Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta: Recent submissions

Now showing items 1-20 of 291
  • Tirroniemi, Jyri (Helsingin yliopisto, 2019)
    Mikromuovit ovat halkaisijaltaan 1–5000 μm kokoisia muovikappaleita, joita löytyy ympäristöstä kaikkialla maailmassa. Tässä pro gradu -tutkielmassa selvitettiin mikromuovien jakautumista pohjoisen Itämeren rannikon pohjasedimenteissä alueellisesti. Osana tätä työtä testattiin eri menetelmien vaikutusta mikromuovien eristämiseen sedimentistä. Meristrategiadirektiivi velvoittaa Euroopan unionin jäsenvaltiot seuraamaan meren tilaa, mihin sisältyy mikroroskien määrien arviointi merenpohjan sedimentistä. Seurantaa varten ei ole kuitenkaan vielä valmiita menetelmiä. Tässä työssä testattiin, onko Gemax-putkinoutimen ja Petite Ponar-kauhanoutimen välillä eroa mikromuovimäärissä ja vaikuttaako työssä käytetyn suodattimen silmäkoko tuloksiin merkitsevästi. Työssä myös kehitettiin menetelmäprotokollaa, jolla muovit voidaan eristää sedimentistä niitä mahdollisimman vähän vahingoittaen ja laskea muovien kappalemäärät puoliautomaattisella tietokoneohjelmalla. Mikromuovit tiheyseroteltiin sedimentistä sitä varten rakennutetulla erotteluputkella, minkä jälkeen suodatetut näytteet puhdistettiin vetyperoksidilla, entsyymeillä ja uudella tiheyserottelumenetelmällä. Erottelun jälkeen näytteet värjättiin niilinpuna-värillä ja suodattimet kuvattiin stereomikroskooppiin kiinnitetyllä kameralla fluoresoivalla valolla. Kuvat käsiteltiin ja fluoresoivat hiukkaset analysoitiin ImageJ-ohjelmalla ja tulokset korjattiin kontrolleilla ja fourier-muunnosinfrapunalaitteella (FTIR) tehdyillä materiaalivarmistuksilla. Työssä oli mukana 2017 vuonna kerätyt seitsemän rannikkonäytepisteen sedimentit kaupunkien lähistöltä Kotkasta Vaasan ulottuvalta alueelta ja vuonna 2018 seitsemästä näytepisteestä kerätyt sedimenttinäytteet Pohjanpitäjänlahdelta lounaiselta Uudeltamaalta. Laboratoriotyö suoritettiin Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) merikeskuksen laboratorion tiloissa Viikissä. Eri näytteenottimien välillä ei havaittu merkitsevää eroa, mutta suodattimen silmäkoon huomattiin vaikuttavan merkitsevästi tuloksiin. Mikromuovimäärissä havaittiin merkitseviä eroja näytepisteiden välillä koko rannikon alueella ja Pohjanpitäjänlahden näytepisteiden välillä. Suurimmat mikromuovimäärät löydettiin Porvoon näytepisteeltä, josta eristettiin 22 mikromuovihiukkasta grammasta kuivaa sedimenttiä, mikä erosi merkitsevästi Kotkan ja Vaasan pisteistä. Työssä tarkasteltiin mahdollisia syitä mikromuovimäärien eroihin alueellisesti. Tulos tukee jo aikaisemmin julkaistuja tuloksia eri kokoisten mikromuovien määristä. Pienin kokoluokka erosi merkitsevästi neljästä suurimmasta ja toiseksi pienin kokoluokka kolmesta suurimmasta. Pienimmät kaksi kokoluokkaa (25-100 μm) vastasivat noin 80 % kaikista löydetyistä hiukkasista. Tutkielmassa pohditaan sitä, kuinka mikromuovien painottuminen pienempiin kokoluokkiin vaikuttaa tuloksiin ja seurantaan. Lopuksi työssä esitetään parannusehdotuksia menetelmään ja seurannan suorittamiseen. Tämä tutkimus on yksi ensimmäisistä pohjoisen Itämeren sedimenttien mikromuovimääristä ja alueellisesta jakautumisesta tehty. Tutkimuksesta saatuja tuloksia voidaan hyödyntää tulevaisuuden kansallista mikromuoviseurantaa suunnitellessa.
  • Ukwattage, Sanjeevi (Helsingin yliopisto, 2019)
    Background- Colorectal cancer (CRC) is the third most common epithelial carcinoma. There is an increased risk of colorectal cancer in people with longstanding inflammation in the large intestine, including individuals with ulcerative colitis (UC). Epigenetic changes in CRC such as aberrant DNA methylation alterations are common changes in human cancer. The aim of this study is to identify the DNA methylation alterations of selected inflammation related genes in UC-CRC vs. Lynch syndrome (LS). Method- DNA was extracted from archival tissue specimens from normal and tumor samples from UC-CRC (n= 31), and LS-CRC (n=29). Methylation-specific multiple ligation-dependent probe amplification (MS-MLPA) assays were used to detect CIMP status and CpG promoter methylation status of seven inflammation related genes. Microsatellite instability analysis was carried out using two mononucleotide repeat markers BAT25 and BAT26. Results- Increased hypermethylation frequencies in carcinoma vs. normal colonic mucosa were detected for all the inflammatory marker genes in specimens of UC-CRC patients. Statistically significant differences for methylation frequencies were observed in the NTSR1 gene (p value =0.008) and SOCS2 gene (p value =0.04) in specimens of UC-CRC patients. NTSR1 gene showed significantly increased methylation of normal colonic mucosae from UC-CRC vs. LS patients (p value=0.01). Conclusion- UC-CRC and LS tumor specimens revealed varying frequencies of hypermethylation in all the inflammatory genes. Methylation of the NTSR1 in the normal colonic mucosa suggests a possible field defect in UC-CRC, and could thus be used as an early biomarker to detect increased UC-CRC risk in non-neoplastic epithelium.
  • Mehtonen, Monica (Helsingin yliopisto, 2019)
    Itämerennorpan (Pusa hispida botnica) ja hallin (Halichoerus grypus) populaatiot ovat kokeneet dramaattisia muutoksia Itämeressä 1900-luvun alusta lähtien, jolloin niiden kannat olivat paljon suuremmat kuin nykyään, mutta jotka ovat sen jälkeen pienentyneet liiallisen pyynnin ja ympäristömyrkkyjen aiheuttamien lisääntymisongelmien takia. Molemmat populaatiot ovat kuitenkin alkaneet elpyä ja hylkeiden määrä onkin ollut kasvussa 1970-luvulta lähtien. Kasvaneet hyljekannat ovat johtaneet rannikkokalastukselle aiheutuvien vahinkojen lisääntymiseen ja sen myötä vaatimuksiin rajoittaa hyljekantoja. Suomessa kalastajat ovat ilmoittaneet merkittäviä taloudellisia tappioita ja monet pitävätkin hylkeitä suurimpana uhkana toimeentulolleen. Itämerennorpan ja hallin ruokavalion koostumuksesta ja ruokailutottumuksista Suomen merialueilla tiedetään kuitenkin vain vähän. Kestävän hyljekannanhoidon saavuttamiseksi, tarvitaankin niiden ruokavaliosta lisää ajankohtaista tietoa. Tämän vuoksi tutkin vuonna 2017 Suomen merialueilla metsästettyjen 156 itämerennorpan ja 73 hallin mahan sisällön. Lisäksi tutkin demografisten tekijöiden (iän ja sukupuolen) ja eri alkuperäalueiden aiheuttamia eroja hylkeiden ruokavalioon. Kaiken kaikkiaan 15 saalisryhmää, joista 13 oli kalalajeja – tai ryhmiä tunnistettiin. Itämerennorpan ruokavaliota hallitsi kilkki (Saduria entomon), jota esiintyi yli puolessa kaikista mahoista. Kilkin jälkeen, tärkein saalislaji oli silakka (Clupea harengus). Muita tärkeitä lajeja olivat tokot (Gobiidae), kuore (Osmerus eperlanus) ja siika (Coregonus lavaretus). Biomassan osalta tärkein laji oli siika, kun taas lukumäärällisesti ruokavaliota hallitsivat tokot. Hallien yleisin ja runsaslukuisin saalislaji oli silakka. Muita yleisiä lajeja olivat kilohaili (Sprattus sprattus) ja kuore. Muiden lajien merkitys hallin ravinnossa oli pieni. Tämän tutkimuksen tulokset osoittivat lisäksi eroja eri ikäisten ja sukupuolta olevien hylkeiden ruokavaliossa.
  • Kylliäinen, Mira (Helsingin yliopisto, 2019)
    Luonnon monimuotoisuus on vähentynyt viime vuosina globaalisti. Puhutaan jopa kuudennesta massasukupuutosta. Myös Suomessa erityisesti vanhojen metsien sekä niitty- ja perinneympäristöjen lajistot ovat heikentyneet. Suurin syy monimuotoisuuden vähenemiseen on elinympäristöjen katoaminen ihmistoiminnan ja maankäytönmuutosten vuoksi. Suomen uhanalaisia lajeja uhkaavat eniten metsä- ja maatalous ja niiden myötä vähenevät lahopuun ja niittyjen määrät. Luontotyypeistä erityisesti jalopuulehdot ovat katoamassa. Osansa maa-alasta vievät myös vapaa-ajan harrastukset, kuten esimerkiksi golf. Golfkenttien vaikutus monimuotoisuuteen on jakanut mielipiteitä. Golfkentän ekologiseen arvoon vaikuttaa se, millaiseen ympäristöön se on rakennettu. Urbaanissa ympäristössä golfkenttä voi merkittävästi lisätä monimuotoisuutta päinvastoin kuin metsäiseen ympäristöön rakennettuna. Golfkentät ovat kuitenkin usein laikuittaisia sisältäen useita erilaisia, pienialaisia kaistaleita alkuperäistä luontoa. Tässä työssä selvitin golfkentän rakentamisen aiheuttamia vaikutuksia metsäekosysteemin alkuperäiseen eliöyhteisöön sekä golfkentän monimuotoisuutta itsessään sekä verrattuna ympäröiviin alueisiin. Lisäksi pohdin, miten monimuotoisuutta kentällä voitaisiin parantaa. Tutkimuskohteena oli Hirsalan golfkenttä Kirkkonummella Etelä-Suomessa. Kesän 2018 aikana tein kentällä luontokartoituksen määrittämällä kentällä havaitut kasvit, nisäkkäät, linnut, matelijat ja sammakkoeläimet, perhoset sekä maakiitäjäiset (Coleoptera: Carabidae). Maakiitäjäisiä keräsin myös kentän reuna-alueelta sekä kentän ulkopuolelta. Perhosten keräämiseen käytin valorysää ja kolmea syöttirysää, keräys kesti toukokuusta elokuuhun. Maakiitäjäiset keräsin kuoppapyydyksillä (yht. 93) samalla aikataululla. Muut taksonit määritin näkö- ja kuulohavaintojen avulla. Mallinsin perhos- ja maakiitäjäisaineistoilla kentän ja vertailualueiden lajistojen runsausjakaumia. Maakiitäjäisaineistolla vertaisin kentän, kentän reuna-alueen ja kentän ulkopuolisen alueen monimuotoisuuksia Shannonin-Wienerin ja Simpsonin diversiteetti-indekseillä. Kasviaineiston avulla tein golfkentän alueesta luontotyyppikartan QGIS- paikkatieto-ohjelmalla. Muut aineistot täydensivät tilastomenetelmillä saatuja tuloksia. Golfkentän saamat diversiteetti-indeksit olivat pienempiä kuin kentän reunalla tai kentän ulkopuolella saadut arvot. Golfkentän lajistojen runsausjakauma oli epätasaisin muiden alueiden runsausjakaumiin verrattuna. Kentällä dominoi aitosysikiitäjäinen (Pterostichus melanarius, 65 % kentän lajistosta), joka on tunnettu häiriöekosysteemien generalistilaji. Perhosaineiston runsausjakauma ei kuitenkaan poikennut vertailuaineistosta. Golfkentällä havaittiin myös uhanalaisia ja suojeltuja lajeja, kuten liito-orava (Pteromys volans) sekä kartioakankaali (Ajuga pyramidalis). Kentällä ja sen läheisyydessä havaittiin myös useita metsäisiä lajeja, joista osa käytti kenttää esimerkiksi saalistamiseen tai laiduntamiseen. Kentältä löytyi luontotyyppejä niin karuista kalliometsistä tuoreisiin kankaisiin ja pähkinäpensaslehtoon. Kentältä löytyi myös joitain haitallisia vieraslajeja, kuten keltamajavankaali (Lysichiton americanus). Kentän rakentaminen on heikentänyt ja muuttanut alkuperäistä metsäekosysteemin eliöyhteisöä. Kenttää voidaan pitää häiriöekosysteeminä, jossa generalistilajit viihtyvät spesialistilajien kadotessa. Alueella voi myös olla vielä jäljellä rakentamisesta aiheutuvaa paikallista sukupuuttovelkaa esimerkiksi kasvi- ja hyönteislajien suhteen. Kenttä yhdessä ympäröivän luonnon kanssa muodostaa laikuittaisen elinympäristön, joka mahdollistaa monien lajien ravinnonhankinnan ja pesimisen kentällä ja sen läheisyydessä. Kentän monimuotoisuutta voitaisiin parantaa lisäämällä kentällä lahopuun sekä niittyjen määrää. Luonnonkasvien lisääminen ja niiden hallittu hoitamattomuus voi lisätä hyönteisten ja kasvinsyöjien määriä ja näin edelleen vaikuttaa kaskadiefektin kautta ylemmille ravintoketjun tasoille. Myös lampien ympärille olisi hyvä jättää suojavyöhykkeet. Alkuperäisiä luontokaistaleita tulisi vaalia, erityisesti kentällä sisällä olevaa pähkinäpensaslehtoa. Kentällä esiintyvät haitalliset vieraslajit ja puutarhakarkulaiset tulisi poistaa, etteivät ne vie elintilaa alkuperäislajeilta. Pöntötyksillä voidaan myös lisätä yksittäisten lajien tilaa lisäämällä niille mahdollisia pesimis- ja levähdyspaikkoja.
  • Matikka, Eveliina (Helsingin yliopisto, 2019)
    Suomen ilmasto-olosuhteissa viherkattojen toiminnasta ja vedenpidätyskyvystä on vielä niukasti tietoa. Tämän Pro gradu -tutkielman tavoitteena on selvittää, millainen viherkattotyyppi olisi optimaalisin hulevesien hallintaan. Tutkielmassa selvitetään kokeellisesti sekä kirjallisuuden avulla viherkattojen kasvillisuuden sekä kasvualustan paksuuden ja koostumuksen vaikutuksia kattojen toimintaan. Tutkielman koeasetelmaan kuului kolme erilaista viherkattovaihtoehtoa. Kaikki on perustettu tiilimurskapohjaiselle kasvualustalle. Kasvillisuutena on joko sammalia, maksaruohoja, kukkakasveja ja heiniä kasvava valmismatto (3 kpl) tai taimi-istutuksin ja kylvämällä perustettu taimikylvökatto (3 kpl). Näiden lisäksi on yksi valmismattokatto, johon on lisätty 1 cm:n kerros biohiiltä. Taimikylvön kasvillisuus koostuu ruohovartisista kukkakasveista ja parista maksaruohosta. Vedenkulkua koeasetelmassa seurattiin kahdella sademittarilla sekä seitsemällä valuntamittarilla, jotka seurasivat sadannan ja valunnan määrää sekä ajoitusta. Lisäksi kolmessa kattoruudussa oli jatkuvatoimiset kosteus- ja lämpötilasensorit eri syvyyksillä: 2 cm, 5cm, 8 cm ja 8 cm etureunassa. Tutkimusten avulla selvitetään 1) miten kasvualustojen vedenpidätyskyvyt eroavat, 2) mikä käsittely hidastaa valuntaa eniten, 3) miten kasvualustojen lämpötilat eroavat ja 4) mistä erot johtuvat. Biohiilen uskotaan lisäävän veden pidättymistä sateen yhteydessä ja hidastavan veden poistumista sadetapahtumien välillä. Valmismattojen uskotaan pidättävän vettä paremmin kuin taimikylvön, koska runsaampi kasvillisuus pidättää enemmän vettä. Pienimmän valunnan oletetaan vapautuvan hitaimmin. Taimikylvön lämpötilan odotetaan kohoavan korkeimmaksi, koska sen vähäinen kasvillisuus ei varjosta tai haihduta yhtä paljon. Korkean lämpötilan odotetaan nopeuttavan kosteuden poistumista kuivilla kausilla. Keskimääräinen vedenpidätyskyky oli hieman korkeampi taimikylvössä kuin muissa käsittelyissä. Kaikki käsittelyt pidättivät hyvin vettä verrattaessa kirjallisuuteen. Vedenpidätyskyvyn todettiin vähenevän sademäärän kasvaessa. Keskimääräistä suurempien sadetapahtumien (yli 7,3 mm) kohdalla vedenpidätyskyky vaihteli valmismattokatolla 19–97 % välillä, biohiilikatolla 33–98 % välillä ja taimikylvössä 22–99 % välillä. Keskimääräistä pienempien sadetapahtumien kohdalla vedenpidätyskyky puolestaan vaihteli valmismattokatolla 90–99 % välillä, biohiilikatolla 64–99 % välillä ja taimikylvössä 65–100 % välillä. Valuntamäärillä ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja käsittelyjen välillä. Suodosvesi valui nopeimmin taimikylvöstä ja hitaimmin biohiilikatosta. Biohiili siis hidasti valuntaa. Tilastollisia eroja valunnan kestoille ei löytynyt Kruskal-Wallisin testillä. Taimikylvön todettiin olevan yleensä kuivin käsittelyistä, mutta se myös vettyy nopeimmin. Taimikylvökatolla mitattiin käsittelyjen korkeimmat sekä matalimmat lämpötilat. Lähellä pintaa lämpötila vaihteli huomattavasti. Valmismaton ja biohiilikaton lämpötilat olivat tasaisempia, koska runsaampi kasvillisuus varjostaa ja eristää. Regressioanalyysin perusteella valmismatto- ja biohiilikattojen kosteuspitoisuus vaikutti merkitsevästi niiltä syntyvän valunnan määrään, kun sademäärä oli yli 7,3 mm, mutta ei pienemmillä sateilla. Sateen intensiteetti myös selitti kosteuspitoisuuden muutosta.
  • Lähteenaro, Meri (Helsingin yliopisto, 2019)
    Kierresiipiset (Insecta: Strepsiptera) ovat toisten hyönteisten loisia, joille on tyypillistä monimutkaiset elinkierrot sekä sukupuolten äärimmäinen erilaisuus. Kierresiipisten elinkiertoon kuuluu kolme sisäloistoukkavaihetta. Suurimmalla osalla kierresiipisistä ensimmäinen toukkavaihe sekä aikuiset koiraat elävät vapaina ja naaraat ovat koko elämänsä sisäloisia. Lentokykyiset koiraat muistuttavat hieman kärpäsiä, kun taas naaraat ovat toukkamaisia. Kierresiipisiä tunnetaan noin 630 lajia. Lajien ulkoisen samankaltaisuuden vuoksi lajimäärä on todennäköisesti paljon suurempi. Andrena-suvun maamehiläisissä loisiva Stylops-suku on yksi suurimmista kierresiipissuvuista. Aiemmin Euroopassa on ajateltu esiintyvän vain yksi suvun laji, Stylops melittae, mutta DNA-menetelmiä hyödyntävä tutkimus osoitti sen olevan 30 lajin lajikompleksi. Tässä tutkimuksessa selvitin, mitkä näistä lajeista esiintyvät Suomessa. Lisäksi tarkastelin voiko meillä esiintyvien naaraiden morfologiaa hyödyntää lajinmäärityksessä, sillä koiraita tavataan äärimmäisen harvoin. Tutkimustani varten kävin läpi Suomen suurimpien hyönteiskokoelmien kaikki Andrena- isäntälajiyksilöt ja tallensin havaittujen kierresiipisten löytötiedot tietokantaan. Tein soveltuville yksilöille DNA-viivakoodianalyysin ja vertasin saatuja DNA-viivakoodeja tietokantojen viivakoodeihin. Morfologisessa tarkastelussa irrotin Stylops-naaraat isännistä ja tarkastelin eri kuvantamismenetelmin otetuista kuvista (kerrosvalokuvaus, SEM) naaraiden rakenteiden mittoja sekä ulkonäköä. Tutkimukseni perusteella Suomessa esiintyy aiemmin luullun yhden lajin sijaan viisi Stylops-lajia: S. thwaitesi, S. ater, S. japonicus, S. nevinsoni ja S. spreta. Näiden lisäksi Suomessa esiintyy yksi todennäköisesti kuvaamaton laji. Näiden kaikkien lajien naaraat eroavat toisistaan morfologialtaan. Koostin jokaisesta lajista yhteenvedot, jotka sisältävät tietoa niiden morfologiasta, ekologiasta, levinneisyydestä sekä yleisyydestä. Tutkimukseni antaa arvokasta tietoa Suomen kierresiipislajistosta. Siinä tarkasteltiin ensimmäistä kertaa Stylops-suvun esiintymistä nykyisen taksonomisen luokittelun mukaisesti Suomessa. Tutkimukseni antoi lisätietoa Stylops-lajien esiintymisalueista. Stylops japonicus esiintyy aiemmista tiedoista poiketen myös Euroopassa. Lisäksi se antoi uutta tietoa usean lajin isäntälajisuhteista. Monia aineistoni Andrena-isäntälajeja ei olla yhdistetty aiemmin tiettyihin kierresiipislajeihin. Kierresiipisiin keskittynyttä tutkimusta ei ole ollut pitkään aikaan Suomessa. Tutkimusta varten keräämääni aineisto toimii hyvänä pohjana tulevaisuuden tutkimuksille. Tuloksia hyödynnettiin Suomen uhanalaisten eliöiden arvioinnissa 2019, jonka mukaan kaksi Stylops-lajeista ovat uhanalaisten lajien punaisella listalla.
  • Kanerva, Sonja (Helsingin yliopisto, 2019)
    Increased intestinal permeability and its role in autoimmune, metabolic and chronic intestinal diseases is under extensive research as the “leaky gut” is considered as a potential target for preventive and therapeutic strategies in wide range of diseases. Zonulin, an eukaryotic analogue of Vibrio cholerae derived Zonula occludens toxin, which induces tight junction disassembly, has recently become a popular serum-based biomarker of intestinal permeability in biomedical research, even though the link between serum zonulin levels and functional measures of intestinal permeability has never been validated properly in humans. In addition, surprisingly little is known about the location and regulation of zonulin expression in the humans despite the protein was discovered almost two decades ago. Zonulin, also known as pre-haptoglobin-2, is an uncleaved precursor form of haptoglobin that is abundantly expressed in the liver. Zonulin, in turn, based on studies on rats, rabbits and monkeys, is expressed in the small intestine and stimulated by exposure to bacteria and gliadin, but no other stimulators have been described so far. It is also unclear, if different bacteria can induce different responses in zonulin secretion as only the effect of gram-negative enterobacteria has been documented so far. The aim of this study was to evaluate the effect of selected intestinal bacteria and of two known upregulators of haptoglobin, interleukin-6 (IL-6) and bacterial lipopolysaccharide (LPS), on zonulin secretion in vitro. The impact of two gram-positive probiotic bacteria (Lactobacillus rhamnosus GG & Bifidobacterium bifidum) and of two commensal gram-negative bacterial strains (Escherichia coli DH5α & Escherichia coli RY13) were tested for zonulin secretion in HT-29 intestinal epithelial cells, in addition to IL-6. Two separate lineages of immortalized human hepatocytes were tested for zonulin secretion by stimulation of LPS and IL-6. In addition, different immunological methods were assessed for quantification of zonulin, as the potential cross-reactivity of our primary analysis method, a commercial zonulin ELISA kit from Immundiagnostik AG that is also the main method used in the published zonulin studies, became more evident at the beginning of this thesis project. The main findings of this study were that the widely used commercial zonulin ELISA from Immundiagnostik AG is not specific for zonulin, but instead cross-reacts at least with complement C3, in line with the results published by other group during this work. Our further experiments comparing the signals of the above-mentioned zonulin ELISA and complement C3 ELISA for serum samples showed that there was only weak correlation between the obtained signals, suggesting that the zonulin antibody does not directly bind to complement C3. By using dot blot, western blot and immunoprecipitation, we found that the cross-reaction only occurred in native conditions. Based on zonulin ELISA measurements of the cell culture media from the in vitro experiments, very low signal was obtained for both intestinal and hepatic cells. Among the tested bacteria, only exposure to Lactobacillus rhamnosus GG led to a significant increase in the release of target protein. In hepatic cells, LPS had no effect, while IL-6 led to a significant increase of zonulin ELISA signal in one of the tested hepatic lines. However, it is currently difficult to differentiate if the low detected “zonulin” levels in this study are due to low level of secretion, or rather due to the lack of a proper method to detect zonulin. Taken together, these observations suggest that the most commonly used zonulin ELISA and other related, commercially available antibody-based methods for zonulin detection should be utilized with caution, as these antibodies cross-react with other protein(s). Hence, the serum “zonulin” cannot be considered as a biomarker of intestinal permeability until the captured protein(s) are identified, and similarly the anticipated effects of intestinal bacteria on zonulin expression cannot be reliably investigated with the currently available antibodies.
  • Schubert, Sofie (Helsingin yliopisto, 2019)
    Understanding the link between the gut microbiota, diet and the enteric nervous system is of significant importance in the prevention of gastrointestinal disorders. The aim of the study was to answer two questions: Firstly, is butyrate able to stimulate the luminal release of serotonin? Secondly, in which parts of the gastrointestinal tract does this possibly occur? These questions are of interest, due to the importance of the serotonergic signalling in the enteric nervous system. We created a luminal perfusion system to investigate the effect of butyrate in the gastrointestinal tract of male Wistar rats (500-550g). We isolated the stomach and 4 cm long segments of the duodenum, jejunum and colon. To our knowledge this form of physiological ex vivo studies investigating the entire gastrointestinal tract have not been done previously. The isolated stomach and the isolated intestinal segments were luminally perfused with 100 mM butyrate for 10 min respectively 45 min. The tissues were homogenized after the luminal perfusion. Serotonin and its main metabolite 5-hydroxyindoleacetic acid (5-HIAA) were assayed using commercial ELISA kits. Our results showed that butyrate significantly stimulates the release of 5-HIAA in the stomach, duodenum, jejunum and colon. Butyrate seems also to have a positive trend-effect on the release of serotonin itself in the stomach, duodenum, jejunum and colon. Although, there is a future potential for preventing gastrointestinal disorders with the help of diet and gut microbiota, the possible clinical significance of our results should be considered carefully.
  • Pentikäinen, Santtu (Helsingin yliopisto, 2019)
    Uhanalaisten lajien suojelussa käytetään usein luontoon palauttamista, jossa populaatioita pyritään vahvistamaan kasvattamalla yksilöitä kasvatuslaitoksessa ja vapauttamalla ne sen jälkeen luontoon. Luontoon palauttaminen kuitenkin usein epäonnistuu, koska laitoskasvatus alentaa yksilöiden kelpoisuutta luonnossa. Syyksi arvellaan geneettistä laitosolosuhteisiin sopeutumista eli laitostumista, jota tapahtuu lohikaloilla jo ensimmäisten laitoskasvatettujen sukupolvien aikana. Laitoskasvatetut yksilöt eroavat usein luonnonyksilöistä muun muassa käyttäytymisominaisuuksiltaan. Kuitenkaan laitostumisen taustalla olevia biologisia mekanismeja ei tunneta riittävän tarkasti. Tutkin työssäni, vaikuttaako laitostuminen uhanalaisen kirjolohen (Oncorhynchus mykiss) käyttäytymiseen jo ensimmäisen laitossukupolven aikana. Vertailin luonnonyksilöiden risteytyksistä peräisin olevien, vuoden ikäisinä Oregonin Wilson-jokeen vapautettujen laitoskasvatettujen kirjolohien jälkeläisiä saman populaation luonnonkirjolohien jälkeläisiin. Emoyksilöiden kasvuympäristöt erosivat toisistaan hedelmöityksestä poikasvaiheeseen, ja niiden tässä työssä tutkitut jälkeläiset kasvatettiin yhdenmukaisessa laitosympäristössä perheryhmittäin. Selvitin laitoskasvatuksen aiheuttamia käyttäytymiseen kohdistuvia muutoksia vertailemalla luonnonemojen poikasten ja laitosemojen poikasten käyttäytymistä Oregonin osavaltion yliopistolla toteutetuissa käyttäytymiskokeissa. Tutkimuskysymyksinä oli, erosivatko laitostaustaiset kirjolohenpoikaset luonnontaustaisista käyttäytymisen perusteella, missä eri käyttäytymispiirteissä erot näkyivät, ja miten erot ilmenivät ryhmien välillä. Hierarkkisella koejärjestelyllä, jossa perheet edustivat riippumattomia toistoja eri emoryhmien sisällä, ja poikaset riippumattomia toistoja eri perheiden sisällä, pystyin erottamaan emoyksilöiden kasvuympäristön vaikutukset mahdollisista sukulaisuuden vaikutuksista poikasten käyttäytymiseen. Tulosten perusteella laitostaustaisten perheiden poikaset uivat vähemmän aktiivisesti ja söivät harvemmin kuin luonnontaustaisten perheiden poikaset. Koska kasvatus- ja koeympäristöt eivät eronneet poikasryhmien välillä, havaitut erot olivat peräisin eri elinympäristöissä (laitos ja luonto) kasvaneiden emopopulaatioiden perinnöllisistä käyttäytymiseroista, mikä viittaa laitosemopopulaatiossa tapahtuneeseen geneettiseen laitostumiseen. Tämä osoittaa, että kirjolohen käyttäytymiseen kohdistuu laitoskasvatuksessa valintaa, joka poikkeaa luonnossa tapahtuvasta valinnasta ja johtaa luontoon palautettavan kirjolohen käyttäytymisen muutokseen jo yhden laitossukupolven aikana. Laitoskasvatuksen aiheuttama aktiivisuuden väheneminen saattaa heikentää yksilöiden kykyä hankkia ravintoa luonnossa tai löytää suojapaikkoja saalistuspainetta vastaan, ja siten selittää luontoon palauttamisen jälkeen havaittua kelpoisuuden alenemista. Luonnossa lisääntyessään laitoskasvatetut yksilöt saattavat lisätä haitallisten käyttäytymisominaisuuksien yleisyyttä luonnonpopulaatiossa. Tutkimukseni perusteella uhanalaisten populaatioiden suojeluun tähtäävässä laitoskasvatuksessa tulee huomioida laitostumisen aiheuttamat yksilöiden käyttäytymiseen kohdistuvat muutokset, jotka näkyvät jo ensimmäisessä luontoon palautettavassa laitossukupolvessa. Kasvatusolosuhteiden tulisi jäljitellä luonnonympäristöä mahdollisimman hyvin, jotta käyttäytymiseen kohdistuvat valintapaineet pysyisivät luonnonmukaisina. Näin geneettisen laitostumisen vaikutukset jäisivät vähäisiksi ja laitoskasvatettu populaatio pysyisi luonnonpopulaation kaltaisena. Kehittämällä kasvatusolosuhteita tutkimukseen perustuen on mahdollista parantaa luontoon palautettavien yksilöiden kelpoisuutta luonnossa ja siten suojeltavan populaation elpymistä ja luonnonvaraisena säilymistä. Käyttäytymisvaste laitostumiseen voi olla laji- tai populaatiokohtaista, joten laitoskasvatuksen vaikutuksia käyttäytymiseen tulisi tutkia useilla eri lajeilla.
  • Lehto, Valtteri (Helsingin yliopisto, 2019)
    Ilmaston lämpeneminen ja elinympäristöjen häviäminen ovat maailmanlaajuisesti vakavimpia uhkia luonnon monimuotoisuudelle. Elinympäristöjen häviäminen on aiheuttanut monimuotoisuudelle jo pitkään laaja-alaista tuhoa, kun taas ilmastonmuutoksen vaikutusten arvioidaan ilmenevän todellisessa mittakaavassaan vasta tulevien vuosien ja vuosikymmenten aikana. Jo nyt ilmastonmuutoksen on havaittu vaikuttavan muun muassa eliölajien levinneisyyksiin, runsauksiin ja fenologiaan. Elinympäristöjen häviämisen tiedetään puolestaan aiheuttavan lajiston yksipuolistumista, kun elinympäristöjensä suhteen vaativat spesialistilajit taantuvat ja sopeutumiskykyisemmät generalistilajit runsastuvat. Linnut ovat paljon tutkittu eläinryhmä, minkä takia lintujen käyttäminen elinympäristöjen tilaa ilmentävinä bioindikaattoreina on mielekästä. Lintujen on havaittu reagoivan ilmastonmuutokseen muun muassa aikaistamalla kevätmuuttoa ja munintaa sekä levittäytymällä kohti korkeampia leveysasteita. Elinympäristöjen tuhoutumisen ja pirstoutumisen tiedetään yksipuolistavan lintuyhteisöjen lajikoostumuksia ja esimerkiksi Suomessa metsien häviämisen on havaittu aiheuttavan monien metsälintujen kantojen voimakasta taantumista. Pohjois-Euroopassa pitkä ja kylmä talvi on linnuille raskas ajanjakso, jolloin talvehtivien lintujen kuolleisuus voi kasvaa korkeaksi. On havaittu, että ilmastonmuutoksen myötä lämpenevät talvet saattavat parantaa joidenkin lintujen hengissä säilymistä talven aikana, mikä saattaa aiheuttaa muutoksia lajien levinneisyyksiin ja runsauksiin. Lisäksi on todettu, että laadukas elinympäristö voi parantaa esimerkiksi metsätiaisten selviytymistä talvesta. Tutkielmassani kuvaan, miten talvien lämpötila ja elinympäristöjen laatu vaikuttavat Suomessa talvehtivien lintujen hengissä säilymiseen. Aineistoinani käytän Luonnontieteellisen keskusmuseon koordinoimia talvilintulaskenta-aineistoja, Ilmatieteen laitoksen lämpötila-aineistoja sekä Luonnonvarakeskuksen Valtakunnan metsien inventointi -aineistoja. Esimerkkilajeinani käytän neljää Suomessa yleisenä talvehtivaa metsälintua: puukiipijää (Certhia familiaris), töyhtötiaista (Lophophanes cristatus), hömötiaista (Poecile montanus) ja hippiäistä (Regulus regulus). Havaitsin, että kaikki tutkimani lintulajit selviytyivät talvesta paremmin laadukkaissa, tutkimukseni tapauksessa metsäisissä, elinympäristöissä. Elinympäristön metsäisyyden vaikutus hengissä säilymisen parantumiseen selittyy todennäköisesti lintujen talvenaikaisella ravinnolla sekä ravinnonhankintatavoilla. Ilmiö saattaa myös kuvastaa lajien paikkauskollisuutta ja parvien sisäisiä hierarkioita. Havaitsin myös, että vain osa tutkimistani lajeista hyötyi lämpimämmistä talvista: hippiäisen ja puukiipijän selviytyminen parantui talvilämpötilojen noustessa, kun taas töyhtö- ja hömötiaisen selviytymiseen talvien lämpötilalla ei ollut vaikutusta. Ilmiö saattaa selittyä lajien levinneisyyksillä, sillä lajit, jotka hyötyivät korkeammista lämpötiloista, selviytyivät paremmin etelässä. Vastaavasti lajit, joiden selviytyminen ei parantunut talvilämpötilojen noustessa, selviytyivät paremmin pohjoisessa. Hippiäinen ja puukiipijä saattavat olla ilmastonmuutoksesta ainakin aluksi hyötyviä lajeja, joiden voidaan mahdollisesti odottaa levittäytyvän kohti pohjoista tulevien vuosien ja vuosikymmenten aikana. Sen sijaan töyhtö- ja hömötiainen ovat taantuneet voimakkaasti viimeisen 15–20 vuoden aikana. Suurin yksittäinen syy lajien taantumiselle on metsien häviäminen. Jos taantuminen halutaan pysäyttää, tarvitaan nopeita ja tehokkaita toimia Suomen metsäluonnon tilan kohentamiseksi.
  • Heilala, Maria (Helsingin yliopisto, 2019)
    Despite the advances in the management of breast cancer, discovery of novel and targeted drugs remains a challenge. It has been suggested that drug failure rates in clinical trials might be diminished by improving the predictive potential of preclinical cancer models. Three-dimensional (3D) scaffold-based cell culture has emerged as an attractive platform for mimicking tissue-like microenvironment, since it is well-known that cells respond to the cues in the extracellular matrix (ECM). The aim of this thesis was to develop fibrin-based hydrogels and evaluate their performance in 3D cell culture of breast cancer cells. The fibrin gel formulation was first optimized by testing the effect of different buffers on gel properties. Structural properties were examined with scanning electron microscopy and mechanical properties measured with oscillatory rheometry. Three different fibrin concentrations of the optimized formulation were then used as scaffolds for DU4475 breast cancer cells. After seven days of culture, the morphology, phenotype and proliferation of the resulting cell structures were assessed by using techniques such as light microscopy, immunofluorescent confocal microscopy and Western blot analysis. The desired properties for 3D cell culture were obtained by preparing fibrin gels at high pH in the absence of calcium. The main finding of the thesis was that fibrin concentration strongly affected the phenotype of DU4475 cells, with cells cultured in the softest gel retaining their original characteristics to the greatest extent. In the future, the developed scaffold could possibly be used in drug discovery and personalized medicine by culturing tumor explants from patients. However, the methods used in the study must be further optimized and the results validated with other breast cancer cell lines and with primary tissues.
  • Neiro, Jakke (Helsingin yliopisto, 2019)
    In recent years, the two-spotted field cricket Gryllus bimaculatus has emerged as a central model for studies on insect development, regeneration and physiology. At the moment, G.bimaculatus has the most extensive molecular toolkit within the Exopterygota, making it the foremost model for evolutionary developmental biology and comparative physiology within the field of entomology. However, the postembryonic development of G. bimaculatus has received considerably less attention than embryonic development. In this thesis, I have studied the postembryonic development of G. bimaculatus to better understand the evolution and physiology of the understudied Exopterygota. My thesis encompasses five parts: postembryonic morphology, wing development, appendage regeneration, allometry, and growth. The postembryonic stages, the nymphal stages, have never been properly characterised in G. bimaculatus. By following postembryonic development daily at 30 C, 8 nymphal stages (instars) were identified. Size, coloration, sclerotisation of the thorax, and morphology of the wings, the hind tibia and the ovipositor were useful characters in distinguishing the stages. The Dpp/BMP signalling pathway patterns the wing venation in the endopterygotan insects Drosophila melanogaster and Athaliae rosae, but nothing is virtually known about wing development in exopterygotan insects. The wings and the wing venation pattern in different nymphal stages of G. bimaculatus were studied using the hydrogen peroxide clearing protocol along with both brightfield and fluorescence microscopy, while the role of the Dpp/BMP signalling pathway was studied using immunohistochemistry (IHC), in situ hybridisation (ISH), and RNA interference (RNAi). The longitudinal veins are patterned in the 3rd and 4th nymphal stages, while the secondary veins in the 8th stage. The IHC and ISH experiments displayed only non-specific staining, while the RNAi experiments did not produce any change in the phenotype, possibly because of molecular redundancy. The nymphal legs of G. bimaculatus are known to be highly regenerative, and the Dpp/BMP signalling pathway has been shown to provide positional information in leg regeneration. However, nothing is known about the regeneration of the other appendages in G. bimaculatus. Antennae and cerci were amputated in different nymphal stages, and the degree of final regeneration depended on the nymphal stage. RNAi experiments did not produce any change in the phenotype, possibly because of molecular redundancy. The interrelationship between static, ontogenetic and evolutionary allometry in insects is poorly understood. The allometry of hind femur length with respect to body length has been shown to be negative in Orthoptera (i.e. evolutionary allometry), but nothing is known about corresponding ontogenetic and static allometry. By measuring hind femur length and body length in G. bimaculatus in different nymphal stages, the ontogenetic allometry was determined to be slightly positive or isometric, while the static allometries of different stages tended to be negative but highly variable. This may indicate that allometric relationships constrain development in the microevolutionary perspective, but are nevertheless evolvable in a macroevolutionary perspective of millions of years. The growth conditions and rearing of crickets and other insects have been widely reported, but the shape of the growth curve itself has been less investigated. The exponential, the von Bertalanffy (VBGF), the West, Brown and Enquist (WBE), and the dynamic energy budget (DBE) models have been proposed as continuous models for insect growth. These models were t to growth data from G. bimaculatus and the DBE and was shown to be optimal with parameter values α=0 and pAm = 0.69. The insects have been thought to follow Dyar's law, i.e. that the growth ratio or moulting increment (MI) is constant throughout development, although numerous other competing moulting models have been devised for the crustaceans. By fitting different moulting models to head width data from G. bimaculatus, the log-linear model (Mauchline's model) turned out to explain the MI the best. Lastly, the oxygen-dependent induction of moulting (ODIM) model has been proposed to explain moulting patterns in insects, but the model has never been applied to exopterygotan taxa. By fitting the ODIM model to growth data from G. bimaculatus, the model could predict moulting mass but not instar durations, probably because of high postembryonic plasticity in G. bimaculatus.
  • Pakarinen, Tytti (Helsingin yliopisto, 2019)
    On a global scale the amount of meals consumed outside home setting continues to increase, which means that food service sector has a significant role in reaching global sustainability goals. Finland has a long tradition of public food services and a significant part of Finnish people enjoy a government-subsidized daily lunch. As a student restaurant UniCafe participates in Kela-funded meal scheme, thus UniCafe’s meals follow Finnish Nutrition Recommendations’ nutritional criteria for meals. This research examines the ways UniCafe guides its customers to making environmentally sustainable choices in their restaurants. This thesis also reviews UniCafe’s environmental sustainability measures, most significant of which are offering sustainable meal options, sourcing responsible ingredients and products, proper waste sorting and reducing food waste. This research also dwells in to the reasons behind these environmental measures and examines UniCafe as a forerunner company in the food service sector. The level of acceptability of different customer guidance ways are also evaluated on a general level and within UniCafe clientele. This research was conducted via qualitative case study research approach. The data for this research was col-lected via semi-structured theme interviews by interviewing UniCafe and Ylva restaurant and support services staff. Additionally, primary research data also comprised of Ylva’s online publications on responsibility and business operations. The data was analyzed by qualitative theory-guiding content analysis. According to the results, UniCafe is a forerunner company due to its unique customer and ownership base. UniCafe is expected to take environmental sustainability into account in their daily operations and selections. Five different customer guidance ways used by UniCafe were identified in this research: forced choice re-striction, choice editing, nudging, financial incentives and informational strategies. Most UniCafe customers accept the use of these different customer guidance methods but UniCafe perceives forced choice restriction as problematic, particularly on campuses that do not have many UniCafe restaurants. The results show that UniCafe guides its customers in many ways to promote environmental sustainability of their operations and their customers. In addition, the results confirm that methods such as informational strat-egies are perceived as more acceptable but simultaneously less effective than methods that restrict freedom of choice. In general, UniCafe customers approve environmental sustainability measures and customer guidance. On the other hand, UniCafe’s unique position in the student lunch market in Helsinki metropole area means that the results of this research cannot be generalized to apply to other food service sector operators.
  • Katajisto, Heikki-Pekka (Helsingin yliopisto, 2019)
    Työssä on tutkittu Päijät-Hämeen Jätehuolto Oy:n (PHJ) syksyllä 2016 valmistuneen mekaanisen jätteenkäsittelylaitoksen (LATE lajittelulaitos) seula-alitteiden koostumusta ja ominaisuuksia, sekä niiden vaihtelua, joiden perusteella niille voidaan valita sopivin jatkokäsittelymenetelmä. Laitos käsittelee noin 66 0000 tonnia jätettä vuosittain (yhdyskuntasekajätettä 33 000 t, rakennusjätettä, sekä muuta vastaavaa jätettä 33 000 t). Syntyvien seula-alitteiden koostumus ja ominaisuudet vaihtelevat riippuen siitä, mitä jätelajia milloinkin käsitellään. Laitoksen tuotantoprosessi koostuu monivaiheisesta erottelusta, jossa erilaiset laitekomponentit erottelevat esimurskatusta jätevirrasta materiaaleja eri ominaisuuksien perusteella. Työssä tutkittavat neljä fraktiota ovat yhdyskuntasekajätteestä ja rakennusjätteestä erotellut 0-20 mm ja 20 -80 mm seula-alitteet. Kummankin kokoluokan fraktioita syntyy noin 30 % syötemassasta. Alitefraktioiden perusmäärittelyä varten kunkin neljän fraktion kolmesta rinnakkaisesta kokoomanäytteestä tehtiin Vna 331/2013 mukainen tavanomaisen jätteen kaatopaikkakelpoisuustestaus, soveltaen lisäksi pysyvän jätteen kriteeristöä, sekä eräiden jätteiden hyötykäytöstä maarakentamisessa (527/2014). testaus sisälsi kokonaispitoisuudet TOC, pH, ANC ja liukoisuudet 2-vaiheisesta ravistelutestistä: As, Ba, Cd, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Zn, Hg, Cl, F, SO4, DOC, pH, sähkönjohtokyky, TDS. Lisänä BTEX, mineraaliöljyt C10-C40, PAH, ja PCB ja Fenoli-indeksin. Lisäksi tutkittiin alitteiden metaanintuottoa 21 päivän panoskokeella, sekä alitteiden polttoaineominaisuuksia, kuten näytteen kosteus- ja tuhkapitoisuus, alkuaineet C, H, N, O, S ja kloori, sekä tehollinen ja kalorimetrinen lämpöarvo. Lisäksi näytteille tehtiin myös lajittelukokeet, jossa määriteltiin näytteiden materiaalikoostumus. Lajiteltavia materiaaleja olivat biojäte, lasi, metalli, muovi, paperi/kartonki, puu, tekstiili, kiviaines, muu aines, sekä hienoaines. Hienoaineksesta määritettiin lisäksi orgaanisen hiilen kokonaismäärä. Työssä saatujen tulosten perusteella yksikään laitoksella muodostuvista alitefraktioista ei täyttänyt tavanomaisen jätteen kaatopaikkakelpoisuutta täysin, vaan esimerkiksi alitteiden orgaanisen hiilen kokonaismäärä rajoittaa alitteiden kaatopaikkasijoitusta. Yhdyskuntasekajätteen käsittelyn alitteiden sisältämä orgaaninen aines (24 – 34 %) vastasi kaasuntuotoltaan erilliskerättyä biojätettä 403 ja 336 ml CH4 /g /VS. Rakennus- ja lavajätteiden käsittelyn 20-80 mm alitteen tehollinen lämpöarvo saapumistilassa oli 9,4 MJ/kg, kun taas yhdyskuntasekajätteen käsittelyn 20-80 mm alitteen tehollinen lämpöarvo oli saapumistilassa 7,8 MJ/kg. Yhdyskuntasekajätteiden lämpöarvoa laski alitteisiin sitoutunut kosteus, jota oli 48 – 52 % alitteiden massasta.
  • Zaki, Urfa (Helsingin yliopisto, 2019)
    Cerebral dopamine neurotrophic factor (CDNF) belongs to the the family of neurotrophic factors that are evolutionary conserved, having a unique structure, with two domains: C-terminal domain and the N-terminal domain, and a cysteine bridge. It is known to be involved in the repair of the dopaminergic neurons when studied in the animal models of PD, which shows their different mode of action as compared to other neurotrophic factors, highlighting their therapeutic potential. Analysis of the crystal structure shows that CDNF and MANF consist of two domains: the saposin-like N-terminal domain with five α-helices stabilized by three disulphide bridges, and presumably unstructured C-terminal domain with a disulphide bridge. Characteristic feature of saposin-like proteins is their ability to interact with membranes or lipids. The lipid interaction may be crucial for the activity of CDNF and MANF proteins. In the first part of this project, the binding of CDNF was tested with several oxidized lipids, using two methods; Co-sedementation assay and lipid fluorescence assay;with two different types of probes. According to the results, CDNF seemed to show binding with POVPC. The second part of the project involved testing the binding and internalization of CDNF to mouse myoblast cells in the presence of oxidized lipid; POVPC. It was observed that CDNF seemed to show binding to the cell surface of the mouse myoblast cells (C2C12) and is also observed to be internalized to the cells as well. However, as these are the preliminary results, so we need to further test the binding between the protein and other lipids and devise more precise protocols for the testing the internalization to the cells.
  • Anttila, Pirita (Helsingin yliopisto, 2019)
    Raskasmetallisaasteen aiheuttama ympäristön kuormittuminen voi uhata ekosysteemin toimintaa. Sedimentin makrofaunaa käytetään usein tutkittaessa ympäristön pitkän aikavälin kuormitusta, sillä siihen kuuluvat eliöt ovat suhteellisen hidasliikkeisiä tai paikallaanpysyviä ja heijastavat näin tutkittavalla alueella tavallisesti vallitsevia ympäristöoloja. Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää, vaikuttavatko raskasmetallipäästöt läntisen Suomenlahden alueella sijaitsevan entisen Koverharin terästehtaan ympäristön makrofaunayhteisöön. Useita makrofaunayhteisöön ja lajirikkauteen perustuvia indeksejä käytetään ympäristön tilan kuvaamiseen. Tässä tutkimuksessa arvioidaan kolmen eri indeksin – Shannon-Wienerin indeksin (H’), Benthic Quality Indeksin (BQI) ja Brackish water Benthic Indeksin (BBI) – kykyä havainnoida raskasmetallien vaikutusta meriympäristöön. Tutkimus vertailee myös kahta makrofaunanäytteenottomenetelmää, GEMAX -putkinäytteenotinta ja van Veen -kauhanäytteenotinta selvittääkseen, onko niillä saatujen eliöyhteisönäytteiden välillä rakenteellisia eroja. Tutkimuksessa selvisi, että vaikka saastuneimmilla asemilla oli viitteitä ympäristökuormituksesta, kuten herkkien lajien puuttuminen ja stressiä kestävien lajen runsaat yksilömäärät, raskasmetallikuormitusta ei voitu kiistattomasti todistaa kuormituksen syyksi. H’ ja BBI eivät havainneet asemien välillä raskasmetallikuormitukseen mahdollisesti liittyviä eroja, mutta BQI löysi osan makrofaunayhteisön analyysissä havaituista eroista. Näytteenottomenetelmien pyydystämien makrofaunayhteisöjen välillä ei havaittu merkittäviä eroja, mutta niistä laskettujen indeksien arvot poikkesivat toisistaan merkittävästi. Samalta näytteenottoasemalta otettujen GEMAX -näytteiden replikaattien välillä oli enemmän vaihtelua kuin verrattain yhdenmukaisissa van Veen -replikaatit.
  • Räisänen, Maritta (Helsingin yliopisto, 2019)
    Kohdun leiomyoomat, eli myoomat ovat kohdussa esiintyviä hyvänlaatuisia lihaskudoskasvaimia. Myoomat ovat hyvin yleisiä: länsimaalaisista naisista niitä esiintyy noin 70%:lla. Neljäsosalla naisista myooma aiheuttaa hoitoa vaativia oireita, joten niiden hoito kuormittaa terveydenhuollon palveluja. Myoomien geneettinen tausta vaihtelee. Yleisimmät muutokset ovat mutaatiot MED12-, FH- ja YEATS4-geenissä, rakenteelliset muutokset HMGA2-gee-nissä, sekä deleetiot COL4A5/6-lokuksessa. MED12-geenin mutaatiot ovat yleisimpiä; niitä havaitaan jopa 70%:ssa myoomia. Genomin rakenteen (genome organization) säätelyä tapahtuu monella eri tasolla - yksittäisten geenien säätelystä aina kromosomien rakenteellisiin muutoksiin asti. Eroavaisuuksia genomin rakenteessa monien solu-tyyppien sekä erilaisten syöpäkasvainten ja terveiden solujen välillä on kuvattu laajasti aiemmissa tutkimuksissa. Myoomien kohdalla tietoa vastaavista muutoksista ei kuitenkaan ole. Tämän tutkimuksen tarkoitus oli selvittää genomin rakenteen pääasialliset piirteet myoomissa, jotka on jaettu viiteen luokkaan edellä mainittujen geneettisten muutosten perusteella. Tarkoituksena oli tunnistaa eroavai-suuksia genomin rakenteessa terveiden ja kasvainsolujen välillä, jotta myoomille tyypilliset säätelyreitit voidaan tunnistaa. Genomin rakenteen selvittämiseksi käytetään ATAC-seq -metodia, jonka avulla voidaan tunnistaa avoi-men kromatiinin alueita genomissa. Avoimen kromatiinin alueiden vertailussa myoomat osoittivat taipumusta ryhmittyä geneettisen alaryh-mänsä mukaan FH-, YEATS4- ja COL4A5/6- luokissa, toisin kuin MED12- ja HMGA2-luokkien myoomat. Kuusi avoimen kromatiinin aluetta havaittiin vähintään 19/25 myoomassa, mutta ei yhdessäkään myometriumissa. 21/25 myometriumissa tunnistettiin seitsemän avoimen kromatiinin aluetta, jotka havaittiin alle kymmenessä myoomassa. Gene Ontology -analyysissa todettiin muutoksia aineenvaihduntareittien säätelyssä FH-luokan myoomissa. Moni avoimen kromatiinin alueelta tunnistettu geeni on liitetty muihin kasvaintyyppeihin aiemmissa tutkimuksissa. Avoimen kromatiinin alueet myoomissa sijoittuvat onkogeeneihin, kun taas myometriumissa avoi-met alueet ovat lähellä tuumorisuppressorigeenejä. Nämä havainnot viittaavat siihen, että nämä geenit vaikuttavat myös myoomien syntyyn. Jotta tunnistettujen geenien rooli myoomien synnyssä pystytään varmistamaan, tarvi-taan lisää tietoa esimerkiksi niiden aiheuttamista muutoksista geenien säätelyssä sekä geenien ja proteiinien ilme-nemisessä. Myös kromatiinin rakenteen tarkempi tutkimus on tarpeen myoomien syntymekanismien selvittämisen kannalta.
  • Rinne, Hanna (Helsingin yliopisto, 2019)
    The purpose of the study was to find out what environmental effects would soil remediation in a waste treatment centre in Southern Finland have. Of particular interest were the cross-impacts caused by remediation, because there are both uncertainties and work-phases that cause environmental effects perse associated with remediation activities. Using a method derived from life-cycle assessment environmental effects of bioremediation with composting, vapour extraction and landfilling of slightly contaminated soil were examined. The method used was a qualitative life-cycle management method, that has been designed to address the contaminated soil remediation life-cycle assessments. The results highlight the many phases of remediation activities requiring transport and machinery and environmental effects caused by these, and on the other hand the risks associated with landfilling. The method used was not able to find many differences in the environmental effects of composting and vapour extraction. The risk of toxic contaminants to air was evaluated higher in vapour extraction than in composting and results mainly from the qualities of soil that is suitable for remediation with vapour extraction. The evaluation of the environmental impacts of landfilling of contaminated soil is associated with difficulties of assessing risk over a prolonged time frame. The possibility to reduce the consumption of virgi n soil and transport could make composting and vapour extraction superior to landfilling as remediation options. According to the results contaminated soil should be remediated with a suitable treatment option first, and then be utilised as backfilling or landfill structure. The uncertainties and need of further study are associated with the qualitative and subjective nature of the method used and the comparing of the results of different life-cycle assessments. It would be beneficial to study further the quantitative secondary and tertiary environmental effects of the remediation options.
  • Partanen, Veera (Helsingin yliopisto, 2019)
    Coevolution, the reciprocal evolution of species, is a significant evolutionary phenomenon, and it has been known since the days of Darwin. These days it can be studied using experimental evolution in laboratory-regulated environments where the “fossil populations” which are preserved during the experiments can be compared with contemporary populations and with each other. Bacteria and unicellular eukaryotic predators are suitable for the research of predator-prey interactions including of antagonistic coevolution. This is due to their short generation time and thus the fast evolution. In my Master’s thesis, I examined the changes caused by antagonistic coevolution in a log-term predator selection experiment in the bacterium Pseudomonas fluorescens and the ciliate Tetrahymena thermophila. I examined the ecological stability between the populations using time-shift experiments. I also examined growth curve parameters for the bacterial population as well as its metabolic activity, diversity through colony morphology, and the ability of the non-evolved and coevolved ciliate to consume bacteria. Part of the experiments were performed using as control a bacterial population which had evolved without predator. Based on previous research, I hypothesized that coevolution would increase the stability of the community and the diversity of the bacterial populations. I expected the carrying capacity, maximum growth rate, and metabolic activity, in turn, to decrease over time. I observed that coevolution stabilized the dynamics, as was expected, and this was associated with increased diversity in the prey population. As the latter has been observed to be the reason for increased stability, the results here support earlier observations. The carrying capacity and area under the growth curve decreased as expected, but the maximum growth rate did not change over time. There was also no difference in the growth of the ciliates, regardless of evolutionary history, on the bacteria from different time points. Because of uncertainties arising from the experimental design, some of the results cannot be confirmed to have been caused by coevolution. The results increase the knowledge regarding the effects (co)evolutionary history can have on ecology and the phenotypic traits of populations. The differences and similarities in the results compared to earlier studies indicate that the effects of coevolution change in time and differ between short-term and long-term settings. Further studies are required to provide more unequivocal support for the presence of coevolution and elucidate its precise phenotypic and molecular drivers.
  • Granroth, Janne (Helsingin yliopisto, 2019)
    The Great Cormorant (Phalacrocorax carbo) is among the most recent additions to the Finnish avifauna: the current breeding population dates back to 1996. Historical and archeological data clearly demonstrate that the 20th century breeding range expansion of the species in the Baltic region is a re-colonisation event. The two subspecies of Cormorant in Europe are the nominate subspecies P. carbo carbo and the continental subspecies P. c. sinensis. The Cormorants currently breeding in Finland belong to the subspecies sinensis. P. c. carbo lives on the coasts of the North Sea and North Atlantic and visit Finland only during migration. However, osteological evidence suggests that carbo was prevalent subspecies in the Baltic area during prehistoric times, only to disappear in the Late Middle Age (by circa 1500 AD). The subspecies of the Cormorant differ in average size and weight, the details of the plumage and the angle of the gular pouch. P. c. carbo is on average larger than sinensis. However, males are larger than females in both subspecies. The subspecies differ in their ecological characteristics, e.g. preferred prey, breeding sites and migratory behaviour. However, only bones remain from the prehistoric Baltic Cormorants and therefore, soft tissues or behavioural characteristics cannot be used for their identification. The known osteological measurements of the subspecies overlap, and it has previously been possible to distinguish only the two extremes, large P. c. carbo males and small P. c. sinensis females. Here, I looked into features that would enable distinguishing of the skeletons of all the specimens of both subspecies. The primary material of my Master’s thesis consists of 65 specimens representing birds of both subspecies and sexes. The material has been collected from the Baltic basin and the western Gulf of Bothnia in Sweden and the Åland islands in Finland. In addition, I examined 11 specimens of the subspecies carbo from the collections of the Swedish Museum of Natural History (Naturhistoriska riksmuseet). I focused on the most diagnostic elements of the skeleton: skull, sternum and the large bones of the limbs. Moreover, I examined bones that may be associated with ecological differences between the subspecies, such as the sclerotic ring, the os nuchale, and the length of the distalmost phalanx bone of the opposable hallux toe. I wanted to find out if there are osteological differences between the males and females or the two subspecies. The statistical method used for testing the hypotheses and examining subspecific averages was the analysis of variance (ANOVA). The measurements were also analysed with Principal Component Analysis to investigate the proportional differences. The bones of the two subspecies differed in particular in the length of the forearm bones. Reliable discriminating features also included the depth of the bill and the measurements of leg bones. These are subspecific adaptations to their preferred habitats, prey, nesting sites and migratory behaviour. The relatively short wings of P. c. carbo make it an excellent diver, but a less efficient flyer. This subspecies migrates shorter distances, and is able to overwinter relatively far up in the north. In contrast, P. c. sinensis is able to fly with greater speed and efficiency during migration to avoid adverse conditions. The depth of the bill is an important factor determining the snapping power of the bill, which makes P. c. carbo better suited for handling big or powerful prey. The contemporary Baltic Sea is warmer and less marine than during earlier periods. The current brackish environment seems to favor the subspecies sinensis over carbo, although human persecution may also have had an effect on the previous demise of subspecies carbo. My results support the view that the subspecies of the Great Cormorant are clearly distinct morphologically. My result also suggest that skeletal research is an underutilised method in bird taxonomy, and studying the proportions of bones helps to perceive ecological and biological differences between bird subspecies.