Faculty of Biological and Environmental Sciences

 

Recent Submissions

  • Atti, Sanna (Helsingin yliopisto, 2021)
    Underwater light climate in mountain lakes is controlled by dissolved organic carbon concentrations and by lake ice regimes. Both are affected by local, regional and global variables linked to anthropogenic disturbances such as climate change and atmospheric pollution. Aim of this work was to investigate changes in underwater light climate over the past ~200 years in two oligotrophic mountain lakes and how it reflects on diatom (Bacillariophyceae) guild distribution. For these aims, diatom communities and ecological guilds were analyzed from sediment core and contemporary habitat samples along a depth gradient. In addition, sediment inferred chlorophyll a (CHLa) and lake water total organic carbon (TOC) were analyzed to detect development of primary production and lake water carbon content. Results showed that acidification of the lakes together with climate induced changes have been important drivers of the ecology of the lakes. Lake water TOC showed a decline and subsequent increase in line with the acidification and subsequent recovery of the lakes, likely affecting underwater light climate in the lakes. However, this did not reflect unambiguously into changes in diatom functionality. Warming has likely contributed to diversification of the diatom community over the study period while no distinct increases were observed in whole lake primary production. Overall, if the present study could not distinguish the exact role of underwater light in driving changes in diatom communities and functional traits, the result show that human pressures have left distinct imprints in the development of biotic communities in these remote mountain lakes.
  • Zhou, Quan (Helsingin yliopisto, 2020)
    Leaf senescence is a developmental and physiological phase in plants to end leaf development. Environment factors such as drought stress, extreme temperature, and pathogen threat and internal factors including age and reactive oxygen species induce leaf senescence. Some phytohormones such as jasmonic acid and salicylic acid play a key function in cell death in plants. WRKY transcription factors is known as one of the largest transcription factor family in plants which regulates a variety of plants processes. WRKY75 which belong to WRKY transcription factors has shown multiple functions in plant development like regulation of Pi starvation responses and root development and flowering. In my thesis, I focused on the role of WRKY75 in senescence and stress responses. WRKY75 was identified as a positive regulator of cell death in Arabidopsis. WRKY75 can promote salicylic acid biosynthesis by promote transcript levels of SID2 and also cause hydrogen peroxide accumulation by suppressing the transcription of CAT2. Hydrogen peroxide and salicylic acid can promote WRKY75 transcription at the same time. To evaluate the function of WRKY75 transcription factor in SA signalling and cell death, three lesion mimic mutants acd5, cat2, dnd1 and their corresponding wrky75 double mutant were used. Interestingly, no different phenotypes were found between acd5, cat2, dnd1 and their corresponding wrky75 double mutants in cell death and hydrogen peroxide accumulation detection in Arabidopsis leaves. Meanwhile, marker genes transcription levels were not different in both short day and long day growth condition. However, different phenotypes were observed in botrytis infection. Based on these results, we formed a hypothesis that gene redundancy could influence genetic characterization of WRKY75. To overcome this problem, SRDX-WRKY75 chimeric repressor transgenic lines were generated. The SRDX domain act as a dominant negative regulator to suppress WRKY75 target genes. In future research, these new lines can be used to test transcript levels for putative WRKY75 target genes.
  • Martikainen, Sanni (Helsingin yliopisto, 2020)
    The production and consumption of foodstuffs has a strong impact on climate change, and vice versa. Agriculture and the food industry are responsible for over 25% of man-made greenhouse gas emissions. Thus, food choices are a significant way in which individuals can influence greenhouse gas emissions. By comprehensively changing one’s food consuming habits to align with the principles of sustainability, an individual can decrease the climate impact of their total consumption by approximately ten percent. Sustainable habits, such as food consumption, are part of wider social and cultural processes. Therefore, in research relating to food consumption, it is important to consider both the background of the research participants and the community and society in which they live. Through food choices, an individual expresses their identity, status, and belonging in the community. Eating is a social event that is affected by the values and attitudes of the surrounding community and society. These things strongly influence an individual’s food choices, but on the other hand, individuals can also reshape the attitudes and values of their community through their choices. In order to advance sustainable food decisions on a societal level, it is important to examine what factors influence people’s consuming and eating habits. There has been a considerable amount of research done on sustainable foods, but the research focus has not often been on aware consumers. Studying aware consumers provides information about which factors hinder the making of sustainable decisions when the obstacle is not a lack of awareness. As more is known about the reasons behind people’s food choices, it becomes possible to consider new methods for getting people to make more sustainable choices. The students of the Environmental Change and Global Sustainability program at the University of Helsinki are interesting subjects of research, because they presumably are aware of and interested in the impacts of their food choices. Therefore, in studying them it is possible to focus on other factors determining their food choices, rather than obstacles related to a lack of awareness. In addition, Helsinki as a study location offers good possibilities for making sustainable choices, because there is a diverse supply of sustainable foods in the urban centre. In this master’s thesis, I aim to answer the question: What kinds of perceptions of a sustainable diet do the students of the University of Helsinki program of Environmental Change and Global Sustainability have and what kinds of obstacles do they face when making sustainable food choices? My study is a qualitative case study. I gathered the research material by conducting semi-structured theme interviews with eight students. I analyzed the material by employing thematic analysis methods. My study indicates that the students found it most difficult to follow a totally plant-based diet, even though they consider it to be a sustainable choice. Choosing plant-based food was challenging for them especially in certain social situations. These included situations in which the students felt pressured into eating animal-based food, or situations in which they wanted to please another person by eating the animal-based food they were offering. In such situations, the students were inclined to make choices that differ from those they make in their everyday lives. In social situations that involve food and eating, people have a human need to indicate a sense of community and respect towards people important to them. The students I studied have a lot of knowledge and awareness of the sustainability impacts of their food choices. However, my study indicates that in some situations the need for social cohesion is more important than the need to make a sustainable food choice. The social meaning of eating is important to take into account when considering how to get people to make more sustainable food choices.
  • Larkiala, Taru (Helsingin yliopisto, 2020)
    Calsyntenin-3 is a type I transmembrane protein, that is mainly expressed on the post-synaptic cell membranes. It belongs to the calsyntenin family that is part of the cadherin superfamily. Calsyntenin-3 consists of a cytosolic C-terminal region, a transmembrane domain and an extracellular N-terminal part, that consists of a laminin G-like domain (LNS) and two cadherin domains (CAD). Calsyntenin-3 is mainly expressed in the brain, but it can also be found in the heart, liver, pancreas, lung, skeletal muscle and placenta. Calsyntenin-3 has an effect on neurogenesis by affecting the development of excitatory and inhibitory synapses. It might also play a role in Alzheimer’s disease, as it has been found to be able to bind β-amyloid peptide, that is known to play a key role in the development of Alzheimer’s disease. Calsyntenin-3 acts as a synaptic adhesion protein, that binds to the post-synaptic neurexins with its extracellular region. However, the previous studies have contradicting results regarding the calsyntenin-3 domains that mediate the interaction between the calsyntenin-3 and neurexins. There is also disagreement whether calsyntenin-3 binds neurexin-α, neurexin-β or both. Because of these discrepancies, the aim of this master’s thesis study was to produce the calsyntenin-3 ectodomain constructs that contained either the two CAD domains, the LNS domain or all three domains, using baculovirus mediated protein production in insect cell cultures. These purified protein constructs were meant to be used for the determination of the binding domains. Unfortunately, only the purification of the calsyntenin-3 LNS domain was successful and the purification of the constructs, containing the CAD domains, was unsuccessful. A SEC-MALLS experiment, that was performed for the calsyntenin-3 LNS domain, revealed that it forms dimers in a solution, which is consistent with experiments performed with the LNS domain of human sex hormone‐binding globulin. The second aim of this master’s thesis study was to express the calsyntenin-3 ectodomain constructs on the surface of HEK293T cells and to test the binding between calsyntenin-3 and neurexins in a cell surface binding assay. The results of the cell surface binding assay indicated that the binding is mediated by the calsyntenin-3 CAD domains and that calsyntenin-3 binds to neurexin-α, but the binding to neurexin-β was not detected. However, the results from the cell surface binding assay were conflicting: the binding between the calsyntenin-3 full ectodomain construct and neurexin-α was not detected, but the binding was detected between calsyntenin-3 CAD ectodomain construct and neurexin-α. Therefore, the cell surface binding assay cannot be considered entirely reliable and should be repeated before making further conclusions.
  • Törrönen, Essi (Helsingin yliopisto, 2020)
    4-Methylmethcathinone (Mephedrone) is one of the the most prevalent synthetic cathinones that bears close structural similarity to amphetamines. Like other stimulants, mephedrone is often used with alcohol (ethanol). In animal studies ethanol has been observed to potentiate the neurotoxicity of amphetamine-type stimulants, and same has been observed when mephedrone and alcohol is combined. The long-term effects of mephedrone have still remained largely elusive. The aim of this thesis is to study the effects of mephedrone, methamphetamine, and ethanol on dendritic spine density and morphology in the hippocampus, nucleus accumbens and caudate putamen, and compare the spine densities with changes in brain activation observed in manganese-enhanced magnetic resonance imaging (MEMRI). Dendritic spines are small membranous protrusions on dendrites that act as the post-synaptic sites for most of the excitatory synapses. Amphetamine and methamphetamine have been shown to affect the density and morphology of the spines. The goal of this thesis was to investigate the long-term effect of binge-like (two times a day, four consecutive days) stimulant treatment on dendritic spines using Golgi-stained rat brain sections. The brains of 48 male Wistar rats were imaged using AxioImager Z2 microscope and the number and the size of the spines was analyzed using Reconstruct software. In this thesis no effect on dendritic spines was observed in the hippocampus and nucleus accumbens in animals treated with mephedrone, methamphetamine, ethanol or combination of them. In the caudate putamen significant increase in the total density of dendritic spines and in the density of filopodia-like spines was observed in mephedrone-treated animals. Other treatments showed no observable effect. These results were conflicting with previous studies where amphetamine-type stimulants have been shown to increase the spine density in the nucleus accumbens and the hippocampus and increase the density of branched spines. In the caudate putamen methamphetamine has been observed to decrease the spine density. There was no correlation between spine densities and brain activation observed in MEMRI. To my best knowledge this is the first time when the effect of mephedrone on dendritic spines has been studied. It is possible that the treatment regimen used here was not strong enough to produce marked long-term changes on dendritic spines. It is also possible, that mephedrone is not as neurotoxic as other amphetamine-type stimulants, which may explain why the effects remained limited and conflicting. More research is still required to establish the long-term structural effects of mephedrone.
  • Toropainen, Siiri (Helsingin yliopisto, 2020)
    Human induced pluripotent stem cells (hiPSC) can be propagated in a long-term culture and further differentiated into many cell types, including cardiomyocytes (CM) and endothelial cells (EC). Human induced pluripotent stem cell derived cardiomyocytes (hiPSC-CM) are promising tools in cardiac research, since they retain the original genotype of the individual donor and thus enable the use of patient- and disease specific cells. Crucial for the optimal use of hiPSC-CMs in experiments are methods for assessing cardiomyocyte phenotype. Contraction is a prominent feature for CMs, and it is essential that contraction can be quantified accurately. Reliable quantification is relevant when hiPSC-CMs are used for studying disease phenotypes, cardiac safety pharmacology, genotype-phenotype correlations, cardiac disease mechanisms and cardiac function over time. In this thesis project, contractile behavior of hiPSC-CMs was analyzed using video microscopy and online tool MUSCLEMOTION. Contraction parameters were obtained from hiPSC-CMs derived from patients with hypoplastic left heart syndrome (HLHS) and healthy controls on multiple timepoints during differentiation. In addition, contraction was analyzed in iPSC-CMs cocultured with induced pluripotent stem cell derived endothelial cells (iPSC-ECs), since it has been suggested that ECs can promote morphological and functional maturation of CMs in culture. Contraction duration (CD), time to peak (TTP), relaxation time (RT) and contraction amplitude (CA) was compared between different timepoints as well as between CMs cocultured with ECs and CMs cultured alone. Compared to control cell lines, HLHS patient hiPSC-CMs exhibited longer CD, TTP and RT as well as higher CA values. This difference was present in most of the timepoints, suggesting slower contractile kinetics in HLHS patient iPSC-CMs compared to control iPSC-CMs. Significant changes were also observed in contraction parameters when comparing hiPSC-CMs in coculture and monoculture. Contraction parameters of coculture iPSC-CMs changed in a relatively consistent manner over time, increasing or decreasing throughout the monitoring period whereas in hiPSC-CM monoculture there was more variation between timepoints. This project and results support the use of modern methods in detailed functional characterization of hiPSC-derived cells. In addition, it highlights the potential of coculture in disease modeling and the fact that hiPSC-CMs express variation in phenotypes. However, experiments should be repeated, and additional methods should be used in order to further validate the results and conclusions.
  • Ahonen, Nenna (Helsingin yliopisto, 2020)
    Abandoning carbon intensive lifestyles plays an integral role in mitigating the current climate crisis, especially in wealthy countries such as Finland where citizens’ carbon footprints are large. Mitigative lifestyle change can however be hard as many factors hinder the adoption of low-carbon practices. It can also be hard to recognize factors that could push lifestyle change forward. The significance and range of these factors, often called barriers and enablers, can vary between different places as each place constitutes its unique context. Studying barriers and enablers in different places can help us decide how to best advance the adoption of low-carbon practices in these contexts. In this thesis barriers and enablers are examined in the context of rural Finland. Characteristics that are often connected to rural Finland include long distances, scarcer services, conservativeness, and communality. The aim of this study was to examine what kinds of barriers to and enablers of low-carbon lifestyle change people dwelling in rural Finland experience, and which of these barriers and enablers have special links to the rural context. Eight citizens of Kauhajoki municipality were interviewed. The transcribed interview data was analysed with qualitative content analysis. Barriers and enablers were coded from the data, and 14 barrier and 13 enabler categories were formed. The themes of the barrier and enabler categories coincided well in terms of their content. Barriers were mentioned more often. Both barriers and enablers included factors related to infrastructure, availability of services and products, time, money, knowledge, health, social environment, habit formation, life situation, feelings, and perceptions of difficulty or easiness. They stemmed from the participants’ psychological processes and personal lives, the resources they had, and the physical and social aspects of their environment. Barriers and enablers with links to the rural context were most abundantly connected to infrastructure and availability. Based on the results, rural citizens live in a complicated push-pull environment of different barriers and enablers. Given that barriers appear to be more easily identified, it is important to start highlighting enablers. Even though in rural areas barriers and enablers related to the physical environment are most visible, attention should be paid to all factors to ensure that no potential for change is wasted. The results of this thesis help recognize both hurdles and helpers of low-carbon lifestyle change in rural Finland.
  • Lehtiniemi, Heidi (Helsingin yliopisto, 2020)
    Mallintaminen on erittäin ajankohtainen tapa tuottaa tietoa kompleksisista ilmiöistä ja niihin liittyvistä kausaalisuhteista. Mallinnus nähdään parhaana saatavilla olevana työkaluna tarjota päättäjille tietoa lähitulevaisuuden skenaarioista ja tarvittavista toimista (Meah, 2019; Schirpke et al., 2020). Tässä tutkielmassa luodaan kokonaiskuva modernista ympäristömallinnuksesta vertaamalla globaaleja, objektiiviseen dataan pohjaavia ilmastomalleja paikallisiin, ekologista ja sosiaalista tietoa yhdistäviin ekosysteemipalvelumalleihin. Mallinnuksen lisäksi tarkastellaan tieteen ja päätöksenteon rajapintaa, joka on etenkin mallien yhteiskunnallisen käyttökelpoisuuden keskiössä. Käyttökelpoista ja yhteiskunnallisesti relevanttia mallinnusta analysoidaan integroivan kirjallisuuskatsauksen (Whittemore & Knafl, 2005) kautta. Kirjallisuuden aiheina ovat ilmastonmuutos, ekosysteemipalvelut, mallinnus ja tieteen ja politiikan rajapinta, n=58. Eri tieteenalat ja näkökulmat ovat edustettuna aineistossa. Koska päämääränä on luoda kattava ymmärrys mallinnuksesta poikkitieteellisenä ilmiönä, tutkielma ei keskity mallinnuksen teknisiin näkökulmiin. Kirjallisuudesta tyypitellään epävarmuuden lajeja sekä niiden hallintaan pyrkiviä strategioita (mm. van der Sluijs, 2005). Lisäksi tunnistetaan käyttökelpoisten mallien ja muiden tieteen muotojen tunnuspiirteitä (mm. Saltelli et al., 2020). Käyttökelpoisimpia ovat tilanteeseen sopivat, ratkaisukeskeiset ja saatavilla olevat mallit yhdistettynä riittävään vuorovaikutukseen ja luottamukseen mallien käyttäjien ja luojien välillä. Ilmastonmuutos ja ekosysteemipalvelut toimivat tapausesimerkkeinä, joita analysoidaan läpileikkaavasti kaikissa kappaleissa. Keskustelu tieteen ja päätöksenteon suhteesta on erityisen tärkeää kestävyyskriisiä ratkaistaessa. Koska mallinnus sijoittuu tieteen ja päätöksenteon rajapinnalle (Duncan, Robson-Williams, & Edwards, 2020), rajapintatyön rooli epävarmuuden hallitsijana ja viestijänä sekä mallin käyttökelpoisuuden varmistajana on analyysin keskiössä.
  • Nyroos, Erik (Helsingin yliopisto, 2020)
    Participatory budgeting is one of the major democratic innovations of the recent decades. This participatory method from Brazil has been started to actively utilize in Finnish municipalities during 2010s. The basic idea of this methodology is that citizens can together decide how to use public assets. The goal of this thesis is to understand how participatory budgeting can have an impact on ecological sustainability in Finland. I’m focusing on the proposals of participatory budgeting which the citizens have voted for to be implemented. Research material has been collected from public online sources on all the Finnish participatory budgeting projects. Some of these projects have been excluded as they do not fulfill the characteristics of participatory budgeting. The material is analyzed using content analysis, building categories, themes and types. There are three key findings in this thesis. First, participatory budgeting has created ecologically sustainable solutions, but sustainability has been an unintended by-product. Proposals concerning environment focus primarily on people’s living environment. Second, the changes are minor, and individuals are the ones carrying the responsibility for the sustainability. Third, the means how proposals are carried out influences ecological sustainability. Here, municipal authorities have a significant role. Finnish participatory budgeting projects therefore have the chance to create ecologically sustainable proposals. However, the capability is limited by both small, project specific budgets and processes that do not acknowledge ecological sustainability. In the long run, the changes might be more significant as participatory budgeting still is relatively new method in Finnish society.
  • Rissanen, Jason (Helsingin yliopisto, 2020)
    Ants are among the most successful organisms in the world. They can be found almost anywhere on the planet and due to their high degree of sociality and complex societies they have become some of the most abundant creatures in most terrestrial ecosystems. Although sociality has benefits in the form of more efficient foraging, brood care, reproduction and protection from predators, it has costs too. Ants live in high densities in their nests and have frequent contact between them which can facilitate an efficient transmission of pathogens within the nest. Ants have become highly successful in spite of their potentially high susceptibility to pathogens. They share the same innate immune responses of other arthropods and have unique adaptations for coping with pathogens. In extension to physiological strategies for coping with pathogens, ants engage in behavioural strategies as well. Ants and other eusocial insects can also harness the structure and behaviour of the colony to prevent and cope with pathogen infections through social immunity. Ants can also engage in self-medication behaviour to combat disease. Self-medication is a behavioural strategy where individuals respond to pathogen infections by seeking out and using biologically active compounds to alleviate the effects of pathogens in a way that would be detrimental for uninfected individuals. The behaviour can be either therapeutic of prophylactic depending on when the compounds are used in relation to encountering the pathogen, and it can be extended beyond the self to other kin. While ants have been proven to medicate themselves with reactive oxygen species (ROS) in laboratory conditions, it remains unknown how they do it in the wild. In my thesis, I studied how the ant Lasius platythorax self-medicate in a natural setting by developing a multi-trophic system of ant – pathogen – aphid – plant interactions. In this system, the ants infected with a fungal pathogen (Beauveria bassiana) had the opportunity to forage on the nectar produced by the extrafloral nectaries (EFNs) of a broad bean plant (Vicia faba) infested by vetch aphids (Megoura viciae). Plants that are stressed by aphids react with a systemic production of ROS, which ants are known to use for self-medication, and ROS could therefore be present in the EFN nectar as well, along with other potentially medicinal compounds. The aphids themselves could present the ants with both ROS, if it accumulates in the aphids due to the immune responses of the plant, and protein if eaten. In my thesis I found out that infected ants increase their foraging on EFN nectar during the first three days after infection compared to healthy ants. This immediate response to a pathogen infection shown by the infected ants fits in a self-medication context as well as the infection cycle of the pathogen, making this a strong case for self-medication. The change in foraging by the infected ants did not reflect on the changes in ROS content in the ants, possibly due to a lack of ROS in the nectar, but instead were likely to be caused by self-generation of ROS in the infected ants. The aphids feeding on the plant contained a higher ROS content compared to the ants, but I found no evidence of ants preying on the aphids, possibly due to the M. viciae being unpalatable for the ants or the ants finding medicinal compounds in the EFN nectar. The result of my thesis is a first step in to identifying natural ways for ants to obtain and use medicinal compounds from their environments and opens up new avenues of research in the topic of self-medication. The result also highlights the importance of biodiversity for the conservation efforts for ants and other insects. Insects are facing a drastic decline in both abundance and diversity due to human impact on their environments, including the prevalence in pathogens. By understanding the full extent of the immune strategies that insects use, including self-medication, we can develop more efficient methods of conservation to help them.
  • Vikfors, Sofia (Helsingin yliopisto, 2020)
    Microplastics (MPs) are widespread environmental pollutants that have been detected in virtually all environmental compartments. Despite this, research has mainly focused on the impacts of microplastic on shorelines and at sea. The effects of MPs on terrestrial ecosystems has been sparsely investigated, and there are only a few studies on direct effects on terrestrial plants. Although plastic polymers are considered inert and non-hazardous, toxic additives are often added to the polymers during manufacture which may leach out into the environment, displaying ecotoxic effects. In this work, the effects of microplastic particles and microplastic leachate on the germination and growth of Lolium multiflorum (Italian ryegrass) was investigated. High density polyethylene (HDPE), which is one of the plastic polymers with the largest annual production, was chosen as the plastic material for investigation. New MPs, artificially aged MPs, MPs from the Lahti region, and MPs from Port Elizabet, South Africa was used in parallel to compare the effects of ageing and regional environmental factors on the ecotoxicity of MPs. The total germination percentage, mean germination rate, synchronization index, germination index, and time to 50% germination was investigated, as well as the root lengths, shoot lengths, root/shoot ratio, and fresh weights of the seedlings. The results showed that exposure to new and Lahti MPs and leachates severely inhibited the extent and speed of the germination of L. multiflorum, whereas all categories of MPs and leachates inhibited the growth to some extent. Most severe inhibition in germination and growth was seen for the new MP and new leachate, followed by Lahti MP and Lahti leachate. The root growth, shoot growth, and plant biomass were also severely reduced for these exposure media. For the aged and Port Elizabeth material, there were slight but significant (p < 0.05) inhibition in root lengths and fresh weights, but no significant inhibition in the germination parameters. These findings indicate that ageing severely reduces the ecotoxic effects of MPs, and that regional environmental factors affect the ecotoxicity of MPs. Microplastics from Port Elizabeth were significantly less toxic to L. multiflorum than MPs from the Lahti region, possibly due to the warmer climate in South Africa. Another explanation could be that the plastic material collected in Port Elizabeth wast older than the one from Lahti. There was little to no difference in germination and growth between seeds exposed to MPs or leachates of the same origin, indicating that it is the substances leaching out of the MPs that are responsible for their ecotoxicity.
  • Kovakoski, Elina (Helsingin yliopisto, 2020)
    Microplastics are widely studied subject and have raised concern towards water security worldwide but the vector effect of microplastic has not yet fully understood. In this study the ability of microplastic to attach hydrophobic organic compounds is tested with a nonsteroidal anti-inflammatory drug diclofenac. The ability to attach hydrophobic organic compounds has been proved by microplastics but not with diclofenac. Diclofenac is also causing water security threats nearby wastewater treatment plants because it is biologically active and can cause stress to the aquatic organisms even in small quantities. The aim of this study is to see if microplastic has vector effect for the diclofenac. If microplastic retains diclofenac on its surface area it would decrease the stress factor effect of diclofenac towards the investigated macroalgae Aegagropila linnaei. The possible change of oxidative stress levels in A. linnaei is measured by peroxidase enzyme activity. The aim is to see if the enzyme activity raises or decreases when A. linnaei is exposed to microplastic with and without diclofenac. If the peroxidase enzyme activity decreases in macroalgae while exposing A. linnaei to both microplastic and diclofenac it would strengthen the vector effect hypothesis. As a result, the peroxidase enzyme activity seems to have a decreasing trend when the diclofenac concentrations increase. Diclofenac affected to peroxidase enzyme activity but microplastic does not show any signs of binding of diclofenac in this study, and therefore microplastic cannot act as a vector for diclofenac.
  • Miettinen, Simo (2018)
    Ihmisen immuunijärjestelmä voidaan jakaa kahteen osaan, synnynnäiseen ja oppivaan immuniteettiin. Synnynnäinen immuunivaste toimii nopeasti, mutta on epäspesifinen. Oppiva eli adaptiivinen immuunivaste alkaa hitaasti, mutta on erittäin spesifinen. Näiden järjestelmien välillä toimii ryhmä T-soluja, joilla on ominaisuuksia molemmista vasteista. Alun perin vuonna 1993 Porcelli havaitsi T-solujen alapopulaation ihmisen verenkierrosta. Tämä populaatio nimettiin myöhemmin MAIT-soluiksi (Mucosal associated T cells), niiden esiintymispaikan mukaan. MAIT-soluja esiintyy runsaasti ihmisen limakalvoilla, mm. suolistossa ja keuhkoissa. MAIT-solut omaavat ominaisuuksia molemmista immuunijärjestelmistä. MAIT-solut aktivoituvat vain hyvin kapeakirjoisesta valikoimasta ligandeja, jotka esitellään niille erittäin konservoituneesta MR1-molekyylistä. MR1 on MHC I-luokan kaltainen molekyyli, joka ilmentyy laajalti eri soluissa. Tärkein ligandi, jota esitellään MR1-molekyylissä, on riboflaviinin esiaste (Vitamiini B:n). Kaikki kasvit ja suuri osa bakteereista ja hiivoista tuottavat riboflaviinia, mutta nisäkkäät eivät. Joten tämä esiaste (5-OP-RU) on selkeä merkki kehon ulkopuolisesta tekijästä. Vuonna 2016 suomalaisesta perheestä löydettiin aiemmin julkaisematon mutataatio IKFZ2-geenissä. Kyseinen geeni koodaa HELIOStranskriptiotekijää, jonka tiedetään olevan osallisena T-solujen kypsymisessä kateenkorvassa ja myöhemmin sitä havaitaan regulatorisista T-soluista (Treg). Tällä hetkellä tiedetään, että kyseiseltä perheeltä puuttuvat miltei kaikki MAIT-solut sekä verestä, että suolen limakalvoilta. Tutkimukset mutaation vaikutuksista ovat kesken. Tämän tutkielman tarkoituksena oli selvittää, lisääntyykö HELIOS-transkriptiotekijän tuotanto MAIT-soluissa, kun niitä stimuloidaan Escerichia coli –bakteerilla ja Candida albicans –hiivalla. Stimulaation jälkeen MAIT-solut värjättiin vasta-aineilla ja analysoitiin virtaussytometrialla. Tutkielma on osa laajempaa projektia, jonka kohteena on IKFZ2 mutaatio ja sen vaikutukset MAIT-soluihin. Ensimmäinen koe oli eristää kypsymättömät MAIT-solut ihmisen kateenkorvasta, joka oli poistettu avosydänleikkauksessa olleilta lapsilta. Testasin tätä lähestymistapaa useita kertoja, mutta epäkypsät MAIT-solut olivat ilmeisesti liian naiiveja ja poistivat pinnaltaan reseptoreja mikrobistimulaation jälkeen tai menivät jopa apoptoosiin, jonka takia emme nähneet niitä enää virtaussytometrianalyysissä. Kateenkorvan kudoksen käsittelyyn liittyi myös muita teknisiä vaikeuksia. Toinen lähestymistapa oli eristää perifeerisen veren valkosolut aikuisten vapaaehtoisten veriänäytteistä. Tämä lähestymistapa näytti toimivan ja loput kokeet suoritettiin tällä tavalla. Näissä stimuloinneissa käytettiin neljää eri vapaaehtoista ja tulokset osoittivat, että C.albicans -stimuloidut MAIT-solut aktivoituivat. Ne tuottivat huomattavasti enemmän interferoni-gammaa, kuin ei-stimuloidut solut ja poistivat pinnaltaa niiden iTCR-molekyylinsä, joka havaittiin vähentyneenä määränä tarttunutta MR1-tetrameeria. Nämä aktivoidut solut ilmensivät enemmän HELIOS-transkriptiotekijää, kuin stimuloimattomat solut tai bakteereilla stimuloidut solut. Tulokseni osoittavat ensimmäistä kertaa, että HELIOS-transkriptiotekijän osallistuu MAIT-solujen aktivaatioon.
  • Kolehmainen, Liisa (2019)
    All societies globally are faced with alarming sustainability issues, such as biodiversity loss and climate change (Rockström et al., 2009). Science and policy, along with other societal sectors, play crucial roles in trying to find answers to these problems. This, alongside other influencing factors, has resulted in a stronger emphasis on evidenceinformed policy in the context of environmental policy, and on knowledge brokering as a tool to reach more evidenceinformed decisions. Knowledge brokering is a process between the producers, brokers, and users of knowledge, in which research findings are translated to meaningful policy options, needs of decision-makers are interpreted to research problems and questions, and connections between researchers and other actors of the society are created. In this study, I study research utilization and knowledge brokering in the context of environmental policy in Finland. The results are aimed to be utilized in improving the impact of the Forum for Environmental Information in Finland. The study has three research questions: What decision-makers perceive as efficient knowledge brokering? How decision-makers perceive research utilization in environmental policy? What are the most important promoting and hindering factors in decision-makers viewpoint to knowledge brokering process? The data for this thesis was collected via 18 semi-structured key-informant interviews in January-April 2018. The data was analyzed using content analysis. According to the analysis, the decision-makers mostly see knowledge brokering under the bridging category by Turnhout et al. (2013). Decision-makers mostly see knowledge brokering as a responsibility of the science domain and see a clear and strong division between science and policy. The interviewees mostly see research utilization in the problem-solving or interactive model by Weiss (1979), which means that research is utilized to solve an existing problem, and among other sources of knowledge. Of the promoting factors, the most relevant factors were related to the communication, such as formulation of the knowledge-product and genuine interaction. Many relevant hindering factors were on the individual level, such as capacities and attitudes of the participants. For the single factors, diversity of branches of science, types of knowledge and of experts is seen as the most relevant promoting factor. Following is the formulation of the message. Of the hindering factors, most relevant according to the analysis are attitudes and trust, resources and timing. Recommendations for boundary organizations on the basis of this research: 1. Special attention should be paid to timeliness, formulation, and diversity when planning knowledge brokering actions for environmental policy. 2. New ways to highlight the shared responsibility of both the decision-makers and the researchers in an efficient and adequate knowledge brokering process should be created and tested. 3. Boundary organizations should find ways to create long-lasting networks to the interface between science and policy to build capacities and alter attitudes on both sides of the interface.
  • Lempiäinen, Anna (2014)
    Several factors, such as the climate fluctuations during the Pleistocene ice age, have contributed to the geographical distribution of genetic variation in contemporary populations. Phylogeography studies the variation by connecting the genetic lineages of individuals with their geographical locations. One of the most popular markers used in these studies is mitochondrial DNA (mtDNA) due to its practical qualities. Mitochondrial DNA has revealed a whole new diversity of bat species and populations compared to conventional study methods using morphology alone. The study species, the Northern Bat (Eptesicus nilssonii), is a common, widely distributed and the most northern one of the Palearctic bat species, but its entire range has not yet been studied genetically. My aim is to study the mtDNA diversity of the Northern Bat mainly in the area of Fennoscandia and Latvia and compare this data with earlier published sequences from individuals located elsewhere in the northern Palearctic to elucidate its population structure and history. The mtDNA diversity of the Northern Bat was examined from 146 individuals, of which mtDNA was sequenced of two different mtDNA markers, cytochrome b and control region. The DNA was obtained from tissue material of live bats and museum specimens. Additional data comprised 6 Northern Bat and 13 Serotine sequences. Sequences of a sister species, the Serotine (E. serotinus), were used as an outgroup. Three geographically embedded data sets from the northern Palearctic, northern Europe and Finland, were formed for examining population structure in different geographical scales. The Northern Bat population was observed to be divided into two mitochondrial lineages; one located mostly in West (European lineage) and the other in East (Siberian lineage). These lineages seem to have diverged 0.85–1.1 million years ago based on a corrected cytochrome b distance of 1.7–2.2 %. On the control region, the European lineage showed considerable genetic diversity (π = 0.019, h = 0.966), and the Siberian lineage high haplotype diversity (h = 0.978) but relatively low nucleotide diversity (π = 0.009). The European lineage was further divided into four genetically different groups, clusters, but the Siberian lineage formed only a single cluster. The variation was geographically structured on the north European scale (ΦST = 0.07), but not on the Finnish scale (ΦST = -0.002). One of the Finnish colonies was found to comprise both lineages, while other sampled colonies consisted of only individuals of the European lineage. The European and Siberian lineages have presumably diverged in isolation through the Middle Pleistocene times, and, despite the genetic distinction between the lineages, they most likely represent interbreeding conspecific populations. Thus, the species’ nomenclature needs no changes. At the north European scale, the high nucleotide diversity observed in the European lineage resulted from the four clusters, which most likely formed in the major refugia in Europe, whereas the low nucleotide diversity in the Siberian lineage resulted from the single cluster, which presumably originated in a single refugium in Central Asia. On the Finnish population scale, both lineages were observed, but the population in general was not geographically structured. The colony comprising both lineages was most likely an indication of the lineages interbreeding. Fennoscandia was evidently recolonized by the European lineage via two routes (Denmark/Sweden and the Baltic countries), and the Siberian lineage via one (Karelia) from Russia. The lineages have come into contact for a second time in Finland and presumably in the European Russia after the end of the last glaciation. Thus, the Pleistocene ice age was a substantial contributor to the observed contemporary population structure of the Northern Bat.
  • Huotari, Essi (2018)
    Ympäristöongelmat ovat kiihtyvällä tahdilla eteneviä ihmiskuntaa koettelevia prosesseja, joiden ratkaiseminen vaatii hyvää ja tutkittuun ympäristötietoon perustuvaa päätöksentekoa, mutta tieteen ja politiikan väliset kommunikaatio- ja toimintatapojen erot sekä intressi- ja arvoristiriidat estävät tiedon käyttöä päätöksenteossa. Siksi tieteen ja politiikan välille on hahmotettu kuvainnollinen rajapinta. Vuorovaikutteisen toiminnan ja yhteistyön avulla ympäristötieteen ja politiikan keskinäistä suhdetta voidaan kehittää toimivammaksi, minkä toivottuna lopputuloksena ympäristöongelmia koskeva päätöksenteko perustuisi tutkittuun tietoon, ja tutkimustoiminnalla olisi paremmat edellytykset vastata päätöksenteon tarpeisiin. Rajapinnalla toimii monenlaisia organisaatioita, joista etenkin rajapintaorganisaatioilla vaikuttaa olevan potentiaalia tuoda tiedon tuottajat ja käyttäjät yhteen ja muuttaa lineaarista keskusteluyhteyttä dynaamisemmaksi keskinäiseksi vuorovaikutukseksi. Työn tavoite on luoda kuvaus ympäristötieteen ja politiikan rajapinnan verkostosta, jossa tutkittu ympäristötieto liikkuu organisaatioiden välillä erilaisten suhteiden ja yhteyksien avulla. Kuvan rakentamisen lisäksi työssä tarkastellaan verkoston toimijoiden välistä vuorovaikutusta, rajapintaa sekä Ympäristötiedon foorumin (YTF) asemaa ja roolia tutkitussa verkostossa. Työn tarkoituksena on ottaa osaa keskusteluun tutkitun ympäristötiedon merkityksestä kompleksisten ongelmien ratkaisussa. Työssä vastataan siihen, 1. millainen on Suomessa ympäristötieteen ja politiikan välinen rajapintaverkosto, jossa tuotetaan, välitetään ja käytettään tutkittua ympäristötietoa, 2. mikä on YTF:n rooli ja asema tutkitussa verkostossa, 3. miten ja mihin tieteen ja politiikan välinen rajapinta tukitussa verkostossa asettuu. Työn tapaustutkimuskohde on YTF, joka on ympäristötieteen ja politiikan rajapinnalla toimiva kestävyys- ja ympäristöasioihin erikoistunut rajapintaorganisaatio. Tutkimuskysymyksiin vastataan monimenetelmäanalyysillä. Verkostoanalyysillä (Social network analysis) luodaan verkoston rakennekuvaus, minkä jälkeen verkoston merkittävien ominaisuuksien kuvausta syvennetään laadullisella analyysillä, millä tavoin saadaan taattua mahdollisimman aito kuvaus verkostosta. Tutkimuksessa selviää, että ympäristötieteen ja politiikan välinen vuorovaikutus on heikkoa, ja että vuorovaikutuksen edistämiseksi tiedon tuottajien tulisi aktivoitua ja päättäjien sitoutua tutkittua ympäristötietoa vaihtavaan verkostoon nykyistä paremmin. Verkoston ”ydin” muodostuu sekä tiedon tuottajista että virkamiehistä ja päätösten valmistelijoista. Voidaan todeta, että virkamiehet ja päätösten valmistelijat ovat suhteellisen hyvin sitoutuneita tutkittua ympäristötietoa vaihtavaan verkostoon, eikä rajaa heidän ja tiedon tuottajien välille voida vetää rakenteellisin perustein. Sen sijaan rajapinnan voidaan nähdä asettuvan lähelle päättäjiä ja poliitikkoja, joiden lähiverkostossa tutkittu ympäristötieto ”laimenee” toisista verkostoista saatuun tietoon. Toisaalta verkostokuvauksen perusteella rajapinnan käsitteen mielekkyys kyseenalaistuu. Vaikka verkostossa on vähän vuorovaikutusta, yhteydet sitovat tiedon tuottajat, välittäjät ja käyttäjät yhteen verkostoon. Rajapinnan sijaan kannattaisikin puhua yhdyspinnasta, joka kuvaisi hyvin ”todellisuutta”, jossa ympäristötieteen ja politiikan välillä on yhteyksiä. Yhdyspintaa voidaan vahvistaa ja sen toimintaa kehittää, mille verkostossa vaikuttaa olevan tarvetta ja sen toteuttajille täyttämättömiä rooleja. Rajapinnan toimijat ja erityisesti rajapintaorganisaatiot kykenevät hoitamaan näitä rooleja. YTF nousee verkostossa keskeiseen asemaan ja ainoaksi merkittäväksi rajapintaorganisaatioksi. Tutkimuksen perusteella nousee myös tarve tarkemmalle rakenteelliselle selvitykselle siitä, missä, miten ja milloin tutkittua ympäristötietoa vaihdetaan ympäristötieteen ja päätöksenteon välillä.
  • Siikström, Hanne (2018)
    Ilman keskilämpötilan ennustetaan kohoavan boreaalisella vyöhykkeellä 2 °C seuraavien 50 vuoden aikana ilmaston lämpenemisen seurauksena. Samaan aikaan maaperän typen (N) määrän lisääntyminen mm. Euroopasta saapuvan ilmalaskeuman välityksellä voi vaikuttaa niukkaravinteisiin kasvuolosuhteisiin sopeutuneeseen boreaaliseen metsäkasvillisuuteen. Ilmaston lämpenemisen ja maaperän typen saatavuuden lisääntymisen arvellaan edistävän mäntymetsien kasvua sekä vaikuttavan haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) päästöihin boreaalisissa havumetsissä tulevaisuudessa. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, miten ilmaston lämpeneminen ja typpilisäys yksin ja yhdessä vaikuttavat männyn (Pinus sylvestris L.) taimien kasvuun ja fysiologiaan (yhteyttäminen) sekä maanpäällisten versojen haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) päästöihin. Tutkimuksessa nuoret koetaimet (n = 4 per käsittely) altistettiin kohotetulle ilman (+0,5–0,6 °C) ja maaperän (+3,8–4,1 °C) lämpötilalle sekä kahdelle eri maaperän typpitasolle (ei typpilisäystä ja 30 kg N/ha/vuosi), yksin ja yhdessä, avokenttäaltistuskokeessa kahden kasvukauden ajan vv. 2014–2015. Tutkimustulokset osoittivat, että noin 0,5–0,6 °C kohotus ilman keskilämpötilassa saattaa lisätä hieman nuorten männyn taimien vanhojen pääversojen fotosynteesiä. Lisäksi tulokset osoittivat, että eritoten typpilisäys yksin tai yhdessä lämpenemisen kanssa voivat lisätä männyn taimien kasvua jo lähitulevaisuudessa. Toisen altistuskauden päättyessä syyskuussa 2015 typpikäsitellyt männyn taimet olivat keskimäärin noin 6 % pidempiä ja noin 20 % järeämpiä tyvestään kuin ei-typpikäsitellyt taimet ja lämmityskäsitellyt taimet puolestaan noin 5 % pidempiä ja 10 % paksumpia kuin ei-lämmityskäsitellyt taimet. Typpi- ja lämmityskäsittelyiden yhdysvaikutuksesta männyn taimien pituuskasvu oli kaikkein voimakkainta, erityisen voimakkaasti typpi- ja lämmityskäsittely yhdessä vaikuttivat männyn taimien uusien versojen pituuskasvuun. Typpi lisäsi myös uuden verson kuivapainoa selvästi kummassakin kasvulämpötilassa. Tutkimuksessa havaittiin, että valtaosa (> 90 %) männyn taimien VOC-päästöistä muodostui monoterpeeneistä, joista vallitsevina yhdisteinä olivat α-pineeni, kareeni, myrseeni, limoneeni ja βpineeni. Tämän tutkimuksen mukaan typpilisäys kasvatti männyn taimien muiden VOC-yhdisteiden päästöjä syyskuussa 2015. Sen sijaan lämmitys- ja typpikäsittelyt vaikuttivat vain vähän männyn taimien tuottamien VOCyhdisteiden seokseen, sillä eri käsittelyillä havaittiin vaikutuksia vain muutamien yksittäisten VOC-yhdisteiden päästöihin.
  • Pouta, Pasi (2018)
    Fennoskandian vanhat pohjoisboreaaliset kuusivaltaiset kangasmetsät ovat rakenteeltaan avoimia ja mosaiikkimaisesti vaihtelevia. Tutkimustietoa näiden metsien luontaisesta spatiaalisesta rakenteesta on vasta vähän. Fennoskandian metsäluonto on muuttunut voimakkaasti ihmisen toiminnan seurauksena, ja sitä myötä suuri joukko metsälajeja on uhanalaistunut. Tieto luonnonmetsien rakenteista auttaa kehittämään paremmin luonnon monimuotoisuuden turvaavia metsien hoito- ja ennallistamismenetelmiä. Tässä työssä kuvataan puiden kasvutilan vaihtelua ja puuston spatiaalista rakennetta suurella (8,8 ha) puustoltaan tarkasti kartoitetulla koealalla vanhassa pohjoisboreaalisessa kuusimetsässä Värriön luonnonpuistossa Itä-Lapissa. Erikokoisten ja -lajisten puiden kasvutiloja ja keskinäistä sijoittumista kuvataan koko koealalta keskimäärin (globaalisti) ja koealan sisäisen vaihtelun kautta (lokaalisti). Puuston yleistä rakennetta kuvataan puustotunnuksin ja läpimittajakaumin. Puiden kasvutilaa ja sen vaihtelevuutta puun läpimitan ja lajin mukaan arvioidaan Voronoi-monikulmioilla. Erikokoisten ja -lajisten puiden keskinäistä sijoittumista kuvataan globaalisti läpimittaluokittaisilla L-funktioilla, läpimitan variogrammilla ja puulajin merkkiyhteysfunktioilla. Puiden kasvutilan, läpimitan ja lajin lokaalia vaihtelua kuvataan paikallisilla autokorrelaatioindekseillä. Metsä oli tyypillinen avoin rakenteeltaan mosaiikkimaisesti vaihteleva vanha pohjoisboreaalinen kuusimetsä. Puilla oli keskimäärin 17,5 m² kasvutilaa, ja kasvutilan määrä vaihteli välillä 0,18–111 m². Puiden keskimääräinen kasvutila kasvoi noin kaksinkertaiseksi puiden läpimittaluokan kasvaessa pienimmästä (0-5 cm) suurimpaan (yli 25 cm). Koivuilla oli kaikissa läpimittaluokissa keskimäärin 5–10 neliömetriä enemmän kasvutilaa kuin kuusilla. Sekä puiden läpimitta että laji olivat positiivisesti spatiaalisesti autokorreloituneita, varsinkin lyhyillä alle 5 metrin etäisyyksillä ja heikosti jopa 50 metriin asti. Puuston lokaalissa rakenteessa oli sekä pienen että suuren mittakaavan vaihtelua. Erityisesti koealan suoalue ympäristöineen erottui laajana puustoltaan poikkeavana alueena, joka näkyi puiden läpimitan ja lajin pitkän matkan autokorrelaationa ja lisäsi puuston yleistä ryhmittyneisyyttä. Myös koealan voimakkaan kuusivaltainen itäosa ja koealan pohjois-keskiosan avoin alue olivat laajoja puustoltaan poikkeavia alueita. Pienessä mittakaavassa metsässä vaihtelivat läpimitaltaan suhteellisen samankokoisten sekä samanlajisten puiden keskittymät ja läpimitaltaan ja kuusi-koivusuhteeltaan vaihtelevammat alueet. Työn tulokset täydentävät aiempaa vähäistä spatiaalista rakennetietoa Fennoskandian vanhoista pohjoisboreaalisista kuusimetsistä. Erityisesti puiden kasvutilojen ja puuston lokaalin vaihtelun kuvaus laajemmassa mittakaavassa ovat ensimmäisiä Fennoskandiassa. Tässä kuvattu metsä tarjoaa yhden vertailuekosysteemin, jonka olennaisista globaaleista ja lokaaleista rakennepiirteistä voidaan ottaa mallia metsän monimuotoisuuden huomioon ottavassa metsänhoidossa ja metsien ennallistamisessa. Rakenteessa olennaista oli monessa mittakaavassa tapahtuva vaihtelu puiden kasvutiloissa ja erikokoisten ja - lajisten puiden keskinäisessä sijoittumisessa. Vastaavanlaista vaihtelua ja kuvatunkaltaisia spatiaalisia rakenteita voidaan talousmetsissä jäljitellä vaihtelevilla osittaisilla hakkuilla ja jatkuvalla metsänkasvatuksella metsän luontaisen vaihteluvälin jäljittelyperiaatteen mukaisesti. Ennallistettavissa metsissä rakenteen vaihtelevuutta voidaan lisätä pienaukotusmenetelmillä. Tulosten perusteella esimerkiksi puuston tiheyden voidaan antaa vaihdella pienempien ja laajempien tiheämpien ja avoimempien alueiden välillä. Samoin voidaan jättää lokaalia vaihtelua kuusten ja koivujen suhteelliseen osuuteen, puiden keskiläpimittaan ja siihen, kuinka samankokoisia lähekkäiset puut ovat.
  • Laiho, Laura (2018)
    Lymphoblastoid cell line (LCL) collections offer a vast source of biological data of various diseases stored in biobanks. Even though LCLs have been used as a conducive surrogate in vitro cell model to study various diseases, it has been shown that they cannot recapitulate all the regulatory properties of a disorder specific primary tissue, constraining the utility of the collections. The rise of induced pluripotent stem cell (iPSC) technology has offered a novel strategy for repurposing the abundant LCL collections for regenerative medicine, drug discovery and disease modeling. However, the cell-type-specific reprogramming events in LCLs are not understood, hindering the development of a more efficient and reliable reprogramming method for these cell lines. To systematically study the endogenous events taking place during the reprogramming process, the CRISPR/Cas mediated gene activation (CRISPRa) platform has been harnessed in fibroblasts. This thesis work aimed to establish the novel CRISPRa mediated reprogramming method for the first time in biobanked LCLs, obtained from the Psychiatric Family Collections of THL Biobank. The method relies on the activation of the endogenous pluripotency factors with CRISPR activators, which results in the induction of the reprogramming process. The screening of different factor combinations revealed that the successful reprogramming of LCLs seems to require the targeting of the EEA motif, a genomic element which is enriched in promoter regions of genes related to embryo genome activation. The reprogramming efficiencies were however varying, and a gRNA function validation assay showed that the gRNAs used in this project were suboptimal for efficient gene activation in LCLs. The reprogramming method was nevertheless demonstrated to successfully convert five biobanked LCLs into bona fide iPSC lines. The iPSC lines generated in this thesis serve as a proof of concept that the novel CRISPRa reprogramming method works in biobanked LCLs and could be developed to systematically study the cell-type-specific reprogramming events in these cells. Also, the generated iPSC line collection constitutes the first iPSC collection derived from biobanked cells with the CRISPRa reprogramming method and is available as a future research resource, thus paving the way for the wider use of the LCL collections.
  • Hakala, Sanja (2012)
    Kampamaneetteja elää kaikissa mereisissä elinympäristöissä rannikoilta ulapalle ja merten syvänteisiin. Itämerellä on vanhastaan raportoitu elävän pikkumaneettia (Pleurobrachia pileus). Vuonna 2005 eteläiselle Itämerelle levisi pelätty tulokaslaji amerikankampamaneetti (Mnemiopsis leidyi), joka raportoitiin myös pohjoiselta Itämereltä vuonna 2007. Kuitenkin syksyllä 2008 määritettiin molekulaarisin menetelmin kolmas laji, arktinen kampamaneetti (Mertensia ovum), jota ei ole aiemmin löydetty murtovedestä. Selvitin, mitä kampamaneettilajeja pohjoisella Itämerellä elää ja mitkä ovat niiden todelliset levinneisyysalueet Itämerellä. Lisäksi tutkin arktisen kampamaneetin populaatioiden geneettistä vaihtelua pohjoisen ja eteläisen Itämeren välillä AFLP:llä (Amplified Fragment Lenght Polymorphism). Aineistoni sisältää sulkumekanismilla varustetuilla eläinplanktonhaaveilla kerätyt näytesarjat pohjoiselta ja eteläiseltä Itämereltä. Laskin ja mittasin yksilöt elävinä ja kuivasin ne DNA:n eristystä varten. Tein lajinmääritykset lajikohtaisten 18S rRNA- ja ITS1-alueille suunniteltujen PCR-alukkeiden avulla. Kultakin näytteenottopisteeltä keräsin tausta-aineistoa lämpötila-suolaisuusluotaimella. AFLP-näytepisteiksi valitsin kaksi pistettä pohjoiselta ja kaksi eteläiseltä Itämereltä, ja kultakin pisteeltä kymmenen yksilöä. Aineistoni mukaan amerikankampamaneettia ei esiinny pohjoisella Itämerellä, vaan sen levinneisyyden raja on Bornholmin altaalla. Arktinen kampamaneetti on koko Itämeren alueella yleinen ja paikoin hyvin runsaslukuinen. Yksilömäärät ovat suurimmillaan pohjoisella ja keskisellä Itämerellä, mikä viittaa siihen, että laji on sopeutunut pohjoisen ympäristöoloihin. Laji esiintyy laikuttaisesti, mutta yksilömäärät ovat samansuuntaisia laajalla alueella, joten populaatio vaikuttaa olevan vakaa. Havaitut arktisen kampamaneetin yksilömäärät vastaavat aiemmin Itämereltä raportoituja pikkumaneetin yksilömääriä. Myös vanhat kuvaukset Itämeren kampamaneettien elintavoista ja rakenteesta sopivat paremmin arktiseen kampamaneetiin kuin pikkumaneettiin. On todennäköistä, että Itämeren kampamaneetit ovat olleet arktista kampamaneettia jo viime vuosisadalla ja että laji on määritetty virheellisesti pikkumaneetiksi. Omassa aineistossani pikkumaneettia esiintyy harvalukuisena vain Pohjanmeren suulla. Arktisen kampamaneetin esiintymiseen eri vesikerroksissa vaikuttavat lämpötila ja suolaisuus. Itämeren arktiset kampamaneetit elävät pääasiassa syvimmissä vesikerroksissa lähellä pohjaa, missä vesi on suolaista ja viileää. Arktiset kampamaneetit ovat Itämerellä noin kymmenen kertaa Arktiksella eläviä yksilöitä pienempiä. Suomenlahden yksilöt ovat suurempia kuin eteläisen Itämeren. AFLP toimii kampamaneeteilla erinomaisesti, joskin DNA-näytteiden kontaminaation vähentämiseen on syytä kiinnittää huomiota. Arktisen kampamaneetin yksilöiden välinen geneettinen vaihtelu on samassa suuruusluokassa kaikilla näytepisteilläni, ja samanlaista kuin merieläimillä yleensä. Pohjoisen Itämeren populaatio on geneettisesti hiukan tasaisempi ja eteläisellä Itämerellä yksilöiden välillä on enemmän vaihtelua. Etelän ja pohjoisen Itämeren yksilöt muodostavat omat, toisistaan eroavat populaationsa, mutta populaatioiden välillä on havaittavissa geenivirtaa. Populaatioiden väliset geneettiset erot ovat merieläimillä tyypillisesti pieniä, ja sama on havaittavissa myös Itämeren arktisella kampamaneetilla. Aineiston geneettisestä vaihtelusta noin 90 % oli näytepisteiden sisäistä 10 % näytepisteiden välistä. Ero on pääosin etelän ja pohjoisen näytepisteiden välillä, sillä merialueiden sisäiset parittaiset erot olivat hyvin pieniä. Tämä opinnäytetyö osoittaa, että Itämerellä yleisin ja laajimmalle levinnyt kampamaneettilaji on arktinen kampamaneetti. Tätä ennen se on pohjoisella Itämerellä virheellisesti määritetty ensin pikkumaneetiksi ja myöhemmin amerikankampamaneetiksi. Tutkimukseni osoittaa, kuinka tärkeää luotettava lajinmääritys on ekologiselle tutkimukselle.

View more