Skip to main content
Login | Suomeksi | På svenska | In English

Browsing by Title

Sort by: Order: Results:

  • Crosier, Brittni Joette (2020)
    Biogeography is a crucial aspect to ecological studies, as an ecosystem is comprised of the physical habitat, the organisms living there, and the interactions of these components. Community structure, and therefore functioning, are inherently of a spatial nature. Spatial structure of populations is often crucial basic knowledge for understanding the evolutionary history, dispersal patterns, and resilience of any given species. One aspect of spatial structure, and the topic covered in this study, is community distance decay, or the rate at which community similarity decreases with physical distance. More of the landscape is constantly being altered by humans on a large scale, so it is increasingly important to understand the effects that these anthroprogenic changes to the environment has on local populations. Studying community distance decay helps form understanding of dispersal and establishment limitations for different organisms, which is necessary for mitigating biodiversity loss. Many studies show that habitat fragmentation and loss has greatly impacted the structure of plant and animal communities, but there has been much less focus on fungal communities. There’s no certainty that fungi is impacted in the same ways, given the different lifestyles and dispersal methods, so the aim of this study is to contribute to the much needed research on fungal community structure at various scales. This aim is addressed by examining fungal community distance decay from small scale of a couple kilometers or less to a fairly large scale encompassing a landscape of primarily urban, forest, and agricultural areas. The five main localities of sampling were in middle and southern Finland: Helsinki, Lahti, Tampere, Jyväskylä, and Joensuu. Sampling locations and plot design were chosen to allow the comparison of communities separated by a mosaic, as well as along a short rural to urban gradient, to assess the effects of habitat type. From each location, six plots were decided, two in urban core, one in urban edge, two in natural core, and one in natural edge. The role of dispersal ability and functional traits in distance decay is also studied by comparing results from two different methods of fungi sampling, which were collecting spores from the air using cyclone samplers, and taking soil cores to gather fungal biomass. All samples were DNA analysed with high-throughput sequencing and the results from the DNA barcoding were used to create OTU clusters, by which the 30 plots could be compared through relative abundances of OTU’s. I determined the similarity of fungal communities using an analysis of similarity (ANOSIM) test in R, where all possible variables (site, habitat type, sample type) were used as a grouping in individual tests, thereby indicating which variable is associated with highest community difference. I also determined the differences in functional groups and major taxonomic levels among locations and sampling method using interactive taxanomic (KRONA) charts. Results showed that there are differences in fungal community structure among habitat type and sampling type. However there was greater difference at the level of plots than site locations, so clear patterns of strong community distance decay with physical distance was not measured in this study. The results suggest that fungal communities can be fairly impacted by human caused habitat change, and individual characteristics, such as dispersal methods or lifestyle, effect the rate of community distance-decay. This provides a valuable early insight into fungal community patterns, which need deeper study to understand the complexities and mechanisms behind them.
  • Sandholm, Laura (2018)
    Peatlands are globally important ecosystems as they have been estimated contain about 40 % of the global soil carbon pool. Therefore, in light of the projected increase in temperatures and possible increase in fire frequencies, it is of great importance to understand how peatlands are expected to develop under changing climate conditions. Currently it is estimated that of western continental Canadas 365 000 km2 peatlands, around 28 % are underlain by permafrost which however store about 38 % of the soil carbon in the area. Climate change is expected to affect these peatlands very quickly, because they are situated at the dry limit of peatland distribution. Peatlands develop in areas where production of new organic material exceeds the decomposition rate, whereby dead plant material will start to accumulate as peat, and thus, atmospheric carbon that has been seized in the plant material will become stored. Peat is stored in the peatland in the order that it accumulates, with the oldest material at the bottom end newest at the top, thereby making it possible to infer the succession of the stored vegetation. Permafrost may aggregate in peatlands due to cold climates and the insulating effect of peat moss. Fires usually cause severe combustion of peat plateaus, because they exhibit a dry and aerated surface and high tree vegetation cover. As fires remove peat through combustion, permafrost may collapse. As the permafrost within the peat plateau collapses it causes the peatland surface to subside, producing collapse areas which exhibit different hydrological conditions from the surrounding plateau. Due to a lack in knowledge about how peat plateaus have developed and reacted under different fire regimes, throughout their developmental history, it is difficult to say how they will react to future changes. Also very little is known about the actual mechanism behind initial peat plateau development or about what factors are important in determining whether permafrost will re-aggregate after collapse. With my thesis I will add to the knowledge about the initiation and developmental history of permafrost containing peatlands within the zone of discontinuous permafrost in continental northwestern Canada. I investigate the initiation patterns and effects of fires on peatland development by examining peat cores from three different peatlands in British Columbia, Canada. Each core is analysed for changes in peat main components and plant species composition throughout the peatland developmental history. As different species have different ecological range for example in regards to moisture and nutrient conditions, one can infer these based on the plant species community. In order to see when the peatlands initiated the bottom of the organic material was dated through radiocarbon dating. All peatlands initiated through onto ground formerly occupied by upland forest vegetation, which however also caused the dated samples from the bottom of the cores not to be very informative in regards to the actual peatland initiation time. The northernmost site, with the thickest peat, shows clear signs of being a permafrost affected peatland, starting from the initial peat accumulation to present day. The two other sites are more diverse in their development as they show signs of both permafrost peatlands and of sites that have undergone permafrost collapse. The peat on the permafrost affected peatlands has accumulated very slowly. Current peat accumulation rates, counted based on tree ring data and correlated to charred layers in the peat, show that the peatland areas that have collapsed, actually accumulate peat more quickly than the peat plateau with permafrost. This may indicate that as long as peatlands are still able to endure under warmer climates, it may be that they will actually accumulate more carbon due to higher production under non-permafrost conditions.
  • Orre, Tunnu Doris (2022)
    Päivittäistavarakaupat ovat saavuttaneet ruokajärjestelmässä aseman, jossa kaupan myymälä on lähes välttämätön läpikulkupiste alkutuotannosta kulutukseen. Ruoan kulkiessa pellolta pöytään pääasiassa päivittäistavarakaupan kautta, ei kaupan risteysasemaa tuotannon ja kulutuksen välissä voida ohittaa. Päivittäistavarakaupan vallitsevan aseman ja toiminnan lähtökohtien merkitystä, mahdollisuuksia ja mahdollista vastuuta ruokavalion kestävyysmuutoksessa on otettu vasta hiljattain tutkimuskohteeksi ja aiheen kohdalla vallitsee tutkimusaukko. Aiheen tutkiminen on tärkeää, sillä päivittäistavarakauppojen saavuttama asema sekä toiminnan lähtökohdat vaikuttavat siihen mitä ruokaa tuotetaan, mitä tuotteita tarjotaan kuluttajille sekä minkälaisia valintoja kuluttajat myymälässä tekevät. Päivittäistavarakaupat ovat kiinnostuneita edistämään ruokavalion kestävyysmuutosta omien lähtökohtiensa ja tavoitteidensa mukaisesti, mutta yhteinen näkemys roolista, toimintamallista tai mahdollisesta vastuusta puuttuu. Tässä tutkielmassa pyrin tuottamaan tietoa vallitsevaan tutkimusaukkoon, päivittäistavarakaupan asemasta, lähtökohdista sekä keinoista ruokavalion kestävyysmuutoksessa toimimiseksi. EAT-Lancet komission planetaarisen ruokavalion mukaisen muutoksen tavoitteena on kasvisten kulutuksen lisääminen, lihan kulutuksen vähentäminen sekä eläinperäisen proteiinin osittainen korvaaminen kasvisperäisillä vaihtoehdolla. Suomalainen S-ryhmä on ottanut planetaarisen ruokavalion edistämisen osaksi uutta yhteiskuntavastuuohjelmansa ruoan kestävän kuluttamisen edistämisen teemaa, jota tarkastelen tapaustutkimuksena käytännön esimerkkinä päivittäistavarakaupan pyrkimyksistä kestävyysmuutokseen. S-ryhmää koskevan tapaustutkimuksen tutkimusajankohtana ilmenevien tulosten perusteella on mahdollista tulkita, että vaikka S-ryhmällä on halua edistää ruoan kestävän kuluttamisen sekä planetaarisen ruokavalion mukaista kestävyysmuutosta, keinot muutoksen edistämiseksi ovat vielä puutteelliset. S-ryhmän sekä alueosuuskauppojen tulkinta ja tekeminen planetaarisen ruokavalion edistämisestä ei ole suoraan tulkittavissa EAT-Lancet komission mukaiseksi. Tuotevalikoiman kautta tapahtuvan kestävyysmuutoksen avainrooli ja vastuu on jätetty kuluttajalle. Kestävyyttä edistetään ensisijaisesti valikoimaa kasvattamalla, joka voi vaikeuttaa kuluttajien kestävien käytänteiden kehittymistä ja toteutumista. Tulosten perusteella jää epäselväksi pystyykö taloudellisiin näkökulmiin sekä kuluttajalähtöisyyteen pohjaava toiminta edistämään yksilön ruokavalion ohjaamiseen liittyvää tavoitetta.
  • Tähtinen, Saara (2012)
    Kasvava kaupungistuminen pirstoo elinympäristöjä pieniksi laikuiksi vaarantaen niin alueellisen kuin paikallisen luonnon monimuotoisuuden. Kaupunkialueilla on kuitenkin lukuisia erilaisia viheralueita, joilla on potentiaalia ylläpitää ja vahvistaa monimuotoisuutta. Kaupunkien viheralueista golfkentät vievät eniten pinta-alaa, mutta tarjoavat eliöille monipuolisia pienelinympäristöjä ja oikein hoidettuina golfkentillä on potentiaalia vahvistaa monimuotoisuutta. Tässä tutkimuksessa selvitetään maankäytössä tapahtuvan muutoksen vaikutusta maakiitäjäisten (Coleoptera:Carabidae) yhteisökoostumukseen kolmella eri pääkaupunkiseudun golfkentällä, joilla on toteutunut laajennusosa. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää miten maankäytössä tapahtuva muutos pellosta golfkentäksi on vaikuttanut maakiitäjäisyhteisöön. Tutkimuksen hypoteesit ovat: (1) maankäytön muutos pellosta golfkentäksi on lisännyt yksilömääriä, mutta pienentänyt lajimäärää, (2) maakiitäjäisten lajiyhteisön koostumus on riippuvainen elinympäristötyypistä ja häirinnän voimakkuudesta, (3) lajiyhteisön koostumus eroaa golfkentän eri osilla (kenttä, laajennus ja lähiympäristö), (4) lähiympäristössä ja laajennusalueilla esiintyy samoja lajeja ja (5) laajennusalueilla esiintyy osittain samoja lajeja kuin ennen maankäytön muutosta. Tutkimus on jatkoa vuonna 2007 aloitetulle selvitykselle, jossa tutkittiin maakiitäjäisten monimuotoisuutta viidellä eri golfkentällä ennen laajennusosien rakennusta. Tutkimusalueiksi valittiin kolme pääkaupunkiseudulla sijaitsevaa golfkenttää, joilla oli toteutumassa/toteutunut laajennusalueet ja joista oli kerätty aineistoa ennen laajennustöiden aloittamista. Helsingistä mukana oli Paloheinä golf, Vantaalta Hiekkaharju golf ja Espoon puolelta Gumböle golf. Pyydysmenetelmänä käytettiin kuoppapyydyksiä, jotka ovat menetelmänä hyvin vakiintuneet hyönteistutkimuksissa. Kaikille golfkentille sijoitettiin alun perin yhteensä 72 kuoppapyydystä kolmelle eri elinympäristötyypille, joita olivat korkea kasvillisuus, väylän reunat ja metsäalueet. Jokaiselle elinympäristötyypille sijoitettiin kolme rinnakkaista kolmen pyydyksen sarjaa. Näytesarjat sijoitettiin vanhalle kenttäosalle, toteutuneelle laajennusalueelle sekä kontrollialueelle eli golfkentän lähiympäristöön. Aineistosta laskettiin Shannon-Wienerin, Simpsonin ja Renkosen diversiteetti-indeksit. Yleistetyn lineaarisen sekamallin (GLMM) avulla arvioitiin pienelinympäristöjen vaikutusta 12 runsaimman lajin esiintymiseen. NMDS-skaalauksella selvitettiin lajikoostumukseen vaikuttavien tekijöiden merkitsevyyttä kolmella eri tasolla. Tutkimuksessa havaittiin yhteensä 3937 yksilöä, jotka kuuluivat 71 eri lajiin. Yleisin laji oli Harpalus rufipes, jonka osuus kokonaisyksilömäärästä oli 25 % (996 yksilöä). Toiseksi yleisin laji oli Pterostichus melanarius ja kolmanneksi yleisin laji oli Pterostichus niger. Maankäytön muutos pellosta golfkentäksi on rikastuttanut laajennusalueiden maakiitäjäislajistoa ja kasvattanut yksilömääriä. Lajiyhteisön koostumus ei eroa merkittävästi golfkentän eri osilla, vaan koostumukseen vaikuttavat eniten pienelinympäristöt sekä häirinnän voimakkuus. Uusilla laajennusalueilla esiintyy yhä osittain samoja lajeja kuin ennen maankäytön muutosta. Maakiitäjäiset ovat levittäytyneet hyvin lähiympäristöstä laajennusalueille. Kaupunkien viheralueet ja virkistysalueet tarjoavat suuren potentiaalin vahvistaa monimuotoisuutta, mutta parhaan mahdollisen tuloksen saavuttamiseksi on osattava yhdistää luonnonsuojelu ja maankäytön suunnittelu toisiinsa. Golfkentillä on mitä parhain potentiaali vahvistaa eliöstön monimuotoisuutta kunhan niiden hoitosuunnitelmat ja sijoitus on oikein toteutettu. Se, kuinka suureksi golfkentän ekologinen merkitys muodostuu, on suurelta osin kiinni siitä, minkälaisen elinympäristön golfkenttä korvaa.
  • Vähäkangas, Eliisa (2020)
    The intestinal epithelium is one of the fastest renewing tissues in mammals. Intestinal stem cells (ISC) are responsible for producing all differentiated cell types of the intestinal epithelium, through transit amplifying generations. ISCs reside in the crypt domain of the intestine which are pit like structures located between villi protrusions. The ISCs are interspersed between Paneth cells, which along with cells of the surrounding mesenchyme act as the stem cell niche. ISCs have been reported to divide symmetrically to produce two identical daughter cells. However, the symmetry of these divisions has been concluded based on mathematical modelling which do not account for the possibility that a very small population of ISCs would divide asymmetrically or for qualitative asymmetry occurring in these divisions. Asymmetric cell division is a process by which daughter cells gain different amounts or different qualities of certain factors which lead to their differing fates. Asymmetric division can include asymmetric segregation of organelles such as mitochondria or peroxisomes, which have both been shown to be asymmetrically apportioned in yeast mitosis. Peroxisomes are single membrane enclosed organelles which function in many metabolic processes, most importantly in lipid and reactive oxygen species (ROS) metabolism. Mitochondria have been reported to be age selectively apportioned during cell division of mammary epithelial stem like cell. The same has been shown to occur for peroxisomes based on unpublished data from my host lab. This prior research of the lab also indicates that selective peroxisomal apportioning would require peroxisomes to be specifically gathered at the centrosomes from metaphase onwards to control their inheritance. In this thesis I will look into peroxisomal dynamics in the intestinal crypt. The first aim is to verify the Lgr5-EGFP-creERT2 x LSL-SNAP-tag-PTS1 mouse model, by checking that the SNAP-tag-PTS1 fusion protein properly localizes to peroxisomes. Secondly, I aim to look into the ages of peroxisomes in ISCs compared to differentiated cells, concentrating on Paneth cells. The third and final aim is to look into the apportioning of old and young peroxisomes during stem cell division. This aim includes looking into the peroxisomal localization at metaphase and checking how peroxisomes are expected to be inherited in later mitotic cells. The SNAP-tag-PTS1 construct adequately co-localizes with the peroxisomal membrane protein 70, also at the old SNAP labelling time point chosen for the following experiments. The SNAP-tag-PTS1 old labelling does not co-localize with the lysosomal associated protein Lamp1 to a high extent, indicating that the peroxisomes with the labelling are not in autolysosomes in amounts that would hamper with the results of the following experiments. There is no noticeable difference between the age contents of peroxisomes in stem cells versus Paneth cells. However, when moving up from base of the crypt to the transit amplifying zone there seems to be an increasing number of peroxisomes, as would be expected based on previous reports of peroxisomes in the intestinal epithelium. At metaphase it seems that approximately half of the cells have a tendency to gather peroxisomes at one centrosome to a higher extent than elsewhere in the cell. Interestingly this condensation was rarely seen at both centrosomes in a given cell. A large heterogeneity was observed when looking into the apportioning of old and young peroxisomes in anaphase or later on in mitosis. A majority of the dividing cells apportioned approximately equal amount of young and old peroxisomes to both daughter cells. Some divisions apportioned inequal amounts of peroxisomes to the daughter cells, with one daughter getting more peroxisomes overall. The daughter cell getting more peroxisomes was more likely to get significantly more of the old label than its pair. This indicates that there could be a small subpopulation of intestinal stem cells that divide their peroxisomes asymmetrically qualitatively as well as quantitatively, however, to definitively conclude this further research is required.
  • Vanhanen, Sonja (2021)
    Ympäristöön sopeutuminen on laaja käsite, joka pitää sisällään sekä pitkällä aikavälillä tapahtuvan evolutiivisen sopeutumisen että yksilöissä lyhyellä aikavälillä tapahtuvan fenotyypin sopeutumisen. Evolutiivisessa sopeutumisessa keskeisenä mekanismina toimivan luonnonvalinnan on havaittu olevan monille opiskelijoille haastava käsite ymmärtää, ja siihen tiedetään liittyvän paljon virhekäsityksiä. Kuitenkin suomalaisten opiskelijoiden virhekäsityksiä ja ymmärrystä aiheesta on tutkittu vain vähän. Tässä tutkimuksessa selvitettiin suomalaisten peruskoulun yhdeksäsluokkalaisten osaamista liittyen eläinten sopeutumiseen ja evoluution mekanismeihin. Lisäksi tutkimuksessa tarkasteltiin erilaisten tekijöiden, kuten oppikirjasarjan ja oppilaan luontoharrastuneisuuden, yhteyksiä aiheen osaamiseen. Tutkimusaineisto (N=90) kerättiin sähköisen kyselylomakkeen avulla. Tutkimukseen osallistui yhdeksäsluokkalaisia neljästä eri koulusta. Kyselylomake koostui sekä monivalintatehtävistä että avoimista kysymyksistä, ja aineisto analysoitiin kvantitatiivisia sekä kvalitatiivisia menetelmiä käyttäen. Kvantitatiivisessa analyysissä vastaajien kokonais- ja tehtäväkohtaisia pisteitä vertailtiin eri ryhmien, kuten eri sukupuolten ja eri kirjasarjoja käyttäneiden, välillä. Lisäksi tarkasteltiin mm. luontoharrastusten ja biologian arvosanan yhteyksiä kyselyssä menestymiseen. Kvalitatiivisessa analyysissä avoimen tehtävän vastauksista eriteltiin oppilaiden virhekäsityksiä luonnonvalinnasta, ja virhekäsitykset luokiteltiin vakavuuden perusteella eri tasoihin. Vain pieni osa yhdeksäsluokkalaisista menestyi evoluutiota ja sopeutumista koskevassa kyselyssä hyvin ja osasi vastata luonnonvalinnan mekanismeja koskevaan avoimeen kysymykseen tieteellisen käsityksen mukaisesti. Suurella osalla tutkittavista havaittiin vakavan tason virhekäsityksiä luonnonvalinnan mekanismeista. Luonnonvalinnan eri osa-alueista oppilaat ymmärsivät heikoiten populaation muutoksen, muuntelun alkuperän ja lajiutumisen. Fysiologiseen sopeutumiseen liittyvissä tehtävissä oppilaat suoriutuivat hieman paremmin kuin evolutiivista sopeutumista koskevissa tehtävissä. Oppilaan viimeisimmän biologian arvosanan ja kyselyssä menestymisen välillä havaittiin positiivinen riippuvuus. Tulosten perusteella opetussuunnitelman keskeiset, evoluutiota koskevat tavoitteet eivät näytä toteutuvan kuin harvojen oppilaiden kohdalla, ja siten peruskoulun evoluutio-opetusta olisi yhä syytä kehittää. Saatuja tietoja evoluution ymmärtämisen ongelmakohdista ja yleisimmistä virhekäsityksistä voidaan hyödyntää opetuksen kehittämisessä. Jatkossa olisi tärkeää kehittää evoluutio-opetukseen uusia, erilaisia opetusmenetelmiä sekä selvittää niiden toimivuutta tämän haastavan aiheen oppimisessa.
  • Ahlblad, Niklas (2021)
    The infection mechanisms between cold-active bacteria and their respective bacteriophages are currently relatively unknown and undocumented. Shewanella sp. 4 is a cold-active bacterium that was recently isolated from Baltic Sea ice along with bacteriophage isolate 1/4. Little is known about this particular isolate, although many Shewanella species have important environmental roles incl. carbon cycling, and they have also been associated with the spoilage of fishery products and bioremediation. Previous studies have shown that an infection caused by bacteriophages may lead to significant changes in transfer RNA (tRNA) modifications in the host cell. Commonly, tRNA modification levels may be altered as a response to different stressors, to which viral infections belong as well. Bacteriophages may take advantage of tRNA modifications during the infection of their host, as changes in tRNA modifications lead to much faster response than affecting only the transcription and translation machineries. Here, the infection cycle and changes in tRNA modifications in Shewanella sp. 4 were investigated, along with using a more defined growth media and comparing it to previously conducted characterization. A multitude of methods were applied, such as transmission electron microscopy and mass spectrometry, to observe both the infection mechanisms and changes in tRNA modifications over the course of the infection. I found that the infection cycle of the phage-host pair is predictable and consistent with previously conducted research, lasting 3 hours until cell lysis. Plaque assay and SDS-PAGE showed the release of virions 2-3 h post-infection (p.i.), and the production of viral proteins within cells starting from 100 min p.i. An intriguing periodic change in cell turbidity was also observed already before cell lysis. Furthermore, the tRNA modifications m1A, m5U, m6t6A, and Cm undergo statistically significant changes or display high variance during the course of the infection when comparing infected and uninfected cells. These may affect tRNA structural stability, translational accuracy, and cleavage in the host cell, showing possible importance during the infection. Understanding the fundamentals of the infection mechanisms involved in this bacterium-bacteriophage pair gives further insight into their role in the Baltic Sea ecosystem. This is especially relevant for establishing Shewanella as a potential laboratory model for studying molecular mechanisms that further cold-active metabolism.
  • Lönnberg, Kerstin (2015)
    The purpose of this thesis was to explore the relationships between phytoplankton biomass in lake Pääjärvi and environmental factors. These factors were divided into two categories: external phosphorus loading (total phosphorus, PO4 and organic phosphorus) and thermal conditions (Schmidt stability, heat volume and parent thermocline depth). The data sets at my disposal spanned the years 1994-2010 and contained phytoplankton observations, measurements of lake water temperature and measurements of phosphorus loading from the main rivers and streams flowing into lake Pääjärvi. Heat volume and stability were calculated based on the provided temperature data using a macro for Microsoft Office. The same data were used to calculate parent thermocline depth using LakeAnalyzer. The main statistical analysis performed on these data sets was Redundancy Analysis (RDA) in Canoco for Windows. The data were divided into three different periods: June, July-August and September-October. Each period was examined separately. In addition to total phytoplankton biomass, phytoplankton main groups and selected diatom and flagellate taxa were also examined in relation to the environmental factors. Heat volume proved statistically significant in June in the analysis of total biomass and the main groups and in September-October in the analysis of selected diatom taxa. A statistically significant relationship between PO4 loading and phytoplankton biomass was only detected for Peridinium sp, Rhodomonas lacustris and Mallomonas caudata for July-August. The lack of significance for phosphorus loading in the other contexts may in part be attributed to the distances between the phytoplankton sampling location and the loading measurement sites. The loading would have to drift some time in the lake to traverse these distances before it would come into contact with the measured phytoplankton. During that time, the loading would be susceptible to variations in weather or hydrological conditions as well as susceptible to uptake by other organisms. This may be the reason, or a contributing reason, why phosphorus loading was not significant for most of the contexts explored. However, since phosphorus loading was significant in at least one context, it clearly exerts some influence on the phytoplankton in Pääjärvi. The greater significance for heat volume could be attributed to the cumulative nature of the variable as well as the lack of spatial distance between the temperature sampling distance and phytoplankton sampling location.
  • Pehkonen, Teresa (2010)
    Biologisesti aktiivisilla oligosakkarideilla on vaikutuksia kasvin kasvuun ja kehittymiseen. Tietyn tyyppiset oligosakkaridit voivat myös indusoida puolustusreaktion valikoivasti oligosakkaridista riippuen. Useat biologisesti aktiiviset oligosakkaridit on löydetty kasvien soluseinää keinotekoisesti hajottamalla. Pro gradu -tutkielman tarkoituksena oli karakterisoida kuusen (Picea abies) solukkolinjan A3/85 solususpensiokasvatukseen erittämiä oligosakkarideja. Kuusisolukko A3/85 on otollinen kandidaatti tutkimukseen, sillä sen on todettu erittävän solunulkoista ligniiniä suspensioliuokseen. Oligosakkarideja karakterisoitiin yhden ja neljän vuorokauden kasvatuksista. Alustan sokeripitoisuutta alennettiin neljän vuorokauden kasvatuksissa karakterisoinnin helpottamiseksi. Oligosakkaridien pitoisuudet voivat olla hyvin alhaisia, joten solujen tuottamia yhdisteitä seurattiin myös radioaktiivisen D-[U-14C]-glukoosin avulla. Kasvien soluseinässä yleiset glukuronihappo, galakturonihappo, ksyloosi, arabinoosi ja apioosi valmistetaan glukoosi-6-fosfaatista, joko myo-inositolihapetusreitin tai sokerihapetusreitin kautta. Lisäksi tutkittiin, muuttuuko radioaktiivisen leiman jakautuminen näytteissä, kun kasvatusliuoksessa on tai ei ole myo-inositolia. Kasvatusliuos fraktioitiin geelisuodatuskromatografialla. Fraktioiden sisältämät yhdisteet eroteltiin paperikromatografialla ja värjättiin hopeanitraatilla, aniliinivetyftalaatilla tai ninhydriinillä. Hopeanitraatti on hyödyllinen monosakkaridien, oligosakkaridien ja alditolien värjäyksessä. Radioaktiivisuuden kertymistä yhdisteisiin seurattiin nestetuikelaskimella ja autoradiografialla. Paperikromatografialla erotelluista yhdisteistä valittiin mielenkiintoiseksi koetut yhdisteet, jotka eristettiin preparatiivisella paperikromatografialla. Eristetyille yhdisteille tehtiin happohydrolysointi, borohydridikäsittely tai entsymaattinen Driselaasi -käsittely. Happohydrolysointi avaa sokeriyksiköiden väliset glykosidiset sidokset. Natriumborohydridipelkistys muuttaa oligosakkaridiketjun pelkistävän sokerin sokerialkoholiksi ja Driselaasi -käsittely avaa isoprimeveroosin Xyl-α-(1 –> 6)-Glc -sidosta lukuun ottamatta muut glykosidiset sidokset. 14C-leima on jakautunut myo-inositolin kanssa kasvatetun näytteen fraktioinnissa vahvemmin suurimolekyylisiin yhdisteisiin, kun taas ilman myo-inositolia kasvatetussa näytteessä suurin aktiivisuus D-[U-14C]-glukoosin jälkeen on trisakkaridien alueella. Suspensioliuoksista analysoitiin useita oligosakkarideja polymerisaatioasteella 1-4. Analysoiduista yhdisteistä kolme sisälsivät ksyloosia, jota solut voivat syntetoida joko myo-inositolin hapetusreitin tai glukoosin hapetusreitin kautta. Myo-inositolin puuttuminen alustasta lisäsi näiden leimattujen yhdisteiden pitoisuutta. Alustan myo-inositoli ei ole radioaktiivista, joten myo-inositolihapetusreitin kautta valmistetut monosakkaridit eivät näy autoradiografiassa. Vaikuttaisi siis siltä, että myo-inositolihapetusreitti on aktiivinen ainakin, jos solukolle tarjotaan myo-inositolia. Lisätty myo-inositoli vähentää sokerihapetusreitin aktiivisuutta. Työn aikana onnistuttiin eristämään ja osittain tunnistamaan useita kuusen suspensioliuoksen yhdisteitä. Myo-inositolihapetusreitti todettiin aktiiviseksi solukkokasvatuksessa, kun ravintoalustassa on myo-inositolia.
  • Smalén, Mirjami (2012)
    Valtaosa maapallon eliölajeista odottaa yhä tieteellistä kuvausta. Perinteisten menetelmien soveltaminen miljoonien nimeämättömien lajien kuvaamiseen on kuitenkin hidasta ja edellyttää enemmän taksonomista työvoimaa, kuin mitä todellisuudessa lienee koskaan saatavilla. Uutena ongelmana morfologisin menetelmin kuvattujen lajien sisältä on yhä enenevässä määrin paljastunut jopa useita piileviä eli kryptisiä lajeja, jotka eroavat merkittävästi muilta kuin ulkoisilta ominaisuuksiltaan. Ratkaisuksi näihin haasteisiin on ehdotettu DNA-taksonomiaa; lyhyiden, vakioitujen DNA-sekvenssien käyttöä uusien lajien tunnistamiseksi ja kryptisten lajien erottamiseksi. Tähän tarkoitukseen soveltuvaksi alueeksi eläimille on osoittautunut osa sytokromi c oksidaasi I (COI) -geeniä. Tutkielmassani tarkastelen DNA-taksonomian soveltuvuutta vastikään kuvatun, ulkoisin tuntomerkein vaikeasti eroteltavan lajiparin Aphodius fimetarius (pihalantiainen) ja Aphodius pedellus (salalantiainen) lajinmääritykseen. Kysyn: Onko näiden kromosomituntomerkein erotettujen lajien tunnistaminen mahdollista COI -geenin sekvenssierojen avulla? Voiko lajit tunnistaa aiemmin esitetyin ulkoisin tuntomerkein? Mikä on tutkimuslajien maailmanlaajuinen levinneisyys? Kumpi lajeista esiintyy Suomessa, ja millainen on tämän lajin geneettinen populaatiorakenne? Selvittääkseni tutkimieni lantakuoriaisyksilöiden lajin käytin kahta geneettistä menetelmää: kromosomipreparaatteja ja COI-geenin sekvenssejä, sekä vähäisiin ulkoisiin tuntomerkkeihin perustuvaa määrityskaavaa. Selvitykseni salalantiaisen esiintymisestä Suomessa perustui kahteen koko maan kattavaan lantakuoriaisaineistoon, sekä itse Etelä- ja Länsi-Suomesta keräämääni aineistoon. Käytössäni oli myös museonäytteitä maailmalta, sekä GenBankissa julkaistuja COIsekvenssejä. COI-sekvensseissä havaitsemani erot jakoivat aineiston kahdeksi toisistaan merkittävästi eroavaksi lajiksi: lajien välillä oli 8,1 % ero emäsjärjestyksessä, mutta lajien sisältä löytyi vain vähän muuntelua (0,2–0,7 %). Sekvenssituntomerkit erottelivat salalantiaisen ja pihalantiaisen samoiksi lajeiksi kuin aiemmin kuvatut kromosomituntomerkit. Määrityskaava sijoitti yli puolet yksilöistä samoihin ryhmiin kuin sekvenssitkin, mutta monilla yksilöillä oli kummankin lajin tuntomerkkejä. Kehittämäni DNA-lajitunnisteet osoittivat, että Suomessa esiintyy tutkituista lajeista vain salalantiainen, ei pihalantiainen. COI-tuntomerkein tunnistin salalantiaisen ensimmäisenä täysin varmana havaintona myös Pohjois-Amerikasta sekä Nepalista. Suomessa tavatuista salalantiaisen 27 COI-haplotyypistä yksi on yleinen ja laajalle levinnyt, muut harvinaisempia jalevinneisyydeltään paikallisia. Suomalaisen haplotyyppiverkoston tähtimäinen muoto viittaa siihen, että salalantiainen olisi vastikään nopeasti levittäytynyt uusille alueille. Kokonaisuudessaan tulokset osoittivat DNA-lajitunnisteet tarkaksi työkaluksi piha- ja salalantiaisen erottelemiseksi. DNA-tuntomerkkien toimivuus perustuu siihen, että lajien välinen sekvenssivaihtelu on merkittävästi lajinsisäistä vaihtelua runsaampaa. Soveltamalla uutta tunnistustyökalua laajaan aineistoon osoitin yhden maamme yleisimmän kovakuoriaisen kuuluvan eri lajiin kuin aiemmin on oletettu, ja tämän lajin olevan maailmalla laajalle levinnyt. Ilman COIsekvenssien tarjoamaa erottelukykyä morfologiset tuntomerkit eivät olisi riittäneet asian selvittämiseen. Tulevaisuudessa olisi kiinnostavaa solveltaa kehittämiäni tuntomerkkejä näiden lajien maailmanlaajuisen levinneisyyden entistä tarkempaan selvittämiseen. Vertailu kotimaiseen museoaineistoon voisi valaista, onko pihalantiainen kuitenkin joskus asuttanut maatamme ja kenties joutunut väistymään nopeasti levittäytyvän sisarlajinsa tieltä. Tähän lajitunnisteet tarjoavat nopean ja varman keinon.
  • Rinne, Hanna (2019)
    The purpose of the study was to find out what environmental effects would soil remediation in a waste treatment centre in Southern Finland have. Of particular interest were the cross-impacts caused by remediation, because there are both uncertainties and work-phases that cause environmental effects perse associated with remediation activities. Using a method derived from life-cycle assessment environmental effects of bioremediation with composting, vapour extraction and landfilling of slightly contaminated soil were examined. The method used was a qualitative life-cycle management method, that has been designed to address the contaminated soil remediation life-cycle assessments. The results highlight the many phases of remediation activities requiring transport and machinery and environmental effects caused by these, and on the other hand the risks associated with landfilling. The method used was not able to find many differences in the environmental effects of composting and vapour extraction. The risk of toxic contaminants to air was evaluated higher in vapour extraction than in composting and results mainly from the qualities of soil that is suitable for remediation with vapour extraction. The evaluation of the environmental impacts of landfilling of contaminated soil is associated with difficulties of assessing risk over a prolonged time frame. The possibility to reduce the consumption of virgi n soil and transport could make composting and vapour extraction superior to landfilling as remediation options. According to the results contaminated soil should be remediated with a suitable treatment option first, and then be utilised as backfilling or landfill structure. The uncertainties and need of further study are associated with the qualitative and subjective nature of the method used and the comparing of the results of different life-cycle assessments. It would be beneficial to study further the quantitative secondary and tertiary environmental effects of the remediation options.
  • Immonen, Peter (2020)
    Maaperän fysikaaliset, kemialliset ja biologiset ominaisuudet tarjoavat lukuisia ekosysteemipalveluja, joista erityisesti haitallisten yhdisteiden, mukaan lukien hiilidioksidin, sidonta on saanut paljon huomiota ilmastonmuutosta hillitsevän potentiaalinsa tähden. Orgaanisten ja epäorgaanisten yhdisteiden varastointi on tärkeää etenkin kaupungeissa, jotka kuuluvat suurimpiin kasvihuonekaasujen päästölähteisiin. Kaupunkien vihermaat kuuluvat tehokkaimpiin sitojiin runsaiden orgaanisen aineen varantojensa ansiosta, minkä lisäksi ne tuottavat useita muita paikallisia ekosysteemipalveluja sekä toimivat virkistysalueina. Vihermaat vähenevät kuitenkin jatkuvan rakentamisen vuoksi, kun niitä peitetään esimerkiksi asfaltilla ja mukulakivillä, minkä seurauksena myös pinnoitetun kaupunkimaaperän merkitystä on alettu tutkia. Selvitysten mukaan pinnoitettu maa on hiili- ja typpivarannoiltaan selkeästi pinnoittamattomia vihermaita niukempi, mikä johtuu fyysisen esteen rajoittavasta vaikutuksesta kaasujenvaihtoon ja veden läpäisyyn. Lisäksi hiilen (C) ja typen (N) sidonnassa ja ravinnekierrossa olennainen pintamaa poistetaan ja korvataan C:n ja N:n osalta niukemmalla rakennusmaalla. On tärkeää selvittää, kuinka nämä muutokset vaikuttavat kaupunkimaaperän kykyyn sitoa ilmakehän hiiltä ja haitallisia yhdisteitä ja ylläpitää ainekiertoja. Tutkimuksessani tarkastelin pinnoitetun kaupunkimaan ominaisuuksia Helsingissä, sillä Suomen kaltaisilla kylmillä alueilla tutkimukseen perustuvaa tietoa ei käytännössä ole. Tätä varten keräsin maanäytteen 11 katutyöojasta kahdelta eri syvyydeltä rakennusmaasta. Näytteistä mitattiin kokonaishiili ja –typpi, hiilen ja typen suhdeluku (C/N), orgaanisen aineen määrä, kosteusprosentti, pH, maahengitys ja tiheys (engl. bulk density). Vertailin maan ominaisuuksia syvyyksien, pinnoitetun ja pinnoittamattoman maan sekä kylmien ja lämpimämpien alueiden välillä, minkä lisäksi laskin tulosten perusteella pinnoitetun ja pinnoittamattoman maan C- ja N-varastot Helsingin keskustassa sekä pinnoitteen osuuden maa-alasta. Aikaisempien tutkimusten perusteella laadin 3 hypoteesia: 1) Pinnoitetun maan C- ja N-pitoisuudet ovat selkeästi pienempiä pinnoittamattomaan maahan nähden. 2) Pinnoitetussa maassa C- ja N-pitoisuuksien erot kahden syvyyden välillä ovat tasaisemmat kuin pinnoittamattomassa maassa, sillä C- ja N-rikas pintamaa on vaihdettu niukempaan rakennusmaahan ja pinnoite estää karikkeen tuomaa C:tä ja N:ä kulkeutumasta ja keskittymästä pintamaahan. 3) Kylmillä alueilla pinnoitteen aiheuttama C- ja N-hävikki on suurempi kuin lämpimämmillä alueilla paksumman rakennusmaakerroksen vuoksi. Odotusten mukaisesti 1) pinnoitetun maan C- ja N-pitoisuudet olivat pienemmät kuin pinnoittamattomassa maassa, 2) pinnoitetun maan C- ja N-pitoisuudet pysyivät tasaisina eri syvyyksillä verrattuna pinnoittamattomaan maahan ja 3) Helsingin C- ja N-hävikki on suurempi verrattuna aiempiin tutkimustuloksiin lämpimämmistä maista. Kaikkien kolmen tarkastelukohdan tulokset ovat yhdistettävissä maanvaihdon ja pinnoituksen aiheuttamiin muutoksiin. Muidenkin muuttujien tulokset vastasivat kirjallisuuden luomia ennakkokäsityksiä. Helsingin C- ja N-varastot ovat myös huomattavasti pienentyneet pinnoitteen lisäännyttyä, mikä heikentää kaupungistuneiden alueiden ekosysteemipalvelupotentiaalia. Tulokset vahvistavat oletuksia pinnoitteen tuomista muutoksista maaperän sitomiskykyyn sekä yleisesti että verrattaessa kylmiä ja lämpimämpiä alueita keskenään.
  • Pietikäinen, Tia-Marie (2021)
    Ihmisten aiheuttama ympäristönmuutos nähdään nykyään joka puolella maailmassa. Haitallisimmat ihmisperäiset vaikutukset ovat elinympäristöjen heikkeneminen, häviäminen ja pirstoutuminen. Muutokset eliöiden ympäristössä vaikuttaa väistämättä niiden elinympäristönvalintaan. Monien eliölajien ohella myös lepakoiden on havaittu herkistyneen ympäristön muutoksen, erityisesti vanhojen metsien häviämisen, vaikutuksille. Tästä syystä ne toimivatkin oivina tutkimuskohteina ympäristönmuutoksen vaikutusten selvittämisessä. Tutkimuksessa selvitin Suomessa yleisesti tavatun lepakkolajin, pohjanlepakon (Eptesicus nilssonii), elinympäristönvalintaa ihmisen muokkaamassa ympäristössä sekä luonnontilaisessa ympäristössä. Tutkimuksessa otettiin huomioon erilaiset ympäristömuuttujat mutta myös kauden sisäinen vaihtelu aktiivisuudessa eri kuukausien välillä. Tutkimusalueeksi rajattiin koko pääkaupunkiseudun kattava 400 km2 kokoinen alue, joka kattoi osan Helsingistä, Vantaasta sekä Espoosta. Koko tutkimusalue jaettiin viiteen ympäristöluokkaan: vanha metsä, talousmetsä, maatalousalue, esikaupunkialue ja kaupunkialue, joiden jokaisen oli tarkoitus edustaa erilaista ihmisperäistä ympäristönmuutosta. Tutkimuksessa oletettiin, että ympäristöluokista esikaupunki olisi ollut eniten käytetty ympäristöluokka ja kaupunki sen sijaan vähiten käytetty. Lepakoiden aktiivisuuden seuranta toteutettiin bioakustista ääniaineistoa keräämällä AudioMoth-passiividetektoreja käyttäen. Tutkimuksen tilastoanalyysit koostuivat kahdesta pääanalyysistä: spatiotemporaalinen analyysi sekä ympäristöanalyysi. Analyyseillä pyrittiin selvittämään pohjanlepakon riippuvuutta habitaatista sekä erilaisista ympäristömuuttujista. Spatiotemporaalisessa analyysissä aktiivisuudessa havaittiin eroja ympäristöluokkien ja kuukausien välillä. Ympäristöluokista vanhoissa suojelluissa metsissä aktiivisuus oli kaikkein suurinta. Lepakkoaktiivisuus oli korkeimmillaan elokuussa. Ympäristöanalyysiin valituista ympäristömuuttujista rakennusten lukumäärä, lehtipuiden latvuspeittävyys ja etäisyys vesistöön vaikuttivat pohjanlepakon aktiivisuuteen eniten. Tulokset viittaavat siihen, että pohjanlepakko kykenee käyttämään hyvinkin moninaisia elinympäristöjä, mutta hieman vaihtelevalla intensiteetillä. Kuitenkin vähintään yhtä merkittävä, ellei jopa merkittävin aktiivisuuteen vaikuttava tekijä oli oletettavasti kauden sisäinen vaihtelu ympäristössä sekä pohjanlepakon käyttäytymisessä. Tulosten perusteella vanhoja suojeltuja metsiä voidaan pitää tärkeimpänä elinympäristönä pohjanlepakolle. Sen sijaan esikaupunkialueet voitaisiin alhaisen aktiivisuuden perusteella nähdä vähiten sopivaksi elinympäristöksi pohjanlepakon kannalta. Vaikka tulokset vahvistavat käsitystä siitä, että pohjanlepakko kykenee esiintymään myös alueilla, joissa ihmisperäinen häiriö on vahvasti läsnä korostavat ne lepakoiden kannalta tärkeiden habitaattien, kuten vanhojen suojeltujen metsien, säilyttämisen merkitystä.
  • Aittamäki, Anne (2020)
    Rakkohauru (Fucus vesiculosus) on ruskeisiin leviin kuuluva makrolevä, joka kasvaa Atlantin valtameressä laajalla alueella Grönlannista Portugaliin asti. Rakkohauru on valtamerissä vuorovesivyöhykkeen laji, joka sietää laajaa suolaisuuden ja lämpötilan vaihtelua. Itämeressä rakkohauru kasvaa kilpailun vähäisyyden vuoksi sublitoraalissa vyöhykkeessä jopa kymmenen metrin syvyyteen asti ja on tärkeä elinympäristöjä muodostava laji. Rakkohaurua pidetään useimmiten kovien pohjien lajina, joka kiinnittyy alustaansa tyvilevyn avulla. Rakkohaurusta tunnetaan kuitenkin myös toinen tyyppi, joka elää pehmeillä hiekkapohjilla tai suistoalueilla eikä ole kiinnittynyt tyvilevyllä pohjaan. Tässä työssä selvitettiin, ovatko kiinnittyneet ja vapaana elävät rakkohaurut geneettisesti erilaisia, mistä vapaana kasvavat yksilöt ovat peräisin ja voivatko ne lisääntyä itsenäisesti. Suomen ja Ruotsin rannikoilta kerättiin kymmenestä eri paikasta sekä vapaana kasvavia että kiinnittyneitä rakkohaurunäytteitä, joita verrattiin toisiinsa. Keräyspaikat sijaitsivat yhden, muutaman tai satojen kilometrien päässä toisistaan. Kerätyistä näytteistä eristettiin viisi DNA-mikrosatelliittimarkkeria, joiden perusteella tehtiin geneettiset analyysit. Tutkimustuloksista selvisi, että Suomen ja Ruotsin rakkohaurupopulaatioiden välillä ei ollut tilastollisesti merkittävää geneettistä eroa eivätkä populaatioiden väliset geneettiset erot riippuneet niiden välisestä etäisyydestä. Niinpä kysymykseen siitä, mistä vapaana kasvavat populaatiot ovat lähtöisin, ei saatu vastausta. Sen sijaan vapaana kasvavat ja kiinnittyneet rakkohaurun muodot erosivat toisistaan geneettisesti. Tämä viittaa siihen, että vapaana kasvavat populaatiot lisääntyvät ainakin osittain itsenäisesti. On mahdollista, että tämä johtaa ajan kuluessa vapaana kasvavien ja kiinnittyneiden rakkohaurun muotojen kehittymiseen omiksi lajeikseen, mutta tällä hetkellä se ei vaikuta kovin todennäköiseltä. Koska tutkitut populaatiot olivat pieniä ja käytettyjen mikrosatelliittien määrä vähäinen, lisätutkimukset ovat tarpeen tulosten luotettavuuden varmistamiseksi.
  • Tuominen, Adele (2020)
    Tekstiiliteollisuudessa käytetään merkittäviä määriä kemikaaleja, joista osa on ympäristölle ja terveydelle haitallisia. Tekstiiliteollisuuskehityksen kasvaessa ja kulutuskäytäntöjen kiihtyessä pois heitettävän tekstiilin määrä lisääntyy. Samalla haitalliset kemikaalit vapautuvat saastuttamaan ihmistä ja ympäristöä. Tämä käy ilmi aiemmasta tutkimuksesta, vaikka poistotekstiilien ympärillä tehty tutkimus on muutoin vähäistä. Tämä tutkimus tehdään yritysyhteistyössä Lounais-Suomen Jätehuolto Oy:n kanssa määrittämään poistotekstiilien lajittelutyön yhteydessä ilmeneviä terveysvaikutuksia ja sovellettavia testimenetelmiä yrityksen tarpeisiin. Tutkielman tavoitteena oli ensisijaisesti selvittää kemikaalien, pölyn ja homeen terveysvaikutukset ja ne testimenetelmät, joita tulisi terveysvaikutusten vähentämiseksi tehdä. Muiden tutkimuskysymysten osalta tarkoituksena oli selvittää poistotekstiilien sisältämät merkittävimmät haitalliset kemikaalit ja niiden enimmäisraja-arvot. Näitä tutkittiin tutkimuksen teoreettisessa viitekehyksessä. Tutkimuksessa käytettiin laadullista tutkimussuuntausta ja sen menetelmiä. Aineiston keruumenetelmänä oli asiantuntijahaastattelu, jossa tietoja kerättiin puolistrukturoidun kysymyksenasettelun kautta neljältä asiantuntijataholta: Turun ammattikorkeakoululta, Terveyden- ja hyvinvoinninlaitokselta, Työterveyslaitokselta ja Aalto-yliopistolta. Haastattelut toteutettiin puhelinhaastatteluina. Aineistoa analysoitiin temaattisen sisällönanalyysin avulla, jossa aineisto luokiteltiin tutkimuksen kannalta merkittävimpiin teemoihin. Saatuja tuloksia verrattiin olemassa olevaan tutkimuskirjallisuuteen. Hengitystievälitteinen altistuminen yksistään pölylle nähtiin merkittävimmäksi terveysriskiksi laitosolosuhteissa. Kemikaalien, pölyn ja homeen aiheuttamien terveysvaikutusten vähentämiseksi soveltuvimpina testimenetelminä nähtiin erilaisten keräävien menetelmien käyttö ja biomonitorointi. On selvää, että poistotekstiilit sisältävät ihmisen terveydelle ja ympäristölle haitallisia kemikaaleja, pölyä ja homeita. Testimenetelmiä hyödyntämällä voidaan terveysriskejä paikantaa ja niiden osuutta työperäisessä altistumisessa vähentää. Tutkimustulosten tieteellisen luotettavuuden lisäämiseksi on suositeltavaa, että laitoksella otetaan käyttöön kokeelliset testausmenetelmät.
  • Seppälä, Päivi (2020)
    In reductive dehalogenation, halogenated compounds act as electron acceptors in respiration or cometabolic reactions. The halogen atom is removed and usually replaced with hydrogen. Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) are persistent and toxic compounds, which have been extensively used as flame retardants. Even after bans and use restrictions, they are released to the environment from products manufactured earlier. PBDEs have been found ubiquitously in the environment. In anaerobic conditions like in sediments, they can be degraded through reductive dehalogenation. While remediating contaminated sediments, knowledge is needed about factors affecting the degradation of PBDEs. In the present work, anaerobic debromination of two PBDEs, BDE-47 and BDE-209 in sediment was investigated in microcosms. Sediment samples were taken from the estuary of the Kymijoki River from the Baltic, and from two sites in Lake Kernaalanjärvi, one representing clean and the other contaminated sediment. In addition to sampling site, the effect of incubation temperature on the degradation rate and products was investigated with different treatments, and possible abiotic degradation was examined with autoclaved controls. The samples were analyzed with gas chromatograph with electron capture detector (GC-µECD). The amounts of Dehalococcoides and total bacteria as 16S rRNA gene copies were determined with qPCR. Hypotheses were that debromination is faster in contaminated sediments, in warmer temperature, and in the microcosms with more bacteria of the genus Dehalococcoides. The half-time of BDE-47 varied from 173 to 7701 weeks, and that of BDE-209 from 28 to 173 weeks. The debromination rate could not be explained with sampling sites or incubation temperature, but the degradation of BDE-47 was significantly slower in autoclaved microcosms. In the microcosms where BDE-47 was removed most, the main debromination product was BDE-8. In the microcosms with sediment from the clean site of Lake Kernaalanjärvi, the amount of BDE-47 did not decrease. Obviously, bacteria capable of degrading it are not abundant in sites with little or no previous contamination with organohalogens. The removal of BDE-209 in autoclaved microcosms is probably explained with abiotic degradation or adsorption so that the compound is not extractable. At the end of incubation, there were more total bacteria in the microcosms with BDE-47 than those with BDE-209. The proportion of Dehalococcoides was greater in the microcosms with BDE-209, those incubated in room temperature, and those not autoclaved. Debromination was faster in the microcosms with more total bacteria in the beginning or Dehalococcoides at the end. BDE-47 proved to be more persistent than in the literature reviewed. The hypotheses about the effect of the incubation temperature and the contamination of the sediment did not reach statistical significance, but the importance of Dehalococcoides for debromination was established according to the hypothesis.
  • Tiusanen, Mikko (2015)
    Ihmistoiminta muuttaa elinympäristöjä maailmanlaajuisesti. Vaikutukset näkyvät niin yksittäisten lajien populaatioissa, lajien välisissä vuorovaikutuksissa kuin kokonaisten ekosysteemien toiminnassakin. Monimutkaisuutensa ja vaikean havainnoitavuutensa takia lajien väliset vuorovaikutukset ja erityisesti niiden yhteys ekosysteemien toimintaan tunnetaan osin huonosti. Ympäristömuutoksista ilmaston lämpeneminen vaikuttaa erityisen voimakkaasti arktisella alueella. Muuttuva ja yksinkertainen arktinen eliöyhteisö tarjoaakin loistavan malliekosysteemin lajien välisten vuorovaikutusten havainnoimiselle ja niiden rakenteen mallintamiselle. Tässä tutkielmassa selvitän pölyttäjäyhteisön rakennetta ja toimintaa yhden kasvilajin, lapinvuokon Dryas octopetala × integrifolia, pölytyksessä. Lapinvuokko on runsain kukkakasvi monilla pohjoisilla alueilla, ja sitä voidaankin pitää avainlajina paikallisissa pölytysyhteisöissä. Liittääkseni pölyttäjäyhteisön rakenteen lapinvuokon siementuotannon onnistumiseen havainnoin lapinvuokon pölyttäjäyhteisön vaihtelua tilassa ja ajassa. Tähän käytin kukanmuotoisia liimapahvista valmistettuja pyydyksiä. Tein liimakukkapyyntejä 21 koealalla Zackenbergin laaksossa Grönlannissa. Tutkin koealoilla lisäksi lapinvuokon siementuotantoa. Tutkimuksessani havaitsin, että lapinvuokon kukinnan ajoittumisessa on suurta alueellista vaihtelua. Ensimmäiset kukat puhkeavat heti pälvien ilmestyessä ja viimeisten yksilöiden kukinta alkaa vasta juuri ennen ensilumia. Myös lapinvuokon siementuotannon onnistuminen vaihtelee paljon (12,7 - 52,7 % kukista) alueellisesti. Alueellinen vaihtelu siementuotannon onnistumisessa johtuu osittain ympäristöolosuhteista, mutta myös pölyttäjäyhteisöllä on selvä vaikutuksensa. Lapinvuokolla tapahtuu itse- ja tuulipölytystä (8,6 % onnistuneesta siementuotannosta), mutta pölyttäjien läsnä ollessa siementuotanto on moninkertainen (33,7 %). Tutkimusalueellani Zackenbergissa maailmanlaajuisesti tärkeimmät pölyttäjät, mesipistiäiset, puuttuvat lähes tyystin. Runsaimpien pölyttäjien paikan ovat vallanneet kärpäset erityisen runsaslukuisten sukaskärpästen johdolla. Havaintojeni perusteella sukaskärpästen runsaus selittääkin parhaiten lapinvuokon siementuotannon onnistumista. Kesän edetessä havaitsin pölyttäjäyhteisön kasvavan huomattavasti sekä yksilö- että lajimäärältään. Pölyttäjäyhteisön runsastuminen kasvukauden edetessä antaa olettaa, että lapinvuokon pölytys voi parantua ainakin lyhyellä aikavälillä. Ilmaston lämmetessä pölyttäjien esiintymisen on havaittu liukuvan aikaisemmaksi kasvien kukintaa nopeammin. Näin ollen aikaisin kukkivat kasvit kohtaavat yhä enemmän pölyttäjiä ja myöhäisimmätkin kasvit onnistuvat tuottamaan siemeniä ennen syksyä, kun niiden kukinta siirtyy absoluuttisesti aikaisemmaksi. Toisaalta sukaskärpästen määrän on havaittu vähenevän ilmaston lämmetessä. Tutkimukseni pohjalta sukaskärpäset ovat lapinvuokon tärkeimpiä pölyttäjiä, ja jos niiden väheneminen jatkuu, on lapinvuokon pölytys Zackenbergissa uhattuna. Kaiken kaikkiaan tutkimukseni viittaa siihen, että lapinvuokon pölytys voi lyhyellä aikavälillä parantua, mutta pitkällä aikavälillä muutokset pölyttäjäyhteisössä uhkaavat lapinvuokon pölytyksen onnistumista. Lapinvuokko on arktisen alueen tärkeimpiä kasveja niin pölyttäjien kuin monien muidenkin hyönteisten ravintona. Siten muutokset sen menestyksessä heijastunevat koko pölyttäjien ja kukkakasvien muodostamaan yhteisöön.
  • Mäkelä, Mikko (2021)
    Ilmastonmuutos koettelee ankarimmin planeettamme pohjoisia alueita. Näiden alueiden eliöyhteisöt ovat ennestään erityisen herkkiä ympäristön muutoksille. Vaikka arktisen ympäristön fysikaaliset muutokset ovat jo monin paikoin nähtävillä, ovat tiedot näiden muutosten vaikutuksista alueen eliöyhteisöihin ja ekologisiin vuorovaikutussuhteisiin edelleen hyvin puutteelliset. Pohjoisten keväiden aikaistuminen altistaa yhteisöt fenologiselle irtautumiselle, jossa läheisessä ekologisessa vuorovaikutuksessa olevat lajit ajautuvat esiintymisaikojensa suhteen erilleen. Pölyttäjähyönteisen sekä pölytettävän kukkakasvin tapauksessa tästä voi olla seurauksena pölytystehon väheneminen. Tämän ja ilmastomuutoksen muiden seurausten ennustamiseksi käytetään usein nk. ajan ja tilan rinnastus –menetelmää. Menetelmän oletuksena on, että eliöt reagoivat ympäristötekijöihin samalla tavalla, tapahtuivatpa ne sitten ajallisesti tai paikallisesti. Selvittääkseni, onko arktisella alueella havaittavissa fenologista irtautumista, tarkastelen lapinvuokon sekä lajin pölyttäjäyhteisöön kuuluvan 14 hyönteisheimon fenologiaa Koillis-Grönlannissa. Tarkastellakseni, miten ilmaston vaihtelu vuosien välillä kuvastuu hyönteisaktiviteetin ajoittumiseen ja lajiryhmien väliseen vaihteluun, hyödynnän kahdenkymmenen vuoden aikasarjaa (jatkossa: aikasarja-aineisto). Selvittääkseni, miten ilmaston vaihtelu tilassa heijastuu paikallisiin eroihin pölyttäjäaktiviteetin fenologiaan, seuraan hyönteisaktiviteetin ajoittumisen yhden kasvukauden aikana maaston eri osissa (jatkossa: tila-aineisto). Molemmista aineistoista selvitän, mikä ympäristötekijä määrittää voimakkaimmin pölyttäjäyhteisön fenologiaa, keskittyen lumenlähtöpäivään ja lämpösummaan. Lopuksi arvioin, kuinka hyvin ajallinen ja paikallinen ulottuvuus vastaavat toisiaan. Näin pyrin selvittämään sitä, kuinka käyttökelpoinen ajan ja tilan rinnastus –menetelmä on pohjoisten pölyttäjäyhteisöjen tutkimuksessa. Totesin lumenlähtöpäivän selittävän lapinvuokon pölyttäjäyhteisön fenologiaa kokonaisuutena parhaiten. Tämä pätee sekä tila- että aikasarja-aineistossa. Lumenlähtöpäivän ja lämpösumman vaihdellessa eri lajiryhmien ajoitus muuttuu eri tavoin. Muutokset tilassa ja ajassa olivat lapinvuokon tärkeimpien pölyttäjäryhmien kohdalla suhteellisen yhteneväiset, mutta eräiden muiden ryhmien (esim. kukkakärpästen) kohdalla ja samalla koko yhteisön tasolla ennusteet olivat heikompia. Tulokseni osoittavat, että ilmaston vaihdellessa arktisissa yhteisöissä on nähtävissä fenologista irtautumista. Yhteisön sisällä eri lajiryhmät reagoivat sekä lumenlähtöpäivään että lämpösummaan eri tavoin. Tämä altistaa yhteisöjä fenologiselle irtautumiselle ympäristön edelleen muuttuessa. Pölyttäjäfenologiaa tutkittaessa ajan ja tilan rinnastus -menetelmä näyttää toimivan hyvin lapinvuokon ja tämän kasvilajin tärkeimpien pölyttäjäheimojen kohdalla. Koko yhteisön tasolla rinnastuksen ennusteet ovat kuitenkin puutteelliset, sillä joidenkin ryhmien ennusteet eroavat toisistaan merkittävästi sekä ajassa että tilassa. Tulevaisuudessa tulisikin selvittää tarkemmin sitä, kuinka nyt havaittu pölyttäjäyhteisön fenologinen epäyhtenäisyys heijastuu lajien välisiin vuorovaikutussuhteisiin eri trofiatasojen välillä.
  • Gkini, Vasiliki (2021)
    Gliomas are the most common malignant brain tumours. The most aggressive and lethal type of glioma is glioblastoma. It has a dismal prognosis, and, despite aggressive treatment, the average patient survival is 1-2 years. Although glioblastoma has a heavy impact on individuals and their families, as well as on healthcare systems, our current lack of mechanistic knowledge hinders the development of improved treatments and diagnostics. Recent studies showed that glutaminolysis, a metabolic pathway utilizing glutamine to produce α-ketoglutarate, is promoted in tumour cells, suggesting a significant role of α-ketoglutarate concentration in tumour progression. Therefore, I hypothesise that reduction of α-ketoglutarate concentration in glioblastoma might suppress glioblastoma aggressiveness. To address this hypothesis, I focus on another metabolic pathway controlling α-ketoglutarate concentration, namely the GABA metabolism. Here, I show that the expression of ABAT and GAD1, which encode rate-limiting enzymes of the GABA metabolism, is associated with the lower-grade of glioma and a better prognosis for patients. Interestingly the expression of ABAT and GAD1 negatively correlates with the expression of CD109, a glioma stemness marker. Furthermore, suppression of glioblastoma stemness by CD109 silencing induces ABAT and GAD1 expression. Taken together these results suggest that the upregulation of the GABA metabolism reduces glioblastoma stemness and proliferation. In future, I am planning to examine the effect of ABAT and GAD1 overexpression and knockdown on glioblastoma stemness and proliferation, as well as the underlying molecular mechanisms to understand how the GABA metabolism suppresses the glioblastoma progression.