Browsing by discipline "ekologia ja evoluutiobiologia"

Interdisciplinary studies are currently an important topic in education. One reason behind this is the idea that students should learn 21st century skills, such as critical thinking, communication and problem-solving skills for their future careers. Interdisciplinary education has also been shown to increase students’ interest towards natural sciences. Furthermore, organizing cross-curricular learning units has become compulsory at a curricular level in Finland and other countries. Project-based learning is a widely supported teaching method in which learning is organized around projects. It is also a natural method to carry out interdisciplinary learning units. Project-based learning is usually defined by its characteristic features, and its successful implementation requires the teacher to have a good knowledge of them. However, these characteristics tend to be unknown for teachers. Research has also shown that teachers’ conceptions of what interdisciplinary education and project-based learning are, tend to vary. As such, it has been noted in the literature that there is a need to offer training and materials for the implementation of interdisciplinary and project-based learning for in-service teachers. Although MOOCs (Massive Open Online Courses) have a lot of potential as a means of professional development, they are rarely planned to serve primarily as in-service teacher training. Empirical research into their design is also scarce. The main aims in this study were to 1) provide more information about interdisciplinary education within biology education 2) develop a MOOC for the professional development of biology teachers on the topic of interdisciplinary education and project-based learning. In addition to that the study aimed to develop the StarT programme of LUMA Centre Finland. The study was carried out as design-based research. The main research question that directed the design process was: what should a MOOC that supports teachers to carry out interdisciplinary project-based learning within the theme “nature and environment” in biology be like? Nature and environment was chosen as the context of the study as from the perspective of biology education it offers an important and current topic for interdisciplinary project units. The main research question was approached through a theoretical and empirical problem analysis. Theoretical problem analysis focused on researching the question in earlier literature, and the empirical problem analysis was carried out as a case study in which qualitative data was studied through deductive content analysis. The materials studied in the empirical problem analysis were project-based learning units of comprehensive schools and high schools. Their project units were studied through the following research questions: 1. How did teachers and students carry out the characteristics of project-based learning in the context of the theme nature and environment in biology? 2. How is biology taught in an interdisciplinary way in the theme nature and environment? The first question was studied through the characteristics that were identified for project-based learning in the theoretical problem analysis, and the second by looking at which subjects collaborated with biology, how the collaboration was carried out and how the learning communities experienced it. The goal was to find a) challenging characteristics of project-based learning and interdisciplinary education that should be considered the design of the MOOC b) good examples from the studied learning communities to be shared on the MOOC. The study subjects consisted of 12 learning communities who had participated in the international StarT programme of LUMA Centre Finland. In accordance with earlier studies, also the subjects of this study struggled especially with driving questions, the unity of the project activities and in using the projects as a means to learn central contents. Scientific practices were visible well apart from students’ questions, but it could not be defined how strongly student-led the inquiry was. The connection between instructions of StarT and the characteristics of project-based learning that were well represented in the materials seemed evident: collaboration, sharing results, end products and using technology were all visible throughout the analyzed learning communities. However, the materials offered little information about how the collaboration between different subjects was carried out in practice. The study indicated also that students and teachers paid attention to different aspects of the learning taking place in project-based learning, and that teachers might include topics of certain subjects into the project units without realizing it. This should be further researched, however. The issues identified in the problem analyses were used to design an international MOOC that is suitable especially for biology teachers. The course ”Project-based learning and the theory behind it – create your own project!” was created on the Moodle-platform of the University of Helsinki. In addition to this, a phased model for creating professional development in a situation where the studied materials can be used both to direct the design process and as materials on the course was created. The framework that was created for the analyses in this study can also be further used and developed to study how characteristics of project-based learning are represented in other cases where teachers’ and students’ project units are being studied. The study provided also new information about what is possible and feasible to study from the materials of StarT. New information was provided also of the project-based learning that takes place at the schools of the StarT participants, as they have not been researched from the perspective of the characteristics of project-based learning earlier.

Sammakkoeläinten laji- ja yksilömäärät ovat voimakkaassa laskussa maailmanlaajuisesti. Lajeista yli 40 prosenttia on uhanalaisia ja sammakkoeläimet ovat siten kaikkein uhatuin selkärankaisryhmä. Syynä laji- ja yksilömäärien rajuun laskuun pidetään muun muassa elinympäristöjen tuhoutumista, tauteja ja ilmastonmuutosta. Korkeusvaihtelun tiedetään vaikuttavan sammakkoeläinten levinneisyyteen. Topografinen vaihtelu vaikuttaa lajistoon pääasiassa kahdella tapaa: korkeuden kasvaessa sademäärä yleensä nousee ja keskilämpötila laskee. Kosteus ja lämpötila ovat sammakkoeläimille tärkeitä ympäristötekijöitä, sillä ne ovat vaihtolämpöisiä eläimiä, joiden lisääntyminen on yleensä sidoksissa vesistöihin. Tarpeeksi kostea elinympäristö on tärkeää sammakkoeläimille myös sen takia, että ne hengittävät osittain kostean ihonsa avulla. Ihminen vaikuttaa sammakoiden laji- ja yksilömääriin sekä suoraan että epäsuorasti. Esimerkkejä suorista vaikutustavoista ovat muun muassa sammakkoeläinten metsästys ruoaksi ja pyydystäminen harraste-eläimeksi. Epäsuoria vaikutustapoja ovat muun muassa elinympäristöjen muuttaminen, tautien leviäminen sekä vieraslajit. Elinympäristöjen tuhoutuminen on yksi suurimmista uhista sammakkoeläimille. Taitavuoret sijaitsevat Etelä-Keniassa ja ovat osa Itäisiä Kaarivuoria. Alue tunnettaan merkittävänä monimuotoisuuskeskuksena ja sieltä on kuvattu kolme alueella endeemistä sammakkoeläinlajia. Näiden lisäksi alueella tiedetään esiintyvän ainakin 23 muuta sammakkolajia. Topografinen korkeusvaihtelu ja voimakas ihmistoiminta tekevät alueesta kiinnostavan kohteen sammakkoeläinten kohdistuvalle tutkimukselle. Ihmistoiminnan ja korkeusvaihtelun vaikutuksia sammakkoeläinten laji- ja yksilömäärät tutkittiin tutkimuslinjojen ja niille sijoitettujen tutkimuspisteiden avulla. Sammakkoeläimiä pyydystettiin 10 minuutin ajan jokaiselta tutkimuspisteeltä ja kiinni otetuista sammakoista kirjattiin ylös paino ja pituus. Lisäksi niistä otettiin tunnistamisen mahdollistavat valokuvat. Tutkimuspisteistä kirjattiin ylös topografinen korkeus (mpy) ja maankäyttötapa. Tutkimuspisteet luokiteltiin kolmeen eri habitaattityyppiin: avoimiin paikkoihin, rehevän kasvillisuuden pisteisiin ja luonnontilaisiin metsiin. Tutkimuksessa saatiin paljon lisätietoa Taitavuorten alueen sammakkoeläinlajistosta. Alueelta tunnistettiin useita lajeja, jotka suosivat tiettyä habitaattityyppiä. Myös korkeusvaihtelun todettiin vaikuttavan lajistoon. Sammakkoeläinten yksilömäärä oli pienin rehevän kasvillisuuden tutkimuspisteissä. Tähän vaikutti sekä sammakkoeläinten vaikea havainnointi tiheässä kasvillisuudessa, että tyypillisten luonnonmetsälajien puuttuminen näiden pisteiden lajistosta.

Tutkimus on perinteisesti keskittynyt taloudellisesti merkittävien, jalostettujen tuotantokasvien tauteihin. Luonnonkasvien tauteja on tutkittu huomattavasti vähemmän, vaikka niillä on suuri merkitys kasviyhteisön monimuotoisuuden säätelijöinä. Etenkin virusten vaikutuksista on hyvin vähän tietoa, koska tartuntoja on hankala havaita. Virukset ovat ehdottomia solunsisäisiä loisia ja tarvitsevat vektoreita levittäytyäkseen kasvien välillä. Virusten esiintymisten ja vaikutusten on havaittu vaihtelevan runsaasti ajallisesti sekä lajien ja populaatioiden välillä. Tässä työssä selvitettiin Plantago lanceolatan latenttiviruksen (PlLV) ja Plantagon latentin caulimoviruksen (caulimovirus), esiintymistä kolmessa eri puolilla Ahvenanmaata sijaitsevassa heinäratamon (Plantago lanceolata) populaatiossa. Kustakin populaatiosta valittiin 20 satunnaista kasvia tutkimukseen. Lehdistä kerättiin näytteitä kerran viikossa kolmen viikon ajan touko-kesäkuussa 2017. Kasvien kukkien ja lehtien lukumäärä sekä pisimmän lehden pituus kirjattiin ylös. Lisäksi mahdolliset viroottiset oireet ja herbivorien aikaansaamat syömäjäljet kirjattiin ylös. Virusten havaitsemista varten kehitettiin qPCR-menetelmä aiempien virussekventointien pohjalta. Alukkeet suunniteltiin mahdollisimman konservoituneille alueille virusten perimässä. qPCR-menetelmän kynnysarvon asettamisen apuna oli lisäksi 218 kasvihuonekasvinäytettä, jotka oli testattu valmiiksi jo olemassa olevalla PCR-menetelmän alukkeilla. Luonnonkasvinäytteet tutkittiin sekä qPCR- että PCR-menetelmillä, joiden tulokset yhdistettiin. Sekä PlLV:ä että caulimovirusta esiintyi kaikilla populaatioilla, mutta esiintymisessä ei ollut merkitseviä populaatioiden välisiä eroja. PlLV-havainnot vähenivät merkitsevästi tutkimusaikana, mutta caulimoviruksen esiintyminen ei vaihdellut. Caulimovirushavainnot korreloivat positiivisesti lehtien lukumäärän sekä erään syömäjälkiluokan kanssa. Muut kasvin ominaisuudet tai herbivorien jättämät syömäjäljet eivät selittäneet virustartuntoja. Viroottiseksi tulkittuja oireita oli sekä virustartuntaisilla että terveiksi todetuilla kasveilla. Vanhat PCR-menetelmät tunnistavat jossain määrin qPCR-menetelmiä paremmin virustartunnat, mutta menetelmät tunnistavat osittain eri tartunnat. Tulokset vahvistavat aiempia havaintoja siitä, että virusten esiintyminen luonnonkasveilla on vaihtelevaa, eivätkä ne aina välttämättä aiheuta näkyviä oireita, mikä tekee niiden vaikutusten arvioinnista haastavaa. Virukset ovat täysin vektoreista riippuvaisia, ja tulos antaa mahdollisia viitteitä caulimoviruksen vektorilajista. Suurikokoiset kasvit vaikuttavat olevan alttiimpia caulimovirustartunnalle. qPCR-menetelmä täydentää PCR-menetelmää, mutta vaatii lisäoptimointia tehokkuuden parantamiseksi. Jatkotutkimukset suuremmalla otannalla ja pidempiaikaisella seurannalla valottaisivat, millaisia vaikutuksia virustartunnoilla on kasveihin missäkin olosuhteissa.

Animals and humans communicate in various ways, using for instance motion, gestures and sounds. Through domestication humans now share the same habitat with a number of species. A centuries-old common history with cats has affected both cats’ behavior and vocalization and possibly human behavior as well. Human speech contains acoustic information beyond the linguistic content. An example of the acoustic structures are fast-repeated, pulsed vocalizations, shown to activate for instance dogs. These structures are thought to be universal in communication with domestic species, possibly for all mammals and birds. Still, not all sounds work the same way for all species. Besides universal structures there are probably species-specific features in calls initiated by humans. We call all domestic animals differently and in a species-specific way, but the common goal is to engage the individual’s attention, and have it approach the caller. People call cats in various ways in different countries, but nevertheless the calls share some common acoustical features. Here, the goal of the study was to find out if people from various language and cultural backgrounds use short, fast-repeated sounds to call cats and to find out similarities in the usage of call sounds higher in frequency than speech. For this, I asked people from various language and cultural background to fill in a questionnaire and give audio samples of a call, instructing them to have an unknown cat approach them. The short, fast-repeated sounds from the calls were extracted and features analyzed using various computer programs. The data were statistically analyzed to find out 1) if the repeated sound frequency spectra differ from the spectra of calls including only speech, 2) the effect of cat ownership and language background to call repetition, 3) the effect of cat ownership and language background to call frequency, and 4) the effect of call origin (inheritance) and experience (cat ownership) to call properties. Altogether 56 adults participated in the study. The subjects were from 19 different countries and represented 16 different native languages. 86% of the calls included fast-repeated, short, pulsed segments. The duration and frequency of the calls differed depending on the repeated sound. The fastest repetition rate was with various clicking sounds. The highest frequency content was with calls including “s” sound, such as “pss” and “kss”, and various lip-smacking sounds. While there were differences in the repeated segments depending on the language background of the caller, the common pattern was that the spectral center of gravity in sound frequency was higher for the fast-repeated, short segments than for calls including only speech. In summary, human-to-cat calls have a high frequency content and include short, fast-repeated sound segments regardless of the language background of the caller, in order to get cat’s attention and have it approach the caller. For the follow-up study I suggest expanding the subject population to different language backgrounds. In addition, the call sounds should be compared to predator sounds. Further, the effectiveness of the call sounds could be tested with cats or kittens.

Uhanalaisten lajien suojelussa käytetään usein luontoon palauttamista, jossa populaatioita pyritään vahvistamaan kasvattamalla yksilöitä kasvatuslaitoksessa ja vapauttamalla ne sen jälkeen luontoon. Luontoon palauttaminen kuitenkin usein epäonnistuu, koska laitoskasvatus alentaa yksilöiden kelpoisuutta luonnossa. Syyksi arvellaan geneettistä laitosolosuhteisiin sopeutumista eli laitostumista, jota tapahtuu lohikaloilla jo ensimmäisten laitoskasvatettujen sukupolvien aikana. Laitoskasvatetut yksilöt eroavat usein luonnonyksilöistä muun muassa käyttäytymisominaisuuksiltaan. Kuitenkaan laitostumisen taustalla olevia biologisia mekanismeja ei tunneta riittävän tarkasti. Tutkin työssäni, vaikuttaako laitostuminen uhanalaisen kirjolohen (Oncorhynchus mykiss) käyttäytymiseen jo ensimmäisen laitossukupolven aikana. Vertailin luonnonyksilöiden risteytyksistä peräisin olevien, vuoden ikäisinä Oregonin Wilson-jokeen vapautettujen laitoskasvatettujen kirjolohien jälkeläisiä saman populaation luonnonkirjolohien jälkeläisiin. Emoyksilöiden kasvuympäristöt erosivat toisistaan hedelmöityksestä poikasvaiheeseen, ja niiden tässä työssä tutkitut jälkeläiset kasvatettiin yhdenmukaisessa laitosympäristössä perheryhmittäin. Selvitin laitoskasvatuksen aiheuttamia käyttäytymiseen kohdistuvia muutoksia vertailemalla luonnonemojen poikasten ja laitosemojen poikasten käyttäytymistä Oregonin osavaltion yliopistolla toteutetuissa käyttäytymiskokeissa. Tutkimuskysymyksinä oli, erosivatko laitostaustaiset kirjolohenpoikaset luonnontaustaisista käyttäytymisen perusteella, missä eri käyttäytymispiirteissä erot näkyivät, ja miten erot ilmenivät ryhmien välillä. Hierarkkisella koejärjestelyllä, jossa perheet edustivat riippumattomia toistoja eri emoryhmien sisällä, ja poikaset riippumattomia toistoja eri perheiden sisällä, pystyin erottamaan emoyksilöiden kasvuympäristön vaikutukset mahdollisista sukulaisuuden vaikutuksista poikasten käyttäytymiseen. Tulosten perusteella laitostaustaisten perheiden poikaset uivat vähemmän aktiivisesti ja söivät harvemmin kuin luonnontaustaisten perheiden poikaset. Koska kasvatus- ja koeympäristöt eivät eronneet poikasryhmien välillä, havaitut erot olivat peräisin eri elinympäristöissä (laitos ja luonto) kasvaneiden emopopulaatioiden perinnöllisistä käyttäytymiseroista, mikä viittaa laitosemopopulaatiossa tapahtuneeseen geneettiseen laitostumiseen. Tämä osoittaa, että kirjolohen käyttäytymiseen kohdistuu laitoskasvatuksessa valintaa, joka poikkeaa luonnossa tapahtuvasta valinnasta ja johtaa luontoon palautettavan kirjolohen käyttäytymisen muutokseen jo yhden laitossukupolven aikana. Laitoskasvatuksen aiheuttama aktiivisuuden väheneminen saattaa heikentää yksilöiden kykyä hankkia ravintoa luonnossa tai löytää suojapaikkoja saalistuspainetta vastaan, ja siten selittää luontoon palauttamisen jälkeen havaittua kelpoisuuden alenemista. Luonnossa lisääntyessään laitoskasvatetut yksilöt saattavat lisätä haitallisten käyttäytymisominaisuuksien yleisyyttä luonnonpopulaatiossa. Tutkimukseni perusteella uhanalaisten populaatioiden suojeluun tähtäävässä laitoskasvatuksessa tulee huomioida laitostumisen aiheuttamat yksilöiden käyttäytymiseen kohdistuvat muutokset, jotka näkyvät jo ensimmäisessä luontoon palautettavassa laitossukupolvessa. Kasvatusolosuhteiden tulisi jäljitellä luonnonympäristöä mahdollisimman hyvin, jotta käyttäytymiseen kohdistuvat valintapaineet pysyisivät luonnonmukaisina. Näin geneettisen laitostumisen vaikutukset jäisivät vähäisiksi ja laitoskasvatettu populaatio pysyisi luonnonpopulaation kaltaisena. Kehittämällä kasvatusolosuhteita tutkimukseen perustuen on mahdollista parantaa luontoon palautettavien yksilöiden kelpoisuutta luonnossa ja siten suojeltavan populaation elpymistä ja luonnonvaraisena säilymistä. Käyttäytymisvaste laitostumiseen voi olla laji- tai populaatiokohtaista, joten laitoskasvatuksen vaikutuksia käyttäytymiseen tulisi tutkia useilla eri lajeilla.

Laxpopulationer både globalt och i Finland är hotade som följd av överfiske och förstörda livsmiljöer. För att bevara och återuppliva naturliga laxpopulationer har man länge planterat ut laxar odlade i fiskodlingsanstalter. Dock är det endast en liten andel av de utplanterade laxarna som överlever till fortplantningsålder vilket gör utplanteringen både ekonomiskt och etiskt ohållbar. Orsaken till att så få av de utplanterade fiskarna överlever i naturen anses vara att de är dåligt anpassade till de naturliga förhållandena, eftersom miljöförhållandena i odlingsbassänger och naturen skiljer sig starkt från varandra. Målet med denna studie var att ta reda på ifall berikade odlingsbassänger med mer varierande och naturenliga förhållanden, vore ett alternativ att förbättra de utplanterade fiskarnas duglighet genom bättre anpassade morfologiska egenskaper. Jag undersökte morfologiska skillnader mellan laxar med olika härstamning; fiskar med vilt ursprung och odlat ursprung, vilka härstammade från fiskar som levt i naturen ända fram till fortplantningsålder och fiskar som under flera generationer levt i odlingsförhållanden. Fiskarna växte upp i olika miljöer, vanliga bara odlingsbassänger och berikade bassänger, och släpptes därefter ut i konstgjorda strömmar för att efterlikna en utplantering. Jag förväntade mig att fiskar som växt upp i berikade bassänger skulle ha lättare att anpassa sig till sin miljö, eftersom en varierande uppväxtmiljö anses bidra till fiskens förmåga att anpassa sig till miljöförändringar, och även att fiskarna med vilt ursprung skulle anpassa sig bättre, eftersom odlade fiskar anses mista genetisk diversitet till följd av bl.a. domesticering. Jag undersökte ifall det fanns morfologiska skillnader mellan fiskarna före de släpptes ut i de konstgjorda strömmarna då de växt upp i olika miljöer, och efter att de levt i samma miljöförhållanden i de konstgjorda strömmarna samt hurdana skillnader som uppkommit, genom att analysera fotografier. Fiskar med odlat ursprung uppvisade större morfologisk variation mellan de olika uppväxtförhållandena än fiskarna med vilt ursprung innan utplanteringen, medan fiskar med vilt ursprung uppvisade större morfologiska skillnader efter att de levt i de konstgjorda strömmarna. Både före och efter den efterliknade utplanteringen hade fiskar som växt upp i berikade bassänger en högre kropp. Fiskar med odlat ursprung hade både högre huvud och bakkropp än fiskarna med vilt ursprung efter utplanteringen, vilket indikerar en jämntjock kroppsform. Jag undersökte även fiskarnas specifika vikttillväxthastighet. Fiskarna från berikade uppväxtförhållanden, speciellt de med vilt ursprung, ökade i vikt, medan fiskar med vilt ursprung som växt upp i standard förhållanden minskade i vikt under den tid de levde i de konstgjorda strömmarna. Fiskarnas morfologiska variation påverkades mest av uppväxtförhållandena. Fiskar som växt upp i berikade bassänger hade störst tillväxt vilket tyder på att de kunde anpassa sig bättre till förhållandena i de konstgjorda strömmarna och var bättre på att hitta föda än fiskar från standard bassänger. Fiskar som växt upp i berikade bassänger hade även högre kropp, vilket indikerar att de anpassat sig till strömmande vatten. Även fiskarnas ursprung påverkade deras morfologiska egenskaper. Fiskar med vilt ursprung var mer spolformade och strömlinjeformade, vilket anses vara fördelaktigt vid simning, än fiskar med odlat ursprung som hade en mer jämntjock kroppsform. De morfologiska skillnaderna mellan fiskar med olika ursprung, kunde tyda på skillnader i fiskarnas fenotypiska plasticitet, d.v.s. förmågan hos en genotyp att anpassa sin fenotyp som gensvar på miljön. Resultaten tyder på att berikade uppväxtbassänger påverkar laxarnas morfologiska egenskaper så att de lättare kan anpassa sig till ett liv i naturen, och kunde således vara ett alternativ för att producera mer dugliga fiskar för utplantering i framtiden

Työn taustaongelmana on kaupunkimetsien kuluminen, jota aiheuttaa esimerkiksi metsiin kohdistuva virkistyskäyttö. Yksi mahdollinen ratkaisukeino kulumisvaurioiden torjumiseksi on maahan kaadettujen puiden eli maapuiden jättäminen maastoon, jolloin ne ehkäisevät maaston kulumista ja lisäävät paikallisesti metsän rakenteellista ja pienilmastollista monimuotoisuutta. Tämä työ on osa Kaupunkiekologisen tutkimusryhmän tutkimusta. Työssä selvitettiin puun kaatamisen ja maahan jättämisen vaikutusta metsän pohjakerroksessa elävään eläimistöön käyttäen mallieliölajina maakiitäjäisiä (Coleoptera, Carabidae). Tutkimuksen maastotyöt tehtiin Helsingissä 18 eri koealalla. Koealat valittiin mustikkatyypin metsistä, joiden valtapuulajina oli kuusi ja puuston ikä yli 80 vuotta. Koejärjestelyssä 12 arvotulla koealalla kaadettiin puu syksyllä 1998: kuudella alalla kaadettu puu jätettiin paikoilleen (maapuukäsittely), kuudella alalla puu poistettiin (pienaukkokäsittely) ja kuudella alalla ei tehty mitään toimenpiteitä (kontrolli). Maakiitäjäisaineisto kerättiin kuoppapyydyksin ensimmäisenä ja kolmantena kesänä puun kaatamisesta. Maakiitäjäiset luokiteltiin kirjallisuuden perusteella erilaisiin ekologisiin ryhmiin, jotta niitä voitaisiin käyttää metsäelinympäristössä tapahtuvan muutoksen mallieliöinä. Maakiitäjäiset ryhmiteltiin metsä-, avomaa- ja yleislajeiksi ja luokitusta tarkennettiin vielä lajien suosiman pienelinympäristön perusteella. Hypoteesin mukaan varjoisia ja puolikosteita-kosteita pienelinympäristöjä suosivat maakiitäjäislajit hyötyisivät maapuusta, ja valoisia ja kuivia-puolikosteita pienelinympäristöjä suosivat lajit hyötyisivät latvuskerrokseen muodostuneesta valoaukosta. Maapuun ja latvuskerrokseen muodostuneen aukon vaikutuksen tutkimisessa maakiitäjäislajien yksilömääriin käytettiin lineaarista sekamallia (LME). Yhteensä 12 maakiitäjäislajia analysoitiin. Käsittelytyyppien lajimäärä arvioitiin tilastollisella rarefaktiomenetelmällä. Maakiitäjäisten lajimäärä oli suurempi maapuu- ja pienaukkokäsittelyssä kuin kontrollissa ensimmäisenä tutkimusvuotena, mutta toisena tutkimusvuotena lajimäärissä ei havaittu eroja. Maapuu- ja pienaukkokäsittelyllä näytti olevan vain pieni vaikutus maakiitäjäisten lajikoostumukseen, eli niissä metsä-, avomaa- ja yleislajien osuudet olivat melko samankaltaisia. Maapuukäsittelyllä ja pienaukkokäsittelyllä oli vaikutusta tutkittuihin maakiitäjäisiin, mutta vaikutus riippui sijaintipaikasta käsittelyssä ja tietyillä lajeilla myös tutkimusvuodesta. Tutkimuksessa asetettu hypoteesi, jonka mukaan maakiitäjäisten vaste maapuuhun ja valoaukkoon riippuisi johdonmukaisesti niiden pienelinympäristön kosteus- ja valoisuuspreferenssistä, ei saanut tukea. Verrattuna kontrolliin maapuulla ja latvuskerrokseen muodostuneella valoaukolla ei näyttäisi olevan eroa tai niillä oli negatiivinen vaikutus yksilömäärään suurimmalla osalla tutkituista maakiitäjäislajeista molempina tutkimusvuosina. Pienaukkokäsittely näytti olevan suurimmalle osalle tutkituista maakiitäjäislajeista haitallinen toimenpide verrattuna kontrolliin. Myöskään maapuukäsittely ei näyttänyt hyödyttävän lajeja kontrolliin verrattuna, mutta toisaalta maapuun jättämisestä ei näyttänyt olevan haittaa suurelle osalle tutkituista maakiitäjäislajeista. Tutkimustulosten perusteella voidaan todeta, että maakiitäjäisten kannalta parempi vaihtoehto on, ettei kaupunkimetsän latvuskerrokseen tehdä aukkoja poistamalla yksittäisiä puita. Olemassa olevat maapuut voi sen sijaan jättää maastoon. Kaupunkimetsissä kannattaa edistää luontaisten rakennepiirteiden, kuten maapuiden säilymistä. Tällä kokeellisella tutkimuksella saatiin tietoa maapuu- ja pienaukkokäsittelyn lyhytaikaisvaikutuksesta maakiitäjäisten lajikoostumukseen ja yksilömääriin, ja jatkoseurantaa tarvitaan, jotta saataisiin myös tietoa niiden merkityksestä lajiston monipuolisuuden kannalta pidemmällä ajanjaksolla.

The Great Cormorant (Phalacrocorax carbo) is among the most recent additions to the Finnish avifauna: the current breeding population dates back to 1996. Historical and archeological data clearly demonstrate that the 20th century breeding range expansion of the species in the Baltic region is a re-colonisation event. The two subspecies of Cormorant in Europe are the nominate subspecies P. carbo carbo and the continental subspecies P. c. sinensis. The Cormorants currently breeding in Finland belong to the subspecies sinensis. P. c. carbo lives on the coasts of the North Sea and North Atlantic and visit Finland only during migration. However, osteological evidence suggests that carbo was prevalent subspecies in the Baltic area during prehistoric times, only to disappear in the Late Middle Age (by circa 1500 AD). The subspecies of the Cormorant differ in average size and weight, the details of the plumage and the angle of the gular pouch. P. c. carbo is on average larger than sinensis. However, males are larger than females in both subspecies. The subspecies differ in their ecological characteristics, e.g. preferred prey, breeding sites and migratory behaviour. However, only bones remain from the prehistoric Baltic Cormorants and therefore, soft tissues or behavioural characteristics cannot be used for their identification. The known osteological measurements of the subspecies overlap, and it has previously been possible to distinguish only the two extremes, large P. c. carbo males and small P. c. sinensis females. Here, I looked into features that would enable distinguishing of the skeletons of all the specimens of both subspecies. The primary material of my Master’s thesis consists of 65 specimens representing birds of both subspecies and sexes. The material has been collected from the Baltic basin and the western Gulf of Bothnia in Sweden and the Åland islands in Finland. In addition, I examined 11 specimens of the subspecies carbo from the collections of the Swedish Museum of Natural History (Naturhistoriska riksmuseet). I focused on the most diagnostic elements of the skeleton: skull, sternum and the large bones of the limbs. Moreover, I examined bones that may be associated with ecological differences between the subspecies, such as the sclerotic ring, the os nuchale, and the length of the distalmost phalanx bone of the opposable hallux toe. I wanted to find out if there are osteological differences between the males and females or the two subspecies. The statistical method used for testing the hypotheses and examining subspecific averages was the analysis of variance (ANOVA). The measurements were also analysed with Principal Component Analysis to investigate the proportional differences. The bones of the two subspecies differed in particular in the length of the forearm bones. Reliable discriminating features also included the depth of the bill and the measurements of leg bones. These are subspecific adaptations to their preferred habitats, prey, nesting sites and migratory behaviour. The relatively short wings of P. c. carbo make it an excellent diver, but a less efficient flyer. This subspecies migrates shorter distances, and is able to overwinter relatively far up in the north. In contrast, P. c. sinensis is able to fly with greater speed and efficiency during migration to avoid adverse conditions. The depth of the bill is an important factor determining the snapping power of the bill, which makes P. c. carbo better suited for handling big or powerful prey. The contemporary Baltic Sea is warmer and less marine than during earlier periods. The current brackish environment seems to favor the subspecies sinensis over carbo, although human persecution may also have had an effect on the previous demise of subspecies carbo. My results support the view that the subspecies of the Great Cormorant are clearly distinct morphologically. My result also suggest that skeletal research is an underutilised method in bird taxonomy, and studying the proportions of bones helps to perceive ecological and biological differences between bird subspecies.

In this Master’s thesis, I investigated the number of microplastics (< 5 mm) in three different groups of benthic invertebrates found in the Baltic Sea: the clam Limecola balthica, the polychaete Marenzelleria spp. and the bloodworm Chironomus spp. larvae. I also investigated the number of microplastics in the soft sediments that are the natural habitats of these animals. I collected the samples along the coast of the Gulf of Finland, between Hanko, Helsinki, and Kotka. To extract the microplastics from the samples I used density separation, hydrogen peroxide and enzymes. I analyzed the samples by focal plane array µFTIR and the spectra were automatically compared to a reference library by MPHunter software. According to this study, the benthic invertebrates are exposed to high quantities of microplastics in their natural habitat, and the animals end up ingesting microplastics. The number of microplastics in the sediment samples were high (between 0–10 145 kg-1 and 1 847–93 973 kg-1 DW sediment), and 90% of them were <300 µm sized particles that the animals used in this study normally ingest, and 54 % were <100 µm sized particles that the animals prefer the most. On average, all the animals had ingested the smaller microplastics that were available in sediments. Despite the high concentration of microplastics in the sediments, the animals had ingested only low numbers of microplastics per individual on average (L. balthica 0,11 ± 0,05 pcs., Marenzelleria spp. 0,46 ± 0,63 pcs., and Chironomus spp. 0,27 ± 0,19 pcs.). No relationship was found between the three different animal groups and the presence of ingested plastic particles, so the animal groups seem to be equally exposed to microplastics. No relationship was either found between the animal groups and the sizes of ingested microplastics. The plastic materials found in the animals and sediments (PA, PP, PE, PET, PMMA and PVC) are commonly used plastic materials. Most of these materials are used in disposable packaging and fishing gear that are the most common sources of microplastics found in marine environments. Although the number of ingested microplastics in benthic invertebrates in the Gulf of Finland seems to be low, the exposure to the microplastics can still be high during their lifetime. The results of this study depict the presence of microplastics in animals during a certain time. The low number of ingested microplastics may present the fact that microplastics do not accumulate in the animals, but rather pass through the digestive system in a short time (2–4 h). The ingested microplastics pose a risk to benthic invertebrates causing them physical and chemical harm. Oxidizing and bioturbating the sediments and as nutrition to other animals the benthic invertebrates have an important role in the Baltic Sea ecosystem, and therefore the consequences of the microplastic in benthic invertebrate community might be far-reaching. It is important to investigate the long term impact of microplastics on benthic invertebrates in order to estimate the real consequences to the marine ecosystems.

Luonnon monimuotoisuus on vähentynyt viime vuosina globaalisti. Puhutaan jopa kuudennesta massasukupuutosta. Myös Suomessa erityisesti vanhojen metsien sekä niitty- ja perinneympäristöjen lajistot ovat heikentyneet. Suurin syy monimuotoisuuden vähenemiseen on elinympäristöjen katoaminen ihmistoiminnan ja maankäytönmuutosten vuoksi. Suomen uhanalaisia lajeja uhkaavat eniten metsä- ja maatalous ja niiden myötä vähenevät lahopuun ja niittyjen määrät. Luontotyypeistä erityisesti jalopuulehdot ovat katoamassa. Osansa maa-alasta vievät myös vapaa-ajan harrastukset, kuten esimerkiksi golf. Golfkenttien vaikutus monimuotoisuuteen on jakanut mielipiteitä. Golfkentän ekologiseen arvoon vaikuttaa se, millaiseen ympäristöön se on rakennettu. Urbaanissa ympäristössä golfkenttä voi merkittävästi lisätä monimuotoisuutta päinvastoin kuin metsäiseen ympäristöön rakennettuna. Golfkentät ovat kuitenkin usein laikuittaisia sisältäen useita erilaisia, pienialaisia kaistaleita alkuperäistä luontoa. Tässä työssä selvitin golfkentän rakentamisen aiheuttamia vaikutuksia metsäekosysteemin alkuperäiseen eliöyhteisöön sekä golfkentän monimuotoisuutta itsessään sekä verrattuna ympäröiviin alueisiin. Lisäksi pohdin, miten monimuotoisuutta kentällä voitaisiin parantaa. Tutkimuskohteena oli Hirsalan golfkenttä Kirkkonummella Etelä-Suomessa. Kesän 2018 aikana tein kentällä luontokartoituksen määrittämällä kentällä havaitut kasvit, nisäkkäät, linnut, matelijat ja sammakkoeläimet, perhoset sekä maakiitäjäiset (Coleoptera: Carabidae). Maakiitäjäisiä keräsin myös kentän reuna-alueelta sekä kentän ulkopuolelta. Perhosten keräämiseen käytin valorysää ja kolmea syöttirysää, keräys kesti toukokuusta elokuuhun. Maakiitäjäiset keräsin kuoppapyydyksillä (yht. 93) samalla aikataululla. Muut taksonit määritin näkö- ja kuulohavaintojen avulla. Mallinsin perhos- ja maakiitäjäisaineistoilla kentän ja vertailualueiden lajistojen runsausjakaumia. Maakiitäjäisaineistolla vertaisin kentän, kentän reuna-alueen ja kentän ulkopuolisen alueen monimuotoisuuksia Shannonin-Wienerin ja Simpsonin diversiteetti-indekseillä. Kasviaineiston avulla tein golfkentän alueesta luontotyyppikartan QGIS- paikkatieto-ohjelmalla. Muut aineistot täydensivät tilastomenetelmillä saatuja tuloksia. Golfkentän saamat diversiteetti-indeksit olivat pienempiä kuin kentän reunalla tai kentän ulkopuolella saadut arvot. Golfkentän lajistojen runsausjakauma oli epätasaisin muiden alueiden runsausjakaumiin verrattuna. Kentällä dominoi aitosysikiitäjäinen (Pterostichus melanarius, 65 % kentän lajistosta), joka on tunnettu häiriöekosysteemien generalistilaji. Perhosaineiston runsausjakauma ei kuitenkaan poikennut vertailuaineistosta. Golfkentällä havaittiin myös uhanalaisia ja suojeltuja lajeja, kuten liito-orava (Pteromys volans) sekä kartioakankaali (Ajuga pyramidalis). Kentällä ja sen läheisyydessä havaittiin myös useita metsäisiä lajeja, joista osa käytti kenttää esimerkiksi saalistamiseen tai laiduntamiseen. Kentältä löytyi luontotyyppejä niin karuista kalliometsistä tuoreisiin kankaisiin ja pähkinäpensaslehtoon. Kentältä löytyi myös joitain haitallisia vieraslajeja, kuten keltamajavankaali (Lysichiton americanus). Kentän rakentaminen on heikentänyt ja muuttanut alkuperäistä metsäekosysteemin eliöyhteisöä. Kenttää voidaan pitää häiriöekosysteeminä, jossa generalistilajit viihtyvät spesialistilajien kadotessa. Alueella voi myös olla vielä jäljellä rakentamisesta aiheutuvaa paikallista sukupuuttovelkaa esimerkiksi kasvi- ja hyönteislajien suhteen. Kenttä yhdessä ympäröivän luonnon kanssa muodostaa laikuittaisen elinympäristön, joka mahdollistaa monien lajien ravinnonhankinnan ja pesimisen kentällä ja sen läheisyydessä. Kentän monimuotoisuutta voitaisiin parantaa lisäämällä kentällä lahopuun sekä niittyjen määrää. Luonnonkasvien lisääminen ja niiden hallittu hoitamattomuus voi lisätä hyönteisten ja kasvinsyöjien määriä ja näin edelleen vaikuttaa kaskadiefektin kautta ylemmille ravintoketjun tasoille. Myös lampien ympärille olisi hyvä jättää suojavyöhykkeet. Alkuperäisiä luontokaistaleita tulisi vaalia, erityisesti kentällä sisällä olevaa pähkinäpensaslehtoa. Kentällä esiintyvät haitalliset vieraslajit ja puutarhakarkulaiset tulisi poistaa, etteivät ne vie elintilaa alkuperäislajeilta. Pöntötyksillä voidaan myös lisätä yksittäisten lajien tilaa lisäämällä niille mahdollisia pesimis- ja levähdyspaikkoja.