Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta: Recent submissions

Now showing items 41-60 of 307
  • Talvio, Satu (Helsingin yliopisto, 2018)
    There are about 30 000 dogs in the city of Helsinki, the capital city of Finland. Dog excrements are destined eather on the communal waste system or in the city environment: in the streets, parks, beaches or forests. Dog droppings cause both a visible and smelly problem especially in the springtime when the snow melts. Nutrients and microbiological harmful substances run to the runoff waters, and the growing amount of dog excrements is engaging the communal waste management by collecting the manure and handling it. In this study the dog droppings were studied in four parks in the city of Helsinki. The droppings that were collected in the trash bins by the dog owners and the droppings that were left in the ground near the bins were weighted daily for twenty days in November- December 2017. The study was a quantitative field study, in which the weight of the droppings were weighted and the material of the excrement bag was registered. The study was divided in two parts. In the first part the amount of droppings that were left uncollected in to the intended bins was measured. In the other part the effect of dropping bag was estimated from the sewage handling and waste disposal point of view. The theoretical frame of reference was the analysis of environmental impacts of dogs, which was considered by using the amount of dogs in Helsinki and the results of the measurements, and reflecting them in the international scientific studies. The results were also compared with a survey ”Koirat kaupungissa” that was published by the city of Helsinki in 2017. The results of the measurements show that the dog population of Helsinki put out approximately 1 358 tons of manure per year, and 148 tons of that amount end up in the streets and the park environment despite of the sanitation law. Slight differences between parks were discovered: in relation the largest amount of excrements were left uncollected in the Runar Schildt park, in the suburban area in the northwest of the city of Helsinki. The dog excrement bag materials variated in the trash bins. The waste management could theoretically benefit of standardization of the bags, and it could be beneficial to get all the manure collected in bags that compost easily and would be composted. The nutrients of the excrements could be then collected and taken advantage of. This was anyhow found difficult, because even the best of the bag materials do not compost properly, and are being burned as mixed garbage with the dog excrements. The effects of dog excrements in the urban areas are also considered in this study.
  • Rikberg, Jon (Helsingin yliopisto, 2018)
    The Red List Index (RLI) has widely been recognized as a useful tool in keeping track of extinction risk trends of large taxa. The RLI is an index based on IUCN’s threat categories. Functional diversity (FD) is a way of measuring biodiversity that describes species´ traits that are linked to species´ ecological roles. In this work I have mapped the spatial distribution of the RLI and functional diversity for Finnish vascular plants. I first produced species distribution models (SDMs) for all 1194 species of vascular plants in the Finnish Red List 2010 based on records from the Kastikka and Hertta databases and environmental data. A functional tree incorporating 971 of those species was calculated using seven functional traits. The traits that I used were life form, maximum plant height, seed mass, seedbank longevity, life span, specific leaf area (SLA), and leaf dry matter content (LDMC). The trait data was gained from the databases Leda and TRY. Based on the SDMs, the functional tree, and the Finnish Red List, taxonomic and functional diversity and RLI were mapped for the whole of Finland using 10 x 10 km cells. This was the first time FD and RLI were mapped for vascular plant species across Finland. Null models were used to compare observed values with the ones expected if species (and consequently traits) distributions were random accross the country. Taxonomic diversity (TD) was higher than expected in southern Finland and lowest in northern Finland, suggesting a strong latitudinal gradient. TD correlated with the same environmental variables as FD. Thus, it is likely that both TD and FD are dirven by the same environmental variables. FD was higher than expected in southern and western Finland and lower in the northern and eastern parts of the country. A strong environmental filtering in the north might cause low FD by limiting species´ distributions within many clades and favouring species with similar traits that allow them to survive in extreme conditions. In southern Finland, competitive exclusion might limit the co-existence of species with similar traits, thus increasing trait divergence. The RLI values were lowest in the Åland islands, along the southern coast, in a few sites in eastern Finland (e.g. Koli and Kuusamo areas), around Kemi and the Gulf of Bothnia and in Kilpisjärvi. Thus, these sites have high concentrations of threatened species. The low RLI sites correspond well with areas with either limestone or dolomite deposits, which explains why many of these areas are floristically unique and present high concentrations of threatened species. In addition, many of the sites with low RLI are geographical extreme areas in Finland, corresponding to the distribution limits of many species. The RLI was high in Ostrobothnia and in large parts of Lapland. In Ostrobothnia, centuries of forest management and a homogenous bedrock and topography have resulted in a vascular plant community based mostly on common species. It is possible, that regional extinctions have happened in Ostrobothnia already before red listing measures began, thus explaining the high RLI values today. On sites with more variety among habitats and bedrock, the RLI values were significantly lower than in the rest of Lapland, suggesting that the high RLI values for parts of Lapland are due to homogeneous plant communities in the northern boreal forests that host only few threatened species. The spatial distribution of the RLI and functional diversity for vascular plants in Finland were mapped for the first time. A strong latitudinal gradient was found for TD and FD. Low RLI values were found on calcareous soils and on geographic extremes in Finland. To track possible changes in the RLI it would be crucial to remap the RLI in 2019 when the next Finnish Red List is published. A comparision between this work and the remapping based on the 2019 assessment would track changes in the extinction risk across Finland. The current limitation with RLI is that it only considers taxonomic diversity. However, in future work it is possible to incorporate the functional tree used in this thesis into RLI to calculate a functionally weighted RLI.
  • Holappa, Katri (Helsingin yliopisto, 2018)
    Staphylococcus aureus is a commensal bacterium in humans and approximately 30% of healthy people carry it as part of their microbiome, in the nasal cavity and skin, without any harm. However, it is an opportunistic pathogen that causes severe infections in immunocompromised and hospitalized patients. Typical infections caused by S. aureus are wound and skin infections, pneumonia and urinary tract infections in people with a medical implanted device such as for example a catheter. S. aureus has gained resistance to virtually all antibiotics over the years of excessive antibiotic consumption, making treatment nearly impossible in some cases. MRSA, methicillin resistant S. aureus, is a worldwide problem in hospitals and the mortality rate is still rising. One of the most common MRSA lineages is USA300, a community-acquired MRSA, which is notorious not only for its antibiotic resistance but also for its ability to form prolific biofilms. Biofilm production combined with antibiotic resistance complicates treatment of S. aureus even further. A detailed understanding the molecular mechanisms of biofilm formation might bring us closer to a cure for infections caused by MRSA biofilms. The study comprised two parts. First, characterize the phenotype of the mutants under static and dynamic conditions, test the minimal inhibitory concentrations (MIC’s) for antibiotics and verify the gene knockout by real-time RT-PCR. Second, study gene function by transduction to the parental strain USA300-UAS391 EryS and a MRSA strain TCH1516 EryS to study the gene function in a different bacterial background. The methods used were cell culturing for static and dynamic biofilm as well as growth curve, fluorescence microscopy, antibiotic susceptibility testing and real-time RT-PCR. In total seven strains were selected for characterization. The chosen seven knockouts were ΔHAD (HAD-superfamily hydrolase, subfamily IA, variant 1), non-coding region, ΔausA (non-ribosomal peptide synthetase), ΔoppA (Oligopeptide ABC transporter substrate-binding protein), ΔclfB (clumping factor B), ΔampA (cytosol aminopeptidase), and ΔpgsA (CDP-diacylglycerol--glycerol-3-phosphate 3-phosphatidyltransferase). General characterization showed a few changes in biofilm formation for the genes ΔoppA, ΔausA, ΔHAD and ΔpgsA. Especially ΔpgsA is interesting because of increased ciprofloxacin resistance. The real-time RT-PCR showed some altered gene expression patterns, but no connection to poor biofilm formation. With fluorescence microscopy the growth patterns of USA300 transposon mutant strain biofilms could be described. To verify the results of the characterization, further experimentation is needed, such as RNA sequencing and complementation. Also expanding the studies to other gene hits of the screening is recommended.
  • Porkka, Kaija (Helsingfors universitet, 2017)
    Chitinolytic enzymes belong to a group of pathogenesis-related proteins, which are induced in plants by a pathogenic attack. They have also been shown to function in abiotic stresses and related to signalling. Chitinases catalyze the degradation of β-1,4-N-acetyl glucosamine units of chitin. Chitin is not found in plants, but for example the shells of invertebrates, cell walls of certain fungi, algae and bacteria contain it abundantly. Lately chitinases have gathered attention because of their potential utilization possibilities in medicine, agriculture, food industry and biofuels. Strong chitinase gene expression and also chitinolytic activity has been found in a spruce (Picea abies L. Karst.) cell culture, which produces apoplastic lignin into the medium. Plant chitinases are known to be induced also in developmental processes. Chitinase-like genes have been shown to be essential in cellulose synthesis and in development of cell walls and tracheary elements and also affected the localisation of lignin in tissues. Therefore, the secretion of chitinases into the culture medium has not necessarily been caused by stress and chitinases might use also some endogenic substrate in addition to chitin. Because chitin is a structural component of plant pathogens but not present in plants and the growing circumstances of the studied aceptic spruce cell culture were stable, the research hypothesis was, that the secreted chitinases in the culture medium were not a stress reaction but related to development and besides chitin of the pathogens they utilize some own polysaccharide substrate of spruce. Additional hypothesis was connection of the strong expression of chitinases and chitinase-like genes in the culture medium and the production of apoplastic lignin by the spruce cell line. The aim of the study was to characterize the chitinases and chitinase-like enzymes of the spruce cell suspension culture medium and developing xylem by isolating, purifying and cloning them and by producing them heterologously. The aim was also to identify the putative endogenous substrates for the chitinases and chitinase-like proteins to reach better understanding about the meaning of the chitinases in the development of the spruce tissues. Two chitinases of the spruce cell suspension culture were isolated and purified by chromatographic methods. One chitinase gene in spruce cell culture and one chitinase-like gene in spruce xylem were cloned, after which the chitinases and chitinase-like proteins were produced in Pichia pastoris yeast. The total proteins of the culture medium, the purified chitinases isolated from the medium and the chitinases and chitinase-like proteins produced in P. pastoris were used to examine their substrate alternatives with the carbohydrate microarray method. The connection between apoplastic lignin and the chitinolytic enzymes in culture medium was not found and obvious candidates for the endogenous substrates were not detected. However, the mannan degradation in the presence of the chitinases was strong enough to give reason to further analyses.
  • Kettunen, Anna (Helsingfors universitet, 2008)
    Varsinais-Suomessa sijaitsevan Kurjenrahkan kansallispuiston suurimman käyttäjäryhmän muodostavat kansallispuistoon sen lähialueelta tulevat virkistysulkoilijat. Tällä tutkimuksella selvitettiin näiden kävijöiden virkistyskokemusten ja subjektiivisen hyvinvoinnin yhteyttä kahdesta näkökulmasta: Mihin hyvinvoinnin osa-alueisiin virkistäytymisellä on kävijöiden itsensä mielestä vaikutusta? Entä mistä osatekijöistä hyvät kokemukset muodostuvat? Tutkimuksen tavoite on lisätä osaltaan ymmärrystä kansallispuistojen ja retkeilyalueiden virkistyskäytön hyödyistä erityisesti yksilötasolla, huomioiden yksilöiden hyvinvoinnin kumuloitumisen myös yhteiskunnan eduksi. Tutkimus toteutettiin strukturoituna lomakekyselynä Kurjenrahkan kansallispuistossa touko–lokakuussa 2007 Metsähallituksen tekemän kävijätutkimuksen yhteydessä. Tutkimuksen perusjoukon muodostavat Kurjenrahkalla tutkimusjaksolla vierailleet 15 vuotta täyttäneet ja korkeintaan tunnin matkan päästä alueelle saapuneet kävijät. Vastaukset tutkimukseen saatiin 158 kävijältä. Aineisto analysoitiin tilastollisin menetelmin. Virkistyskäynneillä on tämän tutkimuksen tulosten perusteella vaikutusta kolmeen hyvinvoinnin osa-alueeseen. Käynnit vastaavat hedonistisessa mielessä rentouttavan vapaa-ajan vieton tarpeeseen, auttavat latautumaan arjen haasteisiin, sekä tukevat minuuden vahvistamista. Kurjenrahkan käyntien merkitystä pidettiin tärkeänä erityisesti kahteen ensin mainittuun osaalueeseen. Hyvinvointia ylläpitävien ja lisäävien kokemusten keskeisin osatekijä on Kurjenrahkalla luonto. Se on perustana myös muille kokemusten muodostumisessa tärkeimpinä pidetyille ulottuvuuksille eli Kurjenrahkan erilaisuudelle arkiympäristöstä, rentoutumisen ja henkisen hyvinvoinnin vahvistamiselle sekä Kurjenrahkan kokemiselle elvyttävänä paikkana. Suhteutettaessa virkistyskokemuksen tekijöitä toisiinsa paikan eli Kurjenrahkan luonnon merkitys oli 42 %, seuran tai yksin olemisen merkitys 24 %, toiminnan merkitys 21 % ja kotiinviemisten (esim. marjat, muistot) 13 %. Reilu kolmannes vastaajista piti Kurjenrahkan kansallispuistoa vaikeasti korvattavana virkistystarpeidensa kannalta.
  • Hietala, Riikka (Helsingfors universitet, 2006)
    Mahdollisuudet kokea hiljaisuutta ovat heikentyneet yhteiskunnassamme. Hiljaisuutta voidaan suojella laatimalla kriteerit hiljaiselle alueella ja suojella niitä kaavoituksen ja lainsäädännön avulla. Tällä tutkimuksella pyritään hankkimaan taustatietoa siitä, millaisia melun raja-arvoja voitaisiin soveltaa hiljaisten alueiden määrittelyssä sekä mitkä asiat vaikuttavat luonnonrauhan kokemiseen hiljaisella alueella. Tutkimuksessa selvitetään luonnonrauhan kokemisen suhdetta alueella vallitsevaan äänitasoon. Lisäksi tutkimuksessa pyritään määrittelemään mitä on luonnonrauha ja sen kokeminen, sekä tarkastellaan niitä tekijöitä, jotka vaikuttavat luonnonrauhan kokemiseen. Aineisto kerättiin retkillä, joita järjestettiin kolme pääkaupunkiseudun ja yksi Leppävirran virkistys- ja ulkoilualueilla. Yhteensä retkille osallistui 79 ihmistä. Retken aikana äänitasot mitattiin äänitasomittarilla ja osallistujat täyttivät lomakkeen, jossa kysyttiin arvioita luonnonrauha- ja maisemakokemuksesta. Kunkin retken jälkeen tehtiin ryhmähaastattelu. Aineiston analyysiin käytettiin sekamenetelmää: äänitasojen ja lomakkeen arvioiden suhdetta analysoitiin kvantitatiivisin menetelmin ja haastatteluaineiston ja lomakkeen avovastauksien analyysiin käytettiin kvalitatiivisia menetelmiä. Laadullinen analyysi täydentää ja selittää tilastollista aineistoa sekä etsii luonnonrauhan kokemisen arvioihin vaikuttavia tekijöitä. Tuloksien mukaan luonnonrauhakokemuksen ja äänitasojen välille löytyi riippuvuus: äänitason nousu vähentää luonnonrauhaa. Luonnonrauhakokemus on kokemus riittävästä tilasta ja sitä vahvistaa luonnonhiljainen äänimaisema, jossa voi kuulla luonnon ääniä ja nähdä koskematonta luontoa. Kokemusta häiritsee liikenteen melu ja ihmisjäljet. Odotukset hiljaisuudesta ja rauhasta vaikuttavat voimakkaasti luonnonrauhakokemukseen.
  • Koistinen, Ville V. T. (Helsingfors universitet, 2008)
    Ligniini on heti selluloosan jälkeen puiden toiseksi yleisin rakenteellinen biomolekyyli. Ligniini on tärkeä biopolymeeri sekä biologisesti että taloudellisesti. Ligniini antaa kasville fysikaalista kestävyyttä, erityisesti vettä kuljettavissa solukoissa, se toimii kasvin puolustuksessa patogeeneja vastaan fysikokemiallisena suojana. Taloudellisesti ligniini on sekä haitallinen että hyödyllinen yhdiste. Paperiteollisuudessa ligniinistä pyritään pääsemään tarkasti eroon, koska hapettuessaan valon vaikutuksesta ligniinin absorbanssi muuttuu, ja kellastaa paperin. Energiatalouden kannalta ligniini on hyvin tärkeä molekyyli. Se sisältää paljon hiiltä ja sen polttaminen tuottaa näin ollen runsaasti energiaa. Ligniinin rakennetta kemiallisesti muokkaamalla siitä voidaan valmistaa monia hyödyllisiä yhdisteitä, kuten ravintolisiä, kuidunlähteitä, polttoainetta ja suoja-aineita. Ligniinin biosynteesin tunteminen on edellytys sen rakenteen muuttamiseen hyötykäyttöön. Paperiteollisuuden kannalta erityisen tärkeää olisi yrittää vähentää ligniinin määrää sellupuussa, näin säästettäisiin rahaa ja ympäristöä huomattavasti, koska kemiallinen ja fysikaalinen ligniinin poistaminen paperimassasta on kallista ja ympäristölle haitallista. Toisaalta energiapuun ligniinikoostumusta kannattaisi pikemminkin lisätä, näin puusta saatavaa energiamäärää voidaan tilavuuteen nähden kasvattaa. Ligniinin biosynteesi jakaantuu karkeasti ottaen kolmeen osaan: 1) ligniinin esiasteiden synteesiin 2) esiasteiden kuljetukseen solulimasta soluseinään 3) ligniinin polymerisaatioon soluseinässä. Ligniinin biosynteesin ensimmäinen ja kolmas vaihe tunnetaan yksityiskohdiltaankin jo sangen hyvin. Sen sijaan toinen vaihe esiasteiden kuljetus on lähes täysin tuntematon. Tämä ei suinkaan tarkoita, että kuljetusvaihe olisi biosynteesin kannalta merkityksetön. Päinvastoin, se on hyvin tärkeä osa synteesiä. Kuljetustapahtuma selvittäminen voi hyvinkin lisätä tietämystämme myös ligniinin biosynteesin säätelystä ja ajoituksesta. Kuljetusmekanismia ei tunneta, mutta sille on esitetty kolme hypoteesi: 1) monolignolien suora diffuusio solukalvon läpi soluseinään, 2) Golgin laite –välitteinen kuljetus 3) ABC-transportterivälitteinen kuljetus. Tämän työn tarkoituksena on tutkia Golgin laitteen ja ABC-transporttereiden osallisuutta monolignolien kuljetukseen. Tässä työssä koniferiinia, mahdollista monolignolin kuljetus- ja varastomuotoa vastaan on valmistettu ja karakterisoitu vasta-aine, anti-koniferiini. Anti-koniferiinia käyttämällä on yritetty selvittää koniferiinin paikallistumista kuusen erilaistumisvaiheessa olevissa putkisoluissa. Koniferiinin sijaintia on myös selvitetty lituruohon juuressa ja kuusen A3/85-solukkoviljelmän soluissa. ABC-transporttereiden osallisuutta monolignolien kuljetukseen on selvitetty inhiboimalla monolignolien kuljetusta kuusen solukkoviljelmän soluissa, jotka ovat saaneet radioaktiivista glukoosia ja seuraamalla kuinka inhibiittori vaikuttaa solujen erittämien radioaktiivisten monolignoleiden eritysnopeuksiin. Anti-koniferiinin havaittiin puhdistettuna tunnistavan sekä koniferiinin että koniferyylialkoholin. Jälkimmäisen tunnistus on kuitenkin heikompaa. Koniferiinin havaittiin paikallistuvan kolmevuotiaitten kuusten varressa puutuvien solujen soluseiniin. Lituruohossa koniferiini paikallistuu juuren huntuun. A3/85-soluissa koniferiini paikallistuu vakuolimaisiin rakenteisiin ja pistemäisiin rakenteisiin solukalvon läheisyydestä. Käytetyistä inhibiittoreista vanadaatin ei havaittu inhiboivan monolignoleiden kuljetusta, se päinvastoin kiihdyttää sitä. Reversin 121:stä saadut tulokset ovat tässä vaiheessa vielä ristiriitaisia.
  • Ketola, Katri (Helsingfors universitet, 2015)
    Darwinian selection can be measured and investigated from gene sequences. A certain gene form favored by positive selection will become more common in the population. Detecting strong positive selection is rare, but it has been found to affect genes involved in immune defense and perception of odorants. Genes under positive selection have a possible role in speciation or adaptation. This is why chemical communication, being based on the sense of smell, is an interesting topic for measuring natural selection and positive selection in particular. Social insects, such as ants, are model organisms for chemical communication. They use chemical communication not only for finding nutrition and detecting intruders, but also in coordinating the activities of several thousands of colony members. Insects perceive odorant signal molecules with their antennae. Odorant binding proteins (OBP) and chemosensory proteins (CSP) bind and transport odorant molecules through the sensillar lymph. OBPs and CSPs are also suspected to have a role in selecting odorants. This work focuses on two OBP genes and two CSP genes to study natural selection. All of these genes are conserved among all ant species. Three of these genes, OBP1, CSP1 and CSP7, are strongly expressed in the antennae suggesting that they function in chemical communication. CSP7 also has a known function in nest mate recognition in ants and OBP1 is known to bind a queen pheromone in the honeybee. The data includes gene sequences from 7 Formica ant species (270 sequences in total). The main goals of the research were to find out 1) the extent of variation between and within closely related ant species, 2) which evolutionary forces, natural selection or random drift, are behind the variation and 3) are there systematic differences between the two social forms of ants suggesting that these genes would affect the social structure of an ant colony. The variation in the sequence data was visualized by phylogenetic, principal coordinate and fixed differences analyses. Differences between populations were studied by FST values. The evolutionary forces shaping chemical communication genes within the species and populations, were studied by McDonald-Kreitman test, Tajima s D, Fu and Li test and MFDM test. The data shows that two of the species, F. cinerea and F. exsecta, significantly differ from the other five ant species, the F. rufa group species, and that the F. rufa group species don t significantly differ from each other based on these genes and this data. This could be due to their recent speciation or crossing between the species leading to hybrids in the data. The results of the evolutionary analyses are inconsistent. However, CSP7 has the strongest indication of selection based on all of the tests. Possible selection and sequence variation was detected at a predicted transcription factor binding site in F. cinerea. This indicates that selection might affect the regulation of CSP7. In the future it would be interesting to check the true transcription factor binding sites experimentally.
  • Syrjälä, Heidi Johanna (Helsingfors universitet, 2007)
    Kasvien ja kasvinsyöjähyönteisten vuorovaikutukset ovat pitkään olleet ekologian mielenkiinnon keskiössä. Peruskysymyksiin kuuluu, miksei kasvinsyöjä eli herbivori kuluta ravintoresurssiaan loppuun - miksi maailma on edelleen vihreä? Tässä tutkielmassa selvitän näiden vuorovaikutusten vaikutusta kasvinsyöjälajin liikkeisiin. Tutkimuskohteina ovat Kanadan Kalliovuorilla elävä apolloperhosen Parnassius smintheus toukka ja sen pääasiallinen ravintokasvi, maksaruoho Sedum lanceolatum. Vaikka apolloperhosen toukka on suuri ja sen ravintokasvi pieni, toukkien ravintokasviin kohdistuva vaurioaste on kovin alhainen: kunkin kasviyksilön lehdistä syödään keskimäärin alle 3 %. Mikä saa toukan jättämään näin suuren osan ravintokasvista syömättä? Tutkimukseni lähtökohtana käytin vuonna 2003 kerättyä materiaalia siitä miten itse ravintokasvi ja apolloperhosen toukkien syömävauriot ovat jakautuneet tilassa. Tilanjakaumien selittämiseksi tein itse alkukesän 2006 aikana suoria havaintoja toukkien liikkeistä niityillä, ja tein sarjan kokeita joissa vertasin kahta vaihtoehtoista hypoteesia sille, mikä saa toukan vaihtamaan ravintokasvia: i) kasvin vaste aktivoituu vasta tietyn vaurioasteen ylityttyä, ja toukka vaihtaa kasvia ennen tämän kynnysarvon ylittämistä ja/tai ii) kasvin biokemiallisessa vasteessa on pieni viive, ja toukka vaihtaa nopeasti kasvia tätä vastetta ennakoiden. Tulokset osoittavat, että toukat liikkuvat luonnossa lyhyin pyrähdyksin, keskimäärin alle 40 cm. Lisäksi niiden isäntäkasviin kohdistamat syönnösjäljet ovat aggregoituneet vastaavassa mittakaavassa (noin 50 cm). Isäntäkasviin kohdistuva alhainen vaurio selittyy pienellä viiveellä ravintokasvin indusoituvassa vasteessa. Tutkimusteni valossa tämä vaste aktivoituu parin päivän viiveellä. Vasteen välttäminen näkyy myös toukkien resurssinvalinnassa. Tekemissäni valintakokeissa toukat suosivat selvästi vähemmän vaurioita saaneita ja tuoreempia vaurioita omaavia ravintokasveja. Valinta perustuu aktiiviseen liikkumiseen ravintokasviyksilöiden välissä. Kokeissa havaitsin toukkien vierailevan tasaisesti kaikenlaisilla ravintokasveilla. Luonnossa seuraamani toukat eivät kuitenkaan muuttaneet liikerataansa suhteessa isäntäkasvien tiheyteen eivätkä vaurion laajuuteen. Tutkimukseni toivat huomattavasti uutta tietoa Kalliovuorten apolloperhosten elämästä sekä yleistä tietoa kasvi-herbivori vuorovaikutuksista. Yhteenvetona voidaan todeta, että tutkimukseni tuo huomattavasti uutta tietoa Kalliovuorten apolloperhosten elämästä, ja lisää merkittävästi yleistä tietoa kasvien ja herbivorien vuorovaikutuksista. Saamieni tulosten perusteella S. lanceolatumilla indusoituva vaste aktivoituu noin 1-2 vuorokaudessa ja vaikuttaa sekä toukkien valintoihin että kasvunopeuteen. Toukkien kasvunopeus on todettu hyönteisillä erittäin tärkeäksi biologiseen kelpoisuuteen vaikuttavaksi tekijäksi. Siten tämä tutkimus yhtenä osanaan pystyy yhdistämään kasvinsyöjähyönteisten käyttäytymisen ja liikkumisen suoraan isäntäkasvin indusoituvaan vasteeseen.
  • Lautala, Katri (Helsingfors universitet, 2016)
    Liito-oravaa (Pteromys volans) esiintyy EU:n alueella ainoastaan Virossa ja Suomessa. Lajin kanta heikkenee jatkuvasti metsätaloustoimien vuoksi. Liito-orava kuuluu EU:n luontodirektiivin suojaamiin lajeihin ja sen lisääntymis- ja levähdyspaikkojen hävittäminen on kielletty luonnonsuojelulailla. Liito-oravaa on suojeltu vuosina 2004 2016 Elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskuksen (ELY) toteuttamin rajausmenettelyin, jotka vuonna 2016 poistettiin käytöstä. Metsätoimijoiden vastuu liito-oravan suojelusta on kasvanut. Tässä työssä tutkin metsänomistajien asenteita liito-oravaa, sen suojelua sekä suojeluviranomaisia kohtaan. Olin kiinnostunut lainsäädännöllisen velvoittavan suojelun vaikutuksesta metsänomistajien asenteisiin suojeltavaa lajia kohtaan. Lisäksi halusin selvittää, millaiset taustatekijät voivat vaikuttaa asenteisiin. Taustateorioina käytin sosiaalipsykologian asenneteorioita, joiden pohjalta uskoin vastaajien asenteissa näkyvän joko kielteistä tai myönteistä suhtautumista liito-oravan suojeluun. Kielteinen suhtautuminen osoittaisi reaktanssia eli psykologista ilmiötä, jossa käskeminen aiheuttaa halun rikkoa annettua käskyä, jotta oma valinnanvapaus säilytetään. Myönteinen suhtautuminen kertoisi dissonanssi-ilmiöstä eli psykologisesta ilmiöstä, jossa käyttäytymistä ei voi lainsäädännön takia muuttaa ja siksi muutetaan asenne lakia myötäileväksi. Aiempien sääntöjen noudattamista käsitelleiden asennetutkimusten perusteella molempia ilmiöitä tulisi esiintyä vastaajien joukossa. Toteutin tutkimuksen puhelimitse tapahtuvan haastattelun avulla. Metsänomistajat oli jaettu kolmeen ryhmään heidän liito-oravakokemuksensa perusteella. Kontrolliryhmällä ei ollut ollenkaan omakohtaisia liito-oravakokemuksia. Kahdella muulla ryhmällä oli joko ELY-keskuksen antama liito-oravapäätös ilman hakkuurajoituksia, tai ELY-keskuksen määrittämä liito-oravapäätös hakkuurajoituksineen. Kokemuksen merkitystä analysoin mm. lineaarisen regressioanalyysin avulla. Tulokset osoittivat, että noin puolet metsänomistajista suhtautuivat liito-oravaan ja sen suojeluun kielteisesti ja heidän vastauksissaan oli havaittavissa selkeää reaktanssia. Taustatekijöistä asenteisiin vaikutti eniten vastaajan omistaman metsän pinta-ala. Kielteiset metsänomistajat vastustivat heidän metsätaloustoimiaan rajoittavaa lainsäädäntöä, eivätkä uskoneet liito-oravan olevan kovin uhanalainen. Metsänomistajat, joille oli määrätty rajauksia, suhtautuivat kaikista kielteisemmin liito-oravaan liittyviin väittämiin. Ryhmittelyanalyysin perusteella kuitenkin noin puolet vastaajista suhtautuivat melko myönteisesti liito-oravaan ja 70 % metsänomistajista olivat tyytyväisiä saamiinsa liito-oravapäätöksiin. Vuoden 2016 muutokset tulevat varmasti heikentämään entisestään liito-oravan suojelua, kun muutokset antavat käsityksen, ettei lajinsuojelu ole tärkeää. Liito-oravan suojelun jatkosuunnitteluun kannattaisi tämän tutkimuksen tulosten perusteella ottaa metsänomistajat mukaan. Iso lajinsuojelullinen ongelma on se, ettei suuri osa metsänomistajista usko liito-oravan olevan uhanalainen. Tätä epäkohtaa voitaisiin korjata esimerkiksi osallistamalla metsänomistajia liito-oravakannan koon arviointiin.
  • Mäkelä, Mirka (Helsingfors universitet, 2015)
    Archaea are known to thrive in different kinds of extreme habitats. Halophilic archaea are found in environments where the salt concentration is high, like in salt lakes and solar salterns. The habitats of halophilic archaea have salt concentration varying from higher than sea water to the saturation of salt. In high salinity habitats, the biodiversity is typically low and archaea are dominant microorganisms. The cell density of haloarchaea can be up to 107 cell/ml.When there are no predators for archaea and other halophilic microbes, viruses are thought to be the driving agents for their evolution. To this date, 130 archaeal viruses are described and 90 of them are known infect halophilic archaea. Most of the isolated haloarchaeal viruses are head-tailed. These head-tailed viruses can be divided into three different groups by the properties of the tail structure. Those three types of head-tailed viruses are myo-, sipho- and podoviruses. The infection cycles, receptors or lysis mechanisms used by archaeal viruses are still poorly known. Few studied archaeal viruses use seemingly similar strategies to attach to the surface of the host cell, to penetrate the cell surface and to release new virions, as bacteriophages and viruses of eukaryotic cells do. Since archaeas differ so much from eukaryotic or bacterial cells, their viruses must have developed different strategies to carry out their infection cycle. Several filamentous viruses of archaea are known to attach to the pilus structures of their host cells and some of the enveloped archaeal viruses attach straight to the cell membrane of the host. These strategies are seemingly similar to those used by bacteriophages and viruses of eukaryotic cells. Strikingly different mechanism to release virions has been seen on SIRV-2, virus of a hyperthermophilic archaeon. The SIRV-2 infection induces pyramid shaped extrusions on the surface of the host cells. In the end of the infection cycle these pyramids open and release new virions from the cell. This is the first lysis mechanism described for an archaeal virus. In this work, the infection cycle of a head-tailed virus infecting extremely halophilic Haloarcula vallismortis was studied. The Haloarcula vallismortis tailed virus 1 (HVTV-1) is head-tailed siphovirus with a double stranded DNA genome. In previous studies the infection cycle of HVTV-1 is described to be lytic. The genome sequence, 3D-structure of the capsid and the major capsid protein of HVTV-1 is known. HVTV-1 infection has been seen to induce large, roundish structures on the surface of the infected cell. These structures may have a role in the course of the infection cycle. Several animal viruses are known to cause massive rearrangements in the host cell so that replication proteins, viral genome and the replication agents needed from the host are concentrated in specific locations. These rearrangements facilitates and enhances the viral replication. The roundish structures induced by HVTV-1 might play the same role as the virus factories of animal viruses do or these structures may be involved in the release of new virions in somewhat similar manner as those virus induced pyramid structures. In this study two main goals were set: 1.) To explore the adsorption of HVTV-1 in more details and see if the host cell receptor could be solved. 2.) To solve the possible role of the virus induced structure seen in the host cell and to find out, in which point of the infection cycle those structures appear. Based on this study, it can be said that the adsorption of HVTV-1 is efficient and very fast. The virus attaches to the archaella structures of the host cell and the attachment is mediated by the tail of the virus. One archaella may serve as a receptor for several viruses and they are not saturated. The intracellular phase of the infection cycle of HVTV-1 is long and the virus production starts 8 hours after infection. Virions are released when the host cells is lysed 12 hours after the infection. Two hours before the lysis, two virus induced structural changes of the cell are seen. The roundish structures at the surface of the cell and wide areas in the cytoplasm filled by a structure looking similar as lipid membranes. At the same time when the virus production begins, at least two virus induced or coded proteins are produced in the cell. The other one of these proteins was identified and it is predicted to be the virus encoded ribonucleotide reductase. Ribonucleotide reductase is an enzyme known to catalyse the synthesis of deoxyribonucleic acids from ribonucleic acids. If the ribonucleotide reductase is a part of seen structures, the timing of their appearance and the known function of the enzyme, could suggest those structures to play a role in the maturation or release of the virions. Many questions still remains and there would be lot more details to study in the HVTV-1 infection. Especially interesting would be the identification of the other virus induced protein, purifying those roundish structures and analysing them in more details.
  • Jalkanen, Joel (Helsingfors universitet, 2016)
    Biotopes and biodiversity within the Metropolitan Area of Helsinki (cities of Helsinki, Espoo, Vantaa and Kauniainen) were prioritized with a spatial conservation prioritization software called Zonation. The aim of the thesis was to examine how different, largely urban or semi-urban, areas supported biodiversity and thus, indirectly, ecosystem services provisioning. Furthermore, the effects of the new City of Helsinki Strategic Plan 2050 on the prioritization were examined. The analyses were based on expert elicitations, in which different urban biotopes were evaluated in terms of how well they supported species richness and the occurrence of specialist species of 8 taxonomic groups. Following the biotope classification, an urban biotope map was compiled from various GIS sources. Based on the expert answers, these biotope maps were then converted to suitability maps for each of the eight taxonomic groups. The urban biotope map, as well as the suitability maps, were made according to two land-use versions: current land-use in the research area, and a scenario describing the actual City of Helsinki Strategic Plan 2050. Separate Zonation prioritizations were then made for both scenarios. Urban biotopes a-priori evaluated as important for biodiversity, such as lakes and their shores, ruderal areas, dry meadows, manor yards, shoreline meadows and herb-rich forests, became emphasized in Zonation prioritizations as well, whereas the currently heavily built areas received lowest conservation priority in the analysis. Thus, according to this study, densification of the current residential and built-up areas does not threaten the urban biodiversity or ecosystem services of the Metropolitan Area of Helsinki. According to the present analysis, the new Helsinki Strategic Plan would have some relatively small effects on biodiversity in the research area. While the plan proposes development in some top-value biodiversity areas, the estimated effects of the plan were on average only a 3.3% loss of biotopes across taxonomic groups. Nevertheless, the plans of Helsinki could influence biodiversity priority areas in neighboring cities, and I recommend that the broader Metropolitan Area should be treated as a whole from the perspective of urban biodiversity. Rather than preserving sets of defined species, multi-functionality and ecosystem services provided by urban biodiversity should be emphasized when planning for urban nature conservation. As biodiversity ultimately underlies and supports both of these objectives, it should be central in the urban planning as well. Spatial conservation prioritization can well be used for ecologically sustainable urban planning, as long as the quality of the input data is taken care of and different uncertainties and limitations of the analyses are recognized in interpretation.
  • Simpanen, Suvi-Marja (Helsingfors universitet, 2017)
    Viherkattojen määrä on kasvanut räjähdysmäisesti eri puolilla maailmaa viime vuosina niiden jatkuvan tutkimisen myötä. Monet kaupungit haluavatkin lisätä viherkattojen määrää ja rakentamiselle on tarjolla erilaisia tukia sekä helpotuksia. Viherkattoja rakentaessa ongelmaksi muodostuu usein viherkaton aiheuttama lisäpaino, jota saneerauskohteiden rakenteet eivät välttämättä kestä. Ratkaisuksi voi nousta sammalkatto, joka voi olla perinteisiä viherkattoja ohuempi ja siten kevyempi. Sammalet ovat putkilokasveihin verrattuna kevyempiä ja ne kestävät myös paremmin kuivuutta. Sammalkattoja ei ole kuitenkaan tutkittu tarpeeksi, jotta niitä voitaisiin suunnitella ja rakentaa uusiin kohteisiin. Tämän tutkimuksen kohteena toimi Meilahden liikuntakeskuksen sammalkatto, jossa sammalten kasvua tutkitaan eri paksuisilla ja erityyppisillä kasvualustoilla. Tutkielman tarkoituksena oli selvittää, minkä tyyppinen kasvualusta edistää parhaiten sammalten kasvua koekatolla. Materiaali koostui sammalkatolta otetuista kuvista, joita muokattiin myöhemmin Photoshop -kuvankäsittelyohjelmalla sammalpeitteisyyden selvittämiseksi. Tutkimus aloitettiin syksyllä 2015 ja saatiin päätökseen syksyllä 2016. Tutkimuksen aikana osa katosta kärsi pahasti kevään 2016 kuivasta jaksosta sekä rankkasateista. Ohuimmat koealat huuhtoutuivat pois katolta, mutta paksuimmilla koealueilla sammaleet kehittyivät tasaisesti. Maaseoksista erityisesti kivituhkaa sisältävät seokset edistivät sammalten kehitystä, kun taas hiekan sekaisesta kuoresta/turpeesta koostuneilla kasvualustoilla peitteisyys pieneni. Pääkäsittelyiden, eli kasvualustan koostumuksen ja paksuuden, lisäksi tarkasteltiin myös taustalla vaikuttavia tekijöitä, kuten katon ilmansuuntaa sekä näytealan sijaintia suhteessa korkeuteen, mitkä vaikuttivat omalta osaltaan sammalpeitteisyyteen. Sammalkattojen jatkotutkimusten tarve on suuri. Tietoa tarvitaan enemmän erityisesti kasvualustasta sekä eri lajien soveltuvuudesta katolle. Tämän tutkimuksen tulokset antavat suuntaa katolle soveltuvasta kasvualustan paksuudesta sekä koostumuksesta, mutta tutkimus tulisi toistaa useammalla katolla sekä uusilla maaseoksilla.
  • Kettunen, Henna (Helsingfors universitet, 2010)
    Elinympäristön vaikutusta eliölajien esiintymiseen voidaan tutkia habitaattimallinnuksen keinoin. Havainnot lajin esiintymisestä ja puuttumisesta eri kohdissa maisemaa suhteutetaan tilastollisen mallin avulla ympäristötekijöihin, jolloin saadaan kuva lajin elinympäristövaatimuksista. Tällöin oletetaan, että laji esiintyy kaikkialla siellä, missä sen elinympäristövaatimukset täyttyvät. Metapopulaatioteorian valossa näin ei kuitenkaan aina ole: maisemassa voi olla runsaasti lajille soveltuvia mutta asuttamattomia kasvupaikkoja, koska uusien yksilöiden leviäminen ja vanhojen häviäminen eivät välttämättä ole yksittäisten kasvupaikkojen tasolla tasapainossa. Siten myös lajin leviämiskyky vaikuttaa siihen, millaiseksi sen levinneisyyskuvio maisematasolla muodostuu. Tässä työssä keskityn tammen (Quercus robur) alueellisen levinneisyyden mallintamiseen. Tammen suhteellinen harvinaisuus Suomessa sekä sen rooli luonnon monimuotoisuuden merkittävänä tukipilarina tekevät siitä mielenkiintoisen kohdelajin ekologiselle tutkimukselle. Tutkimuskohteekseni valitsin Wattkastin saaren, n. 5 km2:n alueen Länsi-Turunmaalta. Wattkastissa on tutkittu kahdeksan vuoden ajan tammella elävien hyönteisyhteisöjen rakennetta ja kannanvaihteluita, ja saaressa kasvaa yli 1800 luonnonvaraista tammea, joiden tarkat sijainnit tiedetään. Tässä ympäristössä tutkin, rajoittaako tammen alueellista levinneisyyttä ensisijaisesti sopivien elinympäristöjen tilajakauma vai pikemminkin sen leviämiskyky. Yhdistin tammen esiintymiskuviota kuvaavaan habitaattimalliin kokeellisen aineiston, jonka avulla arvioin tammen paikallisen esiintymiskuvion ja tammelle soveltuvien elinympäristöjen tilajakauman vastaavuutta. Kokeellisen aineiston muodostivat 104 Wattkastiin vuonna 2004 istutettua pikkutammea, joiden selviytymisen ja kasvupaikkaolot kartoitin syksyllä 2009. Tutkin yleistetyillä lineaarisilla malleilla puiden menestymiseen - siis selviytymiseen ja kuntoon - vaikuttavia tekijöitä. Etsin potentiaalisia selittäjiä tammen menestymiselle kasvupaikan ympäristötekijöistä sekä istutetun puun sijainnista suhteessa luontaisiin tammikasvustoihin. Lisäksi tutkin habitaattimallin avulla, selittävätkö ympäristötekijät tammen nykyisen esiintymiskuvion Wattkastissa. Havaitsin, että istutetut puut olivat selviytyneet keskimäärin hyvin ja ettei niiden menestyminen riippunut sijainnista suhteessa luontaisiin tammikasvustoihin. Habitaattimallin selitysaste oli vain 19 %, eli kasvupaikkatekijät selittivät heikosti tammen nykyisen esiintymiskuvion Wattkastissa. Tulosten perusteella tammen paikallinen esiintymiskuvio ei vastaa sille soveltuvien elinympäristöjen jakaumaa maisemassa, joten tammen levinneisyyttä Wattkastissa rajoittaa ilmeisesti sen leviämiskyky. Tulokseni viittaavat siihen, ettei tammen elinympäristön laadussa ole suuria vaihteluita Wattkastin sisällä, koska sopivia kasvupaikkoja on tarjolla tammen nykyesiintymiseen nähden runsaasti. Tämä on tammihyönteistutkimusten kannalta kiinnostava tulos, koska se tarkoittaa, että aiemmat havainnot isäntäpuun sijainnin ja hyönteisten kannanvaihteluiden välisestä yhteydestä edustavat todellisia, tilaan sidottuja populaatioprosesseja eivätkä isäntäpuun välittämiä eroja elinympäristön laadussa. Lisäksi tutkimukseni osoittaa, että yhdistämällä habitaattimallinnukseen kokeellinen lähestymistapa saadaan realistisempi kuva lajin levinneisyyttä rajoittavista tekijöistä kuin tutkimalla pelkästään ympäristötekijöiden vaikutusta lajin esiintymiseen. Jos lajin rajoittunut leviämiskyky on vaikuttanut sen esiintymiskuvion syntyyn, pelkästään ympäristötekijöihin perustuva levinneisyysmalli liioittelee levinneisyyttä. Kokeellisen tutkimuksen avulla on tällaisessa tapauksessa mahdollista paljastaa myös leviämiskyvyn rooli esiintymiskuvion taustalla.
  • Hirvikallio, Johanna (Helsingfors universitet, 2015)
    Ympäristön- ja luonnonsuojelu Suomessa on muuttunut merkittävästi sotien jälkeen. Puhtaasti luonnontuntemukseen ja harrastuneisuuteen pohjaavan luonnonsuojelun rinnalle on kehittynyt 1960- ja 1970-lukujen vaihteessa politisoitunut ja institutionalisoitunut ympäristönsuojelu. Vielä tuolloin ympäristön muutokset koettiin erillisinä ongelmina, kuten ilman saastumisena, elintarvikkeiden myrkkypitoisuuksina ja maiseman pilaantumisena, mutta yksittäisistä ongelmista alkoi kehittyä laajempi kokonaisuus eli ympäristökysymys. Ympäristökysymys käsittää negatiivisesti koettujen ympäristön muutosten tiedostamisen, problematisoinnin, hallinnan ja politiikat. Vaikka ympäristökysymys muodostui ja ympäristöongelmat tunnistettiin yhteiskunnallisiksi ongelmiksi jo 1960-luvun lopulla, kesti ympäristöhallinnon organisoituminen vuosikymmeniä ja ympäristöministeriö perustettiin vasta vuonna 1983. Tutkimuksessani selvitän, millaisena ympäristökysymyksen kehittyminen näyttäytyy Helsingin Sanomien pilapiirroksissa vuosina 1956-1985. Pilapiirros kertoo enemmän kuin pelkkä uutinen; siitä voi tulkita julkaisuajankohdan asenneilmapiiriä sekä ainakin piirtäjänsä mielipiteen, eli paljon sellaista, jota neutraaliin uutistekstiin ei paineta. Lisäksi se, että pilapiirros on tehty ja julkaistu, paljastaa piirroksessa kuvatun aiheen olevan ajankohtainen ja puhuttava. Tutkimuksen aineistona on Helsingin Sanomien pilapiirrokset vuosilta 1956-1985, jotka ovat kaikki Kari Suomalaisen käsialaa. Ajanjaksolle osuu monia suomalaisen ympäristökysymyksen suuria tapahtumia: yksittäisiä taisteluja, kuten Koijärvi, runsaasti uusien luonnon- ja ympäristönsuojeluun liittyvien lakien säätämisiä sekä ympäristöhallinnon organisaation uudistaminen ja oman ministeriön perustaminen. Tutkimus on yhteiskunnallista ympäristötutkimusta ympäristöhistorian kentällä, ympäristötietoisuuden ja ympäristöliikkeiden historiaan painottuen. Tutkimusote on teorialähtöinen, ja sisällönanalyysi on limittynyt aineistonkeruuvaiheeseen. Lopputuloksena on katselmus siitä, miten ympäristökysymys on kehittynyt Suomessa yksittäisten ympäristöongelmien käsittelystä yhteiskunnalliseksi kysymykseksi
  • Hänninen, Emmi (Helsingfors universitet, 2016)
    Meriympäristöihin kohdistuvat ihmistoiminnan paineet kasvavat koko ajan. Merialueita uhkaavat esimerkiksi luonnonvarojen liikakulutus sekä meriekosysteemin vahingoittaminen ja elinympäristöjen tuhoaminen. Tietoisuus vedenalaisten elinympäristöjen tilasta on luonut tarpeen tutkia ja lisätä vedenalaista tietämystä. Vesiympäristöjä inventoidaan erilaisin mittauksin, kaukokartoituksin ja kenttäkartoitusmenetelmin. Merenpohjaa kartoitetaan esimerkiksi sukeltamalla ja videoimalla sekä erilaisilla kaikuluotaus- ja kaukokartoitusmenetelmillä. Itämeren vedenalaisen meriluonnon monimuotoisuuden inventointiohjelman VELMUn tavoitteena on lisätä vedenalaisen meriluonnon tietämystä kartoittamalla Suomen rannikkoalueita ja vedenalaisia elinympäristöjä. Tutkimuksessani vertailin sukellus-, videointi- ja haramenetelmien vahvuuksia ja heikkouksia ja arvioin niiden tarkkuutta ja todenmukaisuutta. Kovilta pohjilta otettiin lisäksi Kautsky-näytteitä lajien tunnistamisen vertailua varten. Halusin selvittää 1) Vaihteleeko lajintunnistuksen tarkkuus eri luokkatasojen välillä, ja mitkä ovat ne luokkatasot, jotka pystytään luotettavasti arvioimaan videometodein erilaisissa ympäristöissä? 2) Vaihteleeko lajintunnistuksen tarkkuus habitaattien sisällä ja välillä? 3) Onko videomateriaalin perusteella tehtävän lajintunnistuksen tarkkuuden ja pohjaorganismien peittävyyden välillä yhteyttä? 4) Onko linja-arvioinnin ja pistearvioinnin antamien tulosten välillä eroja? Verifiointityö toteutettiin Hangon ja Tammisaaren vesialueilla läntisellä Suomenlahdella heinä-syyskuussa 2007. Tutkimuksessa videoitiin ja arvioitiin sukeltamalla yhteensä 99 kasvillisuuslinjaa lieju-, hiekka- ja kovilta pohjilta. 10 metrin pituiset linjat sijoitettiin maksimissaan 8 metrin syvyydelle. Lisäksi jokaisen linjan lähettyviltä tehtiin 2−3 ruutuarviointia alaltaan 0,25 m2. Vertailun kohteena olivat eri menetelmät (sukellus, videointi ja hara) sekä eri peittävyysalat (linjat ja ruudut). Tulokset osoittivat, että videomenetelmä on karkeampi menetelmä kuin sukellus. Videoanalysoinneissa lajimäärä jäi vähäisemmäksi kuin sukeltajan arvioinneissa. Sukeltaja tunnisti kaikilla luokkatasoilla enemmän makrofyyttejä kuin videoarviointi. Parhaiten videolta erottuivat suuret ja dominoivat lajit ja pienet, matalat ja harvinaiset yksilöt jäivät herkästi videolta huomaamatta. Videotulkinnoissa tuli virheitä niin lajitason (Potamogeton perfoliatus –> P. praelongus) kuin heimotason tarkastelussa samankaltaisten lajien osalta (Potamogeton vrt. Zannichellia). Luhter-haralla saatiin lajimääristä ja peittävyyssuhteista samankaltaisia tuloksia kuin sukeltamalla. Linja-arvioiden lajimäärät olivat suurempia kuin ruutuarvioiden. Myös peittävyydet arvioitiin suuremmiksi linjoilla kuin ruuduilla. Pohjatyypillä ei ollut vaikutusta eri arviointimenetelmien toimivuuteen lajimääriä arvioitaessa. Sen sijaan peittävyysarviot vaihtelivat niin menetelmien kuin pohjatyyppien välillä. Sukeltajan ja videomenetelmän peittävyysarviot poikkesivat toisistaan hiekkapohjalla, muilla pohjatyypeillä arviot olivat samankaltaisia. Menetelmien erot peittävyyksien arvioinnissa poikkesivat toisistaan hiekkapohjan linjojen ja ruutujen välillä, kun muilla pohjatyypeillä ja peittävyysaloilla menetelmät toimivat yhtäläisesti. Sinisimpukkaa havaittiin harvemmin videolla kuin sukeltajan arvioissa. Toisaalta videoarviointien peittävyydet olivat sukeltajan arvioita suuremmat siellä, missä sinisimpukkaa havaittiin. Lajin runsaus vähensi makrofyyttimääriä ja lisäsi niiden tunnistusvirheitä videoarvioinneissa. Sinisimpukka voi olla vaikeasti havaittavissa pohjamosaiikista ja varsinkin sen peittävyyttä on hankala arvioida videokuvasta. Turbiditeetti ei vaikuttanut lajihavaintojen määrään videoarvioinneissa, mutta sukeltajan arvioissa liejupohjalla turbiditeetin voimakkuus vähensi lajimäärää, kun taas kovalla pohjalla vaikutus oli päinvastainen. On tärkeää, että lajinmääritys osuu oikeaan, eikä vain sinnepäin. Väärä lajinmääritys voi johtaa vääriin päätelmiin ja tätä kautta esimerkiksi vääriin suojelutoimenpiteisiin. Videoarvioinneilla on tarkoitus tehdä yhteisötason kartoitusta, jota täydennetään muilla menetelmillä, kuten sukelluksin ja näytteenotoin. Videoarvioissa ylletään harvoin lajitason tunnistuksiin eikä niitä ole tarkoituskaan tehdä. Siksi on aina parempi jättää tunnistus karkeammalle tasolle kuin tehdä väärä tunnistus. Koska kansallinen päätöksenteko Itämeren käyttöön liittyen perustuu pitkälti VELMUn tuottamiin luontotyyppimäärityksiin, on tärkeää, että sen tuottama informaatio on luotettavaa. Tämän tutkimuksen tuloksista on hyötyä VELMU-projektille, koska ulkopuolista tarkastusta ei käytetyille kartoitusmenetelmille ole aiemmin tehty. Tulosten avulla voidaan suunnitella parannuksia kartoituksen luotettavuuteen ja tarkkuuteen.
  • Pankkonen, Pietu (Helsingfors universitet, 2015)
    Heterotrophic bacteria are essential for carbon cycling in water ecosystems as they bind dissolved organic carbon (DOC) to the biomass and return it to the classical food chain through microbial loop. The treated wastewater from Viikinmäki wastewater treatment plant is discharged to the Gulf of Finland where it increases the quantity of dissolved organic matter (DOM) in the water and furthermore can be an extra energy source for heterotrophic bacteria. There are not yet further studies how the heterotrophic bacteria exploit DOM in the treated wastewater or a monitoring programme for DOC concentrations in the wastewater treatment plants. DOC is the limiting factor for heterotrophic bacteria growth in the Gulf of Finland in the summer. As the bacteria exploit DOC, they consume oxygen and release carbon dioxide. DOM compounds may also diminish light penetration in water which can inhibit the growth and photosynthesis of phytoplankton and macrophytes. The aim of this thesis was to find out 1) the DOC concentrations in the treated wastewater and DOC load in the treated wastewater discharged to the the Gulf of Finland from Viikinmäki wastewater treatment plant, 2) the biodegradability of DOC and DOP in the treated wastewater and 3) how the disc filter about to be used in Viikinmäki wastewater treatment plant affects the quantity and quality of DOC and DOP in the treated wastewater. The DOC load entering the Gulf of Finland with the treated wastewater was quantified by measuring the DOC concentrations in the treated wastewater during the spring and summer 2014. The DOC concentrations correlated positively with chemical oxygen demand (COD) which is regularly measured in wastewater treatment plants. By dividing the COD with 3,66, the DOC concentrations were successfully estimated for a longer period. In order to evaluate the biological degradability of DOC and DOP in the wastewater effluent, treated wastewater was incubated (+15 °C) for two months with surface water heterotrophic bacteria from the Gulf of Finland and changes in DOC concentrations, the biological oxygen demand and nitrogen and phosphorus concentrations were measured. Furthermore the heterotrophic bacteria were incubated for one month in disc filtered wastewater effluent and also in regularly treated wastewater to find out the effect of the new filter on DOM quantity and quality. The yearly DOC load from Viikinmäki wastewater treatment plant to the Gulf of Finland was estimated to be about 1460 tons which is approximately one fifth of the annual DOC load from River Vantaanjoki. The ratio between DOC and COD concentrations calculated here can only be used to quantify the amount of DOC load from Viikinmäki wastewater treatment plant and similar ratio must be calculated individually for every point source. The biodegradability of DOC in the treated wastewater was equally low to the biodegradability of DOC in River Vantaanjoki. The quantity of DOC bound to the bacterial biomass was rather low and the amount of DOC lost via respiration was relatively high. Accordingly the DOC in Viikinmäki wastewater effluent does not become efficiently available to higher trophic levels. The disc filter has the potential to remove DOC and DOP from treated wastewater which would decrease the DOC and DOP load significantly in the Gulf of Finland. The disc filter decreased DOC concentrations 14 % in comparison to regularly treated wastewater. The disc filter didn't affect the quality of DOC, i.e. there was no difference in the biological degradability of DOC between the two wastewater treatment processes. However the disc filter was possibly able to remove the biologically available part of DOP from treated wastewater but the issue still needs further investigation.
  • Kajos, Miina (Helsingfors universitet, 2005)
    1-Bentsyylipiperatsiini (BZP) on viime vuosina laittomille markkinoille ilmaantunut ns. design-huume, jonka on todettu muistuttavan vaikutuksiltaan amfetamiinia. Sen myynti tapahtuu tyypillisesti tanssiklubeilla ja Internetin välityksellä. Esimerkiksi Yhdysvalloissa BZP on luokiteltu laittomaksi, mutta suurimmassa osassa maailmaa aine on huumausainelainsäädännön ulkopuolella. Suomesta ainetta takavarikoitiin neljästi vuosina 2002-04. Tässä tutkimuksessa selvitetään ehdollistetun paikkahakuisuuskokeen avulla, onko BZP:lla palkitsevia ominaisuuksia. Kokeessa koe-eläimet opetetaan yhdistämään tutkittavan aineen vaikutukset tiettyyn ympäristöön, ja mikäli eläin alkaa tämän jälkeen suosia ympäristöä, eli aine aiheuttaa paikkahakuisuutta, tulkitaan aineella olevan palkitsevia ominaisuuksia. Palkitsevien ominaisuuksien katsotaan heijastavan aineen riippuvuuspotentiaalia, sillä useimpien ihmisten väärinkäyttämien aineiden on todettu aiheuttavan ehdollistettua paikkahakuisuutta. BZP:n todettiin aiheuttavan rotille ehdollistettua paikkahakuisuutta annosriippuvaisesti, minkä jälkeen selvitettiin reseptorisalpaajien avulla dopamiinireseptorien merkitystä paikkahakuisuuden synnylle. Dopamiini-1-, eli D1-reseptorisalpaus esti paikkahakuisuuden, kun taas D2-salpauksella ei ollut siihen vaikutusta. Kokeiden perusteella BZP:lla on palkitsevia vaikutuksia, jotka välittyvät D1-, mutteivät D2-reseptorien kautta. Tulokset viittaavat BZP:lla olevan väärinkäyttö- ja riippuvuuspotentiaalia, minkä vuoksi olisi perusteltua, että se kuuluisi lainsäädännöllisesti samaan kategoriaan mm. amfetamiinin kanssa.
  • Pousi, Suvi Päivikki (Helsingfors universitet, 2015)
    Neurotrophic factors are essential for the development of the central nervous system. By signalling through Trk receptors, they have multiple effects on for example the survival of neurons, growth of axons and dendrites and stability of synapses. BDNF, which signals through TrkB receptor, is a neurotrophic factor with an important role in the formation and stabilization of glutamatergic synapses. It is also known to be released in an activity dependent manner. The mechanisms by which BDNF and TrkB signalling regulate synaptic transmission depend on the type and developmental stage of the synapse, and they are not well known. The electrical activity of immature networks consists of intrinsic activity with intermittent bursts of synchronous activity, which is believed to fine tune the synaptic connectivity through Hebbian plasticity mechanisms, which are stabilized by homeostatic mechanisms. Homeostatic regulation can be especially important during the development of the neural network while the glutamatergic transmisson is very labile. Little is known of the signalling routes that participate in the homeostatic plasticity during the development of the neural network. The aim of the thesis was to investigate how the long-term inhibition of TrkB signalling affects the glutamatergic transmission and the homeostatic regulation in area CA3 of neonatal hippocampus by using gene manipulated TrkBF616A mouse strain. The TrkB receptors in the TrkBF616A strain are modified so that they can be blocked with a kinase inhibitor (1NMPP1). In part of the work C57BL/6 -mice were used as control. In addition to the acute measurements the hippocampal slices were incubated in control conditions and with inhibitory drugs (TTX and 1NMPP1) for 15 to 20 hours, after which miniature excitatory postsynaptic currents (mEPSCs) were recorded with whole-cell patch clamp from area CA3 pyramidal cells. The research shows that continuous TrkB signalling is essential for the maintenance of AMPA receptor mediated synaptic transmission in CA3 area of neonatal hippocampus in TrkBF616A mice. Long-term inhibition of TrkB signalling decreases the amplitude of mEPSCs. TrkB-signalling seems to be needed also for the homeostatic response caused by network activity deprivation. The results also indicate that the inhibition of TrkB signalling increases the frequency of mEPSCs, possibly by a homeostatic mechanism. However, the results also show that the TrkBF616A mice strain might differ from wild type mice and the kinase inhibitor 1NMPP1 might have non-specific effects that are not currently known, so more extensive research on the matter is still needed to confirm the results.
  • Asmala, Eero (Helsingfors universitet, 2008)
    Rehevöityminen on Itämeren näkyvin ympäristöongelma. Itämereen päätyvät typpi- ja fosforivirrat lisäävät perustuotantoa, jonka seurauksena lajisto yksipuolistuu ja pohjalle vajoavan biomassan määrä kasvaa. Pohjan hajotustoiminta kuluttaa laajoilla alueilla vedestä kaiken käytössä olevan hapen, jonka seurauksena vain anaerobinen eliöstö pystyy näillä alueilla selviytymään. Kalan merkitys ihmisravintona kasvaa jatkuvasti. Muun eläintuotannon eettiset kysymykset ja kalaruoan terveellisyys ovat etenkin länsimaissa nostaneet kalan suosiota muiden eläintuotteiden kustannuksella. Yhä suurempi osa kulutetusta kalasta on kasvatettua, myös Suomessa. Kalankasvatuksen kuormitus Suomessa on pienentynyt viimeisen 15 vuoden ajan, pääasiassa rehujen kehityksen myötä. Kalankasvatuksesta aiheutuu kuitenkin edelleen paikallisesti merkittäviä rehevöittäviä ravinnepäästöjä, tuotannon tehokkuudesta huolimatta. Teolliseen ekologiaan sisältyvän teollisen metabolian periaatteiden mukaan teollisten prosessien ainevirtoja tulisi sulkea. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin ainevirta-analyysin avulla Suomen merialueiden kalankasvatusjärjestelmän keskimääräisiä vuotuisia typpi- ja fosforivirtoja vuosien 2004-2006 tuotantotietojen perusteella. Kalankasvatusjärjestelmään tulee typpeä 849 t ja fosforia 118 t kalojen rehusta. Ravinteet sitoutuvat kasvatettavaan kalaan tai kulkeutuvat ympäröivään vesistöön. Kaksi kolmasosaa kalankasvatusjärjestelmän ravinnepäästöistä päätyy kasvatusaltaasta suoraan veteen, kolmasosan sitoutuessa kasvuun. ImPACT-analyysillä todettiin vuosien 1980-2006 välillä kulutustottumusten ja teknologian vaikuttaneen merkittävästi kalankasvatuksen typen ja fosforin aiheuttamaan vesistökuormitukseen, sen sijaan väestön ja varallisuuden muutoksilla ei ollut merkitystä. Tutkimuksessa tarkasteltiin myös mahdollisia muutoksia ravinnevirroissa, jos rehun sisältämä Itämeren valuma-alueen ulkopuolelta peräisin olevasta kalasta tehty kalajauho korvattaisiin Itämeren kalasta tehdyllä kalajauholla. Menetelmällä saavutettaisiin huomattavat vähennykset Itämeren altaaseen päätyvissä ravinnevirroissa: typen osalta vähennys olisi 420 t, fosforin osalta nettokuormitus muuttuisi negatiiviseksi, -10 t. Ravinteet konsentroituisivat intensiivisen kasvatuksen alueille, mutta kyseessä on kustannustehokas keino Suomessa Itämereen kohdistuvan ravinnekuormituksen pienentämiseksi.