, αξίζει να σημειωθεί ότι την άνοιξη το μεγαλύτερο ποσοστό των ατόμων πλησιάζουν κοντά στην ακτή, ενώ το καλοκαίρι και το χειμώνα ένα μεγάλο ποσοστό των ατόμων εντοπίζονται μακριά από την ακτή σε βαθύτερα νερά. Αναφορικά με τις θέσεις φωλιάσματος, βρέθηκε ότι το μεγαλύτερο ποσοστό του είδους φωλιάζει στο εσωτερικό του καλαμιώνα (ποσοστό 42,90%), δηλαδή στο τμήμα μεταξύ αυτού και της όχθης, καθώς αυτό εξασφαλίζει μεγαλύτερη προστασία από τις καιρικές συνθήκες. Τέλος, τα αποτελέσματα των ερευνών αναφορικά με το μέγεθος της γέννας έδειξαν ότι ο μέσος όρος νεοσσών/ζευγάρι κυμαινόταν από 1,8 έως 2,4 νεοσσούς/ζευγάρι. Η παρούσα μελέτη παρέχει μια βάση γνώσεων για ένα είδος που δεν έχει μελετηθεί επαρκώς στην Ελλάδα και ταυτόχρονα το περιεχόμενό της θα μπορούσε να αξιοποιηθεί περαιτέρω ώστε να εφαρμοστούν μελλοντικά ειδικά μέτρα για τη διαχείριση του καλαμιώνα, σε εσωτερικούς υγροτόπους, με βάση τις ανάγκες της ορνιθοπανίδας. Συμπληρώνεται αποκλειστικά ηλεκτρονικά σε αρχείο MS-WORD ή ανάλογο Λογισμικό Ανοικτού Κώδικα δακτυλογραφημένο με πεζούς χαρακτήρες (μικρά γράμματα), χωρίς παραγράφους σε κοινές γραμματοσειρές π.χ. Times New Roman, σε μια παράγραφο, χωρίς μαθηματικούς τύπους και πολυτονικούς χαρακτήρες). The Great Crested Grebe (Podiceps cristatus) belongs to the family of Podicipedidae (Grebes), distributed in Eurasia, Africa and Australia. Although it is a common aquatic species in Greece, it has not been extensively studied. It is also a species-bioindicator for the eutrophic state of wetlands, with particularly increased numbers in eutrophic lakes. The present research aims to enrich the knowledge about the population status and reproductive biology of the species in a eutrophic wetland such as Lake Pamvotida. In order to find the seasonal population variation within the year, a complete scan of the wetland was carried out and the individuals of the species were recorded every 15 days in the year 2021. To estimate the population size and trend of the species, measurements of individuals were carried out in the seasons Spring, Winter, Summer, for the years 2020, 2021 and were compared with available bibliographic data of the years 2013, 2014, 2018, 2019 in the respective seasons. To investigate seasonal patterns of distribution, records were made along the lake from vantage points for the seasons Spring, Summer, Winter 2020, 2021. For each individual, their exact location in the lake was recorded using a tracking application and a range finder. The investigation of the selection of nesting sites was carried out in the month of April 2021. The recording of the brood size was carried out in the years 2020, 2021 in the period between the end of May and the beginning of June. For the purpose of the method, walking and watercraft routes were carried out along Lake Pamvotida, with a thorough inspection of the surface of the lake to locate pairs, using binoculars. These data were compared to corresponding bibliographic data from past years (2013, 2014, 2018, 2019). Based on the results, it emerged that the population during the winter months remains almost constant, with a maximum count of 1250 individuals. The breeding population reached 517 pairs. The population size and trend estimation results of the species show that the population trend during breeding appears to be stable across the years, with a maximum of 1034 breeding individuals observed in 2021. Additionally, when comparing all 3 seaons, it appears that summer is the season with the smallest number of individuals, with the trend of these remaining constant and the smallest population of 189 individuals being recorded in 2021. With reference to the spatial distribution patterns of the species, it is worth noting that the largest percentage of individuals approach the coast in spring, while in the summer and winter a large percentage of the individuals are located far from the coast, in deeper waters in winter. As far as the nesting sites are concerned, the largest percentage of the Great Crested Grebe was found to nest inside the reedbed (percentage 42.90%), i.e., in the section between the reeds and the bank, as this ensures greater protection from weather conditions. Finally, the results of the brood size surveys showed that the average number of chicks/pair ranged from 1.8 to 2.4 chicks/pair. The present study provides a knowledge base for a species that has not been extensively studied in Greece. At the same time, its content could be further exploited in the future for the application of special measures as far as the management of the reed bed in internal wetlands, based on the needs of the avian fauna, is concerned. 64 σ.

Κατά την εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας του Διατμηματικού Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών «Επιστήμες Περιβάλλοντος και Εκπαίδευση για την Αειφορία» του Παιδαγωγικού Τμήματος Νηπιαγωγών, του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων, διεξήχθησαν ποσοτική και ποιοτική έρευνα. Βασικός άξονας της έρευνας είναι η καταγραφή και ανάλυση των γνώσεων των φοιτητών σε περιβαλλοντικά θέματα που εμφανίζονται σε ένα υδάτινο οικοσύστημα (λίμνη Παμβώτιδα) και η αειφόρος διαχείριση αυτού. Η ποσοτική έρευνα αποσκοπεί στη μέτρηση των γνώσεων, στάσεων και συμπεριφορών των φοιτητών του Παιδαγωγικού Τμήματος Νηπιαγωγών σε βασικά ζητήματα αειφορίας. Πώς αντιλαμβάνονται οι φοιτητές τον αειφορικό τρόπο διαχείρισης ενός υδάτινου οικοσυστήματος, για την ενίσχυση του τουρισμού της τοπικής κοινωνίας στο πλαίσιο της πολιτιστικής βιωσιμότητας; Η ανάλυση της ποιοτικής κατάστασης ενός σημαντικού οικοσυστήματος μέσω εργαστηριακών μετρήσεων ταιριάζει απόλυτα με τη θεωρία δραστηριότητας, σύμφωνα με την οποία η μάθηση, η γνώση και η εξειδίκευση διανέμονται ουσιαστικά μέσω της συμμετοχής των ατόμων στην κοινωνία. During the elaboration of the diploma thesis of the Interdepartmental Postgraduate Program "Environmental Sciences and Education for Sustainability" of the Department of Early Childhood Education, University of Ioannina, quantitative and qualitative research were conducted. The purpose of the research is to record and analyze the students' knowledge on environmental issues that occur in an aquatic ecosystem (Lake Pamvotis) and its sustainable management. Students’ views about the structure and function of this ecosystem and about the concepts of sustainable development. Quantitave research aims to measure the students’ knowningness, attitudes and behaviors under the three pillars of Sustainable Developent, Environment, Society, Economy. How students perceive the sustainable way of managing an aquatic ecosystem, to enhance the tourism of the local community in the context of cultural sustainability? The analysis of the quality of an important ecosystem through laboratory measurements fits perfectly with the theory of activity, according to which learning, knowledge and specialization are essentially distributed through the participation of individuals in society. 251 σ.

Τα ιζήματα των υδάτινων οικοσυστημάτων είναι θέσεις απόθεσης όλων των ρυπογόνων παραγόντων που εισέρχονται σε αυτά. Ένας από τους πιο κοινούς περιβαλλοντικούς ρύπους είναι τα βαρέα μέταλλα, τα οποία υπάρχουν φυσικά στο φλοιό της γης αλλά σημαντικές συγκεντρώσεις τους απελευθερώνονται στο περιβάλλον από ανθρωπογενείς δραστηριότητες, καθιστώντας τα δυνητικά τοξικά για το περιβάλλον και τους οργανισμούς. Οι συγκεντρώσεις των βαρέων μετάλλων στα ιζήματα υδάτινων οικοσυστημάτων είναι 3 – 5 τάξεις μεγέθους υψηλότερες σε σχέση με την υδάτινη στήλη. Τα βαρέα μέταλλα βρίσκονται στα ιζήματα κυρίως προσροφημένα σε οξείδια Fe και Mn, σε επιφάνειες αργιλικών ορυκτών και σε οργανικό υλικό. Στα ιζήματα της λίμνης Παμβώτιδας, η οποία εμπλουτίζεται με αστικές και γεωργικές απορροές, αλλά και με τα όμβρια ύδατα της παρακείμενης πόλης των Ιωαννίνων, έχουν βρεθεί αρκετά υψηλές συγκεντρώσεις βαρέων μετάλλων. Κάποια από αυτά, τα Ni, Hg, Cr και Cu, ξεπερνούν τα επιτρεπτά όρια που έχουν θεσπιστεί για τα ιζήματα σύμφωνα με διεθνείς οδηγίες. Σκοπός αυτής της μελέτης είναι η διερεύνηση της πιθανής τοξικότητας των ιζημάτων της Παμβώτιδας, με χρήση δύο in vivo πειραματικών μοντέλων. Το Thamnotoxkit χρησιμοποιήθηκε για ανίχνευση οξείας τοξικότητας, αλλά δεν προέκυψαν αξιολογήσιμα αποτελέσματα. Το Allium cepa Test χρησιμοποιήθηκε για αξιολόγηση πιθανής χρόνιας τοξικότητας. Στην περίπτωση αυτή παρατηρήθηκε ότι κάποιες χρωμοσωμικές και πυρηνικές ανωμαλίες στα δείγματα ιλύος της λίμνης εμφανίστηκαν με μεγαλύτερη συχνότητα σε σχέση με τις ομάδες ελέγχου, γεγονός που μπορεί να εξηγηθεί από την παρουσία των παραπάνω μετάλλων. Τα αποτελέσματα αυτά παρέχουν μια σημαντική ένδειξη ότι τα ιζήματα της Παμβώτιδας είναι σοβαρά ρυπασμένα και χρειάζεται να τεθούν υπό συνεχή παρακολούθηση για να αποφευχθούν δυσμενείς επιπτώσεις στο οικοσύστημα και τους οργανισμούς που αλληλεπιδρούν με αυτό. Sediments of aquatic ecosystems are the deposition place for all polluting agents. The most common environmental pollutants are heavy metals, mainly due to anthropogenic activities. High concentrations of heavy metals are potentially toxic. The concentrations of heavy metals in sediments are 3 – 5 orders of magnitude higher than in the water column. Heavy metals are mainly absorbed on Fe and Mn oxides, on clay minerals and on organic material. In the sediments of Lake Pamvotis, which is enriched with urban, rainwater and agricultural run-offs, have been found high concentrations of heavy metals. Ni, Hg, Cr and Cu concentration exceed the established limits for sediments quality according to “Sediments Quality Guidelines”. The aim of this study was to investigate the potential toxicity of sediments of Lake Pamvotis by using two different experimental models. Thamnotoxkit was used to detect acute toxicity, with no significant results. Allium cepa Test was used to evaluate possible chronic toxicity. Chromosomal aberrations, nuclear abnormalities and occurrence of micronuclei are observed at higher frequencies in the sediment compared to controls. These results provide an important indication that Lake’s Pamvotis sediments are seriously polluted and continuous monitoring is necessary in order to avoid adverse impacts on the ecosystem and the interacting organisms. 138 σ.

Lake Pamvotis (Ioannina-Greece) belongs to Natura 2000 network and is universally recognized, for its unique and valuable biodiversity that is protected by international and national policy frameworks. Despite its environmental importance and ecological value, the lake is under various anthropogenic pressures. The primary objective of this study is to estimate the residents’ willingness to pay (WTP) to contribute to the enhancement of the quality of the natural environment. A questionnaire survey is designed and distributed in order to collect sociodemographic data and residents’ environmental opinion about the area as well as their willingness to pay for its protection. Most respondents agree to pay an extra amount of money in their water bill to contribute to the proper protection of the lake. The unwillingness to pay is related to protest votes. Considering the environmental degradation of the lake, several actions are suggested., RELAND: International Journal of Real Estate & Land Planning, Vol 1 (2018)

Τα αρχαία οικοσυστήματα προσελκύουν το ενδιαφέρον των ερευνητών καθώς η παρατεταμένη ζωή τους και η γεωγραφική τους απομόνωση τα καθιστούν μοντέλα μελέτης εξέλιξης ειδών και περιβαλλοντικών αλλαγών. Πολλές αρχαίες λίμνες βρίσκονται στον ελλαδικό χώρο. Μια από αυτές είναι η λίμνη Παμβώτιδα την οποία και μελετήσαμε. Η λίμνη Παμβώτιδα είναι μια ρηχή, ευτροφική λίμνη, στην οποία δεν έχουν διεξαχθεί μελέτες προσδιορισμού της ποικιλότητας Βακτηρίων και Αρχαίων. Θέμα επίσης της παρούσας μελέτης αποτέλεσε η απομόνωση και η καλλιέργεια ετερότροφων Βακτηρίων και κυανοβακτηρίων από τη λίμνη και έπειτα η πραγματοποίηση δοκιμών κυτταροτοξικότητας μεθανολικών και υδατικών εκχυλισμάτων αυτών σε καρκινικές κυτταρικές σειρές. Χρησιμοποιήσαμε δείγματα νερού και ιλύος από τη λίμνη Παμβώτιδα από δυο σταθμούς, τις τέσσερις εποχές του έτους. Προσδιορίσαμε τις φυσικοχημικές παραμέτρους της ιλύος και του νερού και στη συνέχεια για να μελετήσουμε την ποικιλότητα Βακτηρίων/Αρχαίων προχωρήσαμε σε εκχύλιση DNA, PCR, πήκτωμα DGGE, κλωνοποίηση, αλληλούχιση, φυλογενετική ανάλυση και αλληλούχιση επόμενης γενιάς. Για την ποσοτικοποίηση των προκαρυωτικών κυττάρων στα δείγματα της λίμνης χρησιμοποιήσαμε real-time PCR. Με τη μέθοδο BIOLOG μελετήσαμε το βιοχημικό προφίλ των Βακτηρίων. Εφαρμόσαμε στατιστική ανάλυση θέλοντας να διαπιστώσουμε αν υπάρχει συσχέτιση των φυσικοχημικών παραμέτρων με την αφθονία Βακτηρίων και Αρχαίων. Στην περίπτωση των βακτηριακών καλλιεργειών, χρησιμοποιήσαμε θρεπτικά μέσα R2A και BG11 για την ανάπτυξη και απομόνωση ετερότροφων Βακτηρίων και κυανοβακτηρίων, αντίστοιχα. Πρωτόκολλα εκχύλισης σε μεθανόλη και νερό χρησιμοποιήθηκαν για την απομόνωση των βακτηριακών εκχυλισμάτων, τα οποία χρησιμοποιήθηκαν για δοκιμές τοξικότητας σε καρκινικές κυτταρικές σειρές (A549, HepG2, MCF7) και σε φυσιολογικούς ινοβλάστες (MRC5). Στην παρούσα εργασία ανιχνεύσαμε μεγάλο ποσοστό Βακτηρίων (50.88%) και Αρχαίων (20.65%) στα δείγματα ιλύος της λίμνης Παμβώτιδας που ανήκουν σε νέα είδη/στελέχη και ακόμη μεγαλύτερα ποσοστά (84.21%, 95.65% αντίστοιχα) που ανήκουν σε μη καλλιεργούμενα είδη με βάση εισαγωγές στη βάση δεδομένων GenBank. Στα ιζήματα της λίμνης κυριαρχούν Proteobacteria, Cyanobacteria και μεθανογόνα Αρχαία. Επίσης, τα Αρχαία καταλαμβάνουν το 11.13%-23.88% του συνολικού αριθμού των προκαρυωτικών κυττάρων, ενώ τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά που επηρεάζουν την αφθονία των προκαρυωτικών κυττάρων είναι τα Ni,Cr,Ca,pH,TKN,As,TC. Επιπλέον, ανιχνεύσαμε αλληλουχίες κυανοβακτηρίων οι οποίες διαπιστώσαμε πως σχηματίζουν μια φυλογενετικά ξεχωριστή ομάδα η οποία ονομάστηκε “Lake Pamvotis cluster”. Στο νερό της λίμνης ανιχνεύσαμε αλληλουχίες Βακτηρίων που ανήκουν σε νέα είδη/στελέχη. Τα Αρχαία καταλαμβάνουν το 0.14%-9.77% της μικροβιακής κοινότητας και για πρώτη φορά διαπιστώσαμε πως κυανοβακτήρια του γένους Synechococcus sp. πιθανόν δημιουργούν μια άνθιση την άνοιξη, διαφορετική από εκείνη του καλοκαιριού (Microcystis sp.).Στη συνέχεια, απομονώσαμε και καλλιεργήσαμε ετερότροφα Βακτήρια και κυανοβακτήρια, εκχυλίσματα των οποίων χρησιμοποιήσαμε σε δοκιμές τοξικότητες στις καρκινικές κυτταρικές σειρές. Ένα μεθανολικό εκχύλισμα από κυανοβακτήριο διαπιστώσαμε πως προκαλεί έντονα φαινόμενα απόπτωσης σε κύτταρα καρκίνου μαστού (MCF7) αλλά και στους φυσιολογικούς ινοβλάστες (MRC5). Το κυανοβακτήριο αυτό το οποίο χαρακτηρίσαμε μοριακά, ανήκει στο γένος Pseudanabaena/Limnothrix sp. και ο βιοδραστικός παράγοντας που παράγει δεν ανήκει στις γνωστές κυανοτοξίνες. Ancient ecosystems are hotspots of biodiversity and their longevity and geographical isolation make them important agents for evolutionary and climate history research. Many ancient lakes are found in Greece. One of them is lake Pamvotis which we studied. Lake Pamvotis is a shallow, eutrophic lake and to our knowledge this is the first study to reveal bacterial and archaeal diversity in lake Pamvotis. Subject of this study was also the isolation and culture of bacterial cells from lake Pamvotis. Methanol and aquatic extracts from those cultures would be evaluated for their potential cytotoxic and antineoplastic effects in cancer cell lines.We used water and sediment samples from lake Pamvotis from two stations and each season. Firstly, we determined the physicochemical parameters and then in order to reveal the diversity of bacteria and archaea we used extraction DNA protocol, PCR protocols, DGGE, cloning, sequencing, phylogenetic analysis tools and next generation sequencing. To quantify bacteria and archaea in lake Pamvotis samples, we used real-time PCR and we used BIOLOG method to study the bacterial biochemical profile. We also performed statistical analysis to investigate possible relationships among bacterial and archaeal abundances and the physicochemical variables. In case of bacterial and cyanobacterial cultures, we used R2A and BG11 medium, respectively. Methanol and aquatic extracts from isolated bacteria and cyanobacteria were tested in cancer cell lines A549, HepG2, MCF7 and MRC7 (control) for cytotoxic/antineoplastic activity. Concerning lake Pamvotis sediments, we identified many bacterial (50.88%) and archaeal (20.65%) sequences corresponding to potentially new species and most of the bacterial (84.21%) and archaeal (95.65%) sequences were found not to have cultivated counterparts (compared to GenBank entries). Proteobacteria, Cyanobacteria and methanogenic archaea were in abundance in the sediments of the lake and archaea represent 11.13%-23.88% of the total prokaryotic cells. Of the determined physicochemical variables, Ni,Cr,Ca,pH,TKN,As,TC were found to affect strongly the prokaryotic abundances. Upon phylogenetic analysis, a new class of Cyanobacteria was identified and named “Lake Pamvotis cluster” (LPC). In the water samples of lake Pamvotis we also identified bacterial sequences corresponding to potentially new species. Archaea represent 0.14%-9.77% of the total prokaryotic cells and we noticed that cyanobacteria related to Synechococcus sp. might be responsible for a bloom in spring, different than Microcystis sp. bloom in summer.Finally, the extracts from bacterial and cyanobacterial cultures which we used for toxicity tests, revealed a potential bioactive compound. The cyanobacterial methanol extract had cytotoxic effects (apoptosis) on MCF7 cells and on control fibroblasts (MRC5 cells). This extract was derived from the cyanobacterium related to Pseudanabaena/Limnothrix sp. and the bioactive compound was not belonging to known cyanotoxins. 229 σ.

Monitoring of pesticide residues in water and sediments was conducted as a basis for subsequent ecotoxicological risk assessment for the shallow eutrophic Lake Pamvotis, northwestern Greece. During a one-year study period, atrazine, desethylatrazine (DEA), simazine, diazinon, malathion, oxamyl, carbofuran, and ethion were detected in water and atrazine, desethylatrazine, diazinon, and s-ethyl dipropylthiocarbamate (EPTC) in sediments, all at ppb concentration level. Temporal variation in pesticide concentrations was observed. Highest residue levels for most pesticides in both water and sediment matrices occurred in the May to July period with the exception of atrazine and DEA, which show highest levels in water during the September to November period. The ecological risk associated with pesticide contamination was assessed using two different methods: The toxic unit method, which provides a first indication of the relative contribution of detected pesticides to the total toxicity and a probabilistic approach, and the inverse method of Van Straalen and Denneman, which is used to quantify the ecological risk. The maximum percentage of the ecological risk was 10.3 and 51.8% for water and 17.2 and 70.6% for sediment, based on acute and chronic level, respectively. These results show that pesticides exert a significant pressure on the aquatic system of Lake Pamvotis, especially for the chronic-effect level. Simple quotient methods should be coupled with higher-tier risk assessment, especially if restoration activities on lake ecosystems are to be undertaken for sustainable development. Environmental Toxicology and Chemistry