[ca] Hi ha una infinitat de microorganismes a la Terra que contribueixen als cicles biogeoquímics mundials i les seves interaccions es consideren fonamentals pel funcionament dels ecosistemes. Estudis previs ja han determinat les relacions entre un nombre limitat de microorganismes. Tot i això, encara hem d'entendre un gran nombre d'interaccions per augmentar el nostre coneixement dels microbiomes complexos. Això és un repte a causa del gran nombre d'interaccions possibles. Per això, les interaccions microbianes encara són poc conegudes fins ara. Les xarxes són una gran eina per tractar el gran nombre de microorganismes i les seves connexions, explorar interaccions microbianes potencials i dilucidar patrons d'ecosistemes microbians. Aquesta tesi es situa a la intersecció de la inferència de xarxes i l'anàlisi de la xarxes. La metodologia presentada té com a objectiu donar suport i avançar en investigacions microbianes marines reduint el soroll i dilucidant patrons en xarxes d'associació inferides per a posteriors anàlisis biològiques. La principal contribució d'aquesta tesi als estudis d'interaccions microbianes marines és el desenvolupament del programa EnDED (Environmentally-Driven Edge Detection), un marc computacional per identificar associacions impulsades pel medi ambient dins de xarxes d'associació microbiana, inferides a partir de conjunts de dades òmics. S'ha aplicat la metodologia a un model d'ecosistema microbià marí a l'Observatori Microbià de la Badia de Blanes (BBMO) al mar Mediterrani nord-occidental (deu anys de mostreig mensual). També s'ha la metodologia a una recopilació de dades que cobreix sis regions oceàniques globals des de la superfície (3 m) fins a l'oceà profund (fins a 4539 m).

[es] Hay una gran cantidad de microorganismos en la Tierra que contribuyen a los ciclos biogeoquímicos globales, y sus interacciones se consideran fundamentales para la función del ecosistema. Estudios previos ya han determinado relaciones entre un número limitado de microorganismos. Sin embargo, todavía necesitamos comprender una gran cantidad de interacciones para aumentar nuestro conocimiento de los microbiomas más complejos. Esto representa un gran desafío debido a la gran cantidad de posibles interacciones. Por lo tanto, las interacciones microbianas son aun poco conocidas. Las redes representan una gran herramienta para analizar la gran cantidad de microorganismos y sus conexiones, explorar posibles interacciones y dilucidar patrones en ecosistemas microbianos. Esta tesis se ubica en la intersección entre la inferencia de redes y el análisis de redes. La metodología presentada tiene como objetivo avanzar las investigaciones sobre interacciones microbianas marinas mediante la reducción del ruido en las inferencias de redes y elucidar patrones en redes de asociación permitiendo análisis biológicos posteriores. La principal contribución de esta tesis a los estudios de interacciones microbianas marinas es el desarrollo del programa EnDED (Environmentally-Driven Edge Detection), un marco computacional para identificar asociaciones generadas por el medio ambiente en redes de asociaciones microbianas, inferidas a partir de datos ómicos. Aplicamos la metodología a un modelo de ecosistema microbiano marino en el Observatorio Microbiano de la Bahía de Blanes (BBMO) en el Mar Mediterráneo Noroccidental (diez años de muestreo mensual). También, aplicamos la metodología a una compilación de conjuntos de datos que cubren seis regiones oceánicas globales desde la superficie (3 m) hasta las profundidades del océano (hasta 4539 m). Por lo tanto, nuestra metodología significa un paso adelante hacia de los patrones temporales microbianos marinos y el estudio de la distribución microbiana marina en el espacio a través de los ejes horizontal (regiones oceánicas) y vertical (columna de agua). Para llegar a hipótesis de interacción precisas, es importante determinar, cuantificar y eliminar las asociaciones generadas por el medio ambiente en las redes de asociaciones microbianas marinas. Además, nuestros resultados subrayaron la necesidad de estudiar la naturaleza dinámica de las redes, en contraste con el uso de redes estáticas únicas agregadas en el tiempo o el espacio. Nuestras nuevas metodologías pueden ser utilizadas por una amplia gama de investigadores que investigan redes e interacciones en diversos microbiomas.