Browsing by Title

Carnivores all around the world are struggling as a result of increased anthropogenic activity. In many areas, human-carnivore conflict is a main driver of this struggle, driven by environmental challenges and leading to negative results for both people and the wildlife. The natural habitat of most carnivore species is also disappearing fast, which can lead to population decreases and even local or global extinctions of some of the world’s most recognised carnivores. Carnivores have high ecological and cultural significance, and therefore it is vital to understand how these challenges are affecting the different species in various environments. Even though the struggle of carnivores is widely recognised, it has not been widely studied in all parts of the world. In my thesis I study how large carnivores in Sibiloi National Park, northern Kenya, are responding to a quickly increasing anthropogenic pressure in the area. Together with the Daasanach, camera traps were used near bomas for a timespan of three years to discover which species are still habiting this rapidly evolving landscape. I assumed that because of the different robustness at which different carnivore species are able to respond to environmental changes, the most commonly observed species would be the ones that have previously been often seen in the area by the Daasanach and researchers and exhibit a generalist behaviour towards prey and habitat preferences, such as the spotted hyena (Crocuta crocuta). In total I observed over 20 different mammal species out of which 6 were chosen as the focal carnivore species due to the higher amount of interactions they typically have with the people and their livestock. In addition I focus on the possible ecological and behavioural adaptations of the focal species, especially daily activity patterns near the bomas and seasonal variation of encounter rates. These results help us understand how carnivores have adapted to the changing landscape of Sibiloi where human-carnivore conflict has been increasing in recent years. My first hypothesis is that carnivores have become more nocturnal around the bomas than they would be in a completely natural habitat with little anthropogenic pressure to reduce the risk of being harmed by humans. I also hypothesise that there are more carnivores present during the dry seasons (June-September and January-February) due to the decrease in wild herbivores that forces the carnivores near the bomas. Through statistical analysis I will also study the probability of meeting a carnivore near the bomas. I predict that the frequency at which carnivores approach humans and their livestock will depend on the season and if there are either wild herbivores or livestock nearby. In the end I will discuss what implications the study results can have for the future conservation of Sibiloi National Park and why the discoveries of this study are important for mitigating the increasing conflict between the Daasanach and carnivores.

Tiivistelmä – Referat – Abstract Tunnistusmekanismit ovat tärkeä osa lisääntymisaltruismin ylläpitoa, ja isommassa mittakaavassa sosiaalisten järjestelmien olemassaoloa ylipäätään. Altruismia nimittäin mielellään hyödyntävät erilaiset huijarit, jotka vain hyötyvät toisten avusta tarjoamatta itse mitään vastineeksi. Tunnistusmekanismit ovat ase näitä huijareita vastaan. Tunnistusmekanismeja on tutkittu paljon sosiaalisilla hyönteisillä, varsinkin muurahaisilla, koska niiden pesät tarjoavat huijareille, kuten sosiaalisille loisille, houkuttelevan kohteen. Yksi keskeinen tutkimuskohde on jälkeläisten tunnistus – kuinka muurahaiset tunnistavat munia ja minkälaiset tekijät vaikuttavat niiden kykyyn tunnistaa omanlajisia munia. Tavoitteenani oli ensimmäisessä kokeessa selvittää, vaikuttaako loislajin munille altistuminen isäntätyöläisten kykyyn tunnistaa munia, ja miten isännän yhteiskuntarakenne vaikuttaa sen alttiudelle tehdä tunnistusvirheitä. Jatkokokeessa testasin myös, miten loiskuningattaren läsnäolo vaikuttaa isäntätyöläisten kykyyn tunnistaa munia. Tutkin areenakokein isäntälajin, mustamuurahaisen (Formica fusca), kykyä tunnistaa munia. Ensimmäisessä kokeessa käytin isäntälajin orpopesiä ja pesiä, joissa oli vaihteleva määrä kuningattaria. Käsittelynä altistin puolet isäntäpesistä loislajin (kantomuurahainen, Formica truncorum) munille, ennen kuin niiden oma kuningatar tai työläiset olivat alkaneet munia. Puolet pesistä toimi kontrollina. Toisessa kokeessa käytin vain isäntälajin orpokolonioita, jotka jaoin kolmeen käsittelyyn: ensimmäisessä käsittelyssä isäntäpesät altistettiin loislajin (tupsukekomuurhainen, Formica aquilonia) munille, toisessa käsittelyssä isäntäpesään laitettiin loismunien lisäksi loislajin kuningatar ja kolmas käsittely oli kontrolli, jolle ei siis tehty mitään manipulointia. Ensimmäisessä kokeessa havaittiin, että orpokolonioiden työläiset hyväksyivät enemmän loislajin munia, kun ne oli altistettu loisen munille varhain. Väliaikaisen loisen siis kannattaa, mikäli mahdollista, ajoittaa valtausyrityksensä varhaiseen kevääseen ja koettaa erityisesti vallata orpopesiä. Kuningattarellisilla isäntäpesillä nimittäin ei havaittu altistuksen lisäävän työläisten hyväksymien loismunien määrää. Isäntäkuningatarten määrällä ei myöskään ollut vaikutusta siihen, miten työläiset hyväksyvät loisen munia. Toisessa kokeessa ei kummallaan käsittelyllä (loismunien ja loismunien+loiskuningattaren läsnäolo) ollut vaikutusta siihen, miten paljon työläiset hyväksyivät loismunia. Tutkimukseni perusteella tiedämme, minkälaiset ekologiset tekijät voivat edesauttaa väliaikaisten sosiaalisten loisten pesänvaltausta. Ainakin isännän aikainen altistuminen loismunille ja se, että pesä on menettänyt kuningattarensa, lisäävät isäntien tekemiä tunnistusvirheitä siten, että ne hyväksyvät aikaisempaa enemmän loisten munia. Tutkimuksessa selvisi myös, että loislajien välillä oli eroja siinä, kuinka usein niiden munia hyväksyttiin, mikä tukee teoriaa loisten paikallisesta sopeutumisesta isäntälajin populaatioihin. Tulokset sopivat myös yhteen klassisen ekologisen kilpajuoksun periaatteen kanssa, jossa loinen ja isäntälaji pyrkivät jatkuvasti sopeutumalla tekemään tyhjäksi toistensa aikeet.

The wide distribution of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in boreal forests and the outstanding properties of its wood have made it an economically significant resource at the forest sector. The highly valued chemical and mechanical properties of Scots pine wood are related to heartwood, a specialized tissue forming the innermost part of a mature trunk. Decay resistance of Scots pine wood is largely defined by heartwood extractives of which the stilbene pinosylvin has the highest quality trait breeding interest. Pinosylvin concentration is a high-heritability trait that positively correlates with the heartwood decay resistance. Pinosylvin biosynthesis pathway is upregulated both developmentally at the mature tree transition zone between sapwood and heartwood and as stress response in various tissues of young trees. Identification of the regulators of pinosylvin synthase could speed up quality trait breeding providing a basis for variant screening in the natural populations and for analysing functional properties of the variants. Early genotyping would enable selection of the desired quality individuals before the start of developmental pinosylvin production and significantly accelerate breeding programs. Scots pine pinosylvin synthase PST-1 is proposed to be both stress-induced and developmentally regulated. Previous studies have identified several MYELOBLASTOSIS (MYB) domain transcription factors (TFs) that co-regulate with stilbene pathway transcripts under pinosylvin production inducing conditions or that have promising homologs in other species. In this study, eight Scots pine MYB TFs were examined in PST-1 promoter interaction studies using quantitative luciferase assay and yeast one-hybrid assay. This study aimed to clone the MYB coding sequences and confirm the integrity and MYB character of the proteins they encode, and to verify whether any of the MYB TFs are direct regulators of PST-1, and to characterize the regulatory functions of the MYB TFs as activators or repressors. This study identified one MYB TF as a direct regulator of PST-1 whereas the other studied MYB TFs did not bind the most promising MYB target elements in the promoter. The discovery of a direct regulator of pinosylvin synthase provides a potential marker for early selection making the finding highly valuable for quality trait breeding efforts. Additionally, another MYB TF was detected as a potential indirect regulator of pinosylvin biosynthetic pathway or as a regulator of neighbouring pathways suggesting that it would also be an interesting target for further studies. The MYB TFs were successfully cloned and seven out of eight MYB TFs were classified into MYB subfamilies. Tentative characterizations for the MYB TFs were presented based on the sequence analysis. The Gateway compatible vectors generated in this study will facilitate future experiments. The MYB coding sequences were incorporated in the verified entry clones ready-to-use in generation of other types of expression vectors. The MYB TF plant vectors could be directly used in Arabidopsis, as well. Two multisite Gateway compatible entry clones for N-terminal fusions to VP16 and SRDX transcriptional regulatory domains were generated for the plant expression vectors. The protocol developed for the 3’ fusion entry clones comprises of sequential polymerase chain reactions easily applicable for other cloning purposes. The yeast one-hybrid prey vectors could be utilized not only in another one-hybrid but also in two-hybrid studies. Several of the MYB TFs, including the PST-1 direct regulator, were hypothesized to interact with other types of TFs. The protein – protein interaction studies would detect possible co-factors involved in the MYB TF mediated regulation of Scots pine pinosylvin synthase. Identification of each member in the regulatory complexes would enable targeting the quality trait breeding efforts most effectively

Tutkin metsien käytön kehystämistä Suomen ja Ruotsin ilmasto- ja energiapolitiikassa.Tutkielman tavoite on tutkia, kuinka metsien käyttöön litttyviä, keskenään ristiriitaisia tavoitteita käsitellään Suomen ja Ruotsin ilmasto- ja energiapolittiikassa ja etenkin biotalous-käsitteen yhteydessä. Biotalous esitetään kummankin maan aineistossa tärkeänä keinona kasvihuonekaasujen vähentämiseksi, mutta sen haasteena ovat metsien hiilivarastojen pieneneminen ja luonnon monimuotoisuuden heikentäminen lisääntyvien metsähakkuiden takia.Tutkimuskysymykseni on, miten metsien käyttöä kehystetään Suomen ja Ruotsin ilmasto- ja energiapolitiikoissa. Tarkentavia tutkimuskysymyksiä ovat: miten biotalouden merkitys kehystetään maiden ilmasto- ja energiapolitiikassa; kuinka metsien käyttöä perustellaan osana biotaloutta; ja kuinka metsiin liittyviä, keskenään ristiriitaisia tavoitteita sovitetaan yhteen? Tutkimusmenetelmänä on kehysanalyysi, joka on diskurssintutkimuksen alalaji. Diskurssintutkimuksen keskeinen idea on, että todellisuus rakentuu kielen kautta, ja sitä tutkimalla on mahdollista tarkastella, millaisia arvoja ja ideologioita argumentoinnissa käytetään. Kehysanalyysin tarkoitus on tutkia tietyn aiheen käsittelyä aineistossa ja tutkia, millaisena ongelmana se esitetään, mitä ratkaisuehdotuksia siihen tarjotaan, ja mitä valitut argumentit kertovat siitä, millaisia arvoja ja ideologioita kehystämisen taustalla on. Tutkimuksen keskeisin tulos on, että Suomen ja Ruotsin ilmasto- ja enerigapolitiikassa on vahva biotalouskehys, joka on seurausta maiden pitkistä metsäteollisuuden perinteistä. Koska maat ovat sitoutuneet kansainvälisiin ilmasto- ja kestävyystavoitteisiin, kuvaan biotalouskehyksiä maiden ilmastonmuutoksen yleiskehyksen näkökulmasta, sillä kansainväliset sitoumukset ja tavoitteet vaikuttavat merkittävästi siihen, kuinka metsien käyttöä kehystetään maiden biotalouskehyksissä. Tutkimukseni perusteella johtopäätökseni on, että biotalous kehystetään keskeisenä osana energiamurroksen toteuttamista, ja että biotalous-käsitettä käytetään sovittelemaan yhteen metsien käyttöön liittyviä ristiriitaisia tavoitteita. Kummankin maan tavoitteena on kestävän energiamurroksen toteuttaminen ilman, että luonnon monimuotoisuus tai muut ympäristöarvot kärsivät. Tutkimuksen tulokset kuitenkin osoittavat, että kestävyytta tarkastellaan lähinnä talouden näkökulmasta, sillä muiden kestävyyden ulottuvuuksien saavuttamiseksi esitetä vakuuttavia toimenpiteitä. Maiden biotalouskehyksissä on paljon yhteisiä piirteitä, mutta myös merkittäviä eroja, joista osa selittyy maiden ilmastonmuutoksen yleiskehyksen kautta. Jotta maiden metsien käyttöön liittyviä ristiriitoja voisi tutkia monipuolisemmin, olisi ilmasto- ja energiapolitiikan tavoitteiden ja ratkaisuehdotusten vertaaminen toteutuneisiin politiikkatoimenpiteisiin hedelmällinen lähtökohta tulevalle tutkimukselle aiheesta. Toinen mielenkiintoinen tutkimusteema olisi tutkia tarkemmin, mistä erot Suomen ja Ruotsin metsäpolitiikassa johtuvat.

Nucleosides are one of the fundamental building blocks of the cell and are precursors of DNA and RNA and serve as universal signalling molecules for cell surface receptors. These nucleosides play vital roles in myriad of physiological processes, such as cardioprotection, platelet aggregation and coronary vasodilation. In clinical settings, synthetic analogs of nucleosides are used as therapeutic against cancer and other viral diseases. In human, uptake and regulation of nucleosides and their analog drugs is facilitated by the two families solute carrier membrane transporter proteins (SLC); SLC28 and SLC29. SLC29 consists of four human equilibrative nucleoside transporter members (hENT1-4) with different sub-cellular localization, tissue distribution and substrate selectivities. Human equilibrative nucleoside transporter 1 (hENT1) is the major plasma membrane nucleoside transporter and has shown to play an important role in adenosine signalling and anticancer therapies. Despite the significant physiological and pathophysiological role, little is known about the structure and molecular function of ENT homologs. Structural studies of hENT1 and other nucleoside transporter is hampered by their low expression and hydrophobic nature. The aim of this thesis work is to find suitable nanobodies (Nbs) that may serve as crystallization chaperone to facilitate the structural studies of hENT1 transporter. Camelid heavy chain only antibodies (Nanobodies) raised against recombinant hENT1 were screened for their suitability for future structural investigation of hENT1. Selected nanobodies were expressed and purified from E.coli cell in milligram quantities. Affinity of nanobodies with hENT1 was assessed using co-elution on size exclusion chromatography. High affinity binders were further screened for their ability to conformationally stabilize hENT1. In future, high affinity nanobodies will be explored for x-ray crystallization and single particle cryo-electron microscopy of hENT1. For cryo-EM it's important to convert the selected Nbs into megabody which constitute large scaffold proteins. 3D structure determination of hENT1 will be significant in understanding its molecular function and to accelerate rational drug designing against cancer, HIV and other viral infections.

A parabiologist is an assistant in biological research without formal academic training. In this study, I use volunteer parabiologists to conduct a national survey of oak cynipid gall wasps, tribe Cynipini (Hymenoptera: Cynipidae). My objectives were to produce an updated list of Finnish oak cynipid species, to map the distribution of these species, and to examine factors that could have an effect on local species richness and on the regional distribution and local abundance of individual species. I also wanted to examine whether the two generations of a species tend to occur on the same or on different individual trees. Empirical data on local gall wasp assemblages were collected by over a hundred volunteers from all over Finland, mostly people with a general interest in nature. Since most gall wasps occur as two discrete generations, volunteers sampled oak trees twice during the summer of 2007, with the spring round encompassing 218 trees and the autumn one 180. From each tree, five half-metre branches were examined, followed by a ten-minute scan of the rest of the branches. The recovered samples were then sent to me for identification. Based on tree-specific information supplied by the volunteers, I used generalised linear models to examine the effects of the number of neighbouring oaks, of oak circumference and of sampling location on the species richness of gall wasps, on the local incidence of species and on their local abundance. The survey produced data on 16 oak cynipid species, two of which were new to Finland. These new records bring the total number of species recorded in Finland up to 21. The centre of oak cynipid species richness was in the southwest, but some species were found as far north as Ostrobothnia. Within some species, different generations occurred on different individual trees. For this reason, I separated the generations in the distribution maps and statistical analyses. Against a backdrop of large-scale clines in species richness, local species richness was affected by the number of neighbouring oaks and by tree circumference. Large oaks that are surrounded by many other oaks support the most species-rich communities of oak cynipids, and the local incidence of certain species and of generations within species exhibit similar patterns. To conclude, oak cynipids are suitable targets for sampling by parabiologists, and this survey has improved our knowledge of the Finnish oak cynipid fauna. Oak cynipids have successfully spread beyond the host plant's narrow natural distribution and colonised the planted trees in the north. Since large oaks close to other oaks exhibit the most diverse gall wasp communities, the natural old oak forests in the southwest of Finland are particularly important to these species.

Global warming should not rise beyond 1.5°C, which means that all sectors in the economy are needed to reduce greenhouse gas emissions. The need for corporations to account their value chain emissions has sprung a variety of accounting and reporting standards. In response, Greenhouse Gas protocol established the Corporate Value Chain (Scope 3) Accounting and Reporting Standard. However, the success of the scope 3 emission accounting has been determined to be insufficient. The unsuccess of scope 3 emission accounting and reporting can be explained with the challenges that have been widely identified. Nevertheless, the identified challenges do not provide a deeper understanding of why they hinder the success of scope 3 accounting and reporting. This thesis delves into the challenges of scope 3 accounting by investigating four Finnish food industry corporations. The study for this thesis was conducted as semi-structured interviews of seven experts who work with the scope 3 accounting and reporting of their corporation. The interviews were held in May of 2022 and theory guided thematic analysis was used to analyze the results. The results show that there are challenges concerning measurement and evaluation, knowledge and guidance and communication. The measurement and evaluation challenges include data collection challenges, data quality challenges and data processing challenges. The key finding from this study is that most of these challenges are highly connected. The reporting corporation and suppliers’ resources and guidance play a key role in data collection and how accurate data can be obtained for the GHG inventory. These affect the comparability of gained emission factors and how comparable the emission information of products, production lines and corporations are. The findings of this study share understanding of the complexity of scope 3 accounting challenges.

Tässä maisterintutkielmassa tutkin romanialaisen taloustieteilijän Nicholas Georgescu-Roegenin (1904–1994) vaikutusta ekologisen taloustieteen koulukunnan muodostumiseen. Laadullisen sisällönanalyysin keinoin tutkin Georgescu-Roegenin avainajatuksia kahdeksan tekstin (artikkeleita, luentoja ja postuumisti julkaistu käsikirjoitus vuosilta 1970–1989) valossa ja vertaan niitä ekologisen taloustieteen ominaispiirteisiin. Teen myös katsauksen Georgescu-Roegenia käsittelevään kirjallisuuteen ekologisen taloustieteen kentällä. Näin saan kaksi näkökulmaa hänen intellektuaaliseen vaikutukseensa. Kirjallisuuskatsauksen perusteella arvioin myös Georgescu-Roegenin sosiaalista vaikutusta ekologisen taloustieteen syntyvaiheilla. Kaiken kaikkiaan selvitän Georgescu-Roegenin avainajatuksia ekologisen taloustieteen kannalta ja hänen roolejaan koulukunnan varhaisessa kehityksessä. Georgescu-Roegenin keskeiset ajatukset jäsentyvät työssäni 24 teeman alle, jotka vuorostaan muodostavat viisi kattoteemaa. Ensimmäinen kattoteema, entropia ja luonnontieteet, kuvaa Georgescu-Roegenin ajattelun läpäisevää biofyysistä maailmankuvaa, jota ilman hänen johtopäätöksiään ei voi syvällisesti ymmärtää. Toinen kattoteema, ihmiskunnan historia ja tulevaisuus, kattaa hänen käsityksensä ihmisestä ja ihmiskunnasta sekä erityisesti siitä auttamattoman kestämättömästä tilanteesta, johon entropian laki hänen mukaansa ihmiskunnan sitoo. Kolmas kattoteema, varsinainen taloustiede, käsittelee Georgescu-Roegenin käsityksiä taloustieteen filosofisesta perustasta, sen teoreettisista ja käsitteellisistä ongelmista sekä eräitä teknisempiä ja matemaattisempia erityiskysymyksiä. Neljäs ja viides kattoteema muodostuvat pääasiassa jo aiemmissa kattoteemoissa esiin tuoduista ajatuksista uudelleen järjesteltyinä: kritiikki kokoaa Georgescu-Roegenin kritiikkiä erityisesti muita tutkimussuuntauksia kohtaan sen kohteen mukaan järjestettynä, ja ratkaisut puolestaan esittelee hänen ratkaisuehdotuksiaan niin taloustieteen kuin koko ihmiskunnankin tasolla. Ekologisen taloustieteen kannalta Georgescu-Roegenin keskeisimmät ajatukset koskevat erityisesti ensimmäistä ja kolmatta kattoteemaa. Aineen, energian ja entropian lain suuri merkitys taloudellisessa prosessissa sekä Georgescu-Roegenin uudelta taloustieteeltä edellyttämät eettinen normatiivisuus ja poikkitieteellisyys ovat ekologisen taloustieteen peruspilareita. Ekologinen taloustiede vastaa monilta osin niihin kritiikkeihin, joita Georgescu-Roegen oman aikansa taloustieteen suuntauksiin kohdisti. Hänen sosiaalis-intellektuaalinen merkityksensä voidaan tiivistää viiteen rooliin: varhainen tiennäyttäjä ja kriitikko; varhainen kokoaja ja teoreetikko; vaikuttava, mutta hankala mentori; kuuseen kurkottava erakko ja kiistelty klassikko. Mahdollisia jatkokysymyksiä samalta suunnalta voisivat olla esimerkiksi Georgescu-Roegenin pääteoksen, The Entropy Law and the Economic Processin (1971), klassikkoaseman tarkastelu tai samantyyppinen vaikutusanalyysi muista ekologisen taloustieteen varhaisista uranuurtajista. Myös ekologisen taloustieteen käytännön tutkimustodellisuuden suhde sen ääneenlausuttuihin periaatteisiin ansaitsisi lähempää tarkastelua. Entropian lakia olisi kiinnostavaa tutkia taloustieteen näkökulmasta joko analysoimalla aiheesta käytyä runsasta keskustelua tai pureutumalla entropian käsitteen antroposentrisyyden ja objektiivisuuden väliseen jännitteeseen.

Nitrogen fixation by Sphagnum mosses in a boreal fen ecosystem Emmi Tuokko Master’s Programme in Ecology and Evolutionary Biology Faculty of Biological and Environmental Sciences University of Helsinki May 2022 Faculty: Faculty of Biological and Environmental Sciences Degree programme: Master’s Programme in Ecology and Evolutionary Biology Study track: Ecology and Evolutionary Biology Author: Emmi Tuokko Title: Nitrogen fixation by Sphagnum mosses in a boreal fen ecosystem Level: Master’s thesis Month and year: May 2022 Number of pages: 34 pages + 4 appendix pages Keywords: nitrogen fixation, Sphagnum, boreal fen, acetylene reduction, diazotroph Supervisor: Dr. Juha Mikola Where deposited: HELDA – Digital Repository of the University of Helsinki Abstract: Ecosystems in the North are heavily constrained by nitrogen (N) and the main pathway of N for plants is biological N2 fixation by Sphagnum mosses. Mosses fix N with either free-living, associated or symbiotic diazotrophs and convert it to a plant-accessible form. This way N2 fixation contributes significantly to the level of photosynthesis and carbon sequestration that these ecosystems can maintain. However, diazotrophs are exposed to large fluctuations in abiotic factors and earlier findings have suggested that to affect the rate of N2 fixed. Only a few studies have focused on boreal Sphagnum-dominated fens and thus, I wanted to figure out what environmental factors control N2 fixation activity in this habitat type. Most of the N2 fixing bacteria are heterotrophs but also methanotrophs have been shown to participate in N2 fixation. Therefore, I tested if methane (CH4) flux was connected to N2 fixation activity. As N is a necessary nutrient for plants, I also wanted to see whether the variation in N2 fixation can explain the variation in plant growth and productivity and on the other hand, if the productivity can explain the rate of N2 fixation by providing more energy. To test these interactions, we established the acetylene reduction assay (ARA) on a fen in Northern Finland to measure, how much N2 is fixed. We also recorded environmental factors (soil moisture, soil temperature, air temperature, relative humidity and radiation), measured CO2 and CH4 fluxes and calculated vascular plant coverage and Sphagnum growth from 20 study plots. I expected to find a correlation especially between soil moisture and N2 fixation because earlier studies have shown it to control the fixation activity the most. I found out that leaf area index (LAI) of vascular plants was explained by N2 fixation. This is a significant finding because it has not been proved before. It supports the earlier findings about the connection between N2 fixation and vascular plant photosynthesis. I also discovered that radiation (PAR) and potential gross primary production (GPP1200) explained the variation in N2 fixation in the first measurement. This shows the dependency of N2 fixation on the energy that photosynthesis provides. Contrary to my predictions, none of the other factors explained N2 fixation or were explained by N2 fixation. Further studies about moss-associated N2 fixation are needed especially in the light of future changes in climate and N deposition. Tiedekunta: Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta Koulutusohjelma: Ekologian ja evoluutiobiologian maisteriohjelma Opintosuunta: Ekologia ja evoluutiobiologia Tekijä: Emmi Tuokko Työn nimi: Rahkasammalten typensidonta boreaalisessa suoekosysteemissä Työn laji: Maisterin tutkielma Kuukausi ja vuosi: 5/2022 Sivumäärä: 34 sivua + 4 sivua liitteitä Avainsanat: typensidonta, rahkasammal, boreaalinen, suo, ARA, diatsotrofi Ohjaaja: Dr. Juha Mikola Säilytyspaikka: HELDA - Helsingin yliopiston digitaalinen arkisto Tiivistelmä: Pohjoisen ekosysteemit ovat erittäin typpirajoitteisia, ja kasvit saavat suurimman osan typestä rahkasammalten biologisen typensidonnan kautta. Sammalet sitovat typpeä joko vapaana elävien tai symbionttisten diatsotrofien välityksellä ja muuttavat typen kasvien käytettävissä olevaan muotoon. Tätä kautta typensidonta vaikuttaa merkittävästi koko ekosysteemin fotosynteesin ja hiilensidonnan tasoon. Diatsotrofit ovat kuitenkin alttiita abioottisten tekijöiden suurelle vaihtelulle, ja aikaisemmat tutkimukset ovat todenneet sen vaikuttavan typensidonnan tasoon. Vain harvat näistä tutkimuksista ovat keskittyneet boreaalisiin minerotrofisiin soihin, joilla rahkasammalet dominoivat, joten halusin selvittää, mitkä ympäristötekijät kontrolloivat typensidonnan aktiivisuutta tällaisessa elinympäristössä. Suurin osa typpeä sitovista bakteereista on heterotrofeja, mutta myös metanotrofien on osoitettu osallistuvan typensidontaan. Sen vuoksi halusin tutkia, onko metaanivuo yhteydessä typensidonnan tasoon. Typen ollessa välttämätön ravinne kasveille halusin myös nähdä, voiko vaihtelu typensidonnan tasossa selittää kasvien kasvua ja tuottavuutta, ja toisaalta, voiko tuottavuus selittää typensidonnan vaihtelua tarjoamalla sille lisää energiaa. Testataksemme näitä yhteyksiä mittasimme typensidontaa asetyleenin pelkistysmenetelmällä Halssiaavalla Sodankylässä. Mittasimme myös ympäristötekijöitä (maan kosteus, maan lämpötila, ilman lämpötila, suhteellinen kosteus, säteily), hiilidioksidi- ja metaanivuota, putkilokasvien peittävyyttä ja rahkasammalten kasvua 20 tutkimusruudulta. Odotin löytäväni korrelaation erityisesti typensidonnan ja maan kosteuden väliltä, sillä aikaisemmat tutkimukset ovat todenneet kosteuden olevan merkittävin typensidontaa säätelevä tekijä. Sain selville, että typensidonta selitti ruutujen välistä vaihtelua putkilokasvien lehtipinta-alassa. Tämä on tärkeä löydös, sillä yhteyttä ei olla todistettu aiemmin. Tulos tukee aiempia löydöksiä typensidonnan ja putkilokasvien fotosynteesin yhteydestä toisiinsa. Ensimmäisten mittausten tulokset osoittivat, että säteily ja potentiaalinen bruttoperustuotanto selittivät typensidontaa. Tämä todistaa typensidonnan riippuvuuden fotosynteesin tarjoamaan energiaan. Vastoin odotuksiani muut tekijät eivät selittäneet typensidontaa, eikä typensidonta selittänyt niitä. Lisätutkimukset sammalten typensidonnasta ovat tarpeen erityisesti ilmastonmuutoksen ja lisääntyvän typpilaskeuman valossa.

Global biodiversity continues to decline. Recent reports of decline in insect abundance and biomass are concerning, given the crucial roles insects play in multiple ecosystem processes, such as pollination, nutrient cycling and as a food resource for higher trophic levels. Based on the current state of the literature, it appears that total insect abundance and biomass are in decline, but there is considerable variation in trajectories in different regions and taxa. Many studies report on either aggregated community abundance or biomass, but few have examined how closely these two variables are correlated. For example, declining trends in large-bodied species could have disproportionately large effects on total biomass, even if total abundance remained stable. This, in turn, could have substantial consequences for predators dependent on insect biomass for food. Whether studying total abundance or biomass, long-term monitoring data are essential for robust estimation of temporal trends. In my thesis, I investigated trends in macro-moth abundance and biomass using data from the Finnish moth monitoring scheme (Nocturna) over a period of 24 years (1993-2016). My main objectives were to explore whether total abundance and biomass have changed over the timeframe examined, and to estimate the degree of correlation between the two variables in these data. As is typical for monitoring programs, only counts of moth individuals have been recorded. In order to obtain information on biomass, I created a predictive model for converting the recorded abundance counts to dry biomass based on species mean wingspan and body robustness. I weighed museum collection specimens of common moth species of variable sizes, and used these data for fitting the model. Additionally, I also investigated how local weather (thermal and precipitation) conditions during the growing season and winter relate to interannual variation in total abundance. Finally, I analysed potentially informative species traits (e.g., wingspan, voltinism, overwintering stage) in relation to population trends of individual species, because such associations could be underlying change in total abundance or biomass. There was no long-term change in total macro-moth abundance or biomass over the 24-year monitoring period. Abundance and biomass were very highly correlated (r > 0.9). In terms of interannual variation, total moth abundance and biomass showed a distinctive pattern suggestive of periodicity, with peaks at approximately 10-year intervals. Local weather conditions were very weakly associated with annual change rates of total abundance, leaving the interannual pattern unexplained. Lichen-feeding and multivoltinism (multiple generations per year) were positively related to population trends, supporting earlier findings. Especially relevant to potential trends in biomass, wingspan showed no relationship with positive or negative trends, which is in line with the high correlation between abundance and biomass in this dataset. My results imply that the total abundance and biomass trends in boreal Europe diverge from those commonly reported from temperate Europe. Further research is required to shed light on factors underlying total insect abundance and biomass trends. The method I developed for converting moth abundance to biomass is applicable to similar work elsewhere.