Browsing by Issue Date

Sort by: Order: Results:

Now showing items 21-40 of 134
  • Jha, Sawan (Helsingin yliopisto, 2014)
    Lymphangiogenesis is the process that leads to the formation of lymphatic vessels from pre-existing vessels. Vascular endothelial growth factor C (VEGF-C), the ma- jor lymphangiogenic growth factor, is produced as an inactive precursor and needs to be proteolytically processed into a mature form in order to activate its receptors VEGFR-3 and VEGFR-2. A deficiency of VEGF-C during embryonic lymphangiogenesis results in embryonic lethality due to the lack of lymphatic vasculature. Hennekam lymphangiectasia-lymphedema syndrome (OMIM 235510) is in a subset of patients associated with mutations in the collagen- and calcium-binding EGF domains 1 (CCBE1 ) gene. CCBE1 and VEGF-C act at the same stage during embryonic lymphangiogenesis and their deficiency results in similar lymphatic defects. The mechanism behind the lymphatic phenotype caused by CCBE1 mutations is un- known. The aim of this study was to investigate the potential link between VEGF-C and CCBE1 that could contribute to the lymphatic phenotype. In this study, 293T cells were used to observe the effect of CCBE1 on VEGF-C pro- cessing. The co-transfection of constructs coding for CCBE1 and VEGF-C showed processing of the inactive pro-VEGF-C into the active, mature form. However, this processing was efficient only in 293T cells. When CCBE1 from 293T supernatant was purified, A disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin type 1 motif 3 (ADAMTS3) co-purified with CCBE1. The levels of pro-VEGF-C and active VEGF-C were monitored by immunoblotting or immunoprecipitating metabolically labeled supernatant with specific antibodies or receptors followed by autoradiography. The activity of the processed VEGF-C was verified by proliferation of Ba/F3 cells stably expressing VEGFR-3/EpoR or VEGFR-2/EpoR chimeras. Furthermore, a VEGFR-3 phosphorylation assay was performed in PAE (Porcine Aortic Endotheial) cells to study details of the CCBE1-mediated regulation of VEGF-C. We found that CCBE1 increases the proteolytic processing of pro-VEGF-C, thereby resulting in increased activity of VEGF-C. CCBE1 itself has no effect on VEGF-C activity but regulates VEGF-C by modulating the activity of the ADAMTS3 protease. We also found that both pro- and mature- VEGF-C can bind to VEGFR-3 but only mature form is able to induce VEGFR-3-mediated signaling. In addition to cleaving VEGF-C, ADAMTS3 was found to directly or indirectly mediate CCBE1 cleavage. The N-terminal amino acid sequence of the ADAMTS3-processed VEGF-C confirmed that ADAMTS3 is the protease responsible for the activation of VEGF-C by 293 cells. Hence, we have identified a mechanism that regulates VEGF-C activity. This mechanism suggests the possible use of CCBE1 as a therapeutic means to treat diseases that involve the lymphatic system.
  • Haapanen, Liisa (2014)
    Tässä maisterintutkielmassa tarkastelen 2000-luvun talouskasvukriittistä kirjallisuutta laadullisen sisäl-lönanalyysin avulla. Tutkielman tavoitteena on selvittää, mitä talouskasvu edustaa talouskasvukriitikoille. Päätutkimuskysymyksenä on, mitkä ovat 2000-luvun talouskasvukritiikin keskeiset teemat. Tutkielman aineiston muodostavat kolme 2000-luvulla julkaistua talouskasvukriittistä kirjaa: Tim Jacksonin Prosperity without growth – economics for a finite planet vuodelta 2009, Peter Victorin Managing without growth – slower by design, not disaster vuodelta 2008 ja Serge Latouchen Jäähyväiset talouskasvulle joka ilmestyi suomeksi 2010 (alkuperäisteos on Petit traité de la décroissance sereine vuodelta 2007). Tutkielman päätulos on kolmen teeman identifioiminen aineistosta. Jokaisen teeman alla talouskasvu saa eri merkityksiä ja siihen myös kohdistetaan erilaista kritiikkiä. Kukin teema myös avaa erilaisen näkökulman talouskasvun puolustajien ja kriitikoiden väliseen vastakkainasetteluun ja valottaa eri tavoin kriitikoiden tarjoamaa vaihtoehtoa eli talouskasvua tavoittelematonta yhteiskuntaa. Ensimmäinen teema on talouskasvu ilmiönä, jossa tarkastellaan talouskasvun konkreettisia ekologisia ja sosiaalisia seurauksia. Kriitikoiden mukaan talouskasvun haitat ovat nykyään länsimaissa sen hyötyjä suuremmat eikä jatkuvaa talouskasvua ole mahdollista yhdistää ympäristövaikutusten vähentämiseen. Toinen teema on talouskasvu instituutiona, jossa talouskasvun esitetään ohjaavan yhteiskunnan jäsenten valintoja. Tämä ilmenee sekä talouskasvuriippuvaisuutena että lukuisina talouskasvua ylläpitävinä tapoina. Kriitikoiden mielestä tämä johtaa noidankehään, jossa ihmiset palvelevat talouskasvua eikä talouskasvu ihmisiä. Kolmas teema on talouskasvu ideologiana. Siinä talouskasvu näyttäytyy yhteiskunnassa vallitsevana uskomus- ja arvojärjestelmänä, joka on saavuttanut hegemonisen, itsestään selvänä pidetyn aseman. Talouskasvuideologiassa kasvu nähdään kaiken hyvän lähteenä, talous ajatellaan muusta yhteiskunnasta ja luonnosta erilliseksi elämänalueeksi ja taloudellisille arvoille annetaan etusija. Tätä ideologiaa pidetään aineistossa totuutta vääristelevänä ja irrationaalisena ajatusrakennelmana, joka estää ihmisiä näkemästä vaihtoehtoisia tulevaisuuksia. Yksi tutkielman keskeinen johtopäätös on, että talouskasvukriitikot eivät kannata talouskasvun vastakoh-taa eli talouden itsetarkoituksellista supistamista. Sen sijaan kritiikki on keskustelunavaus kohti koko-naan uudenlaista yhteiskuntaa, jossa talous ja sen koon muutokset eivät ole keskiössä. Tämä vaihtoehto ei kuitenkaan piirry aineistosta kovin selkeästi esiin – kriitikot tuntuvat tietävän paremmin, mitä he vas-tustavat kuin mitä he kannattavat. Toinen keskeinen johtopäätös on, että talouskasvukritiikissä vallitsee sisäinen ristiriita. Konkreettisia ilmiöitä käsitellessään kriitikot ehdottavat välinpitämättömyyttä talouskas-vun suhteen, mutta talouskasvun instituutioiden ja ideologian purkaminen vaativat tietoista vastustusta. Koska kirjat ammentavat aiemmasta talouskasvukriittisestä kirjallisuudesta, tutkielmassa identifioidut teemat voisivat sopia myös yleisemmin talouskasvukritiikin analysointiin. Tämä tulisi kuitenkin todentaa jatkotutkimuksissa. Jatkotutkimukset erilaisella aineistolla voivat toisaalta paljastaa lisää keskeisiä tee-moja. Koska tutkielmassa keskityttiin lähinnä aineistokirjoja yhdistäviin tekijöihin, voisi jatkossa selvittää, onko nykyisestä kasvukritiikistä löydettävissä jakolinjoja tai koulukuntia. Mielenkiintoinen jatkotutkimuskohde olisi myös talouskasvua tavoittelemattoman yhteiskunnan visioiden analysoiminen tutkielmassa löydettyjen kolme teeman näkökulmasta.
  • Tukiainen, Iina (2014)
    Sexual signals, that are part of animal signalling systems, are important in attracting and competing for mates. Costly sexual signals can vary in honesty. Honest sexual signals convey truthful information about the signaller’s condition and quality, reflecting reliably the direct and/or indirect benefits. Eutrophication of the Baltic Sea, which arises from an increased input of nutrients into an ecosystem by human, alters the water turbidity, especially in coastal areas, which affects visual sexual signalling in the three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus). Boosted algal growth increases water turbidity and decreases the amount of light that penetrates the water column, and thus reduces visibility. This change in visibility can affect the honesty of sexual signals. My aim was to study if the three-spined stickleback sexual signals honestly reflect a direct benefit of mate choice, male parenting ability, when the environment changes due to increased water turbidity and if the maintenance of honesty depends on the social setting in the presence of competing males. I studied the maintenance of signal honesty by having two experimental treatments; turbid water treatment and clear water treatment. I had two males interacting in a same experimental aquarium. I showed the males a female and recorded courtship activity twice for 15 minutes. The female was then released and the male followed as well as the time it took to follow the male to the nest were recorded. I photographed the males in days one, two, three and six of the experiment to be able to observe the change in the nuptial colouration. The males were let to spawn and the egg mass was weighted for the eggs received and the eggs hatched. I found that the courtship activity tended to be reduced in turbid water. Increased water turbidity relaxed the association between female mate choice and courtship activity. Increased water turbidity had no significant effect on male red nuptial colouration or on female preference for redness but it reduced the difference between the two males in redness during courtship. Hatching success was found to be higher in clear water. The difference between the chosen and the not chosen male in hatching success tended to be reduced in turbid water. According to my results the honesty of courtship seemed to be maintained by adjusting courtship activity to reflect the lowered hatching success. On the other hand nuptial colouration was not adjusted and was not honest. The hierarchy between males was also weakened in turbid water which gave males an advantage to cheat. I showed that, as in many other species, such as in different bird and whale species, environmental change influences three-spined stickleback signalling and reproduction outcome. It remains to be seen whether sticklebacks will adopt an alternative signalling method, such as size or olfaction, or adjust the present visual signalling system to turbid conditions. Future will show if the changed signalling system can maintain sexual selection of good parental ability. More research is needed to understand the effect of turbidity on reproduction and population viability and uncover the broader influence of changes in the stickleback ecology to the Baltic Sea habitats.
  • Äystö, Lauri (2014)
    Jätevedenpuhdistusprosesseissa syntyy Suomessa vuosittain n. 150 000 kuivatonnia lietettä. Jätevesilietteeseen sitoutuu runsaasti orgaanista ainesta ja ravinteita mutta myös mahdollisesti laaja kirjo erilaisia haitallisia aineita aina pysyvistä orgaanisista yhdisteistä lääkeaineisiin. Puhdistamoliete on jätettä, josta täytyy hankkiutua jollain tapaa eroon. Pyrittäessä suljettuihin ravinnekiertoihin on mielenkiinto puhdistamolietteen maatalouskäytön lisäämiseksi kasvanut myös Suomessa. Tässä tutkimuksessa selvitettiin matemaattisten mallien avulla, voivatko lietteen sisältämät orgaaniset haitta-aineet muodostua Suomessa ongelmaksi lietteen maatalouskäytölle. Työssä simuloitiin kirjallisuudesta valittujen 34:n orgaanisen yhdisteen kertyvyyttä maaperään, kun lietettä levitetään vuosittain suomalaisen lannoitelainsäädännön rajoissa. Lisäksi seitsemälle yhdisteelle simuloitiin huuhtoutumista maaprofiilissa. Tuloksia verrattiin kirjallisuudessa kullekin yhdisteelle ilmoitettuun haitattomaksi arvioituun pitoisuustasoon (PNEC). Mallinnuksissa käytetyt lähtöarvot kerättiin kirjallisuudesta. Eri lähteissä ilmoitettujen lähtöarvojen vaihtelevuuden takia kullekin yhdisteelle ajettiin simulaatioita käyttäen eri lähtöarvojen yhdistelmiä. Kutakin yhdistettä kohti kertyi 3–23 simulaatiota. Mallintamiseen käytettiin kasvinsuojeluaineille kehitettyä PECsoil-laskuria, MACRO 5.2. huuhtoumamallia sekä suomalaista sää- ja maaperäaineistoa. Simuloidut pitoisuudet eri ympäristön osissa ovat monien yhdisteiden osalta samaa suuruusluokkaa kuin kenttäkokeissa havaitut. Suoritettujen simulaatioiden perusteella ongelmallisimpia lietteessä esiintyviä yhdisteitä ovat triklosaani, 17α-etinyyliestradioli, ibuprofeeni sekä karbamatsepiini. Vain triklosaani ja 17α-etinyyliestradioli ylittivät niille ilmoitetut PNECsoil-tasot. Myös pysyvät orgaaniset yhdisteet, kuten PFAS- ja PBDE-yhdisteet kertyivät maaperään hyvin tehokkaasti kuitenkaan ylittämättä niille ilmoitettuja haitattomaksi arvioituja pitoisuutasoja. Huuhtoutuminen oli merkittävintä karbamatsepiinille ja ibuprofeenille. PNEC-tasoon suhteutettuna triklosaanin pitoisuus salaojavedessä oli kuitenkin korkein. Triklosaani ylitti sille ilmoitetun PNEC-tason korkeimmillaan n. 90-kertaisesti. Ibuprofeenille mallinnettu yhdistepitoisuuden korkein vuosikeskiarvo salaojavedessä puolestaan ylitti yhdisteelle ehdotetun ympäristönlaatunormin n. 70-kertaisesti. Käytetyissä lähtöarvoissa oli hyvin suuria vaihteluita, mikä lisäsi tulosten epävarmuutta. Lisäksi yhdisteiden mahdollista haittaa voitiin tarkastella kerrallaan vain yksittäisille yhdisteille, eikä mahdollisia yhteisvaikutuksia voitu ottaa huomioon. Tässä työssä suoritetut mallinnukset kuitenkin osoittavat, että nykytietämyksen perusteella jätevesilietteen käyttö maanparannusaineena saattaa tietyissä ääritapauksissa aiheuttaa haittaa ympäristölle.
  • Suomivuori, Carl-Mikael (2014)
    Fria zinkjoner spelar en patologisk roll i flera dödliga neurodegenerativa sjukdomar såsom amyotrofisk lateralskleros, Alzheimers sjukdom och Parkinsons sjukdom. Konstruktion av Zn(II)-kelatorer är en lovande forskningsinriktning vid utveckling av läkemedel mot dessa sjukdomar. En kelator kan dock förorsaka celldöd om dess zinkaffinitet är för hög. N,N,N',N'-tetrakis(2-pyridylmetyl)etylendiamin (TPEN) är en Zn(II)-kelator som kan motverka zinkrelaterade patologier, men dess höga zinkaffinitet utesluter användning av TPEN som läkemedel. I denna avhandling har densitetsfunktionalteoretiska (DFT) beräkningar utförts på TPEN och TPEN-derivat. Målet var att föreslå modifieringar av molekylstrukturen som sänker kelatorns zinkaffinitet till en mindre giftig nivå och som kunde därmed leda till nya läkemedel mot neurodegenerativa tillstånd. Ett ytterligare mål var att utveckla ett beräkningsprotokoll för studier och in silico -konstruktion av Zn(II)-kelatorer. Resultaten tyder på att dispersionskorrigerad DFT som beaktar lösningsmedlet implicit kan ge reaktionsenergier för ligandutbytesreaktioner som stämmer väl överens med experimentella data. Den använda beräkningskemiska metodiken är även lämplig för liknande studier av andra metaller. TPEN:s zinkaffinitet kan sänkas genom att ersätta väten hos kelatorns pyridylringar med elektronattraherande grupper. Även svagt elektrondonerande grupper kan sänka zinkaffiniteten om det förorsakar en konformationsförändring som stabiliserar den fria kelatorn. Genom att ersätta pyridylringarnas kolatomer med kväven kan man också sänka TPEN:s zinkaffinitet. Beräkningsmetodologin borde förbättras i fall man vill tackla mera komplicerade problem såsom studier av komplexeringsenergier för kelatorer med olika denticiteter då lösningsmedelsmolekyler kan spela en mera central roll som en av liganderna.
  • Pöyhönen, Outi (2014)
    Suomen merialueella esiintyvien harmaahylkeen (Halichoerus grypus) ja norpan (Phoca hispida botnica) ravinnosta on vähän julkaistua tietoa. Tehdyt ruotsalaiset ravintotutkimukset ovat keskittyneet varsinaiselle Itämerelle ja Pohjanlahdelle sekä venäläiset tutkimukset Suomenlahdelle. Nämä tutkimukset eivät kuitenkaan koske varsinaisesti Suomen merialueita. Tämän työn tarkoituksena oli selvittää nuorten harmaahylkeiden ja norppien ravintoa Suomen merialueilla Suomenlahdella, Lounaissaaristossa sekä Merenkurkussa ja Perämerellä. Tarkastelin lajien, sukupuolten ja merialueiden välisiä eroja ravinnossa. Tietoa hylkeiden ravinnosta tarvitaan ennen kaikkea selvitettäessä hylkeiden merkitystä Itämeren kalakantojen hyödyntäjänä. Samalla saadaan taustatietoa hylkeiden aiheuttamien kalastusvahinkojen arvioimiseksi. Suojelun kannalta on tärkeää tietää esimerkiksi, ryöväävätkö nuoret hylkeet kalanpyydyksiä vai takertuvatko ja menehtyvätkö ne niihin sattumalta. Käytössäni oli osa Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitoksen keräämää, pakastettua hylkeiden ruoansulatuskanava-aineistoa vuosilta 1986-1999. Se käsitti alle kolmevuotiaina kalanpyydyksiin kuolleita hylkeitä, yhteensä 150 harmaahyljettä ja 62 norppaa, jotka kaikki oli todettu hyväkuntoisiksi. Etsin näiden yksilöiden mahalaukuista ja suolistoista ensisijaisesti kalojen muodoltaan lajityypilliset tasapainokivet eli otoliitit, jotka kulkeutuvat tunnistettavina koko ruoansulatuskanavan läpi. Tulokset osoittivat, että suoliston sisällön analysoinnin mukaanottaminen yleisesti käytetyn maha-analyysin lisäksi kannattaa, koska sen avulla saadaan lisätietoa käytetystä ravinnosta. Sukupuolten välillä ei havaittu tilastollisesti (x2) merkitseviä eroja ravinnossa tärkeimpien kalalajien osalta. Siksi eri sukupuolten aineistot yhdistettiin. Tarkastelutapana käytin suhteellisia frekvenssejä ja esiintymisfrekvenssejä. Harmaahylkeen ravintoa voitiin tarkastella merialueittain, mutta norpan ravintoa aineiston pienuuden vuoksi vain Suomenlahden osalta. Silakka oli suosituin kalalaji molemmilla hyljelajeilla. Ravinto käsitti silakan lisäksi pääasiassa pieniä parvi- ja pohjakaloja, kuten esimerkiksi kuoretta (Osmerus eperlanus) ja kivinilkkaa (Zoarces viviparus). Norpan ravinnossa korostui lisäksi voimakkaasti kolmipiikin osuus; ainoastaan tämän saaliskalan osuudessa hyljelajien välillä oli tilastollisesti merkitsevä ero (x2 p < 0,001). Harmaahylkeen ravinto koostui eri merialueilla pääasiassa samoista lajeista, mutta lajisuhteet vaihtelivat merialueiden ominaispiirteistä johtuen. Ravintovalikoiman laajuutta ja tasaisuutta tutkin Shannonin entropialla (H', J'). Ravinnon vaihtelu harmaahylkeellä oli hieman suurempaa kuin norpalla (H'= 2,065, H'= 1,964), mutta ei aivan yhtä tasaisesti jakautunutta (J'= 0,729, J'= 0,766). Tarkastelin lisäksi aineistoa pyydyskohtaisesti Suomenlahdella ja Lounaissaaristossa lohipyydysten ja muiden pyydysten osalta sekä Merenkurkussa ja Perämerellä silakkapyydysten ja muiden pyydysten osalta, jotta nähtäisiin onko hylje syönyt kyseisen pyydyksen kalaa. Merenkurkun ja Perämeren aineisto viittasi siihen, että hylkeet ovat voineet olla ennen kuolinhetkeään syömässä silakkapyydyksistä. Päätulos kuitenkin osoitti, että alle vuoden ikäisten hylkeiden ravinnossa ei esiintynyt taimenta eikä lohta. Lohipyydystarkasteluhavainnot osoittavat myös, että nuoret hylkeet eivät olleet kuolinhetkellään syömässä kaloja lohiverkoista. Ne ovat mitä ilmeisemmin törmänneet ja hukkuneet niihin pyydystäessään pieniä parvija pohjakaloja, mikä on nuorten hylkeiden suojelun kannalta erittäin tärkeä havainto. Tämä työ on osa laajempaa julkaistavaa tutkimusta, jossa tarkastellaan myös yli kolmevuotiaiden yksilöiden ravintoa.
  • Lahti, Tuomas (2014)
    Tässä pro gradu -tutkielmassa selvitettiin luontomatkailusta aiheutuvia muutoksia Käsivarren erämaa-alueen kasvillisuudessa, hyönteisyhteisössä, linnustossa ja maaperän typpipitoisuudessa. Matkailu on maailman suurin elinkeino ja luontomatkailu sen nopeimmin kasvava muoto. Luontomatkailu kohdistuu pääsääntöisesti alueille, joiden tarkoitus on suojella luontoarvoja ihmistoiminnan kielteisiltä vaikutuksilta. Tämä luo luontomatkailukohteilla ristiriitoja virkistystoiminnan ja suojeltavien luontoarvojen välille. Suomessa suosituimpia luontomatkailukohteita ovat valtion omistuksessa ja Metsähallituksen ylläpidossa olevat kansallispuistot ja erämaa-alueet. Erämaa-alueet eivät ole varsinaisia luonnonsuojelualueita, vaan erämaalaissa määriteltyjä monipuolisen käytön alueita, joiden tehtävänä on alueiden erämaaluonteen säilyttäminen, saamelaiskulttuurin ja luontaiselinkeinojen turvaaminen sekä luonnon monipuolisen käytön ja sen edellytysten kehittäminen. Luontomatkailun on aikaisemmin todettu aiheuttaneen kulutuksen ja häiriön kautta muutoksia kasvillisuudessa, nisäkäslajistossa sekä linnustossa. Tutkimuskysymys oli selvittää, näkyykö luontomatkailu autiotupia ympäröivässä maaperässä kohonneina typpipitoisuuksina, ja minkälainen kasvi-, hyönteis- ja lintulajisto autiotupien ympäristössä esiintyy. Tarkastelun lähtökohtana oli selvittää tapahtuuko eliöyhteisöissä muutoksia siirryttäessä tupien läheltä kauemmaksi tunturikankaalle, oletetun ihmishäiriön vaikutusalueen ulkopuolelle. Tutkimus toteutettiin viiden autiotuvan ympäristössä kolmena tutkimuslinjana, joissa tutkimuspisteet sijaitsivat 15, 30, 60, 120, 240, 480 ja 960 metrin päässä tuvasta. Lintulaskenta tapahtui pistelaskentoina samoilta linjoilta mutta 200 metrin välein. Tutkimuksessa selvitettiin myös maaperän typpipitoisuuden vaikutusta heinäkasvien runsastumiseen sekä sitä, selittääkö maaperän typpipitoisuuden ja heinäkasvien alueellinen vaihtelu hyönteisten tai lintujen eliöyhteisöissä havaittuja muutoksia. Tulosten perusteella luontomatkailijoiden mukana Käsivarren erämaa-alueelle kulkeutuvat ravinteet näkyivät autiotupia ympäröivässä maaperässä kohonneina ammonium- ja nitraattitypen määrinä. Typpilisäys oli havaittavissa 30 metrin säteellä tuvasta. Vilkkaasti käytettyjä taukopaikkoja ympäröi tyypillinen pohjoisille tunturialueille sopeutunut kasvi-, hyönteis- ja lintulajiyhteisö. Varsinaisia pohjoiseen luontoon kuulumattomia vieraslajeja ei havaittu. Luontomatkailusta kärsiviä lajeja ei myöskään havaittu. Kasvillisuudessa heinäkasvien peittävyys kasvoi tupien läheisyydessä, mutta kasviyhteisön lajimääriin tai kasvillisuuden biomassaan luontomatkailulla ei ollut vaikutusta. Hyönteisten eliöyhteisö monipuolistui ja yksilömäärät kasvoivat tupien läheisyydessä, ja erityisesti Amara brunnea -maakiitäjäisen ja lyhytsiipisten heimon yksilöiden havaittiin runsastuneen tupien läheisyydessä. Lintujen yksilömäärä ja lajimäärä kasvoivat tuvan lähellä. Erityisesti hyönteissyöjälinnut runsastuivat tupien pihoilla. Maaperän kohonnut ammoniumtypen määrä selitti havaittua heinäkasvien runsastumista sekä hyönteismäärien kasvua. Myös heinäkasvien runsastuminen selitti hyönteismäärien kasvua. Heinittyminen ja typpipitoisuuden kasvu olivat voimakkaasti korreloituneita. Tämä on ensimmäinen tutkimus, jossa tieteellisesti osoitetaan luontomatkailun vaikutus maaperän typpipitoisuuteen ja hyönteisten eliöyhteisöihin. Tutkielma luo laajan kokonaiskuvan luontomatkailun vaikutuksista Suomen pohjoiseen tunturiluontoon. Tulosten yleistettävyyttä muille alueille tai matkailijamäärille heikentää tutkimuksessa tarkasteltujen tupien pieni määrä, ja tupia ympäröivien eliöyhteisöjen suuri alueellinen vaihtelu. Tulokset ovat kuitenkin merkittäviä Käsivarren erämaan luontomatkailun kannalta, ja niitä voidaan hyödyntää esimerkiksi mahdollisesti Käsivarren suurtunturialueelle perustettavan uuden kansallispuiston luontomatkailurakenteiden suunnittelussa.
  • Lehikoinen, Petteri (2014)
    Kosteikot ovat biodiversiteetiltään yksi maailman rikkaimmista habitaateista. Kosteikkojen ja niillä elävien vesilintujen tuottamien ekosysteemipalvelujen laajuuteen ja tärkeyteen on havahduttu vasta viime aikoina. Kosteikkoja ja niiden linnustoa uhkaavat maailman laajuisesti maankäyttö sekä makeiden vesistöjen pilaantuminen. Viimeisen vuosisadan aikana maailman kosteikkojen määrä on vähentynyt puoleen ja niiden tila on heikentynyt. Kosteikkolinnuston elinolot ovat heikentyneet ja linnusto on taantunut. Kosteikkoja rakentamalla ja kunnostamalla on voitu parantaa linnuston elinolosuhteita. Etenkin keinotekoisten kosteikkojen merkitys on ollut suuri luontaisten kosteikkojen tilan heikkenemisen myötä. Vain vähän tiedetään miten luonnollisten kosteikkojen hoitotoimet vaikuttavat linnustoon paikallisella tasolla. Niukasti tietoa on myös saatavilla päättäjille hoitotoimien kustannustehokkuudesta. Tässä työssä tutkittiin Etelä-Suomen kosteikkojen hoitotoimien vaikutuksia levähtävään ja pesivään linnustoon. Työn tarkoituksena oli selvittää eri hoitotoimien vaikutuksia ravinnonhankinnaltaan erilaisiin lintukiltoihin ja -ryhmiin. Yhtenä tutkimuksen päätavoitteena oli luoda käsitys hoitotoimien kustannustehokkuudesta sekä mihin resurssit kannattaa käyttää. Tutkimusalue käsitti 21 Etelä-Suomen linnustollisesti arvokasta kosteikkoa. Kosteikkoja kunnostettiin vuosina 2004–2012 kahdessa hoitojaksossa. Hoitojaksoja ennen ja niiden jälkeen kosteikkojen pesivä ja levähtävä linnusto selvitettiin. Suomen ympäristökeskus vastasi hoitotoimista ja linnustolaskennoista Uudenmaan ja Kymenlaakson ELY-keskusten kanssa. Kosteikkoja kunnostettiin pääasiassa avoimuutta lisäämällä laidunnuksen, puustonraivauksen, niiton ja äestyksen sekä ruoppauksen avulla. Muutolla levähtävä linnusto selvitettiin läpi muuttokauden noin viiden päivän välein suoritettujen laskentojen avulla ja pesivä linnusto selvitettiin viiden käyntikerran kartoitusmenetelmällä. Kohteiden linnut eriteltiin hoidettuihin osa-alueisiin sekä niiden ulkopuolelle jääviin hoitamattomiin osa-alueisiin. Kontrollialueina toimivat hoitamattomat kohteet ja osa-alueet. Lasketut linnut yhdistettiin ravinnonhankintansa perusteella kymmeneen kiltaan, jotka olivat puolisukeltajasorsat, sukeltajasorsat, kalansyöjävesilinnut, joutsenet, hanhet, kahlaajat, naurulokki, rantakanat ja kaulushaikara, avomaavarpuslinnut sekä pensaston ja ruovikon varpuslinnut. Kolmea viimeksi mainittua kiltaa tarkasteltiin vain pesimäaikana. Erikseen tarkasteltiin kansallisesti uhanalaisia sekä lintudirektiivin liitteen I lajeja. Hoitotoimien sekä niihin käytettyjen kokonaiskustannusten vaikutuksia kiltakohtaisiin lintumääriin tarkasteltiin lineaarisilla sekamalleilla. Syysmuuttoaineistossa kaikkien lintukiltojen määrät kasvoivat niitto-ja äestysalan myötä; laidunnuspinta-ala lisäsi hanhien ja kahlaajien lukumääriä. Kaikkien kiltojen lukumääriä lisäsi laidunala keväällä, lisäksi niitto-ja äestys-sekä ruoppausala lisäsivät kahlaajien lukumääriä. Kalansyöjien lukumäärät vähenivät ruoppausalan kasvun myötä, mutta yhteys oli tilastollisesti vain suuntaa antava. Pesimäaineistossa ruoppausala x kilta-interaktio osoittautui tilastollisesti merkitseväksi, mutta kiltakohtaisesti tarkasteltuna vaikutukset olivat suuntaa antavia; rantakanat ja kaulushaikara runsastuivat ja kalansyöjävesilinnut vähenivät. Sekä uhanalaisten että lintudirektiivin liitteen I lajien lukumääriä kasvatti laidunnus keväällä ja syksyllä. Hoitotoimiin käytettyjen kokonaiskustannusten suhteen runsastuivat syksyllä puolisukeltajasorsat, hanhet ja kahlaajat. Keväällä kokonaiskustannuksilla oli positiivinen yhteys puolisukeltajasorsien, kahlaajien ja naurulokin lukumääriin. Pesimäaineistossa kokonaiskustannukset kasvattivat naurulokin lukumääriä. Suuntaa-antavasti kokonaiskustannukset lisäsivät rantakanojen ja kaulushaikaran määriä sekä vähensivät kalansyöjävesilintujen määriä. Erityisesti huomioitavaa on, että hoitotoimilla havaittiin vain positiivisia merkitseviä tuloksia lintukiltoihin. Laidunnus oli tärkein yksittäinen hoitotoimi, mikä liittynee sen ympäristöä monipuolistavaan vaikutukseen. Hoitotoimista eniten hyötynyt kilta oli kahlaajat, mutta kaikki killat hyötyivät jostain hoitotoimesta. Hoitotoimien positiiviset vaikutukset liittynevät avoimuuden lisääntymiseen sekä karjan läsnäoloon, jotka voivat parantaa lintujen ruokailuolosuhteita sekä lisätä turvallisuutta. Kokonaiskustannukset paljastivat että naurulokki ja puolisukeltajasorsat hyötyivät hoitotoimista kokonaisuutena, sillä ne eivät poikenneet muista killoista yksittäisiä hoitotoimia tarkasteltaessa. Vähiten hyötyivät sukeltajasorsat sekä kalansyöjävesilinnut. Tutkimus osoittaa, että hoitotoimilla voidaan parantaa taantuneiden kosteikkolintujen elinolosuhteita. Koska hoitokohteet ovat Etelä-Suomen parhaimpia lintuvesiä, on hoitotoimien biologinen merkitys suuri. Vaikutukset eivät ole pelkästään kansalliset, vaan kunnostuksesta hyötyvät Suomenlahden muuttoreittiä pitkin pohjoiseen muuttavat kosteikkolinnut –aina Siperiaan asti. Yksi tärkeimmistä huomioista on, että hoidon loputtua kosteikkojen tila heikkenee. Hoitoa tulisi jatkaa, jottei saatuja hyötyjä menetettäisi. Tulevaisuudessa olisi tärkeää suunnitella mittavat hoitotoimet myös tutkimuksen kannalta, jolloin hoitotoimien vaikutuksia voitaisiin tutkia tarkemmin. Tärkeää olisi löytää keinot sukeltajasorsien ja kalansyöjien elinolojen parantamiseksi.
  • Salomaa, Anna (2014)
    Luonnon monimuotoisuuden vähenemistä ei ole saatu pysäytettyä kansainvälisistä sopimuksista huolimatta. Ekologinen kytkeytyneisyys on välttämätöntä, jotta monimuotoisuus voisi säilyä pitkällä aikavälillä. Tämä pro gradu tutkii luonnon monimuotoisuuden ja ekosysteemien prosessien säilyttämistä edistäviä politiikkakeinoja kolmen tutkimuskysymyksen avulla: 1) Kuinka hyvin nykyiset luonnonsuojelupolitiikan keinot edistävät ekologista kytkeytyneisyyttä? 2) Miten luonnonsuojelupolitiikan keinot voisivat edistää ekologista kytkeytyneisyyttä paremmin? 3) Voiko vihreä infrastruktuuri -lähestymistapa auttaa luonnon monimuotoisuuden suojelussa? Ekologinen kytkeytyneisyys vaikuttaa erityisesti lajien leviämiseen ja sen kautta biodiversiteetin säilymiseen. Ihmisen ympäristön hyödyntämistä hallitaan erilaisten politiikkakeinojen kautta, jotka vaikuttavat myös ekologiseen kytkeytyneisyyteen. Vihreä infrastruktuuri on uusi politiikan lähestymistapa, joka korostaa kokonaisvaltaisuutta. Vihreällä infrastruktuurilla tarkoitetaan toisiinsa kytkeytyneitä viher- ja vesialueita, jotka tuottavat ihmisen tarvitsemia ekosysteemipalveluita. Tutkimuksen aineisto on SCALES-hankkeen kyselytutkimus Biodiversiteetin turvaamisesta monilla hallinnon tasoilla ja eri maantieteellisissä, ajallisissa ja ekologisissa mittakaavoissa. Kysely toteutettiin internetkyselynä. Linkki kyselyyn lähetettiin 214 suomalaiselle ekologiseen kytkeytyneisyyteen liittyvän politiikan asiantuntijalle, joista 47 vastasi. Aineistoa analysoitiin kvantitatiivisesti ja kvalitatiivisesti. Tilastoanalyysien päämenetelmät olivat toistomittaus ANOVA ja klusterianalyysi. Sanallisille aineistoille tehtiin sisällönanalyysi. Asiantuntijat pitivät kytkeytyneisyyden ekologista merkitystä suurempana, kuin mitä kytkeytyneisyyden käytännön toteutus on. Pinta-alaltaan suurialaisten politiikkakeinojen koettiin edistävän ekologista kytkeytyneisyyttä parhaiten ja pienialaisten ja urbaanien keinojen vähiten. Politiikkakeinoilla on suurempi potentiaali edistää ekologista kytkeytyneisyyttä, kuin mikä on niiden tämän hetken toteutuksen merkitys ekologiselle kytkeytyneisyydelle. Biodiversiteetin suojelun integrointi osaksi muita politiikkasektoreita koettiin tärkeäksi. Vihreän infrastruktuurin toteutuksessa perinteiseen luonnonsuojeluun liittyviä näkökohtia pidettiin tärkeämpänä kuin ekosysteemipalveluiden korostamista. Vihreän infrastruktuurin mahdollisuuksiin vaikuttaa positiivisesti luonnonsuojelupolitiikkaan uskottiin varovasti.
  • Takolander, Antti (2014)
    Climate change has been predicted to cause extinctions and range shifts in European flora. Two common methodologies assessing climate impact on vegetation are statistical bioclimatic envelope models (BEMs) and process-based dynamic vegetation models. BEMs are relatively easy to implement, but have been criticized for being unreliable, because they assume equilibrium between species’ observed ranges and climate. Dynamic models can be considered biologically more sound, but require large quantities of detailed input data, which is often not available. The aim of this study is to investigate the effects of climate change on common tree species ranges in Europe and in Scandinavia, and to find out whether two commonly used modeling strategies, dynamic and statistical models, produce similar estimates of future ranges. To address these questions, I first built statistical models (bioclimatic envelope models) for five common European trees: Pedunculate Oak (Quercus robur, L.), Common Hazel (Corylus avellana L.), European Beech (Fagus sylvatica, L.), Scots Pine (Pinus sylvestris, L.) and Norway Spruce (Picea abies (L.) H. Karst.). All species are widely distributed and characteristic species in their ecosystems and thus their possible range shifts would indicate larger shifts in ecosystem structure and function. I then compare the projections produced with the statistical models to outputs of a tree speciesparameterized dynamic global vegetation model LPJ-GUESS, obtained from another study. The statistical model predictions are compared with dynamic model results for entire European distributions, while the statistical model predictions for Scandinavian area are examined in further detail. Input distribution data had great influence in future predictions of statistical models. Statistical models and the dynamic model produced very different future predictions, statistical models predicting increasing contractions on the southern edge of distribution towards the end of the century, indicating larger climatic impacts. The role of biological interactions, successional processes and modeling relationship between distribution and climate are discussed. I propose a way to assess the possible causes of differences between statistical and dynamic models to produce more robust future predictions on plant species distributions. Statistical model predictions in the Scandinavian area indicated substantial northward shift of hemiboreal vegetation zone by 2050.
  • Lakka, Hanna-Kaisa (2013)
    Lepidurus arcticus (Pallas, 1793) is a keystone species in High Arctic ponds, which are exposed to a wide range of environmental stressors. This thesis provides information on the ecology of this little studied species by paying particular focus on the sensitivity of L. arcticus to acidification and climate change. Respiration, reproduction, olfaction, morphology, salinity and pH tolerance of the species were studied in the laboratory and several environmental parameters were measured in its natural habitats in Arctic ponds. Current global circulation models predict 2–2.4 °C increase in summer temperatures on Spitsbergen, Svalbard, Norway. The L. arcticus respiration activity was tested at different temperatures (3.5, 10, 16.5, 20, 25 and 30 °C). The results show that L. arcticus is clearly adapted to live in cold water and have a temperature optimum at +10 °C. This species should be considered as stenothermal, because it seems to be able to live only within a narrow temperature range. L. arcticus populations seem to have the capacity to respond to the ongoing climate change on Spitsbergen. Changes can be seen in the species’ reproductive capacity and in the individuals’ body size when comparing results with previous studies on Spitsbergen and in other Arctic areas. Effective reproduction capacity was a unique feature of the L. arcticus populations on Spitsbergen. L. arcticus females reached sexual maturity at a smaller body size and sexual dimorphism appeared in smaller animals on Spitsbergen than anywhere else in the subarctic or Arctic regions. L. arcticus females were able to carry more eggs (up to 12 eggs per female) than has been observed in previous studies. Another interesting feature of L. arcticus on Spitsbergen was their potential to grow large, up to 39.4 mm in total length. Also cannibalistic behaviour seemed to be common on Spitsbergen L. arcticus populations. The existence of different colour morphs and the population-level differences in morphology of L. arcticus were unknown, but fascinating characteristic of this species. Spitsbergen populations consisted of two major (i.e. monochrome and marbled) and several combined colour morphs. Third interesting finding was a new disease for science which activated when the water temperature rose. I named this disease to Red Carapace Disease (RCD). This High Arctic crustacean lives in ponds between the Arctic Ocean and glaciers, where the marine environment has a strong impact on the terrestrial and freshwater ecosystems. The tolerance of L. arcticius to increased water salinity was determined by a LC50 -test. No mortality occurred during the 23 day exposure at low 1–2 ‰ water salinity. A slight increase in water salinity (to 1 ‰) speeded up the L. arcticus shell replacement. The observations from natural populations supported the hypothesis that the size of the animals increases considerably in low 1.5 ‰ salt concentrations. Thus, a small increase in water salinity seems to have a positive impact on the growth of this short-lived species. Acidification has been a big problem for many crustaceans, invertebrates and fishes for several decades. L. arcricus does not make an exception. Strong acid stress in pH 4 caused a high mortality of mature L. arcticus females. The critical lower limit of pH was 6.1 for the survival of this acid sensitive species. Thus, L. arcticus populations are probably in danger of extinction due to acidification of three ponds on Spitsbergen. A slight drop (0.1–1.0) in pH values can wipe out these L. arcticus populations. The survival of L. arcticus was strongly related to: (1) the water pH, (2) total organic carbon (TOC) and pH interaction, (3) the water temperature and (4) the water salinity. Water pH and TOC values should be monitored in these ponds and the input of acidifying substances in ponds should be prevented.
  • Mähönen, Elina (2013)
    Suurin osa kulutuksen ympäristövaikutuksista tulee kolmelta osa-alueelta: asumisesta, liikkumisesta ja ruokailusta. Ruokailun merkitys suomalaisen kuluttajan ympäristövaikutuksissa on keskeinen, sillä reilu kolmasosa suomalaisen kuluttajan kaikista ympäristövaikutuksista aiheutuu ruuasta. Mahdollisuuksia pienentää ruokailun ympäristövaikutuksia pohdittiin ympäristöministeriön järjestämissä Suomen Kestävän kulutuksen ja tuotannon ohjelman uudistamisprosessiin liittyvissä asiantuntijatyöpajoissa. Tämän tutkimuksen taustalla on työpajoissa syntynyt ehdotus siitä, että ruokailun ympäristövaikutukset huomioitaisiin Valtion ravitsemusneuvottelukunnan lautasmallissa. Raaka-ainevalinnat ovat ratkaisevassa roolissa ruokailun ympäristövaikutusten muodostumisessa, sillä raaka-aineet ovat aterioiden tärkeimmät kuormituslähteet. Ravitsemussuosituksista tutun lautasmallin mukaisen aterian eri osien sisällä voidaan tehdä ympäristömyötäisiä ruokavalintoja ilman, että aterian ravintoarvo tai tasapaino kärsii. Tässä tutkimuksessa ympäristömyötäisiä ruokavalintoja tarkastellaan kuluttajan näkökulmasta. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää, minkälaisia käsityksiä kuluttajilla on ympäristömyötäisistä ruokavalinnoista ja miten kuluttajat suhtautuvat ympäristölautasmalleihin, jotka ottavat huomioon ravinnon terveysvaikutusten ohella myös ruuan ympäristövaikutukset. Tutkimuskysymysten avulla pyritään muodostamaan käsitys myös siitä, voisivatko ympäristölautasmallit edistää ympäristömyötäisten ruokavalintojen toteutumista tavallisen kuluttajan arkielämässä. Tutkimuksen on tarkoitus tuottaa Valtion ravitsemusneuvottelukunnalle suuntaa antavaa tietoa siitä, minkälaisia ennakkokäsityksiä kuluttajilla on ympäristömyötäiseen ruokavalioon liittyen ja, minkälaisia näkemyksiä ruokavalintojen ympäristövaikutusten huomioiminen lautasmalleissa herättää kuluttajissa. Tutkimus on luonteeltaan laadullinen tutkimus. Tutkimuksen aineisto kerättiin haastattelemalla kuluttajia kolmessa ryhmähaastattelussa. Aineiston analysoinnissa käytettiin apuna teemoittelua. Haastateltavat suhtautuivat ympäristömyötäisiin ruokavalintoihin ja ympäristölautasmalleihin varsin myönteisesti, mutta ympäristömyötäiset ruokavalinnat herättivät myös ristiriitaisuuden ja hämmennyksen tunteita. Vanhemmat ja nuoremmat kuluttajat myös hahmottivat ympäristömyötäiset ruokavalinnat jossain määrin eri tavoin. Haastateltavat kokivat kuluttajien ruokavalinnat merkityksellisiksi ruokailuun liittyvien ympäristövaikutusten pienentämisessä, mutta tunsivat erilaisten tekijöiden ohjaavan ja rajoittavan valintoja. Haastatteluaineiston perusteella voidaan muodostaa käsitys toimintaympäristöstä, jossa erilaiset rakenteet luovat puitteet kuluttajien käyttäytymiselle. Ympäristölautasmallit koettiin hyväksi keinoksi lisätä kuluttajien tietoisuutta ruokavalintojen merkityksestä ilmastonmuutoksen hillitsemisessä ja muiden haitallisten ympäristövaikutusten vähentämisessä. Ympäristömyötäisten ruokavalintojen yleistymistä ei kuitenkaan voida jättää yksinomaan kuluttajien valintojen varaan, vaan yhteiskunnan eri tahojen muodostama tukiverkosto ympäristölautasmalleille koettiin esisijaisen tärkeäksi. Tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää ympäristölautasmallien suunnitteluprosessissa sekä muissa yhteyksissä, joissa kehitetään keinoja viestiä ruokavalintojen ympäristövaikutuksista kuluttajille.
  • Kauko, Hanna (2013)
    The bioluminescent and toxin-producing dinoflagellate Alexandrium ostenfeldii forms dense blooms in coastal areas of the Baltic Sea. Bioluminescence, light production by an organism through a chemical reaction, is a nocturnal, rhythmic phenomenon in surface algae. In this study, the bioluminescence pattern and rhythm of A. ostenfeldii was under investigation. Procedures for continuous bioluminescence measurements, to support dedicated environmental monitoring of toxic dinoflagellate blooms, were developed. The study consisted mainly of laboratory experiments. Semi-continuous field measurements were included for comparison. In the laboratory, the light production of monocultures of A. ostenfeldii was measured with a spectroluminometer or bathyphotometer, continuously during the night, or for several consecutive days. The method to stimulate bioluminescence was varied, as well as the recovery period of the cells after stimulation. Light regimes during growth and pre-measurement adaptation were also taken into account. The experiments confirm that bioluminescence in A. ostenfeldii follows a circadian pattern and can be stimulated with the chosen methods. Bioluminescence could also be stimulated after culturing in continuous light. Measurement parameters for rhythm experiments (stimulation frequency and recovery period), were optimised. Multi-day experiments in complete darkness suggested that sufficient energy was available to maintain bioluminescent response during one night, although an endogenous rhythm remained present. These experiments gave insight to the phenomenon of bioluminescence regulation in A. ostenfeldii, but also gave rise to new questions. Some repeated measurements resulted in very low bioluminescence intensity, without an obvious reason. The light regime is not the only factor controlling bioluminescence. The interplay between bioluminescence and the growth and condition of the cultures is of interest.
  • Sirola, Roosa (2013)
    Visual working memory (VWM) maintains information for future usage. Several studies show that the cortical oscillations in the γ-frequency band (from 30 to 120 Hz) are modulated by the VWM performance. However, less is known about the cortical sources underlying the modulation of these oscillations in VWM. To address this question, we recorded human neuronal activity with magneto- and electroencephalography (M/EEG) during a delayed-matching-to-sample VWM task with three different task conditions, within which participants were instructed to focus on different object features in turn. In addition, anatomical data was acquired with magnetic resonance imaging for source modeling purposes. We then estimated the cortical amplitude dynamics across frequencies from three to 90 Hz during the VWM retention period for these three different conditions. We found that the amplitudes of the γ –frequency band oscillations were strengthened in the occipito-temporal cortical areas during the VWM for shapes but not for color or spatial locations. These data suggest that γ –band oscillations are fundamental in VWM, especially for visual stimuli requiring perceptual feature binding. Furthermore, cortical γ –band oscillations were found to be load dependently strengthened in the frontal cortex, where the central executive and attention associated processes are believed to take place. These data support the previous hypotheses stating that γ –band oscillations contribute to the maintenance of object representations in VWM.
  • Komulainen, Anne (2013)
    Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a progressive and devastating disease with poorly understood pathogenesis. It is characterized by abnormal remodelling of pulmonary vasculature due to uncontrolled apoptosis and proliferation of endothelial (ECs) and smooth muscle cells (SMCs) in vascular wall. In severe PAH pulmonary ECs exhibit hyperproliferative and apoptosis resistant phenotype contributing to the formation of neointima and development of plexiformic lesions. Structural changes promote occlusion of vascular lumen, and thus, increase in pulmonary vascular resistance. To date we lack efficient therapy to prevent vascular remodelling and restore normal vascular function in PAH. Purinergic signalling is potential modulator of pulmonary vascular homeostasis. It comprises of extracellular nucleotides, such as ATP, which signal through their receptors on cell membrane. Ectoenzymes with nucleotide hydrolyzing activity have an essential part in controlling homeostasis and physiologic concentration of extracellular nucleotides. Ectoenzyme CD39 plays a crucial role in dephosphorylating ATP, which is a known mediator of inflammation, angiogenesis, thrombosis and vasoconstriction according to previous research. Aims of this project were to study the role of extracellular ATP in pulmonary endothelial dysfunction during PAH pathogenesis. The goal was to evaluate the significance of ATPases, such as CD39, in the disease process and to identify significant ATP receptors on pulmonary ECs. We utilized a previously unused strategy to monitor ATPase activity in vivo in pulmonary endothelium of rats with PAH. With this strategy we could identify changes in a time-line manner. Our results indicate that ATPase activity is significantly attenuated in ECs during disease process. Similar finding was also observed in human pulmonary EC isolated from PAH patients suggesting that loss of ATPase activity mediated increase of extracellular ATP could play a role in disease pathogenesis. Our in vitro experiments reveal that loss-of CD39 in human pulmonary ECs leads to an apoptosis resistant and hyperproliferative phenotype. We also identify that purinergic receptor P2Y11 is a critical mediator of ATP responses in these ECs. Suppression of ATP mediated P2Y11 response in apoptosis resistant PAH patient ECs restores normal EC phenotype and thus, suggests a novel therapeutic strategy for pulmonary occlusive vasculopathy.
  • Kääriä, Kääriä (2013)
    Ihmisvaikutuksen myötä maailman luonnon monimuotoisuus vähenee kiihtyvällä tahdilla. Rajallisten suojeluresurssien vuoksi lajien uhanalaisuusaste on tärkeää määrittää, jotta suojelutoimet voidaan kohdistaa eniten suojelua tarvitseviin lajeihin. Lajien uhanalaisuuden määrittämiseen käytetään yhä enenevissä määrin kansainvälisen luonnonsuojeluliiton (IUCN) maailmanlaajuista uhanalaisuuden luokittelumenetelmää. Luokittelumenetelmä ei sellaisenaan huomioi lajien luokitteluun liittyvää epävarmuutta, mutta Bayes-menetelmien avulla epävarmuutta voidaan esittää ja tarkastella todennäköisyysmuodossa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli kuvata IUCN:n uhanalaisuusluokittelumenetelmän logiikka ja luokittelukriteerit Bayes-verkkojen avulla ja tarkastella uhanalaisuusluokitteluun liittyvän epävarmuuden esittämistä ja sen vaikutuksia lajien luokitteluun. Bayes-verkot ovat matemaattisia, verkkokaavioiden avulla kuvattavia malleja, joiden avulla voidaan mallintaa epävarmaa tietoa todennäköisyysjakaumien avulla. Tutkimuksen myötä rakennettiin neljä erilaista eri laskentaperiaatteisiin perustuvaa IUCN:n luokittelumenetelmää kuvaavaa todennäköisyysmallia. Mallien toimivuutta tarkasteltiin haastattelemalla Suomen vuoden 2010 uhanalaisuusarvioinnissa mukana olleita eri lajityöryhmien edustajia. Asiantuntijahaastattelujen tarkoituksena oli mm. tarkastella uhanalaisiin lajeihin liittyvän epävarmuuden esittämistä mallien avulla todellisen uhanalaisuusaineiston ja asiantuntijatiedon avulla ja vertailla haastatteluissa saatavia luokittelutuloksia vuoden 2010 arvioinnin tuloksiin. Tutkimuksessa havaittiin, että uhanalaisuusluokitteluun liittyvän epävarmuuden ilmaiseminen on tärkeää ja vaikuttaa luokittelutuloksiin. Keskeinen havainto oli, että kun uhanalaisuusluokitteluun liittyvää epävarmuutta oli mahdollista ilmaista todennäköisyysmallien avulla, luokiteltavien lajien uhanalaisuusluokka muuttui useissa tapauksissa. Kaikissa näissä tapauksissa muutos oli luokan nouseminen aiempaa uhanalaisemmaksi. Epävarmuuden ilmaisemisen tärkeyttä korostavat myös asiantuntijahaastattelujen tulokset, joiden mukaan suurin osa lajien luokitteluun liittyvästä tiedosta on jollakin tasolla epävarmaa. Tutkimuksessa ilmeni, että Bayes-verkkojen käyttö uhanalaisuusluokittelussa epävarman tiedon tarkastelussa on hyödyllistä, sillä malleja käytettäessä uhanalaisuuden luokittelukriteereihin liittyvä epävarmuuden aste välittyy selvästi todennäköisyysmuodossa ja luokittelukriteerien keskinäisten vaikutussuhteiden hahmottaminen on selkeää. Lisäksi luokittelua kuvaavien graafisten mallien tarkastelu auttaa hahmottamaan ja ymmärtämään kriteerien avulla tapahtuvaa luokittelukäytäntöä. Uhanalaisuusmallien käyttö lisää myös luokittelun järjestelmällisyyttä ja selkeyttää ja yhdenmukaistaa käytännön luokittelutyötä, esim. luokitteluehtojen toteutuminen voidaan aiempaa paremmin varmistaa mallien avulla. Bayes-verkkojen käyttäminen uhanalaisuusluokittelussa on hyödyllistä myös siksi, että menetelmän käyttö saattaa mahdollistaa uusien lajien tarkastelun ja arvioimisen. Haastatteluihin osallistuneiden asiantuntijoiden suhtautuminen todennäköisyysmallinnukseen oli positiivista, joten menetelmää olisi hyödyllistä soveltaa ja kehittää edelleen niin, että sitä voitaisiin jatkossa hyödyntää epävarman tiedon tarkastelussa käytännön luokittelutyössä.
  • Tähtinen, Saara (2013)
    Kasvava kaupungistuminen pirstoo elinympäristöjä pieniksi laikuiksi vaarantaen niin alueellisen kuin paikallisen luonnon monimuotoisuuden. Kaupunkialueilla on kuitenkin lukuisia erilaisia viheralueita, joilla on potentiaalia ylläpitää ja vahvistaa monimuotoisuutta. Kaupunkien viheralueista golfkentät vievät eniten pinta-alaa, mutta tarjoavat eliöille monipuolisia pienelinympäristöjä ja oikein hoidettuina golfkentillä on potentiaalia vahvistaa monimuotoisuutta. Tässä tutkimuksessa selvitetään maankäytössä tapahtuvan muutoksen vaikutusta maakiitäjäisten (Coleoptera:Carabidae) yhteisökoostumukseen kolmella eri pääkaupunkiseudun golfkentällä, joilla on toteutunut laajennusosa. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää miten maankäytössä tapahtuva muutos pellosta golfkentäksi on vaikuttanut maakiitäjäisyhteisöön. Tutkimuksen hypoteesit ovat: (1) maankäytön muutos pellosta golfkentäksi on lisännyt yksilömääriä, mutta pienentänyt lajimäärää, (2) maakiitäjäisten lajiyhteisön koostumus on riippuvainen elinympäristötyypistä ja häirinnän voimakkuudesta, (3) lajiyhteisön koostumus eroaa golfkentän eri osilla (kenttä, laajennus ja lähiympäristö), (4) lähiympäristössä ja laajennusalueilla esiintyy samoja lajeja ja (5) laajennusalueilla esiintyy osittain samoja lajeja kuin ennen maankäytön muutosta. Tutkimus on jatkoa vuonna 2007 aloitetulle selvitykselle, jossa tutkittiin maakiitäjäisten monimuotoisuutta viidellä eri golfkentällä ennen laajennusosien rakennusta. Tutkimusalueiksi valittiin kolme pääkaupunkiseudulla sijaitsevaa golfkenttää, joilla oli toteutumassa/toteutunut laajennusalueet ja joista oli kerätty aineistoa ennen laajennustöiden aloittamista. Helsingistä mukana oli Paloheinä golf, Vantaalta Hiekkaharju golf ja Espoon puolelta Gumböle golf. Pyydysmenetelmänä käytettiin kuoppapyydyksiä, jotka ovat menetelmänä hyvin vakiintuneet hyönteistutkimuksissa. Kaikille golfkentille sijoitettiin alun perin yhteensä 72 kuoppapyydystä kolmelle eri elinympäristötyypille, joita olivat korkea kasvillisuus, väylän reunat ja metsäalueet. Jokaiselle elinympäristötyypille sijoitettiin kolme rinnakkaista kolmen pyydyksen sarjaa. Näytesarjat sijoitettiin vanhalle kenttäosalle, toteutuneelle laajennusalueelle sekä kontrollialueelle eli golfkentän lähiympäristöön. Aineistosta laskettiin Shannon-Wienerin, Simpsonin ja Renkosen diversiteetti-indeksit. Yleistetyn lineaarisen sekamallin (GLMM) avulla arvioitiin pienelinympäristöjen vaikutusta 12 runsaimman lajin esiintymiseen. NMDS-skaalauksella selvitettiin lajikoostumukseen vaikuttavien tekijöiden merkitsevyyttä kolmella eri tasolla. Tutkimuksessa havaittiin yhteensä 3937 yksilöä, jotka kuuluivat 71 eri lajiin. Yleisin laji oli Harpalus rufipes, jonka osuus kokonaisyksilömäärästä oli 25 % (996 yksilöä). Toiseksi yleisin laji oli Pterostichus melanarius ja kolmanneksi yleisin laji oli Pterostichus niger. Maankäytön muutos pellosta golfkentäksi on rikastuttanut laajennusalueiden maakiitäjäislajistoa ja kasvattanut yksilömääriä. Lajiyhteisön koostumus ei eroa merkittävästi golfkentän eri osilla, vaan koostumukseen vaikuttavat eniten pienelinympäristöt sekä häirinnän voimakkuus. Uusilla laajennusalueilla esiintyy yhä osittain samoja lajeja kuin ennen maankäytön muutosta. Maakiitäjäiset ovat levittäytyneet hyvin lähiympäristöstä laajennusalueille. Kaupunkien viheralueet ja virkistysalueet tarjoavat suuren potentiaalin vahvistaa monimuotoisuutta, mutta parhaan mahdollisen tuloksen saavuttamiseksi on osattava yhdistää luonnonsuojelu ja maankäytön suunnittelu toisiinsa. Golfkentillä on mitä parhain potentiaali vahvistaa eliöstön monimuotoisuutta kunhan niiden hoitosuunnitelmat ja sijoitus on oikein toteutettu. Se, kuinka suureksi golfkentän ekologinen merkitys muodostuu, on suurelta osin kiinni siitä, minkälaisen elinympäristön golfkenttä korvaa.
  • Smalén, Mirjami (2013)
    Valtaosa maapallon eliölajeista odottaa yhä tieteellistä kuvausta. Perinteisten menetelmien soveltaminen miljoonien nimeämättömien lajien kuvaamiseen on kuitenkin hidasta ja edellyttää enemmän taksonomista työvoimaa, kuin mitä todellisuudessa lienee koskaan saatavilla. Uutena ongelmana morfologisin menetelmin kuvattujen lajien sisältä on yhä enenevässä määrin paljastunut jopa useita piileviä eli kryptisiä lajeja, jotka eroavat merkittävästi muilta kuin ulkoisilta ominaisuuksiltaan. Ratkaisuksi näihin haasteisiin on ehdotettu DNA-taksonomiaa; lyhyiden, vakioitujen DNA-sekvenssien käyttöä uusien lajien tunnistamiseksi ja kryptisten lajien erottamiseksi. Tähän tarkoitukseen soveltuvaksi alueeksi eläimille on osoittautunut osa sytokromi c oksidaasi I (COI) -geeniä. Tutkielmassani tarkastelen DNA-taksonomian soveltuvuutta vastikään kuvatun, ulkoisin tuntomerkein vaikeasti eroteltavan lajiparin Aphodius fimetarius (pihalantiainen) ja Aphodius pedellus (salalantiainen) lajinmääritykseen. Kysyn: Onko näiden kromosomituntomerkein erotettujen lajien tunnistaminen mahdollista COI -geenin sekvenssierojen avulla? Voiko lajit tunnistaa aiemmin esitetyin ulkoisin tuntomerkein? Mikä on tutkimuslajien maailmanlaajuinen levinneisyys? Kumpi lajeista esiintyy Suomessa, ja millainen on tämän lajin geneettinen populaatiorakenne? Selvittääkseni tutkimieni lantakuoriaisyksilöiden lajin käytin kahta geneettistä menetelmää: kromosomipreparaatteja ja COI-geenin sekvenssejä, sekä vähäisiin ulkoisiin tuntomerkkeihin perustuvaa määrityskaavaa. Selvitykseni salalantiaisen esiintymisestä Suomessa perustui kahteen koko maan kattavaan lantakuoriaisaineistoon, sekä itse Etelä- ja Länsi-Suomesta keräämääni aineistoon. Käytössäni oli myös museonäytteitä maailmalta, sekä GenBankissa julkaistuja COIsekvenssejä. COI-sekvensseissä havaitsemani erot jakoivat aineiston kahdeksi toisistaan merkittävästi eroavaksi lajiksi: lajien välillä oli 8,1 % ero emäsjärjestyksessä, mutta lajien sisältä löytyi vain vähän muuntelua (0,2–0,7 %). Sekvenssituntomerkit erottelivat salalantiaisen ja pihalantiaisen samoiksi lajeiksi kuin aiemmin kuvatut kromosomituntomerkit. Määrityskaava sijoitti yli puolet yksilöistä samoihin ryhmiin kuin sekvenssitkin, mutta monilla yksilöillä oli kummankin lajin tuntomerkkejä. Kehittämäni DNA-lajitunnisteet osoittivat, että Suomessa esiintyy tutkituista lajeista vain salalantiainen, ei pihalantiainen. COI-tuntomerkein tunnistin salalantiaisen ensimmäisenä täysin varmana havaintona myös Pohjois-Amerikasta sekä Nepalista. Suomessa tavatuista salalantiaisen 27 COI-haplotyypistä yksi on yleinen ja laajalle levinnyt, muut harvinaisempia jalevinneisyydeltään paikallisia. Suomalaisen haplotyyppiverkoston tähtimäinen muoto viittaa siihen, että salalantiainen olisi vastikään nopeasti levittäytynyt uusille alueille. Kokonaisuudessaan tulokset osoittivat DNA-lajitunnisteet tarkaksi työkaluksi piha- ja salalantiaisen erottelemiseksi. DNA-tuntomerkkien toimivuus perustuu siihen, että lajien välinen sekvenssivaihtelu on merkittävästi lajinsisäistä vaihtelua runsaampaa. Soveltamalla uutta tunnistustyökalua laajaan aineistoon osoitin yhden maamme yleisimmän kovakuoriaisen kuuluvan eri lajiin kuin aiemmin on oletettu, ja tämän lajin olevan maailmalla laajalle levinnyt. Ilman COIsekvenssien tarjoamaa erottelukykyä morfologiset tuntomerkit eivät olisi riittäneet asian selvittämiseen. Tulevaisuudessa olisi kiinnostavaa solveltaa kehittämiäni tuntomerkkejä näiden lajien maailmanlaajuisen levinneisyyden entistä tarkempaan selvittämiseen. Vertailu kotimaiseen museoaineistoon voisi valaista, onko pihalantiainen kuitenkin joskus asuttanut maatamme ja kenties joutunut väistymään nopeasti levittäytyvän sisarlajinsa tieltä. Tähän lajitunnisteet tarjoavat nopean ja varman keinon.
  • Almusa, Henrikki (2013)
    The next-generation sequencing (NGS) platforms create a large amount of sequence in short amount of time, when compared to first generation sequencers. An overview of the NGS platforms is provided with more in-depth look into Illumina Genome Analyzer II as that is used to create the data for the thesis. There were two main aims in this thesis. First, to create a pipeline which can be used to analyse genomic sequencing. Second, to use the pipeline to compare whole human exome capture methods from two manufacturers, Roche Nimblegen and Agilent. The pipeline is describe in detail in material and methods. All the inputs for the pipeline are described and examples shown. In the pipeline the given sequences are first aligned against the reference genome. Then various separate analysis is performed to retrieve variants and coverage of the sequencing. Supplementary results include paired-end anomalies, larger insertion and deletion polymorphisms and assembly of non-aligned sequences. The two capture methods are also described and changes to the manufacturers' recommended protocols are listed. Finally, the section has the options and various inputs used in the pipeline runs of the exome data. The results of the pipeline is a basic level of analysis of the sequencing as well as various graphs showing the quality of the run. All the output files intended for user are described. By using the results of the pipeline, the user can do more in-depth analysis as required by the project. When comparing the two exome capture methods, the Nimblegen capture was shown to be more efficient in capturing the CCDS exome. While the Agilent capture kit provided better one fold coverage over the exome, higher fold coverage (over 10 fold), which is required for reliable variant calling in nextgeneration sequencing, was better reached using the Nimblegen capture kit. Also, significantly fewer false positive paired-end anomalies were observed in the library created by using the Nimblegen capture.
  • Stuart, Elliot (2013)
    The primary characteristic of urbanisation is the addition of hard surfaces to catchments, which affects water and habitat quality in urban streams and alters natural hydrological processes by reducing infiltration, evapotranpiration and efficiently conveying storm runoff to streams, gathering a variety of urban polluants along the way. This is typical of the ‘urban stream syndrome’. Catchment imperviousness (especially Effective Impervious Area or percent connectivity) can be used as one of the primary indicators of the severity of this phenomenon. This research was initiated through a collaboration between the City of Helsinki and the University of Helsinki to determine the baseline water quality of Hakuninmaanoja, a small urban stream in Helsinki, Finland, and the imperviousness of its catchment, where a pilot ecological housing development ‘Kuninkaantammi’ (KUNTA) will be built beginning in 2013. The purpose of the project is to assess the current characteristics of the catchment prior to the development in the headwaters of the stream. An automatic water quality monitoring station was built on the lower part of the stream approximately 200m upstream of its junction with Mätäjoki, the second largest river of Helsinki. Water Sensitive Urban Design can be used as part of a holistic stormwater treatment train to limit newly created imperviousness, and minimise the connectivity of the necessary remainder, allowing stormwater runoff to be reused, infiltrated and treated through soil media, or slowed down enough to attenuate the urban hydrograph. Some of these features such as raingardens, green roofs and detention ponds will be included in the KUNTA development for this purpose. A detailed calculation of catchment imperviousness was completed via field survey and land use categorization methods. Total Impervious Area (TIA) was determined to be 22%, Effective Impervious Area 15% and catchment wide runoff coefficient given by land use categorisation method to be 0.32. TIA is expected to increase to 30% following development of KUNTA, however EIA is not expected to increase in proportion with TIA due to planned Water Sensitive Urban Design features. Yearly runoff volumes based on each method of calculating imperviousness were estimated, as well as for the future following KUNTA development. Water quality in the stream currently is quite satisfactory in relation to other streams in Helsinki, however the urban stream syndrome is already evident with particular concern regarding temperature, sediment and peak flow fluctuations. Effective Impervious Area should be used in urban planning of new and existing developments rather than TIA because it will give much greater accuracy of runoff volumes and infiltration rates by taking into account unconnected impervious surfaces. Strengthening local solutions to reduce connectivity should be a municipal priority. Water quality monitoring will continue at the site until after KUNTA has been built, and further research should focus on determining the technical performance of stormwater Best Management Practices (BMPs) at the site.