The molecular mechanisms and evolutionary significance of plumage colour variation in pied flycatchers (Ficedula hypoleuca)

A common feature of natural populations is that individuals differ in morphology, physiologyand behavior (i.e .phenotype). A thorough understanding of the molecular mechanisms and evolutionary forces behind this phenotypic variation is a prerequisite for understanding evolution.This thesis examines the molecular mechanism and the roles of the different evolutionary forces in plumage colour variation in pied flycatchers (Ficedulahypoleuca). Malepied flycatchers exhibit marked variation in both pigmentary and structural plumage colourand the trait has repeatedly been suggested to be of adaptive significance. An examination of plumage colour variation on reproductive output trevealed that structural colouration, and more specifically the degree of ultraviolet (UV) reflectance had an effect on number of young sired. Paternity analyses of breeding males revealed that males that had been cuckolded by their social mate tended to be less UV reflectant than males that had not been cuckolded.Neither pigment-based norstructural colouration was found to affect the probability of siring young in other nests. Phenotypic differentiation was found to be markedly greater than differentiation at neutralgenetic markers across the pied flycatcher breeding range. Furthermore patterns of differentiationin phenotypes and selectively neutral genes were not uniform. Outlier tests searching for genomic footprints of selection revealed elevated levels of genetic divergence in a gene associated with feather development (and thus potentially structural colouration) and ultraviolet vision. Th eobserved differentiation in allelic frequencies was particularly pronounced in the Spanish piedflycatcher populations. Examining gene expression during feather development indicated that the TYRP1 gene (known to be involved in the production of black pigment) may be relevant in generating phenotypic variation in pied flycatcher plumage. Also, energy homeostasis related genesfeatured prominently among the genes found to be expressed in one extreme phenotype but not the other. This is of particular interest in light of what is known about the pleiotropy ofthe melanocortin system which underlies brown-black pigment production. The melanocortinsystem is also associated with energy homeostasis (among a number of other physiological functions) and thus the results could be pointing to the signalling function of brown-blackplumage. Plumage colour variation in pied flycatchers, both structural and pigmentary, can thus beconcluded to be exhibiting signals of non-neutral evolution. Structural colouration was found to play a role in sexual selection and putative signals of selection were further detected in acandidate gene for this trait. Evidence for non-neutral evolution of pigmentary colouration was also detected. These findings, together with the fact that preliminary evidence for an energy balance associated signalling function for plumage was found, present good starting points for further investigations into the meaning and mechanisms of plumage colour variation in piedflycatchers.

Avian Evolutionary Genomics: Studies of Ficedula Flycatchers

In this thesis, different genetic tools are used to investigate both natural variation and speciation in the Ficedula flycatcher system: pied (Ficedula hypoleuca) and collared (F. albicollis) flycatchers. The molecular evolution of a gene involved in postnatal body growth, GH, has shown high degree of conservation at the mature protein between birds and mammals, whereas the variation observed in its signal peptide seems to be adaptive in pied flycatcher (I & II). Speciation is the process by which reproductive barriers to gene flow evolve between populations, and understanding the mechanisms involved in pre- and post-zygotic isolation have been investigated in Ficedula flycatchers. The Z chromosome have been suggested to be the hotspot for genes involved in speciation, thus sequencing of 13 Z-linked coding genes from the two species in allopatry and sympatry have been conducted (III). Surprisingly, the majority of Z-linked genes seemed to be highly conserved, suggesting instead a potential involvement of regulatory regions. Previous studies have shown that genes involved in hybrid fitness, female preferences and male plumage colouration are sex-linked. Hence, three pigmentation genes have been investigated: MC1R, AGRP, and TYRP1. Of these three genes, TYRP1 was identified as a strong candidate to be associated with black-brown plumage variation in sympatric populations, and hence is a strong candidate for a gene contributing to pre-zygotic isolation (IV). In sympatric areas, where pied and collared flycatchers have overlapping breeding areas, hybridization sometimes occurs leading to the production of unfit hybrids. By using a proteomic approach a novel expression pattern in hybrids was revealed compared to the parental species (V) and differentially expressed proteins subsequently identified by sequence similarity (VI). In conclusion, the Z chromosome appears to play an important role in flycatcher speciation, but probably not at the coding level. In addition the novel expression patterns might give new insights into the maladaptive hybrids.

Characteristics of Flowing Film

Työssä tutkittiin uutta teknologiaa pigmenttipäällystykseen. Tämä tekniikka on yleisesti tunnettua eräillä muilla teollisuudenaloilla. Kirjallisuustutkimuksessa on esitelty prosessia ja sen eri osatekijöitä sekä muilla aloilla tunnettuja prosessimuuttujia. Päällystyspastojen ja päällystettävien pintojen teoriaa on selvitetty uuden tekniikan ja pigmenttipäällystyksen valossa. Uuden tekniikan perusmekanismeja tutkittiin kokeellisessa osassa. Valuvan nestefilmin stabiilisuutta tutkittiin minimivirtauksen avulla. Stabiilisuustutkimuksen suorittamiseen käytettiin apuna Taguchi-matriisia DOE-ohjelmalla (Design of Experiments). Kokeiden perusteella minimivirtauksen kannalta päällystyspastalle edullisempi koostumus on kalsiumkarbonaatti- kuin kaoliinipasta. Sideaineella on pienempi osuus lateksia ja polyvinyylialkoholia parempi. Suurempi osuus pinta-aktiivista ainetta ja matala pastan kuiva-ainepitoisuus ovat suositeltuja. Tehokas ilmanpoisto päällystyspastasta on myös tärkeää lopullisen tuloksen kannalta. Koekoneella ajetuissa päällystyskokeissa havaittiin valuvan filmin ominaisuuksien tärkeys. Pienetkin kaasumäärät päällystyspastassa häiritsivät lopullisen päällysteen laatua. Päällystyspastan ilmanpoisto on avainasemassa erityisesti kun päällystetään suurella nopeudella pieniä päällystemääriä. Koeajoissa havaittiin kaikki kirjallisuudessa esitellyt rajoittavat tekijät. Kokeissa päällystettiin 400-1600 m/min nopeudella 5-20 g/m² päällystemääriä. Olosuhteet stabiilille nestefilmille vaativat edelleen kehitystä suurella nopeudella päällystettäessä. Päällysteen eroavaisuuksia verrattiin teräpäällystysmenetelmiin. Terä-päällystyksellä saadaan sileä mutta epätasaisesti peittävä pinta kun taas uuden tekniikan päällyste mukailee päällystettävän alustan topografiaa. Tasapaksun päällysteen etuna on hyvä peittävyys jo pienellä päällystemäärällä.

Päällystetyn graafisen kartongin hajuominaisuudet

Diplomityön tavoitteena oli selvittää elintarvikepakkauksiin soveltuvan graafisen kartongin potentiaalinen hajun aiheuttaja. Lisäksi tavoitteena oli vähentää päällystetyn tasakoosteisen (SBS) kolmikerroskartongin hajutasoa keskittyen päällystyspastakomponentteihin sekä massaosaston jälkeen annosteltaviin kemikaaleihin. Kirjallisuusosassa tarkasteltiin eri kartonkilajeja, päällystyspastoja ja sen sisältämiä komponentteja, pääpainon ollessa kuitenkin kartongin hajuominaisuuksiin vaikuttavien tekijöiden selvittämisessä. Lisäksi luotiin katsaus kartonkien aistinvaraisiin ja instrumentaalisiin määritysmenetelmiin. Instrumentaalisista määritysmenetelmistä käsiteltiin headspace –kaasukromatografia (HSGC) sekä korkeanerotuskyvyn nestekromatografia yhdistettynä massaspektrometriin (HPLC/MS). Kokeellisen osan alussa kartoitettiin päällystyskemikaalien sekä liima- ja retentioaineiden haihtuvat yhdisteet HSGC- ja HPLC/MS –tekniikoiden avulla. Kaasukromatografisesti analysoidut kokonaishaihtuvien tasot eivät poikenneet normaaleista tasoista, joten jouduttiin siirtymään HPLC/MS –menetelmään. HPLC/MS –tekniikalla on päästy tutkimaan herkästi haihtuvien typpiyhdisteiden amiinipitoisuuksia. Kemikaalimittausten perusteella vaihdettiin potentiaaliset hajua aiheuttavat kemikaalit, kovete ja synteettinen paksuntaja, markkinoilla oleviin vaihtoehtoisiin kemikaaleihin ja suoritettiin pilot -koeajo sekä tehdasmittakaavaiset koeajot. Työssä perehdyttiin myös varastoinnin aiheuttamiin vaikutuksiin eri kartonkilaatujen aistinvaraisissa ominaisuuksissa. Päällystyspastan kemikaaleista suuren hajukuorman aiheuttavat kovete, dispergointiaine, päällystyspigmentit ja lateksit sekä synteettinen paksuntaja. Kovetteen annostelumäärä päällystyspastoihin on alhainen, mutta sen sisältämä ammoniakkipitoisuus on kuitenkin huomattavan suuri. Kovete ohjaakin lopputuotteen ammoniakkipitoisuutta. Merkittävän metyyliamiinikuorman sisältää dispergointiaine. Sen vaikutus lopputuotteeseen voidaan olettaa vähäiseksi johtuen kemikaalin pienestä määrästä pastassa. Päällystyspigmenttien ja lateksien korkea metyyliamiinikuorma voi puolestaan aiheuttaa lopputuotteeseen huomattavan hajukuorman johtuen niiden suurista annostelumääristä. Eri synteettisille paksuntajille tehtyjen tutkimusten mukaan niiden hajukuormat olivat hyvin samankaltaisia ja vaikutus lopputuotteen kokonaishajutasoon jäi pieneksi. Aistinvaraisesti tarkasteltuna eri kartonkilaaduille saadaan eri hajutasoja. Elintarvikepakkauksiin soveltuvan graafisen kartongin hajutasot olivat korkeita muihin kartonkilaatuihin nähden niin tuoreena kuin varastoinnin jälkeen. Erityisesti tuoreen kartonkinäytteen metyyliamiinipitoisuus ylitti hajukynnyksen. Käytetty lateksi, kovete ja synteettinen paksuntaja näyttävät muodostavan niin tiiviin hajua koteloivan päällystekerroksen kartongin pinnalle, että hajua vapautuu pitkällä aikavälillä. Myös varastointi tiiviinä pakkauksena estää amiinien haihtumisen. Tutkimusten mukaan ammoniakkivapaalla PZC –kovetteella saadaan alennettua graafisen kartongin ammoniakkikuormaa huomattavasti. Tämä on vaikuttamassa myös lopputuotteen hajutasoon, jota on mahdollisuus alentaa käyttämällä ammoniakkivapaata kovetetta.

Statistical Analysis of Spectral Images

Tämä diplomityö liittyy Spektrikuvien tutkimiseen tilastollisen kuvamallin näkökulmasta. Diplomityön ensimmäisessä osassa tarkastellaan tilastollisten parametrien jakaumien vaikutusta väreihin ja korostumiin erilaisissa valaistusolosuhteissa. Havaittiin, että tilastollisten parametrien väliset suhteet eivät riipu valaistusolosuhteista, mutta riippuvat kuvan häiriöttömyydestä. Ilmeni myös, että korkea huipukkuus saattaa aiheutua värikylläisyydestä. Lisäksi työssä kehitettiin tilastolliseen spektrimalliin perustuvaa tekstuurinyhdistämisalgoritmia. Sillä saavutettiin hyviä tuloksia, kun tilastollisten parametrien väliset riippuvuussuhteet olivat voimassa. Työn toisessa osassa erilaisia spektrikuvia tutkittiin käyttäen itsenäistä komponenttien analyysia (ICA). Seuraavia itsenäiseen komponenttien analyysiin tarkoitettuja algoritmia tarkasteltiin: JADE, kiinteän pisteen ICA ja momenttikeskeinen ICA. Tutkimuksissa painotettiin erottelun laatua. Paras erottelu saavutettiin JADE- algoritmilla, joskin erot muiden algoritmien välillä eivät olleet merkittäviä. Algoritmi jakoi kuvan kahteen itsenäiseen, joko korostuneeseen ja korostumattomaan tai kromaattiseen ja akromaattiseen, komponenttiin. Lopuksi pohditaan huipukkuuden suhdetta kuvan ominaisuuksiin, kuten korostuneisuuteen ja värikylläisyyteen. Työn viimeisessä osassa ehdotetaan mahdollisia jatkotutkimuskohteita.

Evolution and Stellar Content of AGN Host Galaxies

In this dissertation, Active Galactic Nuclei (AGN) and their host galaxies are discussed. Together with transitional events, such as supernovae and gamma-ray bursts, AGN are the most energetic phenomena in the Universe. The dominant fraction of their luminosity originates from the center of a galaxy, where accreting gas falls into a supermassive black hole, converting gravitational energy to radiation. AGN have a wide range of observed properties: e.g. in their emission lines, radio emission, and variability. Most likely, these properties depend significantly on their orientation to our line-of-sight, and to unify AGN into physical classes it is crucial to observe their orientation-independent properties, such as the host galaxies. Furthermore, host galaxy studies are essential to understand the formation and co-evolution of galactic bulges and supermassive black holes. In this thesis, the main focus is on observationally characterizing AGN host galaxies using optical and near-infrared imaging and spectroscopy. BL Lac objects are a class of AGN characterized by rapidly variable and polarized continuum emission across the electromagnetic spectrum, and coredominated radio emission. The near-infrared properties of intermediate redshift BL Lac host galaxies are studied in Paper I. They are found to be large elliptical galaxies that are more luminous than their low redshift counterparts suggesting a strong luminosity evolution, and a contribution from a recent star formation episode. To analyze the stellar content of galaxies in more detail multicolor data, especially observations at blue wavelengths, are essential. In Paper III, optical - near-infrared colors and color gradients are derived for low redshift BL Lac host galaxies. They show bluer colors and steeper color gradients than inactive ellipticals which, most likely, are caused by a relatively young stellar population indicating a different evolutionary stage between AGN hosts and inactive ellipticals. In Paper II, near-infrared imaging of intermediate redshift radio-quiet quasar hosts is used to study their luminosity evolution. The hosts are large elliptical galaxies, but they are systematically fainter than the hosts of radio-loud quasars at similar redshifts, suggesting a link between the luminosity of the host galaxies and the radio properties of AGN. In Paper IV, the characteristics of near-infrared stellar absorption features of low redshift radio galaxies are compared with those of inactive early-type galaxies. The comparison suggests that early-type galaxies with AGN are in a different evolutionary stage than their inactive counterparts. Moreover, radio galaxies are found to contain stellar populations containing both old and intermediate age components.

Performance Evaluation and Calibration of Machine Vision Measurement

This thesis presents the calibration and comparison of two systems, a machine vision system that uses 3 channel RGB images and a line scanning spectral system. Calibration. is the process of checking and adjusting the accuracy of a measuring instrument by comparing it with standards. For the RGB system self-calibrating methods for finding various parameters of the imaging device were developed. Color calibration was done and the colors produced by the system were compared to the known colors values of the target. Software drivers for the Sony Robot were also developed and a mechanical part to connect a camera to the robot was also designed. For the line scanning spectral system, methods for the calibrating the alignment of the system and the measurement of the dimensions of the line scanned by the system were developed. Color calibration of the spectral system is also presented.

Den vårdande och helande bilden: möten med bildkonst i vårdandets värld

Denna vårdvetenskapliga avhandling syftar till att avtäcka och belysa en vårdande och helande dimension vid existentiellt lidande patienters möten med bildkonst inom vårdkontext. Kunskapssökandet sker i två studier. Den första (studie I) är en ikonografi sk tolkning av konstnären Matthias Grünewalds (ca 1460–1528) senmedeltida altarskåpsmålningar. I studien uttolkas lidandets uttryck och narrativa budskap samt symboliska gestaltningar av vårdande och helande i valda delar av detta s.k. Isenheimaltares bildprogram. Tolkningen utgår från rekonstruktionen av altarskåpets ursprungskontext, det medeltida Isenheimklostret, där svårt sjuka och döende patienter vårdades. I studie två (II) fortsätter sökandet i den moderna hospicevårdens kontext med hjälp av en kvalitativ intervjustudie som utforskar patienters meningsskapande vid möten med självvald bildkonst (oljemålningar och akvareller av fi nländska konstnärer som donerats till det sjukhus där intervjustudien gjordes). Forskningsansatsen är inspirerad av Hans-Georg Gadamers (1901–2002) hermeneutik. Vidare används några nyare tolkningsteoretiska ansatser inom bildkonstens område. Forskningens tolkningsresultat visar att bildkonsten har potentialer såväl på ett miljöestetiskt plan som på en djupare individuell symbolnivå. Som designkomponent i vårdmiljöns rumsliga gestaltning bygger bildkonsten in estetiska, etiska och andliga kvaliteter utifrån tidsmässiga och kulturella koder. I den medeltida klostervårdens kontext sammanföll bildkonstens dekorativa betydelse med andliga och helande syften. När det gäller självvalda konstverk i den moderna vårdkontexten bidrar de till det enskilda patientrummets atmosfär på ett unikt sätt utifrån patientens personlighet och behov. På en fördjupad mötesnivå, i samspel med bildens symboliska funktion, sker en inlevelsemässig förfl yttning in i bildens värld. Betraktarens inlevelse aktiveras till en transcenderande rörelse som går bortom det faktiska rummets och den reella tidens gränser. Vid resor i konstens bildvärld spelas minnesvärda händelser upp från det förgångna, men även framtiden kommer betraktaren till mötes. I en existentiell livssituation söker människan i konstverkets bildinnehåll efter symbolisk mening som kan ge svar på lidandets frågor. Bilderna iscensätter då helande motbilder som utgör korrektiv i symboliska former när olika existentiella förluster hotar. När livet förbleknats av sjukdom besvarar bildvärlden den lidandes blick med lysande violer som blommar upp, ger livskraft och bekräftar personens värdighet mitt i det förvissnande människolivet. När ångest och otrygghet nalkas inbjuds betraktaren till besök i landskap som utvidgar sjukhusrummets väggar mot hemgårdens trygghet. Där livet hotas av förgänglighet tar bildvärlden människan med sig till naturens eviga återfödelse. Upplevelsen av att vara delaktig i ett större och heligt sammanhang öppnar vägen ut ur lidandets avskurenhet. I medeltidens vårdkontext erbjöd den sakrala bilden en kollektiv och helande Symbolon som genom sin representationskraft synliggjorde det osynliga. Vid bildmöten i den moderna hospicevårdens kontext var det naturteman som gläntade på dörren till ”det hemliga rummet i djupet av hjärtat”. Forskningen antyder att även om meningsskapandet i ett bildmöte är avhängigt tidsepok, betraktarens förförståelse och kulturella kontext samt typen av bilder kan bildsymboliken, generellt förstådd som den saknade formen eller det saknade livssammanhanget, framvisa en helande och hoppingivande ordning i lidandets kaos.

Project Master Document adaption in order fulfillment process

This thesis discusses adaption of new project management tool at ABB Oy Motors and Generators business unit, Synchronous Machines profit centre. Thesis studies project modeling in general and buries in the Gate Model used at ABB Synchronous Machines. It is essential to understand Gate Model because this new project management tool, called Project Master Document, is created on the base of the existing project model. Thesis also analyzes goals and structure of Project Master Document in order to ease implementation of this new tool. Project Master Document aims to improved customer order fulfillment by clearing order handover interface. Office process, especially responsibilities and target dates, become also clearer after Master Document implementation. The document is built to be frame for whole order fulfillment process including check points for each gate of project model and updated memos from all project meetings. Furthermore, project progress will be clearly stated by status markings and visualized with colors.

Secular Possession: Cinematic Iconography of Addiction

Addiction, and the experience of being addicted, is notoriously difficult to describe verbally and explain rationally. Would multifaceted and multisensory cinematic images work better in making addiction understandable? This study enquires how cinematic expression can render visible the experience of being addicted which is invisible as such. The basic data consists of circa 50 mainly North American and European fiction films from the early 1900s to the early 2000s that deal with addictive disorders as defined in the psychiatric DSM-V classification (substance dependence- and gambling disorders). The study develops an approach for analyzing and interpreting a large volume of digital film data: digital cinematic iconography is a framework to study the multifaceted cinematic images by processing and viewing them in the “digital image-laboratory” of the computer. Images are cut and classified by editing software and algorithmic sorting. The approach draws on early 1900s German art historian Aby Waburg’s image research and media archaeology, that are connected to film studies inspired by the phenomenology of the body and Gilles Deleuze’s film-philosophy. The first main chapter, “Montage”, analyses montage, gestural and postural images, and colors in addiction films. The second main chapter, “Thingness”, focuses on the close-ups of material objects and faces, and their relation to the theme of spirituality in cinema and art history, The study argues that the cinema engages the spectator to "feel" what addiction is through everyday experience and art historical imagery. There is a particular, historically transmitted cinematic iconography of addiction that is profane, material, thing-centered, abject, and repetitive. The experience of being addicted is visualized through montages of images characterized by dark and earthy colors, horizontal compositions and downward- directed movements. This is very profane and secular imagery that, however, circulates image-historical traces of Christian iconography, such as that of being in the grip of an unknown power.