Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta: Recent submissions

Now showing items 1-20 of 558
  • Miettinen, Simo (2018)
    Ihmisen immuunijärjestelmä voidaan jakaa kahteen osaan, synnynnäiseen ja oppivaan immuniteettiin. Synnynnäinen immuunivaste toimii nopeasti, mutta on epäspesifinen. Oppiva eli adaptiivinen immuunivaste alkaa hitaasti, mutta on erittäin spesifinen. Näiden järjestelmien välillä toimii ryhmä T-soluja, joilla on ominaisuuksia molemmista vasteista. Alun perin vuonna 1993 Porcelli havaitsi T-solujen alapopulaation ihmisen verenkierrosta. Tämä populaatio nimettiin myöhemmin MAIT-soluiksi (Mucosal associated T cells), niiden esiintymispaikan mukaan. MAIT-soluja esiintyy runsaasti ihmisen limakalvoilla, mm. suolistossa ja keuhkoissa. MAIT-solut omaavat ominaisuuksia molemmista immuunijärjestelmistä. MAIT-solut aktivoituvat vain hyvin kapeakirjoisesta valikoimasta ligandeja, jotka esitellään niille erittäin konservoituneesta MR1-molekyylistä. MR1 on MHC I-luokan kaltainen molekyyli, joka ilmentyy laajalti eri soluissa. Tärkein ligandi, jota esitellään MR1-molekyylissä, on riboflaviinin esiaste (Vitamiini B:n). Kaikki kasvit ja suuri osa bakteereista ja hiivoista tuottavat riboflaviinia, mutta nisäkkäät eivät. Joten tämä esiaste (5-OP-RU) on selkeä merkki kehon ulkopuolisesta tekijästä. Vuonna 2016 suomalaisesta perheestä löydettiin aiemmin julkaisematon mutataatio IKFZ2-geenissä. Kyseinen geeni koodaa HELIOStranskriptiotekijää, jonka tiedetään olevan osallisena T-solujen kypsymisessä kateenkorvassa ja myöhemmin sitä havaitaan regulatorisista T-soluista (Treg). Tällä hetkellä tiedetään, että kyseiseltä perheeltä puuttuvat miltei kaikki MAIT-solut sekä verestä, että suolen limakalvoilta. Tutkimukset mutaation vaikutuksista ovat kesken. Tämän tutkielman tarkoituksena oli selvittää, lisääntyykö HELIOS-transkriptiotekijän tuotanto MAIT-soluissa, kun niitä stimuloidaan Escerichia coli –bakteerilla ja Candida albicans –hiivalla. Stimulaation jälkeen MAIT-solut värjättiin vasta-aineilla ja analysoitiin virtaussytometrialla. Tutkielma on osa laajempaa projektia, jonka kohteena on IKFZ2 mutaatio ja sen vaikutukset MAIT-soluihin. Ensimmäinen koe oli eristää kypsymättömät MAIT-solut ihmisen kateenkorvasta, joka oli poistettu avosydänleikkauksessa olleilta lapsilta. Testasin tätä lähestymistapaa useita kertoja, mutta epäkypsät MAIT-solut olivat ilmeisesti liian naiiveja ja poistivat pinnaltaan reseptoreja mikrobistimulaation jälkeen tai menivät jopa apoptoosiin, jonka takia emme nähneet niitä enää virtaussytometrianalyysissä. Kateenkorvan kudoksen käsittelyyn liittyi myös muita teknisiä vaikeuksia. Toinen lähestymistapa oli eristää perifeerisen veren valkosolut aikuisten vapaaehtoisten veriänäytteistä. Tämä lähestymistapa näytti toimivan ja loput kokeet suoritettiin tällä tavalla. Näissä stimuloinneissa käytettiin neljää eri vapaaehtoista ja tulokset osoittivat, että C.albicans -stimuloidut MAIT-solut aktivoituivat. Ne tuottivat huomattavasti enemmän interferoni-gammaa, kuin ei-stimuloidut solut ja poistivat pinnaltaa niiden iTCR-molekyylinsä, joka havaittiin vähentyneenä määränä tarttunutta MR1-tetrameeria. Nämä aktivoidut solut ilmensivät enemmän HELIOS-transkriptiotekijää, kuin stimuloimattomat solut tai bakteereilla stimuloidut solut. Tulokseni osoittavat ensimmäistä kertaa, että HELIOS-transkriptiotekijän osallistuu MAIT-solujen aktivaatioon.
  • Kolehmainen, Liisa (2019)
    All societies globally are faced with alarming sustainability issues, such as biodiversity loss and climate change (Rockström et al., 2009). Science and policy, along with other societal sectors, play crucial roles in trying to find answers to these problems. This, alongside other influencing factors, has resulted in a stronger emphasis on evidenceinformed policy in the context of environmental policy, and on knowledge brokering as a tool to reach more evidenceinformed decisions. Knowledge brokering is a process between the producers, brokers, and users of knowledge, in which research findings are translated to meaningful policy options, needs of decision-makers are interpreted to research problems and questions, and connections between researchers and other actors of the society are created. In this study, I study research utilization and knowledge brokering in the context of environmental policy in Finland. The results are aimed to be utilized in improving the impact of the Forum for Environmental Information in Finland. The study has three research questions: What decision-makers perceive as efficient knowledge brokering? How decision-makers perceive research utilization in environmental policy? What are the most important promoting and hindering factors in decision-makers viewpoint to knowledge brokering process? The data for this thesis was collected via 18 semi-structured key-informant interviews in January-April 2018. The data was analyzed using content analysis. According to the analysis, the decision-makers mostly see knowledge brokering under the bridging category by Turnhout et al. (2013). Decision-makers mostly see knowledge brokering as a responsibility of the science domain and see a clear and strong division between science and policy. The interviewees mostly see research utilization in the problem-solving or interactive model by Weiss (1979), which means that research is utilized to solve an existing problem, and among other sources of knowledge. Of the promoting factors, the most relevant factors were related to the communication, such as formulation of the knowledge-product and genuine interaction. Many relevant hindering factors were on the individual level, such as capacities and attitudes of the participants. For the single factors, diversity of branches of science, types of knowledge and of experts is seen as the most relevant promoting factor. Following is the formulation of the message. Of the hindering factors, most relevant according to the analysis are attitudes and trust, resources and timing. Recommendations for boundary organizations on the basis of this research: 1. Special attention should be paid to timeliness, formulation, and diversity when planning knowledge brokering actions for environmental policy. 2. New ways to highlight the shared responsibility of both the decision-makers and the researchers in an efficient and adequate knowledge brokering process should be created and tested. 3. Boundary organizations should find ways to create long-lasting networks to the interface between science and policy to build capacities and alter attitudes on both sides of the interface.
  • Lempiäinen, Anna (2014)
    Several factors, such as the climate fluctuations during the Pleistocene ice age, have contributed to the geographical distribution of genetic variation in contemporary populations. Phylogeography studies the variation by connecting the genetic lineages of individuals with their geographical locations. One of the most popular markers used in these studies is mitochondrial DNA (mtDNA) due to its practical qualities. Mitochondrial DNA has revealed a whole new diversity of bat species and populations compared to conventional study methods using morphology alone. The study species, the Northern Bat (Eptesicus nilssonii), is a common, widely distributed and the most northern one of the Palearctic bat species, but its entire range has not yet been studied genetically. My aim is to study the mtDNA diversity of the Northern Bat mainly in the area of Fennoscandia and Latvia and compare this data with earlier published sequences from individuals located elsewhere in the northern Palearctic to elucidate its population structure and history. The mtDNA diversity of the Northern Bat was examined from 146 individuals, of which mtDNA was sequenced of two different mtDNA markers, cytochrome b and control region. The DNA was obtained from tissue material of live bats and museum specimens. Additional data comprised 6 Northern Bat and 13 Serotine sequences. Sequences of a sister species, the Serotine (E. serotinus), were used as an outgroup. Three geographically embedded data sets from the northern Palearctic, northern Europe and Finland, were formed for examining population structure in different geographical scales. The Northern Bat population was observed to be divided into two mitochondrial lineages; one located mostly in West (European lineage) and the other in East (Siberian lineage). These lineages seem to have diverged 0.85–1.1 million years ago based on a corrected cytochrome b distance of 1.7–2.2 %. On the control region, the European lineage showed considerable genetic diversity (π = 0.019, h = 0.966), and the Siberian lineage high haplotype diversity (h = 0.978) but relatively low nucleotide diversity (π = 0.009). The European lineage was further divided into four genetically different groups, clusters, but the Siberian lineage formed only a single cluster. The variation was geographically structured on the north European scale (ΦST = 0.07), but not on the Finnish scale (ΦST = -0.002). One of the Finnish colonies was found to comprise both lineages, while other sampled colonies consisted of only individuals of the European lineage. The European and Siberian lineages have presumably diverged in isolation through the Middle Pleistocene times, and, despite the genetic distinction between the lineages, they most likely represent interbreeding conspecific populations. Thus, the species’ nomenclature needs no changes. At the north European scale, the high nucleotide diversity observed in the European lineage resulted from the four clusters, which most likely formed in the major refugia in Europe, whereas the low nucleotide diversity in the Siberian lineage resulted from the single cluster, which presumably originated in a single refugium in Central Asia. On the Finnish population scale, both lineages were observed, but the population in general was not geographically structured. The colony comprising both lineages was most likely an indication of the lineages interbreeding. Fennoscandia was evidently recolonized by the European lineage via two routes (Denmark/Sweden and the Baltic countries), and the Siberian lineage via one (Karelia) from Russia. The lineages have come into contact for a second time in Finland and presumably in the European Russia after the end of the last glaciation. Thus, the Pleistocene ice age was a substantial contributor to the observed contemporary population structure of the Northern Bat.
  • Huotari, Essi (2018)
    Ympäristöongelmat ovat kiihtyvällä tahdilla eteneviä ihmiskuntaa koettelevia prosesseja, joiden ratkaiseminen vaatii hyvää ja tutkittuun ympäristötietoon perustuvaa päätöksentekoa, mutta tieteen ja politiikan väliset kommunikaatio- ja toimintatapojen erot sekä intressi- ja arvoristiriidat estävät tiedon käyttöä päätöksenteossa. Siksi tieteen ja politiikan välille on hahmotettu kuvainnollinen rajapinta. Vuorovaikutteisen toiminnan ja yhteistyön avulla ympäristötieteen ja politiikan keskinäistä suhdetta voidaan kehittää toimivammaksi, minkä toivottuna lopputuloksena ympäristöongelmia koskeva päätöksenteko perustuisi tutkittuun tietoon, ja tutkimustoiminnalla olisi paremmat edellytykset vastata päätöksenteon tarpeisiin. Rajapinnalla toimii monenlaisia organisaatioita, joista etenkin rajapintaorganisaatioilla vaikuttaa olevan potentiaalia tuoda tiedon tuottajat ja käyttäjät yhteen ja muuttaa lineaarista keskusteluyhteyttä dynaamisemmaksi keskinäiseksi vuorovaikutukseksi. Työn tavoite on luoda kuvaus ympäristötieteen ja politiikan rajapinnan verkostosta, jossa tutkittu ympäristötieto liikkuu organisaatioiden välillä erilaisten suhteiden ja yhteyksien avulla. Kuvan rakentamisen lisäksi työssä tarkastellaan verkoston toimijoiden välistä vuorovaikutusta, rajapintaa sekä Ympäristötiedon foorumin (YTF) asemaa ja roolia tutkitussa verkostossa. Työn tarkoituksena on ottaa osaa keskusteluun tutkitun ympäristötiedon merkityksestä kompleksisten ongelmien ratkaisussa. Työssä vastataan siihen, 1. millainen on Suomessa ympäristötieteen ja politiikan välinen rajapintaverkosto, jossa tuotetaan, välitetään ja käytettään tutkittua ympäristötietoa, 2. mikä on YTF:n rooli ja asema tutkitussa verkostossa, 3. miten ja mihin tieteen ja politiikan välinen rajapinta tukitussa verkostossa asettuu. Työn tapaustutkimuskohde on YTF, joka on ympäristötieteen ja politiikan rajapinnalla toimiva kestävyys- ja ympäristöasioihin erikoistunut rajapintaorganisaatio. Tutkimuskysymyksiin vastataan monimenetelmäanalyysillä. Verkostoanalyysillä (Social network analysis) luodaan verkoston rakennekuvaus, minkä jälkeen verkoston merkittävien ominaisuuksien kuvausta syvennetään laadullisella analyysillä, millä tavoin saadaan taattua mahdollisimman aito kuvaus verkostosta. Tutkimuksessa selviää, että ympäristötieteen ja politiikan välinen vuorovaikutus on heikkoa, ja että vuorovaikutuksen edistämiseksi tiedon tuottajien tulisi aktivoitua ja päättäjien sitoutua tutkittua ympäristötietoa vaihtavaan verkostoon nykyistä paremmin. Verkoston ”ydin” muodostuu sekä tiedon tuottajista että virkamiehistä ja päätösten valmistelijoista. Voidaan todeta, että virkamiehet ja päätösten valmistelijat ovat suhteellisen hyvin sitoutuneita tutkittua ympäristötietoa vaihtavaan verkostoon, eikä rajaa heidän ja tiedon tuottajien välille voida vetää rakenteellisin perustein. Sen sijaan rajapinnan voidaan nähdä asettuvan lähelle päättäjiä ja poliitikkoja, joiden lähiverkostossa tutkittu ympäristötieto ”laimenee” toisista verkostoista saatuun tietoon. Toisaalta verkostokuvauksen perusteella rajapinnan käsitteen mielekkyys kyseenalaistuu. Vaikka verkostossa on vähän vuorovaikutusta, yhteydet sitovat tiedon tuottajat, välittäjät ja käyttäjät yhteen verkostoon. Rajapinnan sijaan kannattaisikin puhua yhdyspinnasta, joka kuvaisi hyvin ”todellisuutta”, jossa ympäristötieteen ja politiikan välillä on yhteyksiä. Yhdyspintaa voidaan vahvistaa ja sen toimintaa kehittää, mille verkostossa vaikuttaa olevan tarvetta ja sen toteuttajille täyttämättömiä rooleja. Rajapinnan toimijat ja erityisesti rajapintaorganisaatiot kykenevät hoitamaan näitä rooleja. YTF nousee verkostossa keskeiseen asemaan ja ainoaksi merkittäväksi rajapintaorganisaatioksi. Tutkimuksen perusteella nousee myös tarve tarkemmalle rakenteelliselle selvitykselle siitä, missä, miten ja milloin tutkittua ympäristötietoa vaihdetaan ympäristötieteen ja päätöksenteon välillä.
  • Siikström, Hanne (2018)
    Ilman keskilämpötilan ennustetaan kohoavan boreaalisella vyöhykkeellä 2 °C seuraavien 50 vuoden aikana ilmaston lämpenemisen seurauksena. Samaan aikaan maaperän typen (N) määrän lisääntyminen mm. Euroopasta saapuvan ilmalaskeuman välityksellä voi vaikuttaa niukkaravinteisiin kasvuolosuhteisiin sopeutuneeseen boreaaliseen metsäkasvillisuuteen. Ilmaston lämpenemisen ja maaperän typen saatavuuden lisääntymisen arvellaan edistävän mäntymetsien kasvua sekä vaikuttavan haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) päästöihin boreaalisissa havumetsissä tulevaisuudessa. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, miten ilmaston lämpeneminen ja typpilisäys yksin ja yhdessä vaikuttavat männyn (Pinus sylvestris L.) taimien kasvuun ja fysiologiaan (yhteyttäminen) sekä maanpäällisten versojen haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) päästöihin. Tutkimuksessa nuoret koetaimet (n = 4 per käsittely) altistettiin kohotetulle ilman (+0,5–0,6 °C) ja maaperän (+3,8–4,1 °C) lämpötilalle sekä kahdelle eri maaperän typpitasolle (ei typpilisäystä ja 30 kg N/ha/vuosi), yksin ja yhdessä, avokenttäaltistuskokeessa kahden kasvukauden ajan vv. 2014–2015. Tutkimustulokset osoittivat, että noin 0,5–0,6 °C kohotus ilman keskilämpötilassa saattaa lisätä hieman nuorten männyn taimien vanhojen pääversojen fotosynteesiä. Lisäksi tulokset osoittivat, että eritoten typpilisäys yksin tai yhdessä lämpenemisen kanssa voivat lisätä männyn taimien kasvua jo lähitulevaisuudessa. Toisen altistuskauden päättyessä syyskuussa 2015 typpikäsitellyt männyn taimet olivat keskimäärin noin 6 % pidempiä ja noin 20 % järeämpiä tyvestään kuin ei-typpikäsitellyt taimet ja lämmityskäsitellyt taimet puolestaan noin 5 % pidempiä ja 10 % paksumpia kuin ei-lämmityskäsitellyt taimet. Typpi- ja lämmityskäsittelyiden yhdysvaikutuksesta männyn taimien pituuskasvu oli kaikkein voimakkainta, erityisen voimakkaasti typpi- ja lämmityskäsittely yhdessä vaikuttivat männyn taimien uusien versojen pituuskasvuun. Typpi lisäsi myös uuden verson kuivapainoa selvästi kummassakin kasvulämpötilassa. Tutkimuksessa havaittiin, että valtaosa (> 90 %) männyn taimien VOC-päästöistä muodostui monoterpeeneistä, joista vallitsevina yhdisteinä olivat α-pineeni, kareeni, myrseeni, limoneeni ja βpineeni. Tämän tutkimuksen mukaan typpilisäys kasvatti männyn taimien muiden VOC-yhdisteiden päästöjä syyskuussa 2015. Sen sijaan lämmitys- ja typpikäsittelyt vaikuttivat vain vähän männyn taimien tuottamien VOCyhdisteiden seokseen, sillä eri käsittelyillä havaittiin vaikutuksia vain muutamien yksittäisten VOC-yhdisteiden päästöihin.
  • Pouta, Pasi (2018)
    Fennoskandian vanhat pohjoisboreaaliset kuusivaltaiset kangasmetsät ovat rakenteeltaan avoimia ja mosaiikkimaisesti vaihtelevia. Tutkimustietoa näiden metsien luontaisesta spatiaalisesta rakenteesta on vasta vähän. Fennoskandian metsäluonto on muuttunut voimakkaasti ihmisen toiminnan seurauksena, ja sitä myötä suuri joukko metsälajeja on uhanalaistunut. Tieto luonnonmetsien rakenteista auttaa kehittämään paremmin luonnon monimuotoisuuden turvaavia metsien hoito- ja ennallistamismenetelmiä. Tässä työssä kuvataan puiden kasvutilan vaihtelua ja puuston spatiaalista rakennetta suurella (8,8 ha) puustoltaan tarkasti kartoitetulla koealalla vanhassa pohjoisboreaalisessa kuusimetsässä Värriön luonnonpuistossa Itä-Lapissa. Erikokoisten ja -lajisten puiden kasvutiloja ja keskinäistä sijoittumista kuvataan koko koealalta keskimäärin (globaalisti) ja koealan sisäisen vaihtelun kautta (lokaalisti). Puuston yleistä rakennetta kuvataan puustotunnuksin ja läpimittajakaumin. Puiden kasvutilaa ja sen vaihtelevuutta puun läpimitan ja lajin mukaan arvioidaan Voronoi-monikulmioilla. Erikokoisten ja -lajisten puiden keskinäistä sijoittumista kuvataan globaalisti läpimittaluokittaisilla L-funktioilla, läpimitan variogrammilla ja puulajin merkkiyhteysfunktioilla. Puiden kasvutilan, läpimitan ja lajin lokaalia vaihtelua kuvataan paikallisilla autokorrelaatioindekseillä. Metsä oli tyypillinen avoin rakenteeltaan mosaiikkimaisesti vaihteleva vanha pohjoisboreaalinen kuusimetsä. Puilla oli keskimäärin 17,5 m² kasvutilaa, ja kasvutilan määrä vaihteli välillä 0,18–111 m². Puiden keskimääräinen kasvutila kasvoi noin kaksinkertaiseksi puiden läpimittaluokan kasvaessa pienimmästä (0-5 cm) suurimpaan (yli 25 cm). Koivuilla oli kaikissa läpimittaluokissa keskimäärin 5–10 neliömetriä enemmän kasvutilaa kuin kuusilla. Sekä puiden läpimitta että laji olivat positiivisesti spatiaalisesti autokorreloituneita, varsinkin lyhyillä alle 5 metrin etäisyyksillä ja heikosti jopa 50 metriin asti. Puuston lokaalissa rakenteessa oli sekä pienen että suuren mittakaavan vaihtelua. Erityisesti koealan suoalue ympäristöineen erottui laajana puustoltaan poikkeavana alueena, joka näkyi puiden läpimitan ja lajin pitkän matkan autokorrelaationa ja lisäsi puuston yleistä ryhmittyneisyyttä. Myös koealan voimakkaan kuusivaltainen itäosa ja koealan pohjois-keskiosan avoin alue olivat laajoja puustoltaan poikkeavia alueita. Pienessä mittakaavassa metsässä vaihtelivat läpimitaltaan suhteellisen samankokoisten sekä samanlajisten puiden keskittymät ja läpimitaltaan ja kuusi-koivusuhteeltaan vaihtelevammat alueet. Työn tulokset täydentävät aiempaa vähäistä spatiaalista rakennetietoa Fennoskandian vanhoista pohjoisboreaalisista kuusimetsistä. Erityisesti puiden kasvutilojen ja puuston lokaalin vaihtelun kuvaus laajemmassa mittakaavassa ovat ensimmäisiä Fennoskandiassa. Tässä kuvattu metsä tarjoaa yhden vertailuekosysteemin, jonka olennaisista globaaleista ja lokaaleista rakennepiirteistä voidaan ottaa mallia metsän monimuotoisuuden huomioon ottavassa metsänhoidossa ja metsien ennallistamisessa. Rakenteessa olennaista oli monessa mittakaavassa tapahtuva vaihtelu puiden kasvutiloissa ja erikokoisten ja - lajisten puiden keskinäisessä sijoittumisessa. Vastaavanlaista vaihtelua ja kuvatunkaltaisia spatiaalisia rakenteita voidaan talousmetsissä jäljitellä vaihtelevilla osittaisilla hakkuilla ja jatkuvalla metsänkasvatuksella metsän luontaisen vaihteluvälin jäljittelyperiaatteen mukaisesti. Ennallistettavissa metsissä rakenteen vaihtelevuutta voidaan lisätä pienaukotusmenetelmillä. Tulosten perusteella esimerkiksi puuston tiheyden voidaan antaa vaihdella pienempien ja laajempien tiheämpien ja avoimempien alueiden välillä. Samoin voidaan jättää lokaalia vaihtelua kuusten ja koivujen suhteelliseen osuuteen, puiden keskiläpimittaan ja siihen, kuinka samankokoisia lähekkäiset puut ovat.
  • Laiho, Laura (2018)
    Lymphoblastoid cell line (LCL) collections offer a vast source of biological data of various diseases stored in biobanks. Even though LCLs have been used as a conducive surrogate in vitro cell model to study various diseases, it has been shown that they cannot recapitulate all the regulatory properties of a disorder specific primary tissue, constraining the utility of the collections. The rise of induced pluripotent stem cell (iPSC) technology has offered a novel strategy for repurposing the abundant LCL collections for regenerative medicine, drug discovery and disease modeling. However, the cell-type-specific reprogramming events in LCLs are not understood, hindering the development of a more efficient and reliable reprogramming method for these cell lines. To systematically study the endogenous events taking place during the reprogramming process, the CRISPR/Cas mediated gene activation (CRISPRa) platform has been harnessed in fibroblasts. This thesis work aimed to establish the novel CRISPRa mediated reprogramming method for the first time in biobanked LCLs, obtained from the Psychiatric Family Collections of THL Biobank. The method relies on the activation of the endogenous pluripotency factors with CRISPR activators, which results in the induction of the reprogramming process. The screening of different factor combinations revealed that the successful reprogramming of LCLs seems to require the targeting of the EEA motif, a genomic element which is enriched in promoter regions of genes related to embryo genome activation. The reprogramming efficiencies were however varying, and a gRNA function validation assay showed that the gRNAs used in this project were suboptimal for efficient gene activation in LCLs. The reprogramming method was nevertheless demonstrated to successfully convert five biobanked LCLs into bona fide iPSC lines. The iPSC lines generated in this thesis serve as a proof of concept that the novel CRISPRa reprogramming method works in biobanked LCLs and could be developed to systematically study the cell-type-specific reprogramming events in these cells. Also, the generated iPSC line collection constitutes the first iPSC collection derived from biobanked cells with the CRISPRa reprogramming method and is available as a future research resource, thus paving the way for the wider use of the LCL collections.
  • Hakala, Sanja (2012)
    Kampamaneetteja elää kaikissa mereisissä elinympäristöissä rannikoilta ulapalle ja merten syvänteisiin. Itämerellä on vanhastaan raportoitu elävän pikkumaneettia (Pleurobrachia pileus). Vuonna 2005 eteläiselle Itämerelle levisi pelätty tulokaslaji amerikankampamaneetti (Mnemiopsis leidyi), joka raportoitiin myös pohjoiselta Itämereltä vuonna 2007. Kuitenkin syksyllä 2008 määritettiin molekulaarisin menetelmin kolmas laji, arktinen kampamaneetti (Mertensia ovum), jota ei ole aiemmin löydetty murtovedestä. Selvitin, mitä kampamaneettilajeja pohjoisella Itämerellä elää ja mitkä ovat niiden todelliset levinneisyysalueet Itämerellä. Lisäksi tutkin arktisen kampamaneetin populaatioiden geneettistä vaihtelua pohjoisen ja eteläisen Itämeren välillä AFLP:llä (Amplified Fragment Lenght Polymorphism). Aineistoni sisältää sulkumekanismilla varustetuilla eläinplanktonhaaveilla kerätyt näytesarjat pohjoiselta ja eteläiseltä Itämereltä. Laskin ja mittasin yksilöt elävinä ja kuivasin ne DNA:n eristystä varten. Tein lajinmääritykset lajikohtaisten 18S rRNA- ja ITS1-alueille suunniteltujen PCR-alukkeiden avulla. Kultakin näytteenottopisteeltä keräsin tausta-aineistoa lämpötila-suolaisuusluotaimella. AFLP-näytepisteiksi valitsin kaksi pistettä pohjoiselta ja kaksi eteläiseltä Itämereltä, ja kultakin pisteeltä kymmenen yksilöä. Aineistoni mukaan amerikankampamaneettia ei esiinny pohjoisella Itämerellä, vaan sen levinneisyyden raja on Bornholmin altaalla. Arktinen kampamaneetti on koko Itämeren alueella yleinen ja paikoin hyvin runsaslukuinen. Yksilömäärät ovat suurimmillaan pohjoisella ja keskisellä Itämerellä, mikä viittaa siihen, että laji on sopeutunut pohjoisen ympäristöoloihin. Laji esiintyy laikuttaisesti, mutta yksilömäärät ovat samansuuntaisia laajalla alueella, joten populaatio vaikuttaa olevan vakaa. Havaitut arktisen kampamaneetin yksilömäärät vastaavat aiemmin Itämereltä raportoituja pikkumaneetin yksilömääriä. Myös vanhat kuvaukset Itämeren kampamaneettien elintavoista ja rakenteesta sopivat paremmin arktiseen kampamaneetiin kuin pikkumaneettiin. On todennäköistä, että Itämeren kampamaneetit ovat olleet arktista kampamaneettia jo viime vuosisadalla ja että laji on määritetty virheellisesti pikkumaneetiksi. Omassa aineistossani pikkumaneettia esiintyy harvalukuisena vain Pohjanmeren suulla. Arktisen kampamaneetin esiintymiseen eri vesikerroksissa vaikuttavat lämpötila ja suolaisuus. Itämeren arktiset kampamaneetit elävät pääasiassa syvimmissä vesikerroksissa lähellä pohjaa, missä vesi on suolaista ja viileää. Arktiset kampamaneetit ovat Itämerellä noin kymmenen kertaa Arktiksella eläviä yksilöitä pienempiä. Suomenlahden yksilöt ovat suurempia kuin eteläisen Itämeren. AFLP toimii kampamaneeteilla erinomaisesti, joskin DNA-näytteiden kontaminaation vähentämiseen on syytä kiinnittää huomiota. Arktisen kampamaneetin yksilöiden välinen geneettinen vaihtelu on samassa suuruusluokassa kaikilla näytepisteilläni, ja samanlaista kuin merieläimillä yleensä. Pohjoisen Itämeren populaatio on geneettisesti hiukan tasaisempi ja eteläisellä Itämerellä yksilöiden välillä on enemmän vaihtelua. Etelän ja pohjoisen Itämeren yksilöt muodostavat omat, toisistaan eroavat populaationsa, mutta populaatioiden välillä on havaittavissa geenivirtaa. Populaatioiden väliset geneettiset erot ovat merieläimillä tyypillisesti pieniä, ja sama on havaittavissa myös Itämeren arktisella kampamaneetilla. Aineiston geneettisestä vaihtelusta noin 90 % oli näytepisteiden sisäistä 10 % näytepisteiden välistä. Ero on pääosin etelän ja pohjoisen näytepisteiden välillä, sillä merialueiden sisäiset parittaiset erot olivat hyvin pieniä. Tämä opinnäytetyö osoittaa, että Itämerellä yleisin ja laajimmalle levinnyt kampamaneettilaji on arktinen kampamaneetti. Tätä ennen se on pohjoisella Itämerellä virheellisesti määritetty ensin pikkumaneetiksi ja myöhemmin amerikankampamaneetiksi. Tutkimukseni osoittaa, kuinka tärkeää luotettava lajinmääritys on ekologiselle tutkimukselle.
  • Autio, Iida (Helsingfors universitet, 2014)
    The purpose of this Master s thesis was to investigate the influence of land use and soil on the amount, quality and lability of dissolved organic matter (DOM) coming from the Vantaa River drainage basin. The DOM output of three major waste water treatment plants was also investigated. DOM is a mix of organic compounds dissolved in water and passing through a 0.2 0.45 µm filter. DOM is produced in water ecosystems and it is being flushed in from land with runoff water. Terrestrial DOM is mostly originated from plants. DOM consists of dissolved organic carbon (DOC) and organic nutrients such as dissolved organic nitrogen (DON) and phosphorus (DOP). DOM is the most important source of energy to the heterotrophic bacteria in the aquatic ecosystems. The bacteria also pass it on in the food web through the microbial loop. Along with inorganic nutrients DOM influences the state of the Baltic Sea and enforces the problems caused by eutrophication. The temporal and spatial variation of the DOC concentrations in the Vantaa River drainage basin was followed during a 5 month long survey, where samples were taken from 25 points along the river area. The influence of land use and soil to the quality, quantity and lability of DOM was tested in a 2 month long incubation experiment. Bacterial inoncula from the Baltic Sea was incubated in samples taken from the Vantaa River area and different parameters of DOM were followed. The land use and soil characteristics of each sub basin of the sampling points were calculated and their effect on DOC and DON concentrations, bacterial growth and respiration, and the concentration and share of labile DOC and DON was analyzed. Optical measuring techniques were used to analyse the chromophoric fraction of DOM (CDOM), which gives information on the quality of DOM. Similar experiment was conducted with samples from the three major waste water treatment plants in the area; Riihimäki, Klaukkala and Viikinmäki. The DOC concentrations in the Vantaanjoki River area were on a similar level than in previous studies in the northern Baltic Sea area. DOC concentrations had seasonal variation and were higher in spring than in late summer. There was also spatial variation between different river areas of the drainage basin, and on average Keravanjoki had the highest concentrations. Around 8 % of the DOC coming from Vantaa River basin was biologically labile, which is in the same range as in previous studies. The share of biologically labile DON was around 50 % which is much higher than in previous studies. Similar results have been reported from the southern Baltic Sea. In this study, DON instead of ammonium, was the most preferred form of nitrogen to the heterotrophic bacteria of the Baltic Sea. Thus, DON could have an influence on the plankton dynamics of the Baltic Sea. If the concentration of labile DON in runoff water is low, the heterotrophic bacteria can compete with phytoplankton for inorganic nutrients and inhibit phytoplankton growth. In turn, labile DOM with high nitrogen content offers plenty of nitrogen to heterotrophic bacteria leaving inorganic nutrients to phytoplankton. Heterotrophic bacteria used the most labile DOM during the first month of incubation. During the experiment the share of aromatic and more refractory DOM increased in the DOM pool. The share of organic soil in the drainage basin was the major factor influencing the DOC-concentrations in the runoff water. It also correlated positively with the growth of bacterial biomass and bacterial respiration. On the other hand, organic soil didn't have an effect on the lability of DOM. DOM coming from clay soils was more labile than DOM coming from organic soils. Soil was more important factor in determining the quality, quantity and lability of DOM in the runoff water than land use. DOM coming from the waste water treatment plants differs in quality from the DOM in the Vantaa River, being fresher and less aromatic. The concentration of DOC and the share of labile DOC were on a same level in both experiments. Therefore waste water doesn't increase DOM-concentrations in the river, but naturally make the overall load larger.
  • Hällfors, Maria (Helsingfors universitet, 2010)
    Vegetation maps and bioclimatic zone classifications communicate the vegetation of an area and are used to explain how the environment regulates the occurrence of plants on large scales. Many practises and methods for dividing the world's vegetation into smaller entities have been presented. Climatic parameters, floristic characteristics, or edaphic features have been relied upon as decisive factors, and plant species have been used as indicators for vegetation types or zones. Systems depicting vegetation patterns that mainly reflect climatic variation are termed 'bioclimatic' vegetation maps. Based on these it has been judged logical to deduce that plants moved between corresponding bioclimatic areas should thrive in the target location, whereas plants moved from a different zone should languish. This principle is routinely applied in forestry and horticulture but actual tests of the validity of bioclimatic maps in this sense seem scanty. In this study I tested the Finnish bioclimatic vegetation zone system (BZS). Relying on the plant collection of Helsinki University Botanic Garden's Kumpula collection, which according to the BZS is situated at the northern limit of the hemiboreal zone, I aimed to test how the plants' survival depends on their provenance. My expectation was that plants from the hemiboreal or southern boreal zones should do best in Kumpula, whereas plants from more southern and more northern zones should show progressively lower survival probabilities. I estimated probability of survival using collection database information of plant accessions of known wild origin grown in Kumpula since the mid 1990s, and logistic regression models. The total number of accessions I included in the analyses was 494. Because of problems with some accessions I chose to separately analyse a subset of the complete data, which included 379 accessions. I also analysed different growth forms separately in order to identify differences in probability of survival due to different life strategies. In most analyses accessions of temperate and hemiarctic origin showed lower survival probability than those originating from any of the boreal subzones, which among them exhibited rather evenly high probabilities. Exceptionally mild and wet winters during the study period may have killed off hemiarctic plants. Some winters may have been too harsh for temperate accessions. Trees behaved differently: they showed an almost steadily increasing survival probability from temperate to northern boreal origins. Various factors that could not be controlled for may have affected the results, some of which were difficult to interpret. This was the case in particular with herbs, for which the reliability of the analysis suffered because of difficulties in managing their curatorial data. In all, the results gave some support to the BZS, and especially its hierarchical zonation. However, I question the validity of the formulation of the hypothesis I tested since it may not be entirely justified by the BZS, which was designed for intercontinental comparison of vegetation zones, but not specifically for transcontinental provenance trials. I conclude that botanic gardens should pay due attention to information management and curational practices to ensure the widest possible applicability of their plant collections.
  • Scheinin, Ilari (Helsingfors universitet, 2011)
    Ewing sarcoma is an aggressive and poorly differentiated malignancy of bone and soft tissue. It primarily affects children, adolescents, and young adults, with a slight male predominance. It is characterized by a translocation between chromosomes 11 and 22 resulting in the EWSR1-FLI1fusion transcription factor. The aim of this study is to identify putative Ewing sarcoma target genes through an integrative analysis of three microarray data sets. Array comparative genomic hybridization is used to measure changes in DNA copy number, and analyzed to detect common chromosomal aberrations. mRNA and miRNA microarrays are used to measure expression of protein-coding and miRNA genes, and these results integrated with the copy number data. Chromosomal aberrations typically contain also bystanders in addition to the driving tumor suppressor and oncogenes, and integration with expression helps to identify the true targets. Correlation between expression of miRNAs and their predicted target mRNAs is also evaluated to assess the results of post-transcriptional miRNA regulation on mRNA levels. The highest frequencies of copy number gains were identified in chromosome 8, 1q, and X. Losses were most frequent in 9p21.3, which also showed an enrichment of copy number breakpoints relative to the rest of the genome. Copy number losses in 9p21.3 were found have a statistically significant effect on the expression of MTAP, but not on CDKN2A, which is a known tumor-suppressor in the same locus. MTAP was also down-regulated in the Ewing sarcoma cell lines compared to mesenchymal stem cells. Genes exhibiting elevated expression in association with copy number gains and up-regulation compared to the reference samples included DCAF7, ENO2, MTCP1, andSTK40. Differentially expressed miRNAs were detected by comparing Ewing sarcoma cell lines against mesenchymal stem cells. 21 up-regulated and 32 down-regulated miRNAs were identified, includingmiR-145, which has been previously linked to Ewing sarcoma. The EWSR1-FLI1 fusion gene represses miR-145, which in turn targets FLI1 forming a mutually repressive feedback loop. In addition higher expression linked to copy number gains and compared to mesenchymal stem cells, STK40 was also found to be a target of four different miRNAs that were all down-regulated in Ewing sarcoma cell lines compared to the reference samples. SLCO5A1 was identified as the only up-regulated gene within a frequently gained region in chromosome 8. This region was gained in over 90 % of the cell lines, and also with a higher frequency than the neighboring regions. In addition, SLCO5A1 was found to be a target of three miRNAs that were down-regulated compared to the mesenchymal stem cells.
  • Domènech Moreno, Eva (Helsingin yliopisto, 2017)
    In this Master’s project, I have studied a mammalian serine-threonine kinase NUAK2 implicated in human disease but whose molecular functions and interacting proteins are as of yet poorly characterized. The goal was to identify new interacting proteins to increase understanding of the molecular functions and potentially link to human physiology and disease. Recent work from the host lab shows NUAK2 loss in cultured primary cells mimics loss of the tumor suppressor LKB1 which also acts upstream of NUAK2, together suggesting NUAK2 could be involved in tumor suppression. Currently, only two protein-protein interacting proteins with NUAK2 have been identified: NUAK2 is targeted to actin stress fibers by the myosin phosphatase Rho-interacting protein (MRIP), and it is involved in regulating cell contractility by affecting indirectly the phosphorylation cycle of the myosin light chain through inactivation of the myosin phosphatase target subunit 1 (MYPT1). In this project, I utilized a novel protein-protein interaction screening method that utilizes proximity-dependent biotin labeling to identify new interacting proteins with NUAK2 in human embryonic kidney cells (HEK 293). This method is based on fusing an E.Coli promiscuous biotin ligase, BirA*(R118G), to the investigated protein. The BirA*(R118G) ligase biotinylates all the proteins in close proximity of the fusion protein creating a history of protein-protein associations over time. Afterwards, the biotinylated proteins can be isolated by affinity purification methods and identified by mass-spectrometry. The screening identified the previously known interaction partners of NUAK2 indicating it was technically successful. In addition, I also identified in total 108 novel potential protein interaction partners for NUAK2. One of the top hits was Cytospin-A, a cross-linking protein between microtubules and actin cytoskeleton, supporting a role of NUAK2 as regulator of cytoskeleton. Supporting the validity of our finding, Cytospin-A depletion in mammalian cells causes defective actin-cytoskeleton reorganization, a very similar phenotype seen with NUAK2 depletion. In future studies, I will continue to investigate the specific role of NUAK2 and Cytospin-A aiming for detailed information on the function of NUAK2 in regulation of microtubules and actin cytoskeleton. Validation of some of the other identified interactions is expected to provide novel insights to the biology and role of NUAK2 in LKB1 tumor suppressor functions.
  • Lundqvist, Eveliina (Helsingfors universitet, 2005)
    Tutkimuksen tarkoituksena on kartoittaa, millaiset puitteet Suomen eläinsuojelulainsäädäntö ja käytännön kanojen pito antavat kanojen lajityypilliselle käyttäytymiselle. Työ on tehty pääasiassa kirjallisiin lähteisiin tukeutuen, mutta osittain myös haastattelujen avulla. Pohjustuksena on käyty läpi kanojen domestikaatio punaisesta viidakkokanasta (Gallus gallus) nykyiseen kesykanaan (Gallus gallus domesticus). Tarkasteluun on otettu mukaan sekä munijakanat että broilerit. Tutkimuksen perusteella villin viidakkokanan ja kesykanan käyttäytymisessä on vain vähäisiä eroavaisuuksia. Kanojen lajityypillistä käyttäytymistä on tutkittu seuraamalla villien ja villiintyneiden kanojen käyttäytymistä luonnossa. Tämän avulla on saatu selville kanojen keskeisimmät käyttäytymistarpeet, kuten pesiminen, hiekkakylpeminen, nukkuminen oksalla/orrella ja eläminen parvessa, jossa on arvojärjestys. Jos kanat eivät pysty toteuttamaan lajityypillisiä käyttäytymistarpeitaan, ilmenee niillä käyttäytymishäiriötä, kuten kannibalismia ja höyhenten nokkimista. Voimassa oleva eläinsuojelulainsäädäntö määrittelee kasvatusolosuhteet kananpoikasille, broilereille ja emoille sekä kanoille, jotka kasvatetaan varustelemattomissa tai varustelluissa häkeissä ja avokanaloissa. Varusteltu häkki on vähimmäisvaatimuksena häkkikanalan pidossa vuodesta 2012 lähtien. Varustellussa häkissä ja uusimmissa avokanaloissa kanoilla on pesä, orret ja pehkupaikka. Aikuisella kanalla on tilaa eläinsuojelulainsäädännön mukaan kasvatusmuodosta riippuen 543-2000cm². Osa säädöksistä on suosituksia, jotka eivät sido kasvattajaa. Verrattaessa kanojen lajityypillistä käyttäytymistä eläinsuojelulainsäädäntöön ja käytännön kanojen pitoon voidaan huomata, että useimmat kanojen lajityypilliset käyttäytymistarpeet vaikeutuvat nykyisenlaisissa tuotanto-oloissa. Kananpoikasten lainturva on todella pieni, vaikka poikasvaihe on hyvin tärkeä osa kanan elämää ja se heijastuu kanan käyttäytymiseen vielä aikuisenakin. Emobroilereille ei ole mitään sitovaa lainsuojaa vaan kaikki säädökset ovat vain suosituksia, joita ei ole pakko noudattaa. Kanoilla ei yleensä ole riittävästi tilaa puhdistaa kehoaan esteettä, eivätkä linnut pysty muodostamaan kiinteää arvojärjestystä suurissa halleissa. Broilereiden kohdalla intensiivinen jalostus ja liian lyhyt lepoaika ovat tuoneet linnuille mm. luustovaurioita ja askiittitapauksia. Kanat saavat kuitenkin säännöllisesti ja riittävästi ruokaa ja vettä. Useimmissa tuotanto-olosuhteissa kanoilla on pesä ja orret sekä munijakanoille tarpeeksi lepoaikaa.
  • Laakso, Senja (Helsingfors universitet, 2011)
    In my Master's Thesis I discuss consumption from the perspective of ecological and social sustainability. The environmental space concept is the framework for this study. The environmental space concept was developed in the beginning of the 1990's. It is a space that can be defined with different indicators and within which it is possible to live a decent and socially acceptable life and at the same time consume natural resources in a sustainable way. In this research the upper limit of environmental space is defined as the sustainable level of natural resource use calculated as material footprint and the lower limit as decent minimum reference budgets that illustrate the level of consumption allowing a household to fulfil all basic needs and to participate in society. The material of the study was collected by questionnaires and interviews on the consumption and lifestyle of the participating households. The households interviewed were all single and living on disability pension or basic unemployment allowance. The natural resource consumption of the households was calculated as material footprint. The material footprint is based on the MIPS concept (Material Input per Service Unit) that considers the whole life cycle of products and activities. The participants were also asked to report their income and consumption expenditures. We were also discussing about consumption, the social pressure to consume and use of natural resources. The results show that the low-income households have an average material footprint exceeding the ecologically sustainable level (18 100 kg per year), although the material footprint is lower than average (40 500 kg per year). They also indicate that a sustainable level of resource use cannot be achieved solely by individual choices but the society must improve the changes in the supply of products, services and infrastructure, enabling households to consume in a more sustainable way. The income level of the households remains below the level of the decent minimum reference budgets. The participating households experienced poverty as lack of possibility to consume and recognized the prevailing social pressure to consume. Consuming was characterized by pursuit of status and social comparison between people. The change in prevailing consumer culture is an essential part on the way towards sustainable society, because the amount of consumption grows as long as welfare is measured through consumption. The connection between consumption and natural resource use remained unclear to many of the households and attitudes towards nature alternated between the households. Those households that had been low-income for their whole life, hadn't thought about the sufficiency of natural resources. Their more ecological way of living than average is rather compulsory than their own choice. The rise in their income level would lead to increasing consumption, as households would want to raise their standard of living by moving to a bigger house and travelling. When we notice the limits of the Planet, we should pay more attention to the upper limit of the environmental space to those, who consume the most.
  • Joki, Laura (Helsingfors universitet, 2011)
    Liikenne on huomattava ilmastonmuutokseen vaikuttava sektori, jolla ei ole saavutettu merkittäviä päästövähennyksiä. Toisin kuin useilla muilla sektoreilla. Erityisesti henkilöautoliikenne on liikennesektorin päästövähennystavoitteiden suhteen ongelmallinen liikennemuoto, koska siihen on vaikea puuttua ilman voimakkaita lainsäädännöllisiä tai poliittisia toimia. Lisäksi henkilöautoliikenteen määrä on lamavuosien väliaikaista pienenemistä lukuun ottamatta ollut Suomessa jatkuvassa kasvussa. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin Suomen henkilöautoliikenteen tulevaisuutta liikennealan asiantuntijoiden näkemysten pohjalta ja muodostettiin henkilöautoliikenneskenaarioita vuoteen 2030. Tutkimuksen aineisto koostui 26 kyselylomakkeesta ja asiantuntijahaastattelusta. Kyselylomakkeiden vastaukset ryhmiteltiin käyttäen klusterianalyysia. Ryhmistä laskettiin klusterikeskukset, jotka muodostivat skenaarioiden "ytimen". Klusterianalyysin tuloksia syvennettiin haastatteluaineistosta poimituilla selittävillä tekijöillä ja sitaateilla. Näin muodostettiin viisi henkilöautoliikenneskenaariota, joita voidaan hyödyntää esimerkiksi tarkasteltaessa henkilöautoliikenteen tulevaisuudennäkymiä ilmastonäkökulmasta ja pyrittäessä kohti ympäristön kannalta kestävää tulevaisuutta liikennesektorilla. Muodostetut skenaariot olivat hyvin monimuotoisia. Osa oli hyvin kasvuorientoituneita niin liikennesuoritteiden kuin päästöjenkin suhteen ja osa taas erittäin kasvukriittisiä. Kasvuorientoituneissa skenaarioissa Materialistisen hyvinvoinnin kasvu ja Politiikkapessimismi liikennesuoritteiden kasvu jatkui. Näissä skenaarioissa myös hiilidioksidipäästöjen kasvu jatkui, mutta paljon loivemmalla kasvu-uralla kuin suoritteet. Skenaariossa Teknologiaoptimismi uskottiin liikennesuoritteiden ja päästöjen absoluuttiseen irtikytkentään eli siihen, että kasvavista suoritteista huolimatta CO2-päästöt kääntyvät laskuun. Skenaariot Tieliikenteestä tietoliikenteeseen ja Henkilöautoliikenteen romahdus olivat huomattavasti kasvuskeptisempiä. Näissä skenaarioissa suoritteiden uskottiin kääntyvän laskuun ja CO2-päästöjen laskevan suoritteitakin nopeammin. Merkittävä ero näiden kahden skenaarion välillä oli kuitenkin se, että Henkilöautoliikenteen romahdus -skenaariossa kokonaishenkilöliikennesuoritteen ei uskottu pienenevän, vaikka henkilöautosuorite romahti. Näin ollen Henkilöautoliikenteen romahdus -skenaariossa liikkuminen ei vähentynyt vaan ainoastaan kulkutapa muuttui. Tieliikenteestä tietoliikenteeseen skenaariossa taas ihmisten liikkuminen kokonaisuudessaan väheni esimerkiksi sähköisen viestinnän ja asioinnin lisääntyessä. Verrattaessa muodostettuja skenaarioita kirjallisuudesta löytyviin liikenneskenaarioihin voitiin todeta, että kasvuorientoituneet skenaariot ennustivat aiempiin skenaarioihinkin verrattuna melko suurta kasvua, kun taas kasvukriittisissä skenaariot uskottiin aiempiin skenaarioihin verrattuna merkittäviin vähennyksiin erityisesti hiilidioksidipäästöjen osalta.
  • Halonen, Minna (Helsingfors universitet, 2012)
    Kaupungistumisen lisääntyessä luonnontilaiset elinympäristöt pirstaloituvat, jonka seurauksena kaupunkeihin tarvitaan lisää viheralueita monimuotoisuuden säilyttämiseksi. Jotta kaupunkeihin saataisiin lisää elämää tuovia virkistäviä viheralueita, on viherkattoja käytetty muiden kaupungin viheralueiden rinnalla. Viherkatot ovat nimensä mukaisesti rakennusten katoille rakennettuja viheralueita, jotka voivat olla sekä tasakattojen että vinojen kattojen päällä. Tavallisesta, maan pinnalla sijaitsevasta viheralueesta poiketen viherkatolla on rajallinen maaperän paksuus, sillä sen pohjana on talon kattorakenne. Viherkatot ovat osa kaupunkien ekosysteemipalveluita, joilla tarkoitetaan ihmisen saamia hyötyjä ekosysteemeistä. Viherkatoista saatavat hyödyt ovat monenlaisia: hiilen sitominen yhteyttämisessä ja hapen vapautuminen ilmaan, elinympäristöjen tarjonta, melun väheneminen kasvillisuuden avulla sekä pölytys ovat esimerkkejä viherkattojen tarjoamista ekosysteemipalveluista. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, voisivatko viherkatot toimia korvaavina elinympäristöinä katoaville elinympäristöille ja uhanalaisille kasvilajeille viherkattojen eristyneisyydestä ja kaupunkiympäristöstä huolimatta. Katoavilla elinympäristöillä tarkoitetaan usein maankäytön muutosten takia harvinaistuneita elinympäristöjä, kuten niittyjä ja paahdeympäristöjä. Erityisesti kasvilajeista putkilokasvit, joihin tutkimus keskittyy, ovat uhanalaistuneet elinympäristöjen katoamisen vuoksi. Niittyjen ja ketojen umpeenkasvu, ilmastonmuutos ja kaupunkien rakentaminen ovat suurimmat syyt uhanalaistuneiden ja silmälläpidettävien kasvilajien lisääntymiseen. Viherkattojen kasvilajistoa inventoitiin kesän 2012 aikana pääkaupunkiseudulla 51 viherkatolla keskittyen putkilokasvien esiintymiseen. Viherkatoilta löydettiin yhteensä 192 putkilokasvilajia ja 27 sammal- ja jäkälälajia. Näistä putkilokasveista kahdeksan on luokiteltu Punaisen kirjan uhanalaisuusluokituksen mukaisesti uhanalaisiksi ja Retkeilykasvion luokittelun mukaisesti kymmenen lajia osoittautui harvinaisiksi. Viherkatoilta löydettyjen uhanalaisten ja harvinaisten lajien luontaisia esiintymisalueita olivat pääosin kuivat niityt, kedot, tienpientareet, joutomaat ja kallioiset alueet. Näin ollen viherkatot voisivat toimia korvaavina elinympäristöinä edellä mainittujen elinympäristöjen harvinaistuville ja uhanalaisille kasvilajeille. Viherkattojen kasvillisuutta selittäviä tekijöitä tarkasteltaessa harvinaisten ja uhanalaisten lajien määrää selittää parhaiten kasvualustan syvyys. Tulokset kasvualustan syvyyden merkityksestä ovat selviä: mitä syvempi kasvualusta, sitä enemmän viherkatoilla esiintyi harvinaisia ja uhanalaisia kasvilajeja. Muista tekijöistä uhanalaisten ja harvinaisten kasvilajien esiintymiseen vaikuttavat viherkaton pinta-ala, ikä, viherkaton kokonaislajimäärä ja viherkaton korkeus. Näytealan etäisyydellä reunasta ei havaittu olevan merkitystä uhanalaisten ja harvinaisten lajien esiintymiseen.
  • Merikanto, Ilona (Helsingfors universitet, 2012)
    Many pathogens are able to survive and reproduce in the environment outside of host for instance by saprotrophic lifestyle. These kinds of pathogens are called opportunistic as compared to obligatory pathogens that cannot interact or reproduce in the environment outside of host. Opportunistic pathogens are subject to strong selection forces in the environment outside of host for instance while they compete for resources they share with other microbes. Ecological interactions in the environment outside of host can therefore influence on the disease dynamics and evolution of virulence of an opportunistic pathogen. No proper theoretical model that would acknowledge opportunistic reproduction and ecological interactions in the environment out side of host has been developed before. Yet it is essential to develop this kind of theoretical model so that the development and dynamics of opportunistic diseases could be predicted and prevented. In this work, an opportunistic disease model was developed that considers both the opportunistic reproduction and the influence of a superior competitor as compared to pathogenic strain on pathogen growth in the environment outside of host. Differential equations in the model represent the density changes in time in the populations of susceptible and infected host, pathogen and rival strain outside host that is not pathogenic. Evolution of virulence of the new opportunistic pathogen meaning the ability to grow from low density in presence of superior competing strain was modeled in differing circumstances. Opportunistic disease dynamics was modeled in differing circumstances, when non-pathogenic competing strain was either present or absent. Equilibrium equations were solvable to a system, where non-pathogenic competing strain was absent, but to a system where non-pathogenic competing strain was present. Analyses of the model were performed with Math Works MATLAB – program. Reproducing inside host gives an opportunity for new opportunistic pathogen to increase in density under circumstances where competition is moderate enough so that the reproduction in the environment outside host may compensate opportunistic pathogen's weaker ability to compete. Reproduction and competition in the environment outside host produce disease dynamics that differ from more traditional SI-models. Density dependence of the reproduction in the environment outside host stabilizes host-parasite system in the absence of competition in the environment outside host. Instead, in the presence of competition the competitive advantage of the non-pathogen strain destabilizes disease dynamics and prevents extinction of the susceptible host. Reproduction in the environment outside host also enables opportunistic pathogen to remain in the environment in the absence of susceptible hosts and functions thus as a potential mechanism for disease out breaks when circumstances change. However, increasing competition in the environment outside host at the expense of opportunistic pathogen may potentially prevent epidemics. Among other things, the model could be applied to biological control with the intension of removing an opportunistic pathogen naturally by weakening its survival in the environment out side of host in a competiotion situation. This kind of biological control could for example be possible in the case of saprotrophic Flavobacterium columnare –fish pathogen that is found in fish farms.
  • Harlio, Annika (Helsingfors universitet, 2012)
    Tässä kokeellisessa tutkimuksessa seurattiin ennallistamistoimien vaikutuksia kenttäkerroksen putkilokasvilajistoon Seitsemisen kansallispuistossa vuosina 1995−2010. Ekologisen ennallistamisen tavoitteena on nopeuttaa ihmisen muuttaman ekosysteemin palautumista luonnontilaiseksi. Tässä tutkimuksessa ennallistamismenetelmänä käytettiin pienaukottamista, jonka avulla jäljitellään metsän luontaisia rakennepiirteitä ja prosesseja, kuten tuulenkaatoja ja myrskytuhoja. Sen ekologiset perusteet ovat boreaalisen havumetsän aukkohäiriödynamiikassa. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, (1) muuttaako pienaukottaminen kenttäkerroksen kasvillisuutta ennallistamiskäsittelyn saaneilla alueilla, (2) monipuolistaako pienaukottaminen metsärakennetta luomalla elinolosuhteita valoa vaativalle sukkession alkuvaiheen kasvillisuudelle, (3) aloittaako pienaukottaminen uuden sukkessiokehityksen aukkohäiriödynamiikkamallin mukaisesti ja (4) voidaanko tämän seurannan perusteella ennustaa tulevan sukkessiokehityksen suuntaa ja nopeutta. Tutkimuskohde oli nuori kivennäismaalla sijaitseva havupuuvaltainen kasvatusmetsä. Ennallistamiskoe sisälsi 15 koealaa. Viidelle koealalle tehtiin syksyllä 1995 pieni aukko (2 aaria), viidelle suuri aukko (8 aaria) ja viittä käsittelemätöntä aluetta käytettiin vertailualoina. Kenttäkerroksen putkilokasvillisuutta tutkittiin koealoilla neliömetrin kokoisilla kasvillisuusruuduilla. Kasvillisuusseuranta suoritettiin vuoden 1995 lähtötilanteen (ennen ennallistamistoimia) lisäksi neljä kertaa vuosina 1997, 2001, 2005 ja 2010. Tutkin eri tavalla käsiteltyjen koealojen kasviyhteisöjen rakennetta ordinaatioanalyysillä (Non-Metric Multidimensional Scaling; NMDS) ja ennallistamiskäsittelyn vaikutuksia kasvilajien runsauden vaihteluun yleistetyllä lineaarisella sekamallilla (Generalized Linear Mixed Models; GLMM). Tutkimusaineiston yleisimmät ja runsaimmat lajit olivat puolukka (Vaccinium vitis-idaea), metsälauha (Deschampsia flexuosa), mustikka (Vaccinium myrtillus) ja kanerva (Calluna vulgaris). Kasvillisuuden kokonaispeittävyys oli merkittävästi suurempi pienaukkokäsittelyn saaneilla koealoilla kuin vertailualoilla 6−10 vuotta pienaukkokäsittelyn jälkeen. Pienaukotettujen koealojen kasviyhteisön rakenteessa tapahtunut muutos oli voimakkaampaa ja erisuuntaista kuin vertailualoilla. Sukkession alkuvaiheen pioneerilajit runsastuivat pienaukkokäsittelyn saaneilla alueilla heti käsittelyn jälkeisinä vuosina, mutta vähenivät seuranta-ajan lopussa sulkeutuneen metsän lajien palatessa koealoille. Pienaukkokäsittelyn vaikutus oli samansuuntainen sekä pienissä että isoissa aukoissa. Koealojen pohjois- ja eteläosien kasvillisuuden kokonaispeittävyys muuttui samansuuntaisesti koko seuranta-ajan. Myrskyn jäljittely pienaukottamalla aiheutti alueella paikallisesti lyhytaikaisen ja pienialaisen häiriön, mikä loi metsikkötasolla selvästi rakenteellista monimuotoisuutta, mutta niiden pienen määrän takia vaikutus maisematasolla oli vähäinen. Viidentoista vuoden aikana pystyttiin käynnistämään aukkohäiriödynamiikkamallin mukaisia pienialaisia nuoria sukkessiovaiheita, joiden vaikutus näkyy mahdollisesti vasta pidemmän ajan kuluttua koko metsäalueen monirakenteisuutena. On todennäköistä, että sukkessiokehitys jatkuu näillä aloilla kohti sulkeutunutta metsää seuraavien vuosikymmenien ajan. Silloin metsään muodostunut monirakenteisuus edesauttaa monipuolisen ja luonnontilaisen metsän kaltaisen elinympäristöverkoston kehittymisen alueella.