Nutrient enrichment and water depth modify consumer control in rocky shore macroalgal communities

The objective of my thesis is to assess mechanisms of ecological community control in macroalgal communities in the Baltic Sea. In the top-down model, predatory fish feed on invertebrate mesograzers, releasing algae partly from grazing pressure. Such a reciprocal relationship is called trophic cascade. In the bottom-up model, nutrients increase biomass in the food chain. The nutrients are first assimilated by algae and, via food chain, increase also abundance of grazers and predators. Previous studies on oceanic shores have described these two regulative mechanisms in the grazer - alga link, but how they interact in the trophic cascades from fish to algae is still inadequately known. Because the top-down and bottom-up mechanisms are predicted to depend on environmental disturbances, such as wave stress and light, I have studied these models at two distinct water depths. There are five factorial field experiments behind the thesis, which were all conducted in the Finnish Archipelago Sea. In all the experiments, I studied macroalgal colonization - either density, filament length or biomass - on submerged colonization substrates. By excluding predatory fish and mesograzers from the algal communities, the studies compared the strength of the top-down control to natural algal communities. A part of the experimental units were, in addition, exposed to enriched nitrogen and phosphorus concentrations, which enabled testing of bottom-up control. These two models of community control were further investigated in shallow (<1 m) and deep (ca. 3 m) water. Moreover, the control mechanisms were also expected to depend on grazer species. Therefore different grazer species were enclosed into experimental units and their impacts on macroalgal communities were followed specifically. The community control in the Baltic rocky shores was found to follow theoretical predictions, which have not been confirmed by field studies before. Predatory fish limited grazing impact, which was seen as denser algal communities and longer algal filaments. Nutrient enrichment increased density and filament length of annual algae and, thus, changed the species composition of the algal community. The perennial alga Fucus vesiculosusA and the red alga Ceramium tenuicorne suffered from the increased nutrient availabilities. The enriched nutrient conditions led to denser grazer fauna, thereby causing strong top-down control over both the annual and perennial macroalgae. The strength of the top-down control seemed to depend on the density and diversity of grazers and predators as well as on the species composition of macroalgal assemblages. The nutrient enrichment led to, however, weaker limiting impact of predatory fish on grazer fauna, because fish stocks did not respond as quickly to enhanced resources in the environment as the invertebrate fauna. According to environmental stress model, environmental disturbances weaken the top-down control. For example, on a wave-exposed shore, wave stress causes more stress to animals close to the surface than deeper on the shore. Mesograzers were efficient consumers at both the depths, while predation by fish was weaker in shallow water. Thus, the results supported the environmental stress model, which predicts that environmental disturbance affects stronger the higher a species is in the food chain. This thesis assessed the mechanisms of community control in three-level food chains and did not take into account higher predators. Such predators in the Baltic Sea are, for example, cormorant, seals, white-tailed sea eagle, cod and salmon. All these predatory species were recently or are currently under intensive fishing, hunting and persecution, and their stocks have only recently increased in the region. Therefore, it is possible that future densities of top predators may yet alter the strengths of the controlling mechanisms in the Baltic littoral zone.

Keksinnön kaupallistamisprosessi pienyrittäjän tai keksijän näkökulmasta

Yksityisillä keksijöillä on usein ongelmana, miten saada toimiva keksintö kaupallistetuksi. Tässä työssä kartoitetaan keksinnön kaupallistamisprosessia ja siihen liittyviä ongelmia. Työn pääpainotus on keksinnön teollisessa suojaamisessa ja siirtämisessä kaupallistavalle yritykselle joko lisensioimalla tai myymällä keksintö kokonaisuudessaan. Työssä perehdytään keksinnön markkinoiden kartoittamiseen ja erilaisiin kaupallistamisvaiheen rahoitusvaihtoehtoihin. Lisäksi käsitellään liiketoimintasuunnitelmaa ja tuotteistamista. Työn teoriaosuutta peilataan todellisen casetapauksen valossa. Case- yrityksenä on kotkalainen MS Eagle Oy, jolla on hallussaan patentoitu keksintö suodatinlaitteesta. Laitteella pystytään suodattamaan öljypitoisesta nesteestä öljy. Työssä annetaan vaihtoehtoja kyseisen keksinnön kaupallistamisen toteuttamiseen.

American Indians of the Southwest

Recorded in Indian communities by Willard Rhodes, with the cooperation of the United States Office of Indian Affairs.

Kannettavan kaasuilmaisimen suunnittelu ja toteutus

Työn tarkoituksena on suunnitella ja toteuttaa kannettava kaasuilmaisin, joka soveltuu erityisesti tavallisen kuluttajan tarpeisiin. Kaasuilmaisin on herkkä haihtuville palaville kaasuille, sekä orgaanisille kaasuille. Työssä käytetään Atmelin ATMega164P- mikrokontrolleria, piirin ohjelmointiin käytetään AVR-ISP-II, ja kehitystyökaluina AVRStudio 4:ää. Piirilevy on suunniteltu Cadsoftin Eagle- piirieditorilla. Työssä käydään läpi kokonaisvaltainen sulautetun järjestelmän suunnitteluprosessi, tuotteen spesifikaatioiden määrityksistä aina valmiin fyysisen tuotteen valmistuttamiseen asti. Tuote suunnitellaan Environics Oy:lle.

Ainutkertainen kotkamies

Kirjallisuusarvostelu

Venäjän rynnäkkökonekaluston kehitykseen vaikuttaneet tekijät toisen maailmansodan jälkeen

Pro Graduni aihe ja samalla päätutkimusongelma on tutkia Venäjän rynnäkkökonekaluston kehitykseen vaikuttaneita tekijöitä toisen maailmansodan jälkeen. Alaongelmina on mitkä seikat ovat olleet keskeisiä tekijöitä koneita suunniteltaessa, ohjasiko kehitystä enemmän lännessä tapahtunut kehitys vai omat innovaatiot ja miten rynnäkkökoneet ovat kehittyneet. Tutkimusmenetelmänä käytin kvalitatiivista grouded theory- menetelmää. Venäjä on kehittänyt ilmavoimiaan rajusti toisesta maailmansodasta lähtien. Kuitenkin kaikki suuret tekniset läpimurrot tehtiin muissa maissa ennen Neuvostoliittoa. Heti sodan jälkeen Neuvostoliitto alkoi kuroa lännen etumatkaa kiinni suihkumoottoriteknologiassa. Tässä auttoivat Saksasta ja briteiltä saadut moottorit. Suihkumoottori nosti sotilasilmailun aivan uudelle tasolle kun käytettävissä oleva korkeus- ja nopeusalue kasvoi huomattavasti. Suihkumoottorit toivat mukanaan myös ongelmia. Nopeudet lentoonlähdössä ja laskussa sekä tarvittavat kiitotiepituudet kasvoivat rajusti. Myös koneiden toiminta-ajat olivat varsin vaatimattomia verrattuna potkurikoneisiin. Ratkaisua etsittiin ja se löydettiin kääntyvistä siivistä. Tämäkin läpimurto keksittiin lännessä ennen Neuvostoliittoa. Kääntyvät siivet tulivat kolmannen sukupolven koneisiin ja niiden avulla nopeudet onnistuttiin pitämään alhaisina lennon kriittisissä vaiheissa. Myös neljännen sukupolven koneet tulivat Yhdysvalloissa käyttöön ennen Neuvostoliittoa. Tämän sukupolven koneissa pystyttiin yhdistämään entistä tehokkaammin useita ominaisuuksia ja myös kääntyvistä siivistä voitiin luopua. Vaikka Neuvostoliitto oli sotilasilmailun suurvalta, se kulki kuitenkin toisen maailmansodan jälkeen lähes koko ajan teknisesti vähän länsimaita jäljessä. Länsimaiden, etenkin Yhdysvaltojen, konetyypit ohjasivat jossain määrin Neuvostoliiton tulevia konetyyppejä. Hyvinä esimerkkeinä tästä on A-10 Thuderbolt vs Su-25 frogfoot, F-111 Aardvark vs Su-24 Fencer, F-16 Falcon vs Mig-29 Fullcrum ja F-15 Eagle vs Su-27 Flanker. Vaikka kyseiset Neuvostoliiton koneet eivät olleet mitään suoria kopioita amerikkalaisista vastineista, yhtäläisyyksiäkin on paljon. Pitää ottaa huomioon, että myös Yhdysvallat seurasi Neuvostoliitossa tapahtuvaa konekehitystä ja Neuvostoliiton koneet vaikuttivat Yhdysvaltojen konesuunnitteluun. Hyvä esimerkki tästä oli, kun yhdysvaltalaiset suunnittelivat F-15-koneen vastineeksi MiG-25:lle, jonka suorituskyvyn he yliarvioivat. Neuvostoliittolaiset puolestaan suunnittelivat Su-27-koneen vastaamaan F-15-koneen tuomaa uhkaa vastaan

Kaikki kotkasta

Kirjallisuusarvostelu

Yhdysvaltojen Ilmavoimien hävittäjätaktiikka 1980-luvulla

Tutkimus käsittelee Yhdysvaltojen Ilmavoimien 1980-luvun hävittäjätaktiikkaa ja sen tarkoi-tuksena on kuvailla Yhdysvaltojen lentokaluston kehityksen myötä muuttunutta taktiikkaa. Tutkimuksessa tarkastellaan sekä Vietnamin että Persianlahden sodan aikaisia hävittäjätak-tiikoita, jolloin saadaan kuva taktiikan kehittymisestä. F-15 Eagle ja F-16 Fighting Falcon ovat 1970-luvulla käyttöönotettuja ilmaherruushävittäjiä, jotka korvasivat aikaisemman F-4 Phantom -kaluston. F-117A Nighthawk puolestaan on häiveteknologiaa hyödyntävä lähitulitukikone ja kevyt pommittaja, jonka käyttöönottaminen vuonna 1982 osaltaan vaikutti hävittäjätaktiikan kehittymiseen. Uusien hävittäjien ja ryn-näkkökoneiden lisäksi Yhdysvallat otti 1970-luvun lopulla käyttöönsä AWACS-koneet (Air-borne Warning and Control Systems), jotka toimivat ilmavalvonta- ja taistelunjohtokoneina. AWACS mahdollistaa ilmaoperaatioille välttämättömien elementtien kuten taistelunjohtami-sen ja viestinnän ulottuvuuden moninkertaistamisen. Se on näin ollen erinomainen apuväline ilmaherruuden saavuttamiseen ja säilyttämiseen. Tutkimus on kvalitatiivinen teoreettinen tutkimus, jonka aineisto koostuu pääasiassa alan artikkeleista ja kirjallisuudesta. Näin ollen työssä pääasiallisesti käytetty tutkimusmenetelmä on asiakirja- ja kirjallisuustutkimus. Päällimmäisenä tiedonhankintamenetelmänä puolestaan on käytetty aiheen historiallisen luonteen vuoksi lähdekritiikkiä, jonka keinoin tutkimuksen rakentaminen on ollut mahdollista luotettaviksi todettujen lähteiden pohjalta.

Trophic cascades in boreal landscapes: top predator protection on tree seedlings and forest grouse

Changes in the abundance of top predators have brought about notable, cascading effects in ecosystems around the world. In this thesis, I examined several potential trophic cascades in boreal ecosystems, and their separate interspecific interactions. The main aim of the thesis was to investigate whether predators in the boreal forests have direct or indirect cascading effects on the lower trophic levels. First, I compared the browsing effects of different mammalian herbivores by excluding varying combinations of voles, hares and cervids from accessing the seedlings of silver birch (Betula pendula), Scots pine (Pinus sylvestris) and Norway spruce (Picea abies). Additionally, I studied the effect of simulated predation risk on vole browsing by using auditory cues of owls. Moving upwards on the trophic levels, I examined the intraguild interactions between the golden eagle (Aquila chrysaetos), and its mesopredator prey, the red fox (Vulpes vulpes) and the pine marten (Martes martes). To look at an entire potential trophic cascade, I further studied the combined impacts of eagles and mesopredators on the black grouse (Tetrao tetrix) and the hazel grouse (Tetrastes bonasia), predicting that the shared forest grouse prey would benefit from eagle presence. From the tree species studied, birch appears to be the most palatable one for the mammalian herbivores. I observed growth reductions in the presences of cervids and low survival associated with hares and voles, which suggests that they all weaken regeneration in birch stands. Furthermore, the simulated owl predation risk appeared to reduce vole browsing on birches in late summer, although the preferred grass forage is then old and less palatable. Browsing by voles and hares had a negative effect on the condition and survival of Scots pine, but in contrast, the impact of mammalian herbivores on spruce was found to be small, at least when more preferred food is available. I observed that the presence of golden eagles had a negative effect on the abundance of adult black grouse but a positive, protective effect on the proportion of juveniles in both black grouse and hazel grouse. Yet, this positive effect was not dependent on the abundance foxes or martens, nor did eagles seem to effectively decrease the abundance of these mesopredators. Conversely, the protection effect on grouse could arise from fear effects and also be mediated by other mesopredators. The results of this thesis provide important new information about trophic interactions in the boreal food webs. They highlight how different groups of mammalian herbivores vary in their effects on the growth and condition of different tree seedlings. Lowered cervid abundances could improve birch regeneration, which indirectly supports the idea that the key predators of cervids could cause cascading effects also in Fennoscandian forests. Owls seem to reduce vole browsing through an intimidation effect, which is a novel result of the cascading effects of owl vocalisation and could even have applications for protecting birch seedlings. In the third cascade examined in this thesis, I found the golden eagle to have a protective effect on the reproducing forest grouse, but it remains unclear through which smaller predators this effect is mediated. Overall, the results of this thesis further support the idea that there are cascading effects in the forests of Northern Europe, and that they are triggered by both direct and non‐lethal effects of predation.