Browsing by Title

Kokonaisvaltainen maatalousympäristön vesienhallinta pitää sisällään perus- ja paikallis-kuivatuksen sekä valumavesienhallinnan toimenpidekokonaisuuden huomioiden luonnon monimuotoisuuden ja kalatalouden tarpeet. Tämän tutkielman tavoitteena on ollut kirjallisuuden sekä käytännön toimijoiden raporttien avulla laatia toimintatapamalli maatalousympäristön tuotantotalouden kehittämiseen sekä vesistökuormituksen vähentämiseen. Kokonaisvaltaisella vesienhallinnalla tähdätään tulvien ja märkyysongelmien poistoon sekä maanrakenteen ja kasvukunnon parantamiseen ja tätä kautta kiintoaine- ja ravinnekuormituksen vähenemiseen. Kokonaisvaltainen toimintatapa tavoittelee yhdenaikaista tuottavuuden kasvua sekä vesien- ja luonnonhoidon turvaamista sekä tuotantotalouden ja ympäristönhoidon yhteensovittamista. Peruskuivatuksia koskevan kunnostustarpeen on todettu olevan huomattava ja vesienhallinnan rakenteiden korjausvelan olevan suuri. Maatalouden toimintaympäristössä tapahtuneiden muutosten myötä toimenpiteiden toteuttaminen on hankaloitunut ja monimutkaistunut. Toimenpiteiden järjestelmälliseen ja laajamittaiseen toteuttamiseen tarvitaan valuma-aluekohtainen toimintatapamalli. Valuma-aluekohtainen toimintatapamalli kokoaa yhteen ne toimenpiteet, joilla maatalous-alueiden tuotantotaloutta sekä vesien- ja ympäristönhoitoa voidaan valtakunnallisesti edistää ja toteuttaa yhdenaikaisesti. Tarvitaan laajamittainen riskialuekartoitus ongelma-alueiden selvittämiseksi ja tiedotuksen kohdentamiseksi. Ojitusyh-teisöt tulisi palauttaa ojitusisännöitsijöiden kanssa vastaamaan ojien huollon- ja kunnossapidon järjestämisestä yhdessä suunnittelijoiden kanssa. Vesienhallinta tulisi myös saada osaksi tilakohtaista viljelysuunnittelua. Valuma-aluekohtaisen toimintatapamallin mukainen järjestelmällinen toimintaketjun sisältävä vaiheittainen toteutus valuma-alueelta vesistöön takaa todennäköisesti laadukkaimman lopputuloksen kuivatustilan parantamiseksi ja vesistökuormituksen vähentämiseksi. Korjausvelan ollessa suuri tulisi pyrkiä pois toimenpiteiden epäsuunnitelmallisesta ja epäsystemaattisesta toteuttamisesta. Laajamittaisessa kansallisessa toteuttamisessa ei ole oikein toteutettuna kyse pelkästään vesienhallinnasta ja ympäristönhoidosta vaan myös maanarvon ja bruttokansantuotteen kasvamisesta sekä infrastruktuurin kunnossapidosta.

Ihminen on viljellyt kalaa noin 4000 vuotta. Egyptin hieroglyfeissä on löydettävissä todisteita tästä. Suomessa kalankasvatus alkoi 1800-luvun lopulla, kun kalaistukkailla täytyi korvata heikkoja kalakantoja. Kalakantojen laskun syynä oli uitto ja voimalaitosten rakentaminen. Kaupallinen kalankasvatus pääsi alkuun 1960-luvulla, jonka jälkeen kalankasvatus on kehittynyt ja kehittyy edelleen. Tässä tutkielmassa keskitytään kuhanviljelyyn (Sander lucioperca) ja viljelyn kannattavuuteen kirjallisuuden ja kannattavuuslaskelmien avulla. Kuha on ahvenkaloihin kuuluva peto, jota esiintyy Suomessa, Euroopassa ja Venäjällä. Kuhaa pyydetään nykyisin vähemmän ja kasvatetaan enemmän. Suomessa kuhaa viljellään erityisesti istutuksia varten. Kasvatuslaitoksessa kuhan kudun käynnistäminen vaatii hormonipistoksen. Tämän jälkeen kuhien annetaan joko kutea turoille tai ne lypsetään. Jos mäti lypsetään, se täytyy hedelmöittää noin 30 minuutin kuluessa. Mäti voidaan hedelmöittää joko kuiva- tai märkähedelmöityksellä. Hedelmöityksen jälkeen mäti siirretään hautomoon odottamaan poikasten kuoriutumista esimerkiksi sumukaappiin. Kuhan mäti on paakkuuntuvaa, joten on suositeltua käsitellä se tämän estämiseksi. Poikasten kuoriuduttua ne voidaan siirtää niille varattuun altaaseen ja aloittaa joko rehuruokinta tai artemialla ruokkiminen. Poikasilla on 6. eri kehitysvaihetta, jonka aikana ne täyttävät ilmarakkonsa ja kehittyvät toukasta muistuttamaan aikuista. Kuhan poikasilla kannibalismi on yleistä. Kannibalismin vaikutuksia voidaan estää esimerkiksi takaamalla riittävä ravinnon saanti poikasille, joka vastaa noin 1,6 % ravintoa poikasen painosta. Samalla kannattaa poistaa myös kannibaaliset yksilöt viljelystä. Poikaset ovat valohakuisia noin 32 mm asti, jonka jälkeen valohakuisuus muuttuu valopakoisuudeksi. Kuhan tuotantoa ei ole vielä saatu toimimaan Suomessa ja haasteita on vielä paljon. Kuhan, taimenen (Salmo trutta) nieriän (Salvelinus alpinus) ja sammen (Acipenser sturio) yhdistetty tuotanto elintarvikkeeksi on noin 0,3 miljoonaa kiloa vuonna 2019. Ero kirjoloheen (Salmo salar), jonka vuosituotanto oli 15,3 miljoonaa kiloa, on huomattava. Vaikka kuhan suosio on kasvussa ja hinta sen mukainen, suurin osa kaupasta saatavasta kuhasta on kalastettua. Jotta kuhanviljely saataisiin kannattavaksi, olisi siitä saatavan kilohinnan oltava yli 7€ tai vielä korkeampi. Vuonna 2019 kuhan kilohinta oli 6,07 €.

The Dead Sea is located in the Middle East at the centre of the Syrian-African rift. At about 433 meters below sea level (mbsl), its coastal line is the lowest point on the earth. The Dead Sea’s surface level has declined in the past centuries at an alarming rate, now around 1 meter per year, due mostly to the unsustainable water use of its drainage basin. In the past, the Jordan River supplied the majority of the inflow to the Dead Sea but nowadays the river’s inflow has been reduced substantially. In addition, the mineral industry is pumping water from the southern part of the the Dead Sea, which increases the water level decline. Also the climate in the area is very dry and hot, which makes the evaporation rate high and causes the salt to precipitate. Dead Sea’s salt concentration is about 30%. The recent drop in the water level has exposed salty mud flats and started a sinkhole formation process in the coastline that has negatively affected the area’s infrastructure and economy. Israel, Jordan and the Palestinian Authority have planned to construct a canal from the Red Sea to the Dead Sea (RSDSC), coordinated by the World Bank. The project would also produce desalinated water locally and would act as ”a symbol of peace” between the parties. Nevertheless, environmental groups have adamantly opposed the RSDSC project. The objective of my thesis was to investigate 1) how the RSDSC project would counter the previous decline of the Dead Sea; 2) the environmental impacts of such a project; 3) why environmental groups are opposed to it; and 4) the environmentalists’ solution to the problem. This study is a qualitative descriptive case study. The material of the study consists of scientific journals, World Bank study reports and the responses to those reports from the environmentalists. The material was analyzed according to the method of content analysis. The study indicated that there are major risks in the RSDSC project in the form of negative environmental impacts to the Dead Sea’s limnology even though it would stabilize the water level and probably also stop the formation of sinkholes. It is estimated that there might be severe algae and micro- biological blooms and gypsum precipitation with ”whitening effect” when a lot of sea water will be mixed with Dead Sea brine. Due to water level rise, flooding might occur, which could contaminate the ground water. The environmentalists’ proposed solution is the rehabilitation of the Jordan River by means of water recycling and production of more desalinated water to the Dead Sea’s drainage basin, which would reduce water intake from natural sources. This plan, too, probably has its negative environmental impacts but the risks seem to be minor when compared to the RSDSC project’s estimated negative impacts.

Kurtturuusu (Rosa rugosa) on haitallinen vieraslaji Suomessa. Se on levinnyt alkuperäisiltä esiintymisalueiltaan Koillis-Aasiasta Itämeren ja Pohjanmeren rannikolle sekä Pohjois-Amerikan koillisosiin. Se uhkaa luonnon monimuotoisuutta erityisesti merenrannoilla. Suomessa kaikki hiekkarantojen ja dyynien luontotyypit ovat uhanalaisia ja kurtturuusu vaikuttaa erityisesti niiden ekosysteemeihin muodostamalla suuria tiheitä kasvustoja. Kurtturuusukasvustossa muut lajit vähenevät. Vieraslajilain nojalla kurtturuusun kasvattaminen on kielletty, mutta kasvatuskielto astuu voimaan vasta siirtymäajan jälkeen 1.6.2022. Kurtturuusu on suosittu koristepensas. Siitä on myös jalostettu uusia lajikkeita. Niiden kasvatusta kielto ei koske, koska niiden lisääntymiskyvyn on ajateltu olevan heikko. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kurtturuusun levinneisyyttä Espoon rannoilla sekä tutkia sen lisääntymiskykyä. Tutkimuksessa kartoitettiin Espoon merenrantoja järjestelmällisesti maastossa havainnoiden ja etsittiin niiltä kurtturuusua. Kasvustojen ominaisuuksia tutkittiin ja selvitettiin morfologisten tuntomerkkien avulla, ovatko ne kurtturuusun perusmuotoa vai jotakin jalostettua lajiketta. Kasvustoista valittiin osa tarkempaa siementutkimusta varten. Siementen elinkykyä tutkittiin tetrazoliumtestin avulla ja kelluntakykyä vesiastioissa. Siementutkimuksessa selvitettiin, eroaako kurtturuusun perusmuodon ja jalostettujen lajikkeiden siementuotto tai siementen elinkyky toisistaan ja kuinka hyvin pähkylät kelluvat. Tilastollisina menetelminä käytettiin varianssianalyysiä ja t-testiä. Kurtturuusua kasvoi Espoon rannoilla runsaasti monenlaisilla kasvupaikoilla sekä istutettuna että villiytyneenä. Mantereella sitä oli enemmän kuin saaristossa. Villiytyneenä tai mahdollisesti villiytyneenä kasvoi vain muutamia kasvustoja jalostettuja kurtturuusulajikkeita. Istutettuina niitä oli enemmän. Kurtturuusun siementuotto vaikuttaa olevan suurempi perusmuodolla kuin jalostetuilla lajikkeilla. Perusmuoto tuotti myös keskimäärin enemmän elinkykyisiä siemeniä. Hajonta molemmissa ryhmissä oli kuitenkin suurta. Osa jalostetuista lajikkeita tuotti melko runsaastikin elinkykyisiä siemeniä, toiset taas hyvin vähän. Kurtturuusun pähkylät kelluivat hyvin. Tulokset tukevat käsitystä siitä, että jalostetut kurtturuusulajikkeet eivät olisi yhtä haitallisia kuin perusmuoto. Sekä perusmuodon että jalostettujen lajikkeiden siementuoton ja elinkyvyn hajonta oli kuitenkin suurta. Eri lajikkeiden eroja olisikin tarpeen selvittää järjestelmällisesti. Kurtturuusulla on hyvät edellytykset levitä veden välityksellä uusille kasvupaikoille, koska se kasvaa rannoilla ja sen siementen kelluntakyky on hyvä. Kurtturuusun kartoitus Espoossa auttaa sen torjunnan suunnittelussa myös muissa kaupungeissa.

Mobile zinc is involved in the pathogenesis of several fatal neurodegenerative diseases, such as amyotrophic lateral sclerosis, Alzheimer's disease, and Parkinson's disease. Design of novel Zn(II) chelators is a promising research field in the development of new medical treatments for these diseases. However, depletion of zinc using a high affinity chelator can lead to cell death. The Zn(II) chelator N,N,N',N'-tetrakis(2-pyridylmethyl)ethylenediamine (TPEN) can reverse some zinc related pathologies, but its high zinc affinity makes it unsuitable for use as a medical treatment. In this thesis, calculations at the density functional theory (DFT) level have been performed on TPEN and TPEN derivatives. The aim was to suggest modifications in the molecular structure which lower the zinc affinity of the chelator to a less toxic level, and which therefore could potentially lead to new medical therapies for neurodegenerative diseases. A further aim was to develop a computational protocol that is suitable for studies and in silico design of Zn(II) chelators. The results show that DFT methods, which include a correction for dispersion forces and which treat the solvent implicitly, can yield free energies for ligand exchange reactions which agree well with experimental data. The employed computational methodology is also suitable for similar studies involving other metals. The zinc affinity of TPEN can be lowered by substituting hydrogens on its pyridyl rings with electron-attracting groups. Substitution with weakly electron-donating groups can also lower the zinc affinity, provided that it results in a conformational change which stabilises the free chelator. Substitution of carbon atoms with nitrogens on the pyridyl rings also lowers the zinc affinity. The computational methodology needs improvement if one wishes to address more complicated problems, such as studies of complexation energies for chelators with varying denticities, in which solvent molecules may play a more significant role as one of the ligands.

Tiivistelmä – Referat – Abstract Variable electricity production poses challenges for the electricity grid, where demand and production must be balanced at all times. Transition to variable electricity production requires new solutions for grid flexibility. Electricity consumption has traditionally been an inflexible component in the electricity system but technological development enables demand side flexibility. Demand response (DR) is demand side measure, where energy consumption is shifted due to an external incentive. DR has multiple benefits such as improving reliability with high integration of variable energy production and cutting emissions during peak production. Despite years of modelling and analysing DR, there is lack of experience with commercial end-users in real-life context. In recent years, transmission system operator Fingrid has conducted experiments with stakeholders to find new demand response resources outside the traditional industrial end-users. The market models and services have not yet matured and therefore actors experiment to find solutions to resolve demand response barriers. The difficulty of scaling up sustainable innovations is a well-known challenge in energy transition research. In strategic niche management theory experiments are seen as tools for sustainable transition. This qualitative case study examines how piloting demand response in grocery store promotes energy transition. I chose the case of Virtual Service Environment (VIRPA-B) experiment, where participants tested DR in two grocery stores. The data were gathered in eight interviews with stakeholders and experts and through literature review. With theoretical framework I analysed, how the experiment contributes to implementation of demand response through expectations, learning and the ways pilot was scaled up after the experiment. Thesis sheds light to stakeholders’ role in implementing new technology and business model in real-life context. The results indicate that DR does not disturb the functions of the grocery store. The technology is matured, but the instalment practises have not been standardized. The greatest barrier for upscaling seems to be the regulations of the electricity markets, as they do not encourage end-users to invest in DR. VIRPA-B experiment did not lead to a rapid upscaling. However, lessons scaled up through other projects that support the niche development. For actors experiments are a platform to develop expertise and influence the new business models. To overcome the barriers, more attention should be directed at the synergies between the technologies. In VIRPA-B pilot actors noted benefits with solar panels, energy efficiency and DR. Combining technologies can lead to significant electricity savings. Promoting DR as a part of intelligent building automation system could also help overcome DR barriers. The results of thesis indicate that experiments can produce capabilities that promote energy transition.

Tutkielman tavoitteena oli selvittää kalastajien lukumäärää ja vuosittaista rahankäyttöä eri kalastusvälineisiin Lahden Vesijärvellä. Kalastajien lukumääriä laskettiin 10 kertaa vuoden 2019 aikana Vesijärven Enonselällä. Laskentakerroista 4 tehtiin talvella ja 6 avovesiaikaan. Laskentakertojen ajankohdat, kellonajat ja viikonpäivät satunnaistettiin. Tällä pyrittiin saamaan mahdollisimman satunnainen otanta Vesijärven Enonselän kalastajista. Rahankäyttöä arvioitiin verkkokyselytutkimuksella. Kyselytutkimus toimitettiin vastattavaksi Lahden kaupungilta pyydys – tai virkistyskalastuslupia ostaneille kalastajille ja kyselyn vastauslinkkiä jaettiin myös Facebookissa. Kyselytutkimuksen tavoitteena oli saada kalastajilta tarkasti luokiteltua tietoa eri kalastusmuotoihin liittyvistä hankinnoista. Luokittelu tehtiin jakamalla yleisimmät kalastusmuodot pääluokkiin ja niissä käytetyt välineet alaluokkiin. Kalastajien lukumäärästä ja kyselyllä saadut tiedot yhdistettiin Metsähallituksen kalastonhoitomaksurekisterin tietoihin Lahden alueella kalastonhoitomaksun suorittaneista henkilöistä. Yhdistämällä tämän tutkimuksen aineistot muihin, aiemmin aihetta selvittäneisiin tutkimuksiin kyettiin muodostamaa kolme lähestymistavoiltaan eroavaa laskentatapaa ja tulosta vuosittain Lahden Vesijärvellä kalastavien kalastajien lukumääristä ja näiden kalastajien kalastuksesta syntyvästä rahankäyttökertymästä. Laskennan tuloksena Lahden Vesijärven Enonselällä kalastetaan erityisesti pilkkien ja vetouistellen. Ajankohdalla oli huomattava merkitys, sillä sääolosuhteet eivät selittäneet kalastuksen ajankohtaa. Kyselytutkimuksen tuloksena saatiin arvio kalastajien kalastukseen käyttämien välineiden keskimääräisistä euromääräisistä arvoista ja hankintamääristä, sekä näiden hankintojen välisistä lukusuhteista. Kalastusvälineluokkien välisen rahankäytön perusteella pystyttiin myös arvioimaan eri kalastusmuotojen rahallista merkitystä. Hankituimmat kalastusvälineluokat olivat heittokalastus – ja vetouisteluvälineet. Erityisesti uistimia hankittiin kaikissa kalastusmuodoissa. Vastaajat olivat käyttäneet veneisiin tai vastaaviin huomattavia rahasummia. Kalastajamäärien ja rahankäytön eri laskentatavat antoivat kolmella eri lähestymistavalla melko yhtäläiset arviot Vesijärven kalastuksesta syntyvästä rahankäyttökertymästä. Summat vaihtelivat laskentatavasta riippuen välillä 1 148 518 ja 4 620 012 euroa vuodessa. Kalastajamäärä Vesijärvellä ja Enonselällä vaihteli huomattavasti laskentatapojen välillä. Todennäköisin kalastajamäärä Vesijärvellä on noin 9000 yksittäistä kalastajaa vuodessa, joista kalastonhoitomaksun suorittaa noin 2000 kalastajaa. Vapaa-ajankalastuksen aluetaloudellista merkitystä on tutkittu Suomessa suhteellisen vähän. Tämän tutkimuksen perusteella vapaa-ajankalastuksen aluetaloudelliset vaikutukset voivat olla merkittävästi suurempia, kuin suoraan kalatalouteen liittyvä rahankäyttö (kalastusluvat, saaliin arvo yms.). Tutkimus osoittaa, että vapaa-ajankalastuksen aluetaloudellinen merkitys voi olla suuri, vaikka kalastuskohteen lajisto koostuisi tavanomaisista ja yleisistä suomalaisista järvikaloista. Kalatalouteen liittyvässä päätöksenteossa tulisi tulevaisuudessa tiedostaa vapaa-ajankalastuksen aluetaloudellinen merkitys, jonka tuotot realisoituvat pääasiassa varsinaisen kalatalousalan ulkopuolelle. Merkityksellistä oli myös huomata yleiskalastusoikeudella kalastavien kalastajien suuri potentiaalinen harrastajamäärä, mutta näiden kalastajien olevan kaikin tavoin haasteellisesti arvioitava joukko huonon tavoitettavuuden vuoksi.

Coarse woody debris (CWD) is an important structural element in boreal forests affecting various ecological processes and maintaining biodiversity. Numerous species are dependent on spatiotemporal availability of CWD and its diverse characteristics. Forest management has drastically reduced the amount of CWD, thus impoverishing the structural diversity and threatening several species in the boreal forest ecosystems. The aim of this study was to assess the diversity and naturalness of old-growth spruce forest stands in southern Finland and the Karelian Isthmus based on the amount and quality of CWD. Prior to the Second World War forests in both regions were managed similarly. However, after the war the Karelian Isthmus became part of the Soviet Union (and later on Russia), and extensive economic utilization declined. Instead, efficient forest management practices were introduced in Finland after the war. Because southern Finland and the Karelian Isthmus belong to the same biogeographical region, the regional differences in the stand structure of the old-growth forests are mainly due to the differences in their land-use history. Ten old-growth spruce forest stands were studied both in southern Finland and the Karelian Isthmus. The Finnish stands were on areas that belong to Natura 2000 Network of the European Union. The Karelian stands were not protected, but five of them were on a planned protection area. Five 10 x 10 m plots were systematically established on a 9-ha square area in each forest stand. All CWD inside the plot and at minimum 10 cm in diameter was recorded. The length and the diameter at both ends or at breast height were measured. Also the position, decay class and tree species of each piece were noted. The amount and quality of CWD varied widely within and between the forest stands, and there were only few clear differences at the regional level. The average volume of CWD was 105,8 m3/ha (19,6-224,4 m3/ha) in southern Finland and 85,4 m3/ha (13,6-144,6 m3/ha) in the Karelian Isthmus. In southern Finland the proportions of the latter stages of decay were slightly higher. Shannon-Wiener and Simpson indices indicated higher values in southern Finland, where Pinus sylvestris was more abundant in the CWD store and the tree species distribution was more even. The best individual stands in terms of the amount and diversity of CWD were found in southern Finland. However, in both regions there were stands with rich and diverse CWD but also stands with poorer CWD stores. The large differences between the stands probably depend on their differing disturbance histories. There were also signs of small-scale cuttings in both regions, and they were more common in the Karelian Isthmus. Only a few of the forests could be defined as natural or seminatural. In Finland high volumes of CWD can mainly be found only in protected areas, while in northwest Russia the amount of CWD is generally higher and larger areas of natural forests are left. In Finland, forest protection should take into account those forests, in which the CWD stores are not abundant now but can develop during the coming decades and centuries. In northwest Russia there are probably more potential areas for protection with respect to CWD characteristics, but it is more difficult to guarantee the protection there, because of more common illegal cuttings. However, in northwest Russia natural boreal forests and biodiversity could be protected at a landscape level, which is not possible in other parts of Europe.

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.

Constantly increasing level of bacteria becoming resistant to clinically relevant antibiotics challenges the modern medical achievements made over the past century. In global scale, one of the most significant information gaps concerning the occurrence of resistant bacteria is located in West African countries. Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli strains resistant to 3rd generation cephalosporins and carbapenems are a major risk to public health through infections with limited or no available treatment options. The resistance to these antibiotics among Enterobacteriaceae is mainly mediated by hydrolyzing enzymes such as extended-spectrum beta-lactamases (ESBL). The focus of this thesis is to study the genes encoding these enzymes and other resistance factors found in K. pneumoniae and E. coli isolated from human stool and waste water samples in Burkina Faso and Mali. Tree Enterobacteriaceae isolates were selected for whole genome sequence (WGS) analysis based on their phenotypic resistance profiles defined by disk diffusion method. Reads were assembled to draft genomes and the genomes were studied for their antibiotic resistance genes, virulence genes and their associations to mobile genetic elements found in these isolates’ genomes. Additionally a pan-genome was created to investigate species specific features of K. pneumoniae and their role in heavy load of antibiotic resistance genes among these isolates. Pan-genome consisted of two genomes sequenced in this study and 12 genomes from the publically available database. 16-month old Burkinabe child was a carrier of one ESBL-producing K. pneumoniae (isolate Burkina_1) and one ESBL-positive E. coli along with the resistance to multiple other antibiotics. With genome wide analysis the K. pneumoniae strain could be described as sequence type (ST) 45 representing, multidrug resistant and ESBL-gene CTX-M-15 carrying strain with highly similar virulence gene profile to strains previously described as pathogenic K. pneumoniae causing neonatal sepsis. K. pneumoniae isolated from the stool sample of an adult living in Burkina Faso was found to be multidrug resistant, though non-ESBL-producer strain (isolate Burkina_2). The isolate showed no similarity to any previously described sequence type. CTX-M-15 encoding E. coli of ST38 (isolate Mali_1) carried by Malian child showed resistance to five different classes of antibiotics in addition to the 3rd generation cephalosporins. At the same time the isolate showed hybrid virulence gene profile with virulence genes associated to many different E. coli pathotypes including neonatal meningitis causing E. coli (NMEC). The exceptional plasticity of K. pneumoniae genome could be recognized as one of the putative explanations for the high number of resistance genes found among the isolates studied in this work. Antibiotic resistance genes were found to be associated to mobile genetic elements (MGE) and as the genetic plasticity is caused by the acquisition of external genetic material via MGEs such as plasmids, this can lead to indirect accumulation of resistance genes in these genomes. The results in this thesis work show alarming examples of pathogens that potentially cause severe infections, have extremely narrow or no treatment options and are carried by infants. These findings are in line with the few data about the level of faecal carriage of ESBL-producing strains by people in Burkina Faso and Mali reported previously.