Adaptive Dynamics of Resource Specialization

Ecological specialization in resource utilization has various facades ranging from nutritional resources via host use of parasites or phytophagous insects to local adaptation in different habitats. Therefore, the evolution of specialization affects the evolution of most other traits, which makes it one of the core issues in the theory of evolution. Hence, the evolution of specialization has gained enormous amounts of research interest, starting already from Darwin’s Origin of species in 1859. Vast majority of the theoretical studies has, however, focused on the mathematically most simple case with well-mixed populations and equilibrium dynamics. This thesis explores the possibilities to extend the evolutionary analysis of resource usage to spatially heterogeneous metapopulation models and to models with non-equilibrium dynamics. These extensions are enabled by the recent advances in the field of adaptive dynamics, which allows for a mechanistic derivation of the invasion-fitness function based on the ecological dynamics. In the evolutionary analyses, special focus is set to the case with two substitutable renewable resources. In this case, the most striking questions are, whether a generalist species is able to coexist with the two specialist species, and can such trimorphic coexistence be attained through natural selection starting from a monomorphic population. This is shown possible both due to spatial heterogeneity and due to non-equilibrium dynamics. In addition, it is shown that chaotic dynamics may sometimes inflict evolutionary suicide or cyclic evolutionary dynamics. Moreover, the relations between various ecological parameters and evolutionary dynamics are investigated. Especially, the relation between specialization and dispersal propensity turns out to be counter-intuitively non-monotonous. This observation served as inspiration to the analysis of joint evolution of dispersal and specialization, which may provide the most natural explanation to the observed coexistence of specialist and generalist species.

Tragedian tarina. Nuoren itsemurhaan päättynyt elämä vanhemman kertomana

Tutkimuksessa tarkastellaan suomalaisnuorten itsemurhia teon inhimillisen ja sosiaalisen ulottuvuuden näkökulmasta. Tutkimustehtävänä on itsemurhan tehneen lapsen vanhempien subjektiivisten kokemusten tavoittaminen. Tarkoituksena on selvittää (1) millaisia sisältöjä ja merkityksiä nuoren elämä ja itsemurha saavat vanhempien kertomuksissa, (2) millä tavoin vanhemmat ovat ennakoineet nuoren tulevaa itsemurhaa ja millaisiksi varjelevat tekijät muodostuvat vanhempien ennakointien pohjalta sekä (3) miten auttamistyö merkityksellistyy osana ennusmerkkeihin ja varjeleviin tekijöihin liittyviä kertomuksia. Tutkimus on suunnattu edistämään itsemurhien ehkäisyä. Tutkimustyyppinä on narratiivinen laadullinen tutkimus. Pääaineistona on 14 lapsen itsemurhakuoleman kokeneen vanhemman kerronnallista haastattelua. Nuorten kuoliniän vaihteluväli on 15–31 vuotta. Täydentävä aineisto koostuu vanhempien kanssa käydyistä sähköpostikeskusteluista sekä heidän antamasta kirjallisesta lisämateriaalista, johon lukeutuu vanhempien omia muistelmia, heidän itsemurhan tehneiden lasten päiväkirjamerkintöjä ja jäähyväiskirjeitä. Analysointi on väljästi ymmärrettynä aineistolähtöinen. Analyysi perustuu narratiivisuuden ja sisällönanalyysin suomiin mahdollisuuksiin tukeutuen myös elämäkerralliseen näkökulmaan. Elämä ja kuolema ovat toistensa vastakohtia ja tiloja, jotka ovat jatkuvassa vuorovaikutuksessa keskenään. Itsensä surmaamisessa merkityksellistyy tavoitteellinen toiminta, jolla on korostuneesti yhteys nuoren sosiaaliseen ympäristöön suhteineen ja tapahtumineen. Ennusmerkit, eli vanhempien jälkikäteen näkemät vihjeet ennen lapsen itsemurhaa, liittyvät useisiin samanaikaisesti tapahtuneisiin prosesseihin, joissa elämään yleisesti liittyvät osa-alueet ovat yhdistyneet toisiinsa ja sekoittuneet keskenään. Varjelevat tekijät rakentuvat ennusmerkkien kääntöpuolina eli sisältöinä, joita vanhemman näkökulmasta nuoren eläessä olisi pitänyt tapahtua. Kyse voi olla myös seikoista, joista vanhempi on jälkeenpäin pohtinut, että tämä jonkun olisi pitänyt ymmärtää tai tehdä toisin. Vanhemmat kritisoivat laajasti auttamistyötä. Kritiikki kohdistui palvelujärjestelmään ja auttamistyötä toteuttaneiden tahojen toimintaan. Vanhempien kriittinen toimijuus tekee näkyväksi yksilön ja yhteiskunnan välisen kompleksisen suhteen. Palvelujärjestelmää on kehitettävä kokemusperäisen tiedon näkökulmasta. Ammattikäytännöissä korostuu psykososiaalisen työn merkitys. Tutkimus osoittaa, että sensitiivisten aiheiden tutkiminen on tärkeää ja laadullisen kulttuurisen kontekstin huomioivain itsemurhatutkimuksen tarve on suuri.

Phylogenetic Analysis of Avidins and Expression of Novel Avidins from Lactrodectus hesperus and Hoeflea phototrophica

Avidins (Avds) are homotetrameric or homodimeric glycoproteins with typically less than 130 amino acid residues per monomer. They form a highly stable, non-covalent complex with biotin (vitamin H) with Kd = 10-15 M (for chicken Avd). The best-studied Avds are the chicken Avd from Gallus gallus and streptavidin from Streptomyces avidinii, although other Avd studies have also included Avds from various origins, e.g., from frogs, fishes, mushrooms and from many different bacteria. Several engineered Avds have been reported as well, e.g., dual-chain Avds (dcAvds) and single-chain Avds (scAvds), circular permutants with up to four simultaneously modifiable ligand-binding sites. These engineered Avds along with the many native Avds have potential to be used in various nanobiotechnological applications. In this study, we made a structure-based alignment representing all currently available sequences of Avds and studied the evolutionary relationship of Avds using phylogenetic analysis. First, we created an initial multiple sequence alignment of Avds using 42 closely related sequences, guided by the known Avd crystal structures. Next, we searched for non-redundant Avd sequences from various online databases, including National Centre for Biotechnology Information and the Universal Protein Resource; the identified sequences were added to the initial alignment to expand it to a final alignment of 242 Avd sequences. The MEGA software package was used to create distance matrices and a phylogenetic tree. Bootstrap reproducibility of the tree was poor at multiple nodes and may reflect on several possible issues with the data: the sequence length compared is relatively short and, whereas some positions are highly conserved and functional, others can vary without impinging on the structure or the function, so there are few informative sites; it may be that periods of rapid duplication have led to paralogs and that the differences among them are within the error limit of the data; and there may be other yet unknown reasons. Principle component analysis applied to alternative distance data did segregate the major groups, and success is likely due to the multivariate consideration of all the information. Furthermore, based on our extensive alignment and phylogenetic analysis, we expressed two novel Avds, lacavidin from Lactrodectus Hesperus, a western black widow spider, and hoefavidin from Hoeflea phototrophica, an aerobic marine bacterium, the ultimate aim being to determine their X-ray structures. These Avds were selected because of their unique sequences: lacavidin has an N-terminal Avd-like domain but a long C-terminal overhang, whereas hoefavidin was thought to be a dimeric Avd. Both these Avds could be used as novel scaffolds in biotechnological applications.

Monitieteisiä näköaloja itsemurhaan

Kirjallisuusarvostelu