Endemic malaria: an 'indoor' disease in northern Europe

Background: Endemic northern malaria reached 68°N latitude in Europe during the 19th century, where the summer mean temperature only irregularly exceeded 16°C, the lower limit needed for sporogony of Plasmodium vivax. Because of the available historical material and little use of quinine, Finland was suitable for an analysis of endemic malaria and temperature. Methods: Annual malaria death frequencies during 1800–1870 extracted from parish records were analysed against long-term temperature records in Finland, Russia and Sweden. Supporting data from 1750–1799 were used in the interpretation of the results. The life cycle and behaviour of the anopheline mosquitoes were interpreted according to the literature. Results: Malaria frequencies correlated strongly with the mean temperature of June and July of the preceding summer, corresponding to larval development of the vector. Hatching of imagoes peaks in the middle of August, when the temperature most years is too low for the sporogony of Plasmodium. After mating some of the females hibernate in human dwellings. If the female gets gametocytes from infective humans, the development of Plasmodium can only continue indoors, in heated buildings. Conclusion: Northern malaria existed in a cold climate by means of summer dormancy of hypnozoites in humans and indoor transmission of sporozoites throughout the winter by semiactive hibernating mosquitoes. Variable climatic conditions did not affect this relationship. The epidemics, however, were regulated by the population size of the mosquitoes which, in turn, ultimately was controlled by the temperatures of the preceding summer.

Time to rest : Signals in shoot apex developmental transitions underlying dormancy

Vuodenajat rytmittävät monivuotisten kasvien elämää pohjoisella pallonpuoliskolla, jolla varmin merkki lähestyvästä talvikaudesta on asteittain lyhenevä päivänpituus. Kun päivänpituus on lyhentynyt tiettyyn raja-arvoon saakka, kasvu hiipuu ja kasvin kehityksessä tapahtuu suuria muutoksia. Väitöskirjatyössäni tutkittiin mekanismeja, jotka liittyvät pituuskasvun päättymiseen, silmujen lepotilan kehittymiseen ja kärkisilmun muodostumiseen hybridihaavan ja koivuntaimilla lyhyen päivänpituuden seurauksena kasvihuoneolosuhteissa. Vain lepotilaiset silmut selviytyvät luonnossa ankaran talvikauden yli, joten etenkin lepotilan kehittymisen tutkiminen on keskeistä pyrittäessä selvittämään monivuotisille kasveille tyypillisen kasvutavan mekanismeja. Jo pitkään on tiedetty, että täysikasvuiset lehdet vastaanottavat tiedon päivänpituudesta ja lähettävät signaaleja varren johtojänteissä ylöspäin kohti kasvin kärkiosaa. Sen sijaan varren kärjen ja kärkikasvupisteen roolia lepotilan kehittymisessä on selvitetty vain vähän. Kuitenkin juuri kärkikasvupisteen selviytyminen vuodesta toiseen on tärkeää, koska sen jakautumiskykyiset solukot tuottavat kasvin maanpäälliset osat. Tässä työssä tehdyissä varttamiskokeissa osoitettiin, että varren kärki ei ainoastaan vastaanota signaaleja lehdistä ja ajoita toimintaansa niiden mukaan, vaan myös kärjellä itsellään on aktiivinen rooli lepotilan kehittymisessä. Erityisesti kiinnitettiin huomiota kärkikasvupisteen eri alueiden, ns. apikaalimeristeemin ja rib-meristeemin erilaisiin tehtäviin ja pääteltiin, että molemmat vaikuttavat lepotilan kehittymiseen. Kokeissa käytettiin normaalien hybridihaapojen lisäksi siirtogeenisiä hybridihaapoja, jotka eivät lopeta kasvuaan lyhyt päivä –olosuhteissa. Siirtogeeniset hybridihaavat ilmensivät voimakkaasti fytokromi A -nimistä valon vastaanottajamolekyyliä rib-meristeemin alueella, mikä saattoi osaltaan vaikuttaa poikkeavaan pituuskasvukäyttäytymiseen. Myös useiden lepotilan kehittymiseen liittyvien geenien ilmenemisessä havaittiin poikkeavuuksia verrattuna ei-siirtogeenisiin kontrolleihin, joiden silmuissa kehittyi lepotila lyhyt päivä –altistuksen seurauksena. Väitöskirjatyössäni havaittiin, että myös kaasumainen kasvihormoni etyleeni toimii viestinvälittäjänä silmujen lepotilan kehittymisessä ja vaikuttaa etenkin lepotilan oikeaan ajoittumiseen. Etyleenillä huomattiin olevan määräävä rooli päätesilmun muodostumisessa: siirtogeeniset koivut, jotka eivät aisti etyleeniä, eivät muodostaneet päätesilmua. Silti siirtogeeniset koivut vaipuivat lepotilaan, joskin myöhemmin kuin ei-siirtogeeniset kontrollit. Tämän perusteella todettiin, että lepotilan ja päätesilmun kehittyminen ovat erillisiä kehitystapahtumia, vaikka ne saattavatkin ajoittua osaksi päällekkäin.

Marking one-summer old whitefish with fluorescent pigment spraying method and results of whitefish stockings in the Gulf of Bothnia

Anadromous whitefish is one of the most important fish species in the Finnish coastal fisheries in the Gulf fo Bothnia. To compensate the lost reproduction due to river damming and to support the fisheries, several million one-summer old whitefish are released yearly into the Gulf of Bothnia. Since there are naturally reproducing whitefish in the Gulf as well, and the wild and stocked fish can not be separated in the catch, stocking impact can only be estimated by marking the stocked fish. Due to the small size and large number of released whitefish, the scattered fishery and large area where the whitefish migrate, most of the traditionally used fish marking methods were either unsuitable (e.g. Carlin-tags) or proved to be too expensive (e.g. coded wire tags). Fluorescent pigment spraying method offers a fast and cost-effective method to mass-mark young fish. However, the results are not always satisfactory due to low long-time retention of the marks in some species. The method has to be tested and proper marking conditions and methods determined for each species. This thesis is based on work that was accomplished while developing the fluorescent pigment spraying method for marking one-summer old whitefish fingerlings, and it draws together the results of mass-marking whitefish fingerlings that were released in the Gulf of Bothnia. Fluorescent pigment spraying method is suitable for one-summer old whitefish larger than 8 cm total length. The water temperature during the marking should not exceed 10o C. Suitable spraying pressure is 6 bars measured in the compressor outlet, and the distance of the spraying gun nozzle should be ca 20 cm from the fish. Under such conditions, the marking results in long-term retention of the mark with low or no mortality. The stress level of the fish (measured as muscle water content) rises during the marking procedure, but if the fish are allowed to recover after marking, the overall stress level remains within the limits observed in normal fish handling during the capture-loading-transport-stocking procedure. The marked whitefish fingerlings are released into the sea at larger size and later in the season than the wild whitefish. However, the stocked individuals migrate to the southern feeding grounds in a similar pattern to the wild ones. The catch produced by whitefish stocking in the Gulf of Bothnia varied between released fingerling groups, but was within the limits reported elsewhere in Finland. The releases in the southern Bothnian Bay resulted in a larger catch than those made in the northern Bothnian Bay. The size of the released fingerlings seemed to have some effect on survival of the fish during the first winter in the sea. However, when the different marking groups were compared, the mean fingerling size was not related to stocking success.