Browsing by Title

Sort by: Order: Results:

Now showing items 1-20 of 122
  • Väisänen, Enni (2010)
    Ligniini on maakasveille hyvin tärkeä makromolekyyli. Se on olennainen osa esimerkiksi vettä ja ravinteita kuljettavi-en puusolukon solujen soluseinää. Ligniini on myös osallisena kasvien puolustuksessa muita organismeja vastaan. Lisäksi se on tärkeä osa metsien ekologiassa ja ihmisen hyödykkeenä. Prosessia, jossa kasvisolun seinään muodostuu ligniiniä, sanotaan puutumiseksi, eli lignifikaatioksi. Tällöin lignifi-koituvan solun sisällä syntetoidut ligniinin monomeerit – monolignolit - kuljetetaan solukalvon yli soluseinään, jossa ne polymeroituvat ligniiniksi. Vähitellen kasvisolun soluseinän selluloosan, hemiselluloosien, pektiinien ja rakenne-proteiinien muodostama verkosto tukkiutuu ligniinistä. Lignifikoituessaan solu käy samalla läpi ohjelmoidun solukuo-leman. Monolignolien synteesistä tiedetään suhteellisen paljon, samoin kuin ligniinin polymerisaatiosta. Monolignolien kulje-tuksesta sen sijaan ei ole tietoa. Eri hypoteesien mukaan monolignolit voivat kulkeutua solukalvon yli joko diffuusion, golgin laitteen rakkuloiden tai kuljettajaproteiinien eli transportterien avulla. Teoria golgin laitteesta on osoitettu epä-todennäköiseksi ja diffusiostakaan ei ole todisteita aidoilla solu-kalvoilla. Siksi pro gradu – tutkielmani tarkoituksena onkin testata hypoteesia transportterivälitteisestä kuljetuksesta. Tutkittavina ovat kasveissa hyvin yleiset ABC-trans-portterit, joiden tiedetään kuljettavan sekundaarisen aineenvaihdunnan tuotteita. Tutkielmassani testasin ABC-transportterihypoteesia kuusen (Picea abies) ligniiniä tuottavilla A3/85-liuosviljelmäso-luilla sekä bioninformatiikan keinoin. A3/85-soluille syötettiin radioaktiivista fenyylialaniinia – monolignolisynteesin raaka-ainetta – yhdessä ABC-transportteri-inhibiittoreiden (Reversin 121 ja vana-daatti) kanssa. Inhibiittoreilla ei kui-tenkaan ollut vaikutusta solujen erittämien fenyylialaniinin fenolituotteiden tai näiden sokerijohdannaisten määrään. Bioinformatiikan keinoin taas yritettiin löytää kuusen (Picea spp.) ja männyn (Pinus spp.) EST-kirjastoista hyviä ABC-transportteriehdokkaita monolignolien kuljetukseen. Erityisesti lignifikoituvassa solukossa esiintyvää, ominai-suuksiltaan sopivaa ABC-transportteria ei kuitenkaan löyty-nyt. Tämän perusteella kuljetuksesta vastaa todennäköi-sesti jokin muu transportteri tai kuljetus ei tapah-du lainkaan transportterin välityksellä. Tutkielmassani oli testattavana myös usein esitetty ajatus monolignolien myrkyllisyydestä, josta ei kuitenkaan ole tehty asiaan kuuluvaa selvitystä. Monolignolien odotetulla myrkyllisyydellä saatetaan kasvitieteessä perustella eri-näisiä väittämiä, joten ajatuksen paikkansapitävyys on syytä varmistaa. Hypoteesia monolignolien myrkyllisyydestä testasin lisäämällä ligniiniä tuottamattomien tupakan (Nicotiana tabacum) liuosviljelmäsolujen (BY-2) kasvatusalustaan monolignoli koniferyylialkoholia. Koniferyylialkoholi aiheutti solujen lignifikaation sekä tappoi solut korkeissa pitoisuuksissa. Näiden kokeiden perusteella voidaan myrkyllisyys-hypoteesin sanoa olevan mahdollinen, joskin koniferyylialkoholin mahdollinen osallisuus lignifikoituvassa solussa tapahtuvaan ohjelmoituun solukuolemaan täytyy ottaa huomioon.
  • Rossi, Elina (Helsingin yliopisto, 2006)
    The purpose of my thesis was to find out how Finnish dung beetles find their most important resource, dung. I tried to establish the most important sense for finding dung, to which part or parts of the scent dung beetles react to and how sensitive their ability to detect dung is. Dung beetles are an important part of the ecosystem and a long used model for population study. They are an interesting target for sensory research because their resource is both patchy and short-lived. Because of these aspects dung beetles have to locate dung very quickly and efficiently. I used dung beetles belonging to family Aphodiidae (Scarabaeoidea Laparosticti) that I collected from cow pastures in Viikki using pitfall traps. To track down how dung beetles approach dung I observed their approaching behaviour in the wild. To figure out the importance of sight and smell I eliminated one sense at a time and observed how it affected beetles' behaviour. I eliminated olfaction by cutting off antennas and sight by painting the beetles' eyes. To find out chemical attractants in question I first analyzed smelly, volatile organic compounds in cow dung and then offered them as bait alone and in different combinations in pitfall traps in the wild. I also tried to establish the sensitivity of olfaction by offering different amounts of cow dung in a long windless corridor to dung beetles. I noticed that dung beetles approach dung by flying low in headwind. Part of the beetles approached flying in a narrowing zigzag-pattern while others landed occasionally to orientate and approached in small spurts. Eliminating olfaction effectively prevented dung beetles from finding dung whilst blinded individuals performed as well as control beetles. From all the chemical components I used, only butane acid attracted some dung beetles. A combination of chemicals is what presumably attracts dung beetles best.
  • 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.
  • 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.
  • Hopkins, Tapani (2012)
    Quantitative food webs have been used since the 1990s to describe the ecology of ecosystems. Such webs describe not only ‘who eats whom’ but also how many individuals get eaten, giving a detailed picture of the connections in an ecosystem. This detail allows far-reaching ecological conclusions to be drawn, for all manner of questions ranging from the influence of abiotic and biotic factors on population dynamics to the effect of latitude on ecosystem structure. Currently the webs’ greatest limitations are their incompleteness and lack of geographic coverage: most published webs focus on a tiny fragment of the total food web, and there are few webs from higher latitudes. In this thesis I address these limitations, by extending a parasitoid-lepidopteran web which is being collected in the High Arctic. I add data on bird and spider predation of the web’s Lepidoptera, and on the lepidopterans’ herbivory of their food plants. Specifically, I ask what the relative strengths of predation and parasitism are in this community, and what effect herbivory has on the plants’ seed production. I measured predation rates using both live caterpillars and modelling clay dummies as bait. The former, caterpillars of Sympistis nigrita tethered to threads, gave an estimate of both spider and bird predation. The latter showed bird predation only, but gave a larger sample size than tethered caterpillars. For the herbivory rates, I measured the seed production of avens flowers (Dryas octopetala x integrifolia, one of the main lepidopteran food plants) when damaged by feeding caterpillars. I found that predation is an important cause of mortality for S. nigrita, comparable to the high rates of parasitism already observed. During the larval period, some 38% of S. nigrita caterpillars are killed by spiders, 8% by parasitoids and 8% by birds. The caterpillars ate highly variable amounts of avens flowers, with 14.4% of flowers damaged by feeding in a set of 743 flowers, and 8.3% in another set of 672 flowers. The damaged flowers produced fewer and smaller seeds than did undamaged ones, causing overall avens seed production to drop by 7%. Overall, my findings show spider predation to be a relevant addition to the current parasitoid-lepidopteran food web. Bird predation, however, is relatively light – both when compared to spider predation and also to earlier predation rates reported from warmer latitudes. It is nevertheless comparable to the (naively twice as strong) parasitism since almost half the parasites die when their host is predated. When comparing food webs in order to address large scale ecological questions, such as the effect of latitude on food web structure, broader webs may be required instead of the mere parasitoid-host webs produced to date.
  • Pietikäinen, Johanna (Helsingin yliopisto, 2007)
    The aim of this research is to find out why people recycle their old mobile phones lazily. The interest to recycle electronic equipment has enlarged in past few years; the reason for this is the aim of the European Union (EU) to increase recycling as a whole. In the background, there is the objective of the EU to reduce waste by delegating the responsibility of the products waste handling to producers. The European Parliament and the Council have passed a directive on Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) (2002/96/EC) and its amendment (2003/108/EC). This study is descriptive and aims at answering the questions about mobile phone owners recycling behaviour. The aim is to find reasons for consumers not recycling their phones, and hence, help to create measures to raise the takeback percentage. The results will be exploited in Nokia Corporation when they plan organizing the takeback system and possible future recycling campaigns. The primary research question is: What is a (non-)recycler like? For example, are there differences in mobile phone recycling behaviour between Finnish cultural areas? Theories concerning environmental behaviour (e.g. the Theory of Planned Behaviour) that were used to create a theoretical framework for the study are presented. The questionnaire was produced based on that framework, and so was the analysis. The questionnaires, 58 altogether, were filled in three Finnish cities, Helsinki, Turku and Lappeenranta, in February and March. The study is qualitative, but it is strongly supported by quantitative analysis. This means that the description of themes is to a great extent quantified. The results have shown that many phones are stored at home; only five people had recycled their phones. Usually phones were kept as spare phones, but also the lack of information about the takeback of used phones and laziness were reasons for not recycling phones. Most of the respondents considered recycling mobile phones important. Ten respondents have heard about the recent Finnish recycling campaign by Nokia and the WWF; the opinions were positive. By giving more information using, e.g., the internet or the mass media, about recycling mobile phones, the recycling percentage could be amounted. The non mobile phone recyclers were mostly women and over fifty. The capital city area could also need some specific attention as the mobile phone recycling activity was quite poor. Two questions were discovered needing more research: the best way(s) of informing people and people s limits in inconvenience when mobile phone recycling is concerned.
  • Sairanen, Eeva Elisa (2015)
    Sound travels faster and further in water than in air while electromagnetic radiation, among it visible light, attenuates fast. Marine animals have adapted to use sound in foraging, predator avoidance, orientation and communication with conspecifics. The underwater soundscape of the Baltic Sea remains largely undiscovered. The area is a unique acoustic environment due to its variant hydrography, broken coastline, shallowness, low salinity and the resulting strong stratifications. The harbor porpoise (Phocoena phocoena) is the only cetacean inhabiting the area, and its Baltic Sea subpopulation is critically endangered. This work is based on first sound pressure measurements of BIAS (Baltic Sea Information on the Acoustic Soundscape) -project by Finnish Environment Institute and other project participants. Measured sound pressure levels are compared to weather and shipping observations to collect information about the contributions of natural and anthropogenic sound sources to underwater sound pressure levels in the Baltic Sea. In addition porpoise observations collected at the Universities of Southern Denmark and Århus are compared to measured sound pressure levels and shipping data to examine if increased noise levels or increased shipping activity have an impact on harbor porpoise echolocation activity. The results show that at the Gulf of Finland both weather and shipping drive the levels of ambient noise at low frequencies (63 and 125 Hz third-octave bands). However the sound pressure levels caused by ships near the stations (up to 5 km) always exceeded all natural variation. Increased sound pressure levels and ship proximity seemed to have an impact on porpoise activity at the area. When a ship was very close (2 km), the registrations of porpoise echolocation clicks decreased with decreasing proximity to ship. On the other hand during spring months an increase in porpoise echolocation was recorded in relation to increased sound pressure levels, which might indicate the porpoises compensating to increased background noise by echolocating more frequently or loudly.
  • Latus, Jessica (2014)
    Urbanization is occurring at rapid rates worldwide. While the effects of urbanization are numerous, those on wildlife are of utmost concern in the continued fight for biodiversity conservation. Specifically, the focus on global pollinator declines is of interest due to the interconnectedness between pollinators and plant communities. It is feared that urban areas could become dead zones to these species, specifically bumblebees. Bumblebees are one of the native pollinators of Finland, and therefore were the focus of this study, which was conducted in Helsinki (southern Finland). This project’s focus was on the influence of both local (i.e. flowering resources) and landscape (i.e. levels of urbanization) features on bumblebee communities. More specifically, I was interested in the effects of urbanization on bumblebee abundance and species richness. To study this question, community gardens (allotment gardens) were used as study sites along a gradient of urbanization from low to high (chosen by GIS mapping of the levels of impervious surfaces within 500 m of the sites). It is thought that these greenspaces could function as habitat for bumblebees in cities. This study was conducted during the summer of 2013 in 12 community gardens across the city of Helsinki. Two methods to survey bee populations were utilized, pan traps as well as sweep netting. Furthermore, a vegetation analysis was conducted to assess the level of resources present within the gardens, while GIS was used to measure a set of landscape variables in and around each garden. At the end of the season (June to September) the bees were identified and Generalized Linear Mixed Effects models were used to analyze the data. This study found that local variables more strongly predicted both bee abundance and species richness. Even though landscape variables were not strong predictors, this does not make them irrelevant in future conservation strategies. However, it is thought that as long as community gardens are planted appropriately (i.e. native flowers) the bees will be present in these gardens despite the surrounding matrix of inhospitable land (sealed surfaces). In conjunction with the investigation into the effects of local versus landscape determinants, this study also aimed to investigate the perception of gardeners towards bees. A questionnaire was utilized in order to gauge gardeners’ opinions towards the bees in their plot and the garden as a whole. These results helped to evaluate the overall attitude towards bees, and in short, were very favorable. This extrapolates to a possibility of working in conjunction with gardeners to conserve habitat for pollinators in the continued effort for interconnected greenspaces in urban areas.
  • Auvinen, Ari-Pekka (Helsingin yliopisto, 2006)
    The goal of this study has been to compile and to further develop a collection of biodiversity indicators for Finland. Biodiversity indicators aim at bringing forth information related to biodiversity change and the factors causing it in a condensed and easy to understand manner. The factual information which indicators provide is supposed to appeal to the reader's intellect and thus to have an influence on her opinions and behavior. Biodiversity indicators also aim at influencing biodiversity related politics. Being successful at this, biodiversity indicators can make a strong contribution towards reaching the most important goal of nature conservation the perpetuation of natural variety. The study is divided into two parts. The first part presents a preliminary collection of 75 biodiversity indicators. These indicators are based on the biodiversity monitoring and research data as well as other statistical data which were readily available at the time of their composition. In addition to the statistics and literature reviewed the study is based on interviews of numerous experts. The collection of 75 biodiversity indicators enables a reasonably comprehensive assessment of the major factors effect-ing biodiversity as well as of the state and development of some components of biodiversity (e.g. endangered species). It, however, contains too few indicators on the state and development of common species and on many important characteristics of ecosystems. The data for such indicators were not available. The second part of the study consists of a review of some European national biodiversity monitoring schemes, international biodiversity indicator development projects as well as Finnish national biodiversity monitoring field programs. Based on the review, recommendations for the further development of the indicator based biodiversity information system are made. The second part of the study concludes with a proposal for an expanded biodiversity indicator collection which contains 31 new indicators. The expanded biodiversity indicator collection could provide a sound factual foundation on which comprehensive assessments of state and development of biodiversity could be based. Such assessments are needed when the effects of biodiversity related politics are evaluated and decisions concerning where to focus conservation efforts are made. At the end of this study possible applications of the expanded biodiversity indicator collection are examined in the light of four different conservation objectives
  • 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.
  • 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.
  • Kainlauri, Tarja (2012)
    Pro gradu tutkielmani aiheena oli tutkia koirien (Canis familiaris) saalistushalukkuutta ja persoonallisuutta sekä näiden mahdollista yhteyttä dopamiinireseptori D4 –geeniin (myöh. DRD4-geeni). DRD4-geeni ilmenee lähinnä hermosoluissa ja se vaikuttaa erityisesti aivojen limbisen järjestelmän toimintaan. Limbinen järjestelmä säätelee tunnetiloja ja tunteisiin liittyviä autonomisia toimintoja sekä motivaatiota eli samoja asioita, joihin dopamiinin tiedetään vaikuttavan. Dopamiini vaikuttaa elimistöön sitoutumalla esimerkiksi aivojen limbisen alueen dopamiinireseptoreihin. Dopamiinin on havaittu liittyvän assosiatiiviseen oppimiseen ja DRD4-geenin puolestaan mm. aktiivisuuteen ja impulsiivisuuteen sekä uteliaisuuteen mistä syystä se valittiinkin kandidaattigeeniksemme tutkimukseen. Koira puolestaan sopii erityisen hyvin mallilajiksi kandidaattigeenitutkimukseen, koska koirarodut ovat geneettisiä isolaatteja ja eroavat toisistaan niin rakenteensa kuin käyttäytymisensäkin puolesta. Kytkentäepätasapaino eli alleeliassosiaatio on koirissa huomattavasti voimakkaampaa kuin ihmisissä ja siten koiralta on merkittävästi helpompaa löytää mm. tautigeenejä. Koirilla kytkentäepätasapaino yltää noin 2 Mb laajuudelle, kun vastaava luku ihmisellä on vain noin 0,28 Mb. Tutkimuksen 405 suursnautserin ja saksanpaimenkoiran saalistushalukkuus testattiin koiran luonteenkuvauksesta eli MH-testistä tutulla viehetestillä. Viehetestissä koiran edestä yllättäen ”pakenee” saalista muistuttava mutkittelevasti kulkeva kankainen viehe. Koirien suoritukset viehetestissä videoitiin ja suoritukset luokiteltiin neljään luokkaan äärimmäisen saalistushalukkaasta saalistushaluttomaan. Muita persoonallisuuspiirteitä tutkittiin koirien omistajien täyttämien luonnelomakkeiden avulla. Kaikista viehetestillä testatuista koirista otettiin verinäytteet, joista eristettiin DNA. Saalistustestissä äärimmäisen saalistushalukkaat ja täysin saalistushaluttomat saksanpaimenkoirat (N=44) valittiin DRD4-geenin alleeliassosiaatiotutkimukseen. Tutkittavaa geenialuetta monistettiin käyttämällä alleelispesifejä alukkeita PCR-reaktiossa. Tutkimuksen koirista löydettiin DRD4-geenin alleeleja 2 ja 3a. Luonnelomakeaineiston taustalta paljastui faktorianalyysin avulla neljä faktoria: sosiaalisuus ihmisiä kohtaan, leikkisyys ja aktiivisuus, aggressiivisuus koiria kohtaan sekä rohkeus. Näistä ensimmäinen assosioitui merkittävästi alleelin 3a kanssa. Koirat jotka kantoivat tätä alleelia olivat vähemmän aggressiivisia ihmisiä kohtaan kuin koirat, joilla 3a-alleelia ei ollut. Saalistushalukkuuteen kumpikaan alleeleista eikä mikään genotyypeistä assosioitunut. Saalistushalukkuutta kokonaisaineistossa selitti parhaiten leikkisyys ja aktiivisuus. Rodut erosivat toisistaan ihmisiin ja koiriin suuntautuvalta aggressiivisuudeltaan siten, että saksanpaimenkoirat olivat suursnautsereita aggressiivisempia.
  • Kajos, Miina (Helsingin yliopisto, 2005)
    1-Bentsyylipiperatsiini (BZP) on viime vuosina laittomille markkinoille ilmaantunut ns. design-huume, jonka on todettu muistuttavan vaikutuksiltaan amfetamiinia. Sen myynti tapahtuu tyypillisesti tanssiklubeilla ja Internetin välityksellä. Esimerkiksi Yhdysvalloissa BZP on luokiteltu laittomaksi, mutta suurimmassa osassa maailmaa aine on huumausainelainsäädännön ulkopuolella. Suomesta ainetta takavarikoitiin neljästi vuosina 2002-04. Tässä tutkimuksessa selvitetään ehdollistetun paikkahakuisuuskokeen avulla, onko BZP:lla palkitsevia ominaisuuksia. Kokeessa koe-eläimet opetetaan yhdistämään tutkittavan aineen vaikutukset tiettyyn ympäristöön, ja mikäli eläin alkaa tämän jälkeen suosia ympäristöä, eli aine aiheuttaa paikkahakuisuutta, tulkitaan aineella olevan palkitsevia ominaisuuksia. Palkitsevien ominaisuuksien katsotaan heijastavan aineen riippuvuuspotentiaalia, sillä useimpien ihmisten väärinkäyttämien aineiden on todettu aiheuttavan ehdollistettua paikkahakuisuutta. BZP:n todettiin aiheuttavan rotille ehdollistettua paikkahakuisuutta annosriippuvaisesti, minkä jälkeen selvitettiin reseptorisalpaajien avulla dopamiinireseptorien merkitystä paikkahakuisuuden synnylle. Dopamiini-1-, eli D1-reseptorisalpaus esti paikkahakuisuuden, kun taas D2-salpauksella ei ollut siihen vaikutusta. Kokeiden perusteella BZP:lla on palkitsevia vaikutuksia, jotka välittyvät D1-, mutteivät D2-reseptorien kautta. Tulokset viittaavat BZP:lla olevan väärinkäyttö- ja riippuvuuspotentiaalia, minkä vuoksi olisi perusteltua, että se kuuluisi lainsäädännöllisesti samaan kategoriaan mm. amfetamiinin kanssa.
  • Torppa, Kaisa (2014)
    The purpose of this thesis was to examine the diversity and species composition of dung beetle (Scarabaeinae) communities in degraded rainforest landscapes in southeastern Madagascar. Several studies elsewhere in the world have revealed that forest-dwelling dung beetle communities and especially large species suffer from forest degradation and fragmentation by decreased species diversity. The most important factors affecting community structure of forest-dwelling dung beetles are habitat area, connectivity and vegetation quality i.e. microclimate. The hypothesis of this study was that the situation is the same in Madagascar. As dung beetles provide several important ecosystem services, like nutrient cycling and bioturbation, loss of dung beetle diversity imposes a secondary threat to the extraordinary nature of Madagascar by decreasing the regeneration ability of vegetation. Material for the study was collected in forest fragments of different size and quality between two areas of primary tropical rainforest – Ranomafana National Park and Vatovavy mountain – in November and December 2011 and January 2012. The sampling was conducted by transects of 30–60 fish- or carrion-baited pitfall traps which were set up in 55 localities in the study area. In each locality, several variables were measured to describe the vegetation and microclimatic conditions. The variables included temperature, humidity, estimate of vegetation quality by 6 observation-based classes, vegetation density, hights of three clearly visible vegetation layers, altitude and slope steepness. In addition, connectivities were measured for the localities using GIS and a satellite image –based vegetation classification. In order to demonstrate the differences between certain localities the study sites were divided into seven zones in terms of their distance from the Ranomafana National Park, average connectivity of the transects and elevation. Altogether 4,199 individuals belonging to 24 species were collected. Six of the species are currently under identification process in the Paris Museum of Natural History. According to the preliminary results they include two species new to science. Largest numbers of species were collected from good quality fragments between Ranomafana and Vatovavy. Also, a clear transition zone in species composition was detected a few kilometers west from Vatovavy, where altitude changes sharply. The study reveals that the species assemblages in the forest fragments and degraded forest areas are surprisingly species rich. This may, however, be partly because of extinction debt, and many of the still surviving species may soon die out due to restricted dispersal possibilities. Connectivity and vegetation quality were shown to have an effect on Canthonini species richness, with less species in less connected areas and lower vegetation quality. Vegetation quality was also shown to have an impact on the proportions of species with different body length: more small and medium-sized (< 8 mm) species were found in fragments where vegetation was more degraded. In addition to revealing how rainforest fragmentation and degradation affect local communities, the study gives interesting information about the distribution of certain species of Epilissus (Scarabaeinae: Canthonini). It has been known before that four species of Epilissus show elevational differentiation in their occurrence in Ranomafana. In this study, two more species of the same genus, E. prasinus and E. emmae obscurpennis, were shown to continue this pattern in lower elevations near Vatovavy mountain, about 50 kilometers east of Ranomafana.
  • Fabritius, Henna (2010)
    Genetic variation is vital for both contemporary and long-term wellbeing of populations. Whereas heterozygosity (Ho) and allelic richness (A) are commonly used to measure the level of genetic diversity in a population, effective population size (Ne) describes the speed of loss of genetic variation. Various effective population sizes are proposed as standards for safe retention of genetic variation in a Minimum Viable Population (MVP). Since the 1940s, several types of effective population size estimators have been developed. Earlier estimators relied on demographic parameters, whereas genetic estimators are based on the analysis of either one or two genetic samples from a population. All Ne estimators have their unique sensitivities and limiting assumptions, which complicate the choice of estimator, comparison of results of different studies and the assessment of the reliability of the results. Ne estimators have recently been used e.g. in the monitoring of many aquatic populations, but their reliability and comparability has not often been tested with extensive ecological and genetic data, and it is not well established how much added value they bring to the conservation of easily observable species. I tested this with an extensive dataset on the Siberian jays (Perisoreus infaustus) living in Suupohja, Finland (62º22’N, 21º30’E). The Suupohja Siberian jays form one of the few isolates of Siberian jays in Southern Finland. I utilised three demographic and three genetic Ne estimators to estimate the Ne and the Ne/N ratio in the Suupohja Siberian jays, and compared the findings to the Ho and A estimates calculated with the same data, and to various suggested MVP standards. The results showed that the ratio of effective and census population sizes (Ne/N) is close to 0.6 in the Suupohja Siberian jays. Uneven survival of offspring and population size fluctuations are the main factors in the formation of this ratio. The average genetic Ne estimate would, then, suggest a census population size of 44 % higher than the average N in the Suupohja study area. This result is probably connected to the high proportion of breeding immigrants in the data, which would cause the Ne estimates to reflect a larger genetic neighbourhood than the study area. The genetic Ne estimates also suggest that the Suupohja Siberian jays might not be able to maintain their genetic diversity in the long term if gene flow would cease due to further isolation, especially if isolation would also cause a faster demographic decline. Conservation attempts should aim at ensuring gene flow to the remaining Siberian jay isolates in Southern Finland, in order to protect them from increasing genetic uniformity and inbreeding. It is possible that while the average dispersal distances in the Siberian jay are short, occasional long-distance dispersal events have an important role in the pretention of genetic structuring in a Siberian jay population. Ne estimation based on demographic data was laborious in the case of the Suupohja Siberian jays, whereas the genetic Ne estimates showed large variation depending on year and estimation method used. Reliable estimation of Ne with genetic methods would have required information on the large-scale genetic structure of the population. In any case, Ne estimates gave a clearer picture on the genetic viability of the Suupohja Siberian jays than the Ho and A estimates, which did not indicate any decrease of genetic diversity during the study period.
  • Puskarjov, Martin (Helsingin yliopisto, 2010)
    The Cl- and HCO3- electrochemical gradients across the plasma membrane dictate the electrical consequences of GABAA receptor (GABAAR) function and thereby play a significant role in neuronal GABA-mediated signalling. In adult pyramidal neurons, responses to GABA are maintained hyperpolarizing mainly by the action of K-Cl cotransporter isoform 2 (KCC2). KCC2 acts as a Cl- extrusion mechanism responsible for setting the intracellular Cl- concentration below the electrochemical equilibrium, a necessary condition for hyperpolarizing inhibition mediated by GABAARs. Recent evidence suggests that plasmalemmal KCC2 has a very high rate of turnover, pointing to a novel role for changes in KCC2 expression in diverse manifestations of neuronal plasticity. Some studies indicate that rapid down-regulation of KCC2 may be a general early response involved in various kinds of neuronal trauma. In this work, whole-cell patch-clamp was used to examine KCC2 function under a pharmacologically induced arrest of protein synthesis in living hippocampal brain slices from rat. The stability of KCC2 function was quantitatively assessed on the basis of the dendritic Cl- extrusion capacity in the presence of protein synthesis inhibitors cycloheximide and emetine. The parameter used for assessing extrusion capacity was a somato-dendritic Cl- gradient, which was imposed by a somatic Cl- load that resulted in a gradient of EGABA (ΔEGABA). The results of this study show that under general protein synthesis inhibitor-induced arrest of translation, KCC2 function persists unperturbed for at least 4 hours and hence that the cessation of mRNA translation cannot rapidly induce downregulation of KCC2-mediated Cl- extrusion. This finding precludes the use of protein synthesis inhibitors for rapid modulation of KCC2 function. Indirectly, the results presented here imply that the levels of KCC2 under pathophysiological conditions are primarily determined by the degradation rate and not by de novo synthesis.
  • 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.
  • Merikanto, Ilona (2012)
    Monet taudinaiheuttajat kykenevät selviytymään ja lisääntymään isännän ulkopuolisessa ympäristössä esimerkiksi saprotrofismin avulla. Tällaisia taudinaiheuttajia kutsutaan opportunistiksi erotuksena obligatorisista taudinaiheuttajista, jotka eivät vuorovaikuta tai lisäänny isännän ulkopuolisessa ympäristössä. Opportunistiset taudinaiheuttajat altistuvat isännän ulkopuolisessa ympäristössä voimakkaille valintapaineille, esimerkiksi kilpaillessaan samoista resursseista muiden mikrobien kanssa. Ekologiset vuorovaikutukset isännän ulkopuolella voivat siten vaikuttaa opportunististen taudinaiheuttajien tautidynamiikkaan ja virulenssin evoluutioon. Kattavaa teoreettista mallia, joka huomioisi sekä opportunistisen lisääntymisen että isännän ulkopuoliset ekologiset vuorovaikutukset ei ole aiemmin kehitetty. Kuitenkin tällaisen mallin kehittäminen on oleellista, jotta opportunististen tautien syntyä voidaan ehkäistä ja dynamiikkaa ennakoida. Tässä työssä kehitettiin opportunistinen tautimalli, joka huomioi sekä taudinaiheuttajan isännän ulkopuolisen kasvun että taudinaiheuttajaa voimakkaamman kilpailevan kannan vaikutuksen isännän ulkopuoliseen kasvuun. Mallin differentiaaliyhtälöt kuvaavat alttiiden ja tartunnan saaneiden isäntien, taudinaiheuttajan ja sen kanssa isännän ulkopuolella kilpailevan tautia aiheuttamattoman kannan tiheysmuutoksia ajassa. Uuden opportunistisen taudinaiheuttajan virulenssin evoluutiota eli taudinaiheuttajan kykyä runsastua alhaisesta tiheydestä tautia aiheuttamattoman kilpailijan läsnä ollessa mallinnettiin erilaisissa olosuhteissa. Opportunistista tautidynamiikkaa sen sijaan mallinnettiin olosuhteissa, jossa tautia aiheuttamattoman kannan läsnäoloa manipuloitiin. Mallin vakautta tutkittiin analyyttisesti ratkaisemalla tasapainotilat systeemille, jossa tautia aiheuttamaton kanta ei ollut läsnä, sekä numeerisin analyysein tilanteessa jossa tautia aiheuttamaton kanta oli läsnä. Lisääntyminen isännissä mahdollistaa uuden opportunistisen taudinaiheuttajan runsastumisen olosuhteissa, joissa kilpailu on riittävän heikkoa, siten että isännästä riippumaton kasvu voi kompensoida opportunistisen taudinaiheuttajan heikomman kilpailukyvyn. Isännän ulkopuolinen lisääntyminen ja kilpailu tuottavat perinteisistä obligatorisen taudinaiheuttajan SI-malleista eroavan tautidynamiikan. Isäntien ulkopuolisen kasvun tiheysriippuvaisuus voi vakauttaa isäntä-loissysteemin isännän ulkopuolisen kilpailun puuttuessa. Lajien välisen kilpailun läsnä ollessa tautia aiheuttamattoman kannan kilpailuetu sen sijaan lisää tautidynamiikan epävakautta ja ehkäisee alttiiden isäntien sukupuuttoa. Isäntien ulkopuolinen kasvu mahdollistaa myös opportunistisen taudinaiheuttajan säilymisen ympäristössä alttiiden isäntien puuttuessa ja toimii siten mahdollisena mekanismina tautien puhkeamiselle olosuhteiden muuttuessa. Kilpailun lisääminen isännän ulkopuolella taudinaiheuttajan kustannuksella voi kuitenkin toimia epidemioita potentiaalisesti ehkäisevänä keinona. Mallia voidaan soveltaa mm. biologisessa kontrollissa, jossa opportunistinen taudinaiheuttaja pyritään poistamaan luontaisesti heikentämällä sen selviytymistä isännän ulkopuolisessa ympäristössä kilpailu-olosuhteessa. Tällainen biologinen kontrolli voisi olla mahdollista esimerkiksi kalankasvatuslaitoksissa esiintyvän saprotrofisen Flavobacterium columnare – kalapatogeenin kohdalla.
  • Joensuu, Laura (Helsingin yliopisto, 2010)
    Carbon dioxide (CO2) is the most significant greenhouse gas produced by mankind. The oceans play a significant role in the global carbon cycle. Due to its restricted size the Baltic Sea doesn’t play an important role as a global reservoir. However, due to its large annual fluctuations, alternations in salinity in the different basins, and a wide drainage-basin with varying soil, it is an excellent study system. The aim of this research was to examine both the vertical and the horizontal distributions of the components of the inorganic carbon in the Baltic Sea, their interactions and annual fluctuations. In addition, the long-term alterations of the surface water pH were reviewed. The study was performed at the Finnish Meteorological Institute as a part of an international research programme regarding the Baltic Sea (BONUS: Baltic-C). The total alkalinity in the Baltic Sea was found to be determined mainly by salinity. Surface water alkalinity is controlled by mixing of highly saline waters originating in the North Sea and waters of low salinity from the rivers draining into the Baltic Sea. The amount of total alkalinity entering the Baltic Sea through the rivers is dependent on the soilquality in the catchment area. According to the alkalinity-salinity-relation, the Baltic Sea can be divided into four distinguishable basins. The alkalinity is lowest in the Bothnian Bay and grows towards the Kattegat as a function of salinity. Salinity controls alkalinity, which together with biological activity controls the consentration of total inorganic carbon. The distribution of total inorganic carbon is very similar to that of total alkalinity. The results in this study support earlier findings on total inorganic carbon and total alkalinity in the Baltic Sea. As the atmospheric partial pressure of carbon dioxide (pCO2) rises, the partial pressure in the surface waters rises as well. In addition to the concentration of total inorganic carbon, the biological activity has a great impact on the annual fluctuations of pCO2. The primary production forms the basis of the biological uptake of carbon dioxide in the surface waters. The results indicate that the Baltic Sea fluctuates from being a source to being a sink for atmospheric CO2 according to the annual fluctuations in primary production. However, simultaneous measurements on the atmospheric pCO2 are needed to ascertain the assumptions on the direction of CO2 flux between the sea and the atmosphere. The rise of the pCO2 in water leads to descending pH levels, because of a relative shift in the components of total inorganic carbon. The results indicate a slight decreasing trend in pH levels In the Baltic Sea during the 30-year observation period, however more research on the subject is needed. The reliability of pCO2-values calculated from known parameters was estimated by comparing them to the measured values. The study shows that pCO2 results for the Baltic Sea derived from the program developed for the oceans, should be used with caution.
  • Nieminen, Martta (2014)
    Niin Euroopan unionin kuin kansainvälisenkin energiapolitiikan päämääränä on viime vuosina ollut lisätä uusiutuvien polttoaineiden osuutta kokonaiskulutuksesta. Syinä trendiin ovat hupenevat fossiiliset polttoainevarannot ja kansakuntien pyrkimys energiaomavaraisuuteen. Mikrolevät ovat osoittautuneet potentiaaliseksi biopolttoaineiden raaka-aineeksi. Vaikka mikrolevien viljelyllä on pitkä historia, on tuotanto polttoaineeksi ollut toistaiseksi kannattamatonta. Tuotanto on tehostunut viljelyn siirtyessä avoimista ulkoaltaista säädeltävimpiin fotobioreaktoreihin, mutta tehokkaan tuotannon aikaansaamiseksi tarvitaan vielä paljon ymmärrystä mikrolevien ekofysiologiasta. Tutkielmassani pyrin selvittämään kolmen mikroleväkannan (Chlorella pyrenoidosa, Euglena gracilis ja Selenastrum sp.) fotosynteesin vastetta valointensiteettiin ja lämpötilaan, jotka ovat tärkeimmät fotosynteesin tasoa rajoittavat tekijät fotobioreaktorin kaltaisessa ravinnerikkaassa kasvuympäristössä. Valittuja leväkantoja inkuboitiin kahdeksassa eri valointensiteetissä (0,15–250 μmol m-2 s-2) ja 5–6 eri lämpötilassa (10–35 °C). Fotosynteesi määritettiin radiohiilimenetelmällä, joka perustuu yhteyttämisen stoikiometriaan. Radiohiilimenetelmän tarkoituksena on arvioida, kuinka paljon mikrolevät yhteyttäessään sitovat veteen liuennutta epäorgaanista hiiltä. Menetelmässä leviä inkuboidaan valo- ja pimeäpulloissa, joihin on lisätty tunnettu määrä radioleimattua hiiltä (14C), jota levät käyttävät samassa suhteessa kuin epäorgaanisen hiilen kokonaisvarantoa. Radiohiilimenetelmästä on tullut yleisin tapa mitata mikrolevien fotosynteesiä. Tulokset laskettiin solumäärää kohti. Myös koeviljelmäveden solujen kuivapaino ja klorofylli a -pitoisuus mitattiin solujen fysiologisen tilan arvioimiseksi. Kaikki mikroleväkannat kasvoivat 10–30 °C:ssa, mutta vain C. pyrenoidosa -kannan inkubointi onnistui myös 35 °C:ssa. Tulokset analysoitiin käyttämällä kahta mallia fotosynteesin valovasteelle (Peeters ja Eilers 1978, Platt ym. 1980) ja yhtä fotosynteesimaksimiin sovitettua lämpötilamallia (Lehman ym. 1975). Näiden avulla pyrittiin arviomaan fotosynteesiin liittyvien keskeisten parametrien arvoja, so. fotosynteesille optimaalista valointensiteettiä (Iopt) ja lämpötilaa (Topt). Myös Q10-lämpötilakertoimet määritettiin. Lämpötilamalli arvioi fotosynteesin maksimille optimaalisen lämpötilan. C. pyrenoidosa -kannan fotosynteesille optimaalinen lämpötila oli 15 °C ja optimaalinen valointensiteetti tässä lämpötilassa oli 222 μmol m-2 s-1. Vastaavat arvot E. gracilis -kannalle olivat 24,1 °C ja 152 μmol m-2 s-1 ja Selenastrum-kannalle 16,7 °C ja 154 μmol m-2 s-1. Kaikilla lajeilla fotosynteesin taso nousi valointensiteetin ja lämpötilan kasvaessa, kunnes saavutettiin kyseisten muuttujien optimaaliset arvot. Tutkimusleväkannat sietivät suurempia valointensiteettejä korkeammassa lämpötilassa, mutta optimilämpötilan saavuttamisen jälkeen, yhteyttämisen taso ei enää noussut lämpötilan noustessa. Robustiset leväkannat eli kannat, jotka ovat lämpötilan ja valointensiteetin suhteen joustavia, sopivat parhaiten mikrolevätuotantoon. Tutkimuslajeistani lämpötilan suhteen juostavin laji oli Selenastrum sp. ja valointensiteetin suhteen C. pyrenoidosa. C. pyrenoidosa -kanta oli solukokoon suhteutettuna yhteyttämiskyvyltään ylivoimainen, joten työni perusteella tutkimuskannoista C. pyrenoidosa olisi paras valinta biopolttoaineviljelyyn.