Kosteikkosedimentin fosforivarat ja niiden käyttökelpoisuus kasveille

Maatalouden ympäristötukiohjelmalla pyritään vähentämään maatalouden ravinnekuormitusta, sillä valtaosa fosforin hajakuormituksesta on peräisin maataloudesta. Maataloudesta peräisin olevan fosforin rehevöittävää vaikutusta vesistöissä voidaan pyrkiä vähentämään kosteikoilla, joiden päätarkoituksena on saada valumaveden mukana erodoitunut maa-aines sedimentoitumaan kosteikon pohjalle. Kosteikkojen toimivuudesta ja vesiensuojelun merkityksestä on kuitenkin Suomessa tehdyissä tutkimuksissa saatu ristiriitaisia tuloksia. Tämän työn tavoitteena on selvittää maa-analyysien avulla, mitä valuma-alueelta erodoitunut fosforille tapahtuu kosteikon sedimentissä ja kuinka hyvin sedimentoitunut aines soveltuu kasvualustaksi kasvintuotannossa. Valuma-alueen maanäytteitä ja kosteikon sedimenttinäytteitä vertailemalla havaittiin kosteikossa tapahtuvan erodoituneen maa-aineksen lajittumista. Kosteikosta otetussa sedimenttinäytteessä oli 48 % enemmän savesta kuin valumapellon muokkauskerroksen maanäytteissä. Lisäksi havaittiin, että savespitoisuuden lisääntyminen lisäsi sedimentin reaktiivista pinta-alaa, koska sedimentissä oli 45 % enemmän alumiini- ja rautahydroksideja kuin valuma-alueelta otetuissa maanäytteissä. Hydroksidien runsauden takia fosforin sorptiokapasiteetti oli sedimentissä 52 % suurepi kuin valuma-alueelta otetuissa näytteissä. Sedimenttinäytteiden fosforin sorptiokyllästysaste oli kuitenkin samansuuruinen verrattuna valuma-alueelta otettuihin näytteisiin, sillä hapettuneessa sedimentissä oli 50 % enemmän alumiini- ja rautahydroksidien sitomaa fosforia. Näytteenottohetkellä sedimentti oli pelkistyneessä tilassa, jolloin sen vesiuuttoisen fosforin määrä oli huomattavasti suurempi kuin hapettuneessa sedimentissä. Vastaavasti sedimentin hapettuessa fosforin sorptiokyky kasvoi huomattavasti, sillä pelkistyneestä sedimentistä desorboitui fosforia kosteikon veteen. Tämä havaittiin myös astiakokeessa, sillä sedimentissä kasvanut raiheinä kärsi voimakkaasta fosforin puutoksesta niillä lannoitustasoilla, joilla valuma-alueen maanäytteessä kasvaneella raiheinällä ei silmämääräisesti havaittu esiintyvän puutosoireita. Sedimentin toiselle sadolle annetulla kolminkertaisella fosforin lisälannoituksella saavutettiin samansuuruiset sadon kuiva-ainemäärät, fosforipitoisuudet ja fosforin otot kuin valuma-alueen maanäytteissä kasvaneella ensimmäisellä sadolla oli. Astiakokeen tulosten perusteella pelkistyneessä tilassa ollut sedimentti soveltuu heikosti kasvintuotannon kasvualustaksi suuren fosforisorptiokykynsä ansiosta. Parhaiten sedimentti soveltuisi runsaasti helppoliukoista fosforia sisältäville alueille, kuten karjan jalottelutarhan pohjamateriaaliksi, vähentämään ympäristöön kohdistuvaa fosforikuormitusta.

Diversitet och tillväxtfrämjande egenskaper hos Stenotrophomonas-endofyter isolerade från Calliandra calothyrsus Meisn. rotknölar

The bacterial genus Stenotrophomonas comprises 12 species. They are widely found throughout the environment and particularly S. maltophilia, S. rhizophila and S. pavanii are closely associated with plants. Strains of the most common Stenotrophomonas species, S. maltophilia, promote plant growth and health, degrade natural and man-made pollutants and produce biomolecules of biotechnological and economical value. Many S. maltophilia –strains are also multidrug resistant and can act as opportunistic human pathogens. During an INCO-project (1998-2002) rhizobia were collected from root nodules of the tropical leguminous tree Calliandra calothyrsus Meisn. from several countries in Central America, Africa and New Caledonia. The strains were identified by the N2-group (Helsinki university) and some strains turned out to be members of the genus Stenotrophomonas. Several Stenotrophomonas strains induced white tumor- or nodule-like structures on Calliandra?s roots in plant experiments. The strains could, besides from root nodules, also be isolated from surface sterilized roots and stems. The purpose of my work was to investigate if the Stenotrophomonas strains i) belong to a new Stenotrophomonas species, ii) have the same origin, iii) if there are other differences than colony morphology between phase variations of the same strain, iv) have plant growth-promoting (PGP) activity or other advantageous effects on plants, and v) like rhizobia have ability to induce root nodule formation. The genetic diversity and clustering of the Stenotrophomonas strains were analyzed with AFLP fingerprinting to get indications about their geographical origin. Differences in enzymatic properties and ability to use different carbon and energy sources were tested between the two phases of each strain with commercial API tests for bacterial identification. The ability to infect root hairs and induce root nodule formation was investigated both using plant tests with the host plant Calliandra and PCR amplification of nodA and nodC genes for nodulation. The PGP activity of the strains was tested in vitro mainly with plate methods. The impact on growth, nitrogen content and nodulation in vivo was investigated through greenhouse experiments with the legumes Phaseolus vulgaris and Galega orientalis. Both the genetic and phenotypic diversity among the Stenotrophomonas strains was small, which proposes that they have the same origin. The strains brought about changes on the root hairs of Calliandra and they also increased the amount of root hairs. However, no root nodules were detected. The strains produced IAA, protease and lipase in vitro. They also showed plant a growth-promoting effect on G. orientalis, both alone and together with R. galegae HAMBI 540, and also activated nodulation among efficient rhizobia on P. vulgaris in greenhouse. It requires further research to get a better picture about the mechanisms behind the positive effects. The results in this thesis, however, confirm earlier studies concerning Stenotrophomonas positive impact on plants.

Campylobacter jejuni and C. coli in Finnish poultry production

Campylobacter, mainly Campylobacter jejuni and C. coli, are worldwide recognized as a major cause of bacterial food-borne gastroenteritis. Epidemiological studies have shown handling or eating of poultry to be significant risk factors for human infections. Campylobacter contamination can occur at all stages of a poultry meat production cycle. The aim of this thesis was to study the occurrence and diversity of Campylobacter in broiler and turkey production in Finland. In summer 1999, 2.9 % of slaughtered broiler flocks were Campylobacter-positive. From the isolated strains 94 % were C. jejuni and 6% were C. coli. During years 2005-2006 one turkey parent flock, the hatchery, six different commercial turkey farms and different stages of the slaughterhouse were monitored during one and the half year. No Campylobacter were detected in either of the samples from the turkey parent flock or from the hatchery using the culture method. Instead PCR detected DNA of Campylobacter from the turkey parent flock and samples from the hatchery. Six out of 12 commercial turkey flocks were found negative at the farm level but only two of those were negative at slaughter. Campylobacter-positive samples within the flock at slaughter were detected between 0% and 94% with evisceration and chilling water being the most critical stages for contamination. All of Campylobacter isolates were shown to be C. jejuni. Campylobacter-positive turkey flocks were colonized by a limited number of Campylobacter genotypes both at the farm and slaughter level. In conclusion, in our first study in 1999 a low prevalence of Campylobacter in Finnish broiler flocks was detected and it has remained at a low level during the study period until the present. In the turkey meat production, we found that flocks which were negative at the farm became contaminated with Campylobacter at the slaughter process. These results suggest that proper and efficient cleaning and disinfection of slaughter and processing premises are needed to avoid cross-contamination. Prevention of colonization at the farm by a high level of biosecurity control and hygiene may be one of the most efficient ways to reduce the amount of Campylobacter-positive poultry meat in Finland. With a persistent low level of Campylobacter-positive flocks, it could be speculated that the use of logistic slaughtering, according to Campylobacter status at farm, might have be advantageous in reducing Campylobacter contamination of retail poultry products. However, the significance of the domestic poultry meat for human campylobacteriosis in Finland should be evaluated.

Genetic and epigenetic mechanisms of tumor predisposition in hereditary non-polyposis colorectal carcinoma and sporadic cancers

Individuals with inherited deficiency in DNA mismatch repair(MMR) (Lynch syndrome) LS are predisposed to different cancers in a non-random fashion. Endometrial cancer (EC) is the most common extracolonic malignancy in LS. LS represents the best characterized form of hereditary nonpolyposis colorectal carcinoma (HNPCC). Other forms of familial non-polyposis colon cancer exist, including familial colorectal cancer type X (FCCX). This syndrome resembles LS, but MMR gene defects are excluded and the predisposition genes are unknown so far. To address why different organs are differently susceptible to cancer development, we examined molecular similarities and differences in selected cancers whose frequency varies in LS individuals. Tumors that are common (colorectal, endometrial, gastric) and less common (brain, urological) in LS were characterized for MMR protein expression, microsatellite instability (MSI), and by altered DNA methylation. We also studied samples of histologically normal endometrium, endometrial hyperplasia,and cancer for molecular alterations to identify potential markers that could predict malignant transformation in LS and sporadic cases. Our results suggest that brain and kidney tumors follow a different pathway for cancer development than the most common LS related cancers.Our results suggest also that MMR defects are detectable in endometrial tissues from a proportion of LS mutation carriers prior to endometrial cancer development. Traditionally (complex) atypical hyperplasia has been considered critical for progression to malignancy. Our results suggest that complex hyperplasia without atypia is equally important as a precursor lesion of malignancy. Tumor profiles from Egypt were compared with colorectal tumors from Finland to evaluate if there are differences specific to the ethnic origin (East vs.West). Results showed for the first time a distinct genetic and epigenetic signature in the Egyptian CRC marked by high methylation of microsatellite stable tumors associated with advanced stage, and low frequency of Wnt signaling activation, suggesting a novel pathway. DNA samples from FCCX families were studied with genome wide linkage analysis using microsatellite markers. Selected genes from the linked areas were tested for possible mutations that could explain predisposition to a large number of colon adenomas and carcinomas seen in these families. Based on the results from the linkage analysis, a number of areas with tentative linkage were identified in family 20. We narrowed down these areas by additional microsatellite markers to found a mutation in the BMPR1A gene. Sequencing of an additional 17 FCCX families resulted in a BMPR1A mutation frequency of 2/18 families (11%). Clarification of the mechanisms of the differential tumor susceptibility in LS increases the understanding of gene and organ specific targets of MMR deficiency. While it is generally accepted that widespread MMR deficiency and consequent microsatellite instability (MSI) drives tumorigenesis in LS, the timing of molecular alterations is controversial. In particular, it is important to know that alterations may occur several years before cancer formation, at stages that are still histologically regarded as normal. Identification of molecular markers that could predict the risk of malignant transformation may be used to improve surveillance and cancer prevention in genetically predisposed individuals. Significant fractions of families with colorectal and/or endometrial cancer presently lack molecular definition altogether. Our findings expand the phenotypic spectrum of BMPR1A mutations and, for the first time, link FCCX families to the germline mutation of a specific gene. In particular, our observations encourage screening of additional families with FCCX for BMPR1A mutation, which is necessary in obtaining a reliable estimate of the share of BMPR1A-associated cases among all FCCX families worldwide. Clinically, the identification of predisposing mutations enables targeted cancer prevention in proven mutation carriers and thereby reduces cancer morbidity and mortality in the respective families.

Investigations of Noise-Related Tinnitus

Tinnitus is a frequent consequence of noise trauma. Usually, however, the main focus regarding the consequences of noise trauma is placed on hearing loss, instead of tinnitus. The objectives of the present study were to assess various aspects of noise-related tinnitus in Finland, such as to determine the main causes of conscript acute acoustic traumas (AAT) in the military, assess tinnitus prevalence after noise trauma, characterize long-term AAT-related tinnitus prevalence and characteristics, assess occupational tinnitus, and evaluate the efficacy of hearing protection regulations in preventing hearing loss and tinnitus. The study comprised several independent noise-exposed groups: conscripts performing their military duty, former conscripts who suffered an AAT over a decade earlier, bomb explosion victims, and retired army personnel. Tinnitus questionnaires were used to assess tinnitus prevalence and characteristics. For occupational tinnitus, occupational noise-induced hearing loss (NIHL) reports to the Finnish Institute of Occupational Health were reviewed. Tinnitus is a common result of AAT, blast exposure and long-term noise exposure. Despite hearing protection regulations, up to hundreds of AATs occur annually among conscripts in the Finnish Defence Forces (FDF). The most common cause is an accidental shot, accounting for approximately half of the cases. Conscript AATs are mainly due to accidental shots, while the ear is unprotected. Only seldom is an AAT due to negligence. The most common causative weapon of conscript AATs is the assault rifle, accounting for 81% of conscript AATs. After AAT, the majority of tinnitus cases resolve during military service and become asymptomatic. However, in one-fifth of the cases, tinnitus persists, causing problems such as sleeping and concentration difficulties in many. In Finland, occupational tinnitus often remains unreported in conjunction with NIHL reports. In a survey of occupational NIHL cases, tinnitus was mentioned in only four per cent. However, a subsequent inquiry revealed that almost 90% in fact had tinnitus, indicating that most cases remained undetected and unreported. The best way to prevent noise-related tinnitus is prevention of noise trauma. In the military, hearing protection guidelines have been revised several times over the years. These regulations have been effective in reducing hearing loss of professional soldiers. There has also been a reduction in cases with tinnitus, but the decrease was not significant. However, with improved hearing protection regulations, a significant reduction in the risk of more serious, disturbing tinnitus was observed.

Gadamers hermeneutik och naturvetenskaplig experimentering

I detta arbete undersöks naturvetenskaplig kunskap ur ett filosofiskt perspektiv. Arbetets centrala ämne är det naturvetenskapliga experimenterandets praktiska aspekter och deras anknytningar till den teoretiska naturvetenskapliga kunskapen. Ämnet behandlas med hjälp av Hans-Georg Gadamers hermeneutiska filosofi i boken Wahrheit und Methode. Gadamers utgångspunkt i denna bok är att hermeneutiken beskriver vad som händer i texttolkning då en tolkare förstår en skriven text, men han antyder också att hermeneutiken har vidare tillämpningsområden, till och med att den universalt beskriver alla former av mänsklig förståelse. Syftet med detta arbete är att undersöka hur Gadamers hermeneutik kan tillämpas på naturvetenskaplig förståelse och vilka ändringar man då måste införliva i hermeneutiken samt att skissa grunddragen för en hermeneutisk modell av naturvetenskaplig kunskap. I arbetet presenteras först de centrala elementen i Gadamers hermeneutiska filosofi, speciellt föromdömens positiva inverkan på tolkandet och den verkningshistoriska effekten bakom varje tolkning. Sedan diskuteras bristerna i Gadamers argument för hermeneutikens universalitet, speciellt hans starka betoning av språket som grunden för all förståelse. Om Gadamers hermeneutik skall kunna tillämpas på naturvetenskapens område måste även observationer kunna vara föremål för tolkning. De dominanta trenderna i vetenskapsfilosofin då Gadamer skrev Wahrheit und Methode är en förklaring till att Gadamer starkt förbinder sig till textförståelsen och oftast diskuterar den naturvetenskapliga kunskapen endast som en negativ motpol till den humanvetenskapliga. Vetenskapsfilosofins utveckling efter Wahrheit und Methode, speciellt det faktum att fullständig objektivitet inte mera anses vara ett realistiskt ideal, höjer förväntningarna på hermeneutikens värde för naturvetenskapernas filosofi. Till följande diskuteras tre bidrag till naturvetenskapernas filosofi som är speciellt värdefulla för en hermeneutiken. Den första av dessa är Sylvain Brombergers analys av ovisshet i vetenskapliga undersökningar. Bromberger hävdar att vetenskaplig forskning riktas mot frågor vars svar forskaren inte kan föreställa sig på förhand. Brombergers analys tyder på att det finns en hermeneutisk dialektik av frågor och svar i naturvetenskapliga experiment där forskaren strävar till att göra observationer för att besvara sina frågor. Det andra bidraget är Michael Polanyis studie av den praktiska och personliga kunskapens betydelse för all vetenskaplig forskning. Här är speciellt det vetenskapliga språkets utveckling i samband med experimentering av intresse. Det tredje bidraget är Robert Creases studie av experimentella observationer som visar att observationstolkning innefattar många element som kan förknippas med hermeneutiken. Analysen av de tre ovannämnda studierna leder till följande slutsatser. Den naturvetenskapliga forskningens hermeneutiska element förväntas vara starkt framför allt i experimentell forskning där forskaren utreder nya frågor i en kontinuerlig dialog av tekniskt prövande, praktisk identifiering och språklig beskrivning av nya fenomen. Speciellt beaktansvärd är skillnaden mellan verifierande och upptäckande naturvetenskapliga undersökningar. Tidigare resultat kan verifieras med hjälp av mätningar som specificeras på förhand, men ingen kan på förhand specificera de tekniska och språkliga steg som krävs för ett framgångsrikt upptäckande experiment. Experimentella upptäckter kräver därför en praktisk kunskap som inte kan reduceras till ren teori eller metodologi. Denna praktiska kunskap kan beskrivas med hjälp av Gadamers hermeneutik. Till sist diskuteras vissa grundläggande drag som kan sägas vara karakteristiska för en hermeneutisk modell av naturvetenskaplig kunskap. Speciellt den naturvetenskapliga kunskapens historiska natur, fördomarnas betydelse i naturvetenskaplig forskning samt vikten av forskarens personliga perspektiv i den naturvetenskapliga observationen är viktiga stöttestenar som gör att den hermeneutiska naturvetenskapsmodellen skiljer sig betydligt från modeller som betonar naturvetenskapernas objektivitet. Men det hermeneutiska perspektivet utesluter inte nödvändigtvis andra perspektiv. Dess huvudsakliga nytta är att den tillåter oss att undersöka sidor av naturvetenskaplig kunskap som objektivitetsbetonande modeller lämnar alltför mycket i skymundan. Till dessa hör speciellt det praktiska arbetet i naturvetenskaplig experimentering.

Den medeltida svenska hustrun och lagen : En studie i förmyndarskap, begränsningar och möjligheter 1350-1442

Denna studie behandlar kvinnans juridiska handlingsutrymme under Magnus Erikssons lagar 1350-1442. Det har länge antagits att den gifta kvinnan under medeltiden var omyndig, eftersom hon enligt lagen skulle ha en målsman (på fornsvenska malsman). Senare tids forskning har dock börjat påpeka att kvinnan inte var omyndig i dagens bemärkelse, men inte desto djupare utvecklat frågan om hennes rättigheter. Genom att jämföra lagtexterna med praxis har jag undersökt hur lagutrymmet som stadgade att en make skulle vara sin hustrus malsman påverkade kvinnans rättigheter. Under den undersökta tidsperioden tycks malsmanskapet inte i någon större utsträckning ha juridiskt begränsat kvinnan, men praxis visar att tradition och praktikaliteter bjöd att maken i allmänhet representerade sin hustru i juridiska göromål. Studien visar att representation inte nödvändigtvis indikerade myndighet, och att det faktum att hustrun representerades av sin make inte medförde omyndighet. Männens konstanta kontakt med den juridiska världen och kvinnornas synnerligen begränsade dito kom ändå på sikt att minska hennes juridiska medvetenhet, och därmed hennes möjlighet att påverka. Den viktigaste slutsatsen är likväl denna begränsning inte var lagstadgad. I studien tar jag också ställning till olika genusteoretiska förklaringsmodeller, nämligen enkönsmodellen och teorin om skilda sfärer. Enligt enkönsmodellen, som utvecklades av Laqueur i början av 1990-talet, sågs inte kvinnan och mannen som två olika kön, utan som olika grader av en man. Kvinnan skulle enligt det vara en mindre utvecklad variant av mannen. Resultaten i studien tyder dock snarare på att kvinnor och män sågs som två olika kön, men att de verkade inom olika sfärer. Den avgörande faktorn var förmågan att föda barn, där de som födde barn tillhörde en privat sfär, med hemmet i centrum, och de som inte födde barn tillhörde en offentlig sfär, där juridik, politik och ekonomi ingick. Därför argumenterar jag för att män förväntades sköta de juridiska göromålen även för sin hustru, eftersom det tillhörde hans sfär. Hustrun hade dock möjligheten, både enligt lagen och enligt praxis, att själv sköta exempelvis försäljningar och upprätta testamenten, och begränsades snarare av sitt kön än av genusstrukturer. Studien lyfter också fram problematiken med det diversifierade svenska medeltida samhället, och ifrågasätter traditionen med en indelning i endast två genus, en manlighet och en kvinnlighet. Resultaten tyder på att det var stora lokala skillnader beträffande en hustrus begränsningar och möjligheter, och att lagarna mer fungerade som riktlinjer än som faktiska regler. På grund av källmaterialets beskaffenhet går det inte att avgöra på vilket sätt social status spelade in, även om det är rimligt att anta att det fanns betydande skillnader mellan rikets övre och lägre skikt. Däremot finns det inget som indikerar att hustruns malsman skulle ha varit liktydig med det nutida målsman någonstans i riket, eller i någon samhällsgrupp.