Browsing by Issue Date

Sort by: Order: Results:

Now showing items 21-40 of 124
  • 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.
  • Hannukainen, Riikka (2013)
    Työssä tutkittiin rasvahappojen kerrostumista itämerennorpan (Phoca hispida botnica) traanissa ja tämän merkitystä rasvahappokoostumukseen perustuvassa ravintokohteiden arvioinnissa. Vertaamalla sisätraanin rasvahappokoostumusta plasman ja maksan rasvahappokoostumuksiin pyrittiin selvittämään siirtyvätkö jotkut tietyt ravinnon rasvahapot toisia tehokkaammin traanin sisäosiin, eli heijastelevatko jotkut sisätraanin rasvahapoista ravinnon rasvahappokoostumusta toisia paremmin. Itämerennorpan traanin eri kerrosten rasvahappokoostumusta verrattiin myös sen tärkeimmän ravintokalan, Itämeren silakan rasvahappokoostumukseen, jotta nähtäisiin minkä kerroksen koostumus muistuttaa eniten ravinnon rasvahappokoostumusta. Vertailun vuoksi työssä tutkittiin myös makeassa vedessä elävän saimaannorpan (Phoca hispida saimensis) traanin ja maksan rasvahappokoostumuksia. Lisäksi määritettiin plasma- ja maksanäytteiden kuljettaman tai lyhytaikaisesti varastoiman varastorasvan määrät. Tutkimuksessa käytettiin Perämerellä ammutuista itämerennorpista kerättyjä traani-, maksa- ja plasmanäytteitä, sekä kuolleina löydetyistä saimaannorpista kerättyjä traani- ja maksanäytteitä. Kudosnäytteiden rasvahappokoostumusten määritys tehtiin analysoimalla niistä valmistettuja rasvahappojen metyyliesteriseoksia kaasukromatografisesti (GC). Lipidiluokkakoostumukset puolestaan määritettiin korkean erotuskyvyn ohutlevykromatografialla (HPTLC). Analyysien tuloksia käsiteltiin tilastollisesti pääkomponenttianalyysin (PCA) ja sen tuloksia ohjatusti luokittelevan menetelmän (SIMCA) avulla, regressioanalyysillä, sekä laskemalla koostumusten euklidisia etäisyyksiä eri näytteiden välillä. Jokaisen yksilön traanille luotiin vertikaalinen rasvahappoprofiili toisiaan nahasta lihakseen seuraavien osanäytteiden rasvahappokoostumuksen perusteella. Itämerennorpan traanin kerrostuneisuutta tutkittiin nyt ensimmäistä kertaa ja sen havaittiin olevan rakenteeltaan kerrostunut, kuten on havaittu myös aiemmin tutkituilla kahdella norpan alalajilla. Aiemmista tutkimustuloksista poiketen keskitraani ei kuitenkaan eronnut rasvahappokoostumukseltaan merkitsevästi muista traanikerroksista. Sisä- ja ulkotraanin väliset rasvahappokoostumuksen erot olivat sen sijaan merkitseviä. Traanikerroksista sisätraani muistutti eniten itämerennorpan tärkeän saalislajin, silakan, rasvahappokoostumusta. Itämerennorpan kudosten rasvahappokoostumus erosi selvästi saimaannorpan kudosten rasvahappokoostumuksista. Näiden kahden alalajin ulkotraanit kuitenkin muistuttivat toisiaan rasvahappokoostumukseltaan sisätraaneja enemmän, mikä viittaa siihen, että niiden ulkotraanin koostumusta säätelevät samankaltaiset lämmönsäätelyyn liittyvät geneettisesti määräytyvät tekijät. Rasvahappokoostumusten alalajikohtaisista eroista huolimatta traanin rasvahappojen kerrostumistapa oli samanlainen molemmilla tutkituista alalajeista. Traanin vertikaaliset rasvahappoprofiilit olivat kuitenkin hyvin yksilöllisiä. Useiden rasvahappojen suhteelliset määrät plasmassa ja sisätraanissa korreloivat tilastollisesti merkitsevästi keskenään. Tämä tulos vahvistaa oletuksen, että viimeaikaisella ravinnolla on vaikutusta erityisesti sisätraanin rasvahappokoostumukseen ja, että sen perusteella voidaan saada tietoa eläimen ravinnosta. On kuitenkin huomattava, että tietyt sisätraanin rasvahapot ilmentävät ravinnon rasvahappokoostumusta toisia paremmin. Vaikka traanien vertikaaliset rasvahappoprofiilit antavat mitä ilmeisimmin yksilökohtaista tietoa eläinten ravinnosta ja aineenvaihdunnasta, niitä ei ole pystytty tulkitsemaan aiemmissa tutkimuksissa kovinkaan syvällisesti. Nämä tulokset voivatkin osaltaan auttaa tulkitsemaan traanin vertikaalisia rasvahappoprofiileja tulevaisuudessa. Saatuja tuloksia voidaan lisäksi hyödyntää myös hylkeiden ravintokohteiden arvioinnissa käytettävien näytteenottoprotokollien suunnitteluun ja kehittämiseen.
  • Röhr, Emilia (2013)
    Typpi on perustuotantoa rajoittava ravinne lähes koko Itämerellä. Typen kierto perustuu mikrobien välittämiin hapetus-pelkistysreaktioihin, joissa typpeä muunnetaan erilaisiin muotoihin. Ammonifikaatiossa mikrobit mineralisoivat liuennutta tai partikulaarista orgaanista typpeä ammoniumiksi ja DNRA- prosessissa (dissimilatorinen nitraatin pelkistys ammoniumiksi)mikrobit pelkistävät nitraattia ammoniumiksi. Ammonium on biologisesti kaikkein käyttökelpoisin typen muoto ja siksi sen pitoisuudet ovat vesipatsaassa yleensä hyvin pieniä. Mikrobiprosessien mittaamiseksi myös pienten ammoniumpitoisuuksien määrittäminen on tärkeää. Pro gradu-tutkielmassa määritettiin DNRA:n ja ammonifikaation prosessinopeuksia Varsinaisen Itämeren vesipatsaassa hyödyntämällä stabiili-isotooppitekniikkaa. Tutkimuksen edellytyksenä oli selvittää kokeellisesti alin luotettava määritysraja ammoniumin 15N-pitoisuudelle. Menetelmäkehitystä varten valmistettiin koesarjoja ultrapuhtaasta vedestä ja tunnetun 15N:14N -suhteen omaavista ammoniumkloridijauheista. Minimimääritysrajakokeessa etsittiin eri ammoniumin ainemääriä sisältävän koesarjan avulla massaspektrometrisen analyysin tarvittava alin ammoniumin ainemäärä. Minimimääritysrajan alapuolelle pyrittiin pääsemään tekemällä kantoliuoskoe.Kantoliuoskokeessa valmistettiin eri ammoniumin ainemääriä (0,5 atom. %) sisältävä koesarja, joiden ammoniumin ainemäärää kasvatettiin lisäämällä näyteliuoksiin kantoliuosta, jonka määrä ja isotooppisuhteet tunnettiin. Kantoliuoslisäysten jälkeen näytteet analysoitiin massaspektrometrillä ja tuloksista seurattiin 15N:14N – suhteen muutosta eri laimennoksissa. Pienin luotettavasti määritetty ammoniumin ainemäärä oli 0,5 μmol. Kantoliuoskokeilla ei onnistuttu optimoimaan määritysrajaa pienemmäksi, eikä menetelmää siten hyödynnetty vesinäytteiden DNRA- ja ammonifikaatiomittauksissa. DNRA- ja ammonifikaatiomittauksia varten kerättiin vesinäytteitä Varsinaiselta Itämereltä neljältä eri näytteenottoasemalta (Läntisen Gotlannin, Itäisen Gotlannin , Fårön ja Landsortin syvänteet) toukokuussa 2011. Lisäksi Itäiseltä Gotlannin syvänteeltä otettiin vesinäytteet DNRA- ja ammonifikaatiomittauksia varten myös heinäkuussa 2011. Vesinäytteitä rikastettiin 15N- ammoniumilla siten, että näytteiden 15N- pitoisuudeksi saatiin 5 μM. Näytteitä inkuboitiin 24 tuntia in situ- olosuhteissa. Inkuboinnin jälkeen näytteistä mitattiin 15N- leima ammonium diffuusio- menetelmällä. Tuloksista laskettiin DNRA- potentiaalit sekä ammonifikaation in situ- prosessinopeudet. Keväällä mitatut ammonifikaation in situ- prosessinopeudet olivat matalia (0,36- 8,35 nM d-1). Tuloksia saattoi selittää se, ettei kesäisen perustuotannon tuottama partikulaarinen orgaaninen typpi ollut vielä ammonifioijien käytettävissä. Eri asemilta mitatuissa prosessinopeuksissa ei ollut tilastollisesti merkitsevää eroa. Tutkittujen ympäristömuuttujien ja ammonifikaation prosessinopeuksien välillä ei havaittu korrelaatiota. DNRA- potentiaalituloksia saatiin vain toukokuussa Läntiseltä Gotlannin syvänteeltä ja heinäkuussa Itäiseltä Gotlannin syvänteeltä kerätyistä näytteistä. Läntiseltä Gotlannin syvänteeltä mitattu DNRA- potentiaalinopeus (1,14 nM d-1) oli lähes nelinkertainen heinäkuussa Itäiseltä Gotlannin syvänteeltä mitattuun DNRA- potentiaaliin (0,38 nM d-1) nähden. Ammonifikaation merkitys Itämerellä on todennäköisesti pienempi ulapalla kuin estuaareissa, joissa suuri orgaanisen aineksen kuormitus tuo jatkuvasti substraatteja ammonifikaatiolle. Keväisen piileväkukinnan nopeasta sedimentoitumisesta johtuen saattavat ammonifikaation prosessinopeudet Itämerellä keväisin olla suurempia sedimenteissä kuin vesipatsaassa. Itämeren erityispiirteet, kuten alhainen suolapitoisuus todennäköisesti inhiboi vesipatsaan DNRA:n esiintymistä, jonka seurauksena mitatut DNRA- nopeudet jäivät mataliksi. DNRA: n kanssa nitraatista kilpailevan kemolitoautotrofisen denitrifikaation on sen sijaan havaittu olevan pääasiallinen typpeä pelkistävä prosessi Varsinaisella Itämerellä.
  • Mikkola, Reija (2013)
    Carbon capture and storage may become an inevitable means in mitigating climate change. However, it is a new technology involving a great deal of uncertainties. It is of utmost importance to understand on one hand, the risks caused by the technology and on the other, what is holding it back. This way unforeseen setbacks and environmental or other damage could be avoided. This thesis is a part of a wider research project on the risk governance of carbon dioxide capture and storage (RICCS). The present study gives additional insights to CCS risk analysis by diving into the stories that the media tells about the risks. I analyze the media coverage on the risks of CCS in the most wide spread newspapers of Norway and Finland with the aim of identifying what kind of risk framings are portrayed by the media; how strong is the presence of uncertainties and what kind of uncertainties are brought up. The media is seen as a mirror of public perception, but also one of the players influencing it. The possible effects that the analyzed articles could have on public perception of risks are discussed. The theoretical framework consists of theories of systemic risks, narrative policy analysis and framing of environmental risks in the media. I describe the nature of systemic risks. Then I move on to framing, more specifically how environmental risks are framed in the media and how it can effect public perception. After this I explain how narrative analysis can be used as a tool for identifying framings. Then I describe Klinke and Renn’s Prometheus theory that I will use for analyzing the level of uncertainty in the framing of the articles and for discussing the implications of my findings. The results show that the risks caused by CCS are mainly the lock-in in fossil fuels, it’s possible negative effect on developing renewable energy and environmental and health risks in general. The risks towards successful CCS seem to be mainly connected to funding, which connects to emissions’ prices, the climate agreement and viability of investments. The differences between the two countries are quite related to the situation in which each country is in terms of CCS development. Norway is very active and pushing CCS forward. Consequently, the Norwegian articles are generally not very critical of the technology itself, but discuss what is holding it back. Generally, the Finnish articles bring out more aspects on the issue, both positive and negative, leaving quite an ambiguous image to the reader. The implications of my findings for future policy practices are quite extensive and therefore not very useful, since most policy recommendations seem more or less relevant. What is interesting though, is that based on my findings I could identify the turning points in which public perception is most relevant. These are: What kind of energy production is supported? Is CCS an acceptable mitigation means? Is the risk of leakage taken as severe? These issues represent turning points for the future of CCS technology and deliberative processes can be crucial when discussing them.
  • Jussila, Terttu (2013)
    Pro gradu –työssäni olen perehtynyt pedagogisesti toimivan ja biologian didaktiikan mukaisen verkko-opiskeluympäristön luomiseen. Olen tehnyt Internetiin Virtuaalimetsäksi nimetyn sivuston. Virtuaalimetsä on alakoulun 5.-6. luokkalaisille suunnattu verkko-opiskeluympäristö Suomen metsistä. Virtuaalimetsä tarjoaa opetuksen ja opiskelun avuksi paljon tietoa metsistä sekä erilaisia välineitä ajattelun kehittämiseen. Virtuaalimetsän tieto pohjautuu biologiseen tutkimukseen, joka biologian ja luonnontieteiden didaktiikan avulla on puettu lapselle ymmärrettävään ja helposti käsiteltävään muotoon. Oppisisältöjen pohjana toimii vuoden 2004 Perusopetuksen opetussuunnitelman perusteet. Verkkopedagogisen tutkimuksen avulla Internet-sivustosta on tehty toimiva opiskeluympäristö. Tavoitteita Virtuaalimetsän suunnittelussa ja toteuttamisessa oli neljä: 1. Verkkopedagogiset tavoitteet: hyvän verkko-opiskeluympäristön luominen 2. Sisältöön liittyvät oppimistavoitteet: tiedon ja ajattelun kehittyminen sekä hyvien työkalujen luominen oppimistavoitteiden saavuttamiseksi 3. Opetukseen liittyvät tavoitteet: perinteisen opetuksen tukeminen ja täydentäminen mielekkäällä opiskeluympäristöllä 4. Ympäristökasvatukselliset tavoitteet: oppijoiden ympäristövastuullisuuden herättäminen etenkin metsiin nähden Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi perehdyin verkkopedagogiseen ja biologian didaktiseen tutkimukseen. Hyvän verkkoopiskeluympäristön ominaisuuksiksi nousivat kunnollinen pedagoginen tavoite, selkeä tutkimukseen perustuvaa tieto, välineet ajattelun kehittämiseen, tiedon rakentamiseen ja syvälliseen pohdintaan sekä loogiseksi ja pedagogisesti toimivaksi rakennettu verkkosivusto, jolla on helppo liikkua. Biologian asiasisältöjen opettamisen kulmakivinä toimivat kokonaiskuvan painottaminen ja systeemiajattelu, kunnollinen käsitteellinen rakenne, ekologisten ilmiöiden kokonaisvaltainen tarkastelu, lasten käsitysten käyttäminen opetuksen lähtökohtana sekä havainnointiin ohjaaminen. Virtuaalimetsä jakaantuu kuuteen osaan: Metsäkartta, Metsäpolku, Metsäsanasto, Testaa taitosi, Metsän kasvit ja Opettajalle. Jaottelu on tehty opiskelutyökalujen mukaan, ja useimmat osat tarjoavat omanlaisensa tavan tukea opiskelua. Virtuaalimetsä jakautuu osakokonaisuuksiin eri teemojen kautta: Metsä elinympäristönä, Metsätyypit, Metsän kerrokset ja Metsäluonnon monimuotoisuus. Metsäkartta –osassa keskitytään miellekarttoihin ja käsitekarttoihin. Niiden avulla pyritään kehittämään lasten käsityksiä kokonaisuuksista ja käsitteistä. Käsitekartat edistävät aktiivista ja merkityksellistä oppimista ja vahvistavat oppijan metakognitiivisia taitoja. Metsäpolku –osasta löytyy Virtuaalimetsän biologinen tieto. Metsäpolulla tieto on esitetty niin, että oppijat saisivat hyvän kuvan metsäluonnosta kokonaisuutena ja systeemisenä rakenteena. Konkretian taso pysyy koko ajan suurena, ja kaikki tieto pidetään yhtenäisenä pakettina sitomalla asiat jatkuvasti metsien muodostamaan kontekstiin. Biologisia käsitteitä esitellään paljon, ja käsitteet ovat myös osaltaan luomassa helpommin jäsennettävää kuvaa metsän kokonaisuudesta ja biologisista ilmiöistä. Metsäympäristön kautta hahmotetaan myös aineen kiertoa, energian virtaa ja populaatiodynamiikkaa. Nämä ilmiöt edustavat erilaisia vuorovaikutussuhteita ja kausaalisia kuvioita luonnossa, ja sen takia ne edistävät biologisen ajattelun ja ymmärryksen kehittymistä. Ympäristövastuullisten asenteiden herättämiseksi oppijoille annetaan tarvittavia taustatietoja ympäristökysymysten pohtimiseen. Testaa taitosi –osa on Virtuaalimetsän tehtäväpankki. Tehtävien tarkoituksena on toimia kertauksen apuna, taitojen testaamisessa ja ennen kaikkea helpottamaan opitun asian aktivoimista. Virtuaalimetsän tehtävistä monet ovat kuvailu-, vertailu- ja luokittelutehtäviä, jotka toimivat pohjana käsitteiden hahmottamiselle. Kuvailu- ja selittämistehtävät auttavat jäsentämään tietoa ja sisäistämään opiskeltavan asian. Metsän kasvit –osa johtaa Helsingin yliopiston Pinkka-oppimisympäristöön. Pinkkaan on Virtuaalimetsää varten laadittu oma 30 metsälajia sisältävä kasvilajipaketti. Kasvilajintuntemukselle on omistettu Virtuaalimetsässä kokonaan oma osionsa, sillä lajintuntemus luo perustan luonnon ja ekosysteemien hahmottamiselle. Metsäsanastossa on aakkosjärjestyksessä selitetty kaikki Virtuaalimetsässä esille tulevat käsitteet. Opettajalle –osa on opettajille suunnattu tietopaketti, jossa kerrotaan Virtuaalimetsän idea pääpiirteissään. Opettajille annetaan myös vinkkejä siitä, millä eri tavoilla Virtuaalimetsää voi käyttää opetuksessa, ja millä eri tavoin hyödyntää tietoa ja kognitiivisia työkaluja myös esimerkiksi ryhmätöissä, koko luokan keskusteluissa tai maastotöissä. Virtuaalimetsän rakenne on muodostettu loogiseksi ja helposti kuljettavaksi kokonaisuudeksi kognitiivisiin työkaluihin ja metsäteemoihin perustuvan jaottelun kautta. Linkitys on tehty selkeäksi, ja opiskelua ohjataan järkevään etenemiseen selittämällä eri osioiden sisällöt etukäteen ja suosittelemalla tiettyjä etenemismahdollisuuksia. Opiskelun omalle suunnittelulle on kuitenkin jätetty tilaa. Tiedon kaksoiskoodauksen mukaisesti tietoa esitetään niin kuvina kuin tekstinäkin, ja kognitiivista kuormitusta on pyritty vähentämään pitämällä samaan aiheeseen liittyvä tieto tiiviisti yhdellä sivulla.
  • Lanki, Maiju (2013)
    Adaptiivinen radiaatio eli sopeutumislevittäytyminen on tärkeä evoluutiomekanismi, jonka seurauksena voi syntyä sympatrisia lajeja tai ekotyyppejä. Loisinta voi muiden biologisten interaktioiden ohella edesauttaa lajiutumisprosessia isännän kelpoisuuden heikentymisen ja luonnonvalinnan kautta. Loisyhteisöihin ja niiden aiheuttamiin valintapaineisiin vaikuttavat isännän ekologian (esimerkiksi habitaatin ja ravinnonkäytön) lisäksi abioottiset ympäristötekijät, kaloilla esimerkiksi veden laatu ja lämpötila. Näiden tekijöiden välisten vaikutussuhteiden merkitystä loisten aiheuttamassa lajiutumisprosessissa ei tunneta. Myös isännän sukupuolten loisyhteisöerot voivat vaikuttaa lajiutumiseen. Tässä tutkimuksessa tarkastelen sympatristen kolmipiikkiekotyyppien (Gasterosteus aculeatus) sekä kolmipiikin naaras- ja koirasyksilöiden välisiä loisyhteisöeroja Thingvallavatn- ja Mývatn-järvissä Islannissa. Sympatriset muta- ja laavaekotyypit elävät järvissä ekotyypeittäin samanlaisissa habitaateissa, mutta päinvastaisissa veden lämpötiloissa. Tämä mahdollistaa loisyhteisörakenteen vertailun isännän ekologian ja veden lämpötilan suhteen. Thingvallavatn-järvessä elää edellisten lisäksi kylmän veden pelagiaalinen nitellaekotyyppi. Pyydystin molemmista järvistä otoksen kustakin kolmipiikkiekotyypistä ja määritin kalojen loislajiston. Loiset kuuluivat viiteen eri sukuun: imumadot Apatemon ja Diplostomum sekä heisimadot Diphyllobothrium, Proteocephalus ja Schistocephalus. Havaitsemistani loisista suurimmalla osalla on haitallisia vaikutuksia kalan yleiskuntoon ja kelpoisuuteen. Veden lämpötila vaikutti samalla tavoin loisten kokonaismäärään molemmissa tutkimusjärvissä; lämpimämmässä vedessä elävillä kaloilla oli enemmän imu- ja heisimatoja ekotyypistä riippumatta. Havaitsin myös, että Thingvallavatn-järven kylmän veden ekotyypeistä pelagiaalisella nitellaekotyypillä oli enemmän loisia kuin laavaekotyypillä. Kalan sukupuoli vaikutti loisten kokonaismäärään ainoastaan Thingvallavatn-järven laavajanitellaekotyypeillä siten, että koirailla oli naaraita enemmän heisimatoja. Tulokseni osoittivat samankaltaisuuksia yhtenevissä lämpötiloissa elävien kolmipiikkien loisyhteisöissä ekotyypistä riippumatta, mikä osoittaa, että ympäristö vaikuttaa loisintaan enemmän kuin isännän ekologia. Järvissä on siis syntynyt samankaltaisia ekotyyppejä päinvastaisen loisintapaineen alla. Tämä taas tukee ajatusta, että loiset eivät todennäköisesti ole aloittaneet kolmipiikkiekotyyppien erilaistumisprosessia, vaan erot loisinnassa ovat syntyneet prosessin myöhemmässä vaiheessa. Tämä on yksi ensimmäisistä tutkimuksista, joka ottaa kantaa keskeiseen kysymykseen siitä, missä isännän eriytymisen vaiheessa loisyhteisöt erilaistuvat ja siten voivat vaikuttaa lajiutumisprosessiin. Kylmän veden nitella- ja laavaekotyyppien vertailu kuitenkin osoittaa, että myös isännän ekologialla on usein merkittävä rooli loisyhteisöjen muodostumisessa. Sukupuolten väliset erot loisaltistuksessa ovat taas todennäköisesti yhteydessä kunkin kalapopulaation ja järven erityispiirteisiin. Tutkimukseni tulokset viittaavat siihen, ettei loisten merkitystä evoluutiotekijänä voi määritellä pelkästään ekologisten tai ympäristömuuttujien perusteella. Tulevaisuudessa onkin keskeistä selvittää yksityiskohtaisesti, missä lajiutumisprosessin vaiheessa loisyhteisöt alkavat eriytyä. Tämän tiedon avulla voidaan muodostaa ehyempi kokonaiskuva loisten merkityksestä adaptiivisessa radiaatiossa.
  • Moisala, Altti (2013)
    Tutkielmassa on tarkasteltu asiointimatkoja tekevien pyöräilijöiden kokemuksia ja reitin valintaa Helsingissä. Tutkimus on tehty haastattelemalla kuutta pyöräilijää ja analysoimalla haastatteluja fenomenologisella metodilla. Metodin tuloksena syntyi teksimuotoinen merkitysverkosto, johon on yhdistetty haastateltavien kuvaamat pyöräilykokemukset. Antropologi Tim Ingoldin ”asumisen näkökulmaa” soveltaen kokemuksien on oletettu syntyvän jatkuvassa kehollisessa vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa, ja ympäristölle annettujen merkityksien muotoutuvan toiminnallisessa suhteessa ympäristöön. Analyysin tuloksia on tulkittu myös ympäristöestetiikkaa, kehollisuutta, orientaatiota, liikenneturvallisuutta ja kaupunkisosiologiaa käsittelevän kirjallisuuden perusteella. Pyöräilijöiden kokemuksista voi löytää yhteisiä rakenteita. Asennoitumisen lisäksi pyöräilijä voi vaikuttaa omaan kokemukseensa reitin valinnalla. Pyöräilijän reitin valintaan vaikuttaa haastattelujen perusteella seitsemän tekijää: reitin tuttuus pyöräilijälle, kaupungin liikenteen normit ja säännöt, reitin tehokkuus, muun liikenteen laatu ja määrä, esteettiset arvot, reitin selkeys sekä ajoradan pinta. Esteettisiä kokemuksia pyöräilijät hakevat luonnon läsnäolosta, rauhasta, sujuvasta kulusta tai urbaanista ympäristöstä. Liikenteessä tärkeitä tekijöitä ovat sen ennustettavuus ja yhdenmukaisuus pyöräilijän oman liikkeen kanssa, liikenteen nopeus sekä raskaan liikenteen läsnäolo. Näiden paikkaan sidottujen kokemusten lisäksi pyöräilijän kokemuksessa olevia elementtejä ovat turvallisuuden tunne ja pelko, jota voi hallita erilaisin keinoin, muun liikenteen toimien ennakointi muun muassa liikkeitä lukemalla ja kuuntelemalla sekä kaupunkitilan käyttöön liittyvät konfliktit. Kaupungissa pyöräily on erilaisten taitojen joukko, johon kuuluu reittien tuntemus. Pyöräilijä löytää reittinsä aiemman kokemuksen, kokeilun ja ympäristön vihjeiden avulla. Kartta toimii apuna reitin suunnittelussa ja eksymistapauksissa. Kehollisuus tarjoaa pyöräilijän kokemukseen laaja-alaisen tulkinnan välineen, jonka avulla voi ymmärtää pyöräilijän kokemuksia, käyttäytymistä liikenteessä ja reitin valintaa. Kehollisuus tarjoaa myös tavan ymmärtää merkitysten syntyä ihmisen ja ympäristön välisessä toiminnallisessa vuorovaikutuksessa.
  • Hirvonen, Jonni (2013)
    Tässä pro gradu -tutkielmassa on tarkasteltu aivosähkö-ja aivomagneettikäyrien amplitudien vaihteluiden vastaavuussuhteita koehenkilön suoriutumiseen audiovisuaalisten ärsykkeiden tarkkaavaisuustehtävissä. Aikaisemmista tutkimuksista tiedetään, että koehenkilön osumatarkkuus ei pysy vakiona koko tehtävän ajan, vaan on monesti jaksottunut valppauden ja herpaantumisen jaksoihin. Lisäksi osumatarkkuus koko kokeen ajalta on alhaisempi kuin lyhyen kalibraatiojakson ajalta mitattuna. Tämän intuitiiviseltä tuntuvan keskittymiskyvyn järkkymisen taustalla on esitetty olevan henkilön introspektiiviset ja mielenvaelteluun liittyvät kognitiiviset toiminnot. Ennen tätä tutkimusta on jäänyt kuitenkin osoittamatta osumatarkkuuden ailahtelun yhteys aivokuoren hermostollisen aktiivisuuden pitkällä ajalla autokorreloiviin muutoksiin lähdemallintamisella. Tämän pro gradun tutkimustulokset osoittavat, että näiden kahden lajin välillä on olemassa merkittävä korrelaatioyhteys. Lisäksi lepovaiheen aivotoiminnasta modaliteettispesifeillä tarkkaavaisuus-ja oletustilan verkoston alueilla voidaan ennustaa psykofyysisen suoriutumisen vaihteluja jatkuvan audiovisuaalisen ärsykekynnyksen tarkkaavaisuustehtävän aikana. Keskittymiskyvyn vaihtelun muutoksia hermostollisella tasolla ja näitä mahdollisesti ilmentäviä käyttäytymisen ailahteluja psykofyysisinä parametreinä, kuten osumatarkkuutena ja reaktionopeutena, voidaan luonnehtia skaalauslakianalyysilla. Ilmiön skaalaton käyttäytyminen heijastelee monimutkaisen järjestelmän taipumusta luoda sisäisiä vastaavuussuhteita eli autokorrelaatioita, jotka heikkenevät hitaammin ja ulottuvat kauemmaksi ajassa ja/tai paikassa kuin mitä alla piilevistä mekanismeista voidaan suoraan ennustaa. On havaittu, että osumatarkkuuden jaksottuminen ja spontaani aivotoiminta noudattavat potenssilain skaalauskäyttäytymistä ajan suhteen. Psykofyysisen ja hermostollisen skaalauslain mukaisen käyttäytymisen kvantifioimiseksi tässä opinnäytetyössä on käytetty vaihtelun ikkunallista autokorrelaatioanalyysiä, DFA:ta. DFA paljastaa ilmiön sisällä olevien peräkkäisten tapahtumien autokorrelaatioiden kestävyyden tarkasteluvälin kasvaessa. Skaalausluvut eli DFA-eksponentit on johdettu tässä kokeessa jatkuvan audiovisuaalisen ärsykekynnyksen tarkkaavaisuustehtävän ja levon aikana rekisteröidyistä aivosähkö-ja aivomagneettikäyräsignaalien verhokäyrästä sekä psykofyysisen osuma/huti -binäärisekvenssistä rakennetusta keinotekoisesta satunnaiskulun kaltaisesta käyrästä. Jatkuvat ärsykekynnystehtävät soveltuvat hyvin tarkkaavaisuuden top-down mekanismien tutkimiseen, koska heikoista, vain juuri ja juuri havaintokyvyn säteellä olevista ärsykkeistä seuraa verraten heikko bottom-up hermostovaste. Näin keskittymiskykyyn vaikuttavat top-down säätelymekanismit kuten motivaatio, päämäärät tai mielenvaeltelu eli spontaanilta vaikuttava aivotoiminta edustuu selkeämmin aivosähkö-ja -magneettikäyrissä. Aivokuoren kokonaisvaltaisen skaalautumisen lisäksi ollaan kiinnostuneita psykofyysisten ja hermostollisten vastaavuussuhteiden jakaumamallista tietyille aivoalueille. Mitattujen hermostollisten signaalien paikantaminen tarkalleen tietyille aivokuoren alueille aiheuttaa käänteisen ongelman, joka on ratkaistu tässä MNE -lähdemallintamisella. Lähdemallintamisen algoritmit tuottavat todennäköisimmän mallin aivokuoren alueista, joiden aktiivisuudella voidaan selittää mitatut MEEG signaalit. Mallintaminen on työn kriittinen vaihe, koska sillä yhdistetään neuroanatominen tieto fysiologisen ja psykofyysisen tiedon kanssa. Yksilötason data on käsitelty lopuksi ryhmätasolla tilastollisin menetelmin korrelaatiotulosten merkittävyyksien arvioimiseksi.
  • Kontro, Hilkka (2012)
    N-glykoproteiinien tyvirakenteen fukosylaatio on yhteydessä erilaisiin syöpiin ja muihin patologisiin tiloihin. Glykoproteiinien identifiointi ja niiden glykaanirakenteen määritys massaspektrometrian (MS) avulla on manuaalisesti aikaavievää ja työlästä. Tässä Pro gradu –työssä selvitettiin, soveltuuko Glycopeptide ID –massaspektrintulkintaohjelma tyvifukosylaation tunnistamiseen tunnetusta tyvifukosyloidusta malliaineesta, immunoglobuliini G:stä, sekä tuntemattomia glykoproteiineja sisältävästä plasmanäytteestä. MS-analyysiä varten proteiinit digestoitiin trypsiinillä ja glykopeptidit rikastettiin lektiiniaffiniteetti-kromatografialla. Malliaine- ja plasmanäytteistä valmistettiin myös α-L-fukosidaasilla käsitellyt näytteet tyvifukoosin poistamiseksi. Glykopeptidien esiintyminen selvitettiin korkean erotuskyvyn nestekromatografiamassaspektrometria (HPLC-MS) -analyysissä ja ne fragmentoitiin törmäys-indusoidulla dissosiaatiolla (CID) tandem-MS (MS/MS) -analyysissä. MS/MS-spektrit analysoitiin in silico Glycopeptide ID –ohjelmalla. Ohjelman havaittiin tunnistavan tyvifukosylaation luotettavasti laadukkaista spektreistä, mutta proteiinin identifiointi oli usein puutteellista heikkolaatuisemmista spektreistä. Tuntemattomien proteiinien plasmanäytteestä löydettiin todennäköinen tyvifukosylaatio IgG2:lta, fetuiini A:lta, serotransferriiniltä, hemopeksiiniltä ja seruloplasmiinilta. Johtopäätöksenä todettiin Glycopeptide ID –ohjelman olevan käyttökelpoinen väline Nglykopeptidien tyvifukosylaation tunnistamiseen.
  • Mikkonen, Ninni (2012)
    Tässä opinnäytetyössä tutkittiin Metsähallituksen luontopalveluiden hallinnoimien alueiden biologisia luontoarvoja Metsähallituksen omaa käyttöä varten. Työlle oli asetettu kuusi tavoitetta, jotka kaikki täyttyivät: 1) Biologiselta luontoarvoltaan suurimmat alueet tunnistettiin tuottamalla EU:n luontodirektiivissä (92/43/ETY) määritellyille Natura 2000 -luontotyypeille valtion suojelualueverkoston sisäinen arvojärjestys. Tutkimuksessa korkean luontoarvon alueet tunnistettiin arvottamalla tutkimusalueet suhteessa toisiinsa Zonation-ohjelmiston avulla. Zonation-ohjelma on suojelun kohteiden maantieteelliseen arvottamiseen suunniteltu tietokoneohjelmisto, joka muodosti alueiden välisen priorisaation muun muassa alueiden luonnontilaisuuden ja edustavuuden, lajiston uhanalaisuuden, luontotyyppien uhanalaisuuden, Euroopan Unionin sisäisen luontotyyppien priorisaation, luontotyyppien välisen samankaltaisuuden, kohteiden etäisyyden, esiintymisalueen laajuuden ja alueiden toistensa täydentävyyden perusteella. Tutkimuksessa tehtiin eri analyysiversioita, joiden vaikutus luontoarvojen jakautumiseen ilmeni seuraavasti: erityisarvojen ilmentäminen hajautti ja kytkeytyvyyden ilmentäminen tiivisti suuren luontoarvon keskittymiä. 2) Aineiston soveltuvuus tutkimukseen testattiin ja todettiin hyväksi. 3) Tulokset antavat materiaalia Suomen suojelualueiden luonnonhoidon ja suunnittelun avuksi muun muassa tukien omalta osaltaan paljon tutkittua tietoa siitä, että paikallisesti ja tällä hetkellä laadukkaat eristyneet alueet eivät todellisuudessa ole biodiversiteetin suojelun kannalta pitkäaikainen ja kestävä ratkaisu. Tulokset osoittavat pienten ja eristyneiden alueiden olevan arvokkaita vain niissä tapauksissa, joissa ne edustavat harvinaista luontotyyppiä ja ovat tämän vuoksi korvaamattomia. Tulosten avulla voidaan tarkastella luontoarvoltaan tärkeiksi osoittautuneiden alueiden ja valtakunnallisesti merkittävimpien luontoarvokeskittymien sijaintia. Saatua tietoa voidaan hyödyntää pohdinnoissa suojeluverkostomme riittävyydestä ja sijoittumisesta, jotta luontoarvoiltaan tärkeät alueet säilyisivät arvokkaina myös tulevaisuudessa. 4) Perusanalyysien lisäksi tehtiin hierarkkinen analyysi, jossa otettiin huomioon alueiden suojelun voimakkuus. Tämä analyysi selvensi eri alueiden suojelun voimakkuuden ja luontoarvojen suhdetta ja muutti alueiden keskinäistä arvojärjestystä. Erot pääanalyysin ja hierarkkisen analyysin suuren luontoarvon alueiden sijoittumisessa olivat suuria – hierarkkinen analyysi muutti alueiden priorisaatioita voimakkaammin kuin esimerkiksi alueiden kytkeytyvyyden huomiointi. Analyysi osoitti, että korkeimman priorisaation alueet eivät aina sijaitse tiukimmin suojelluilla alueilla. Perusanalyysien ja hierarkkisen analyysin suuren luontoarvon alueiden sijoittumisen erot auttavat tunnistaman suuren luontoarvon alueet, joiden suojeluarvot ovat herkimmin vaarassa niiden heikomman lainsuojan perusteella. 5) Suuren prioriteetin alueista eroteltiin merkittävimmät luontoarvokeskittymät, joiden luontoarvojen säilyminen on Suomessa tavattavalle biodiversiteetille ensiarvoisen tärkeää. Alueet tunnistettiin sekä silmämääräisesti että Zonationin avulla. 6) Zonation-ohjelman perustoimintaperiaatteista tehtiin suomenkielinen tiivistelmä Suomessa tehtävää hallinnollista käyttöä varten ohjelman käyttöönoton helpottamiseksi.