Elevation-dependent tree growth response to climate in a natural Scots pine/downy birch forest in northern Sweden

Forests dominate the landscape at high latitudes in the boreal regions and contribute significantly to the global carbon stock. Large areas are protected and provide possibilities to analyze natural forest dynamics including resilience to climate change. In Fennoscandia, Scots pine (Pinus sylvestris L.) and downy birch (Betula pubescens Ehrh.) often coexist in natural forests close to the limits of their ecological ranges. Tree growth in these forests is generally thought to be limited by temperature, and changes in growth trends can therefore serve as early indicators of the impact of global warming on natural ecosystems. We sampled 592 Scots pine and downy birch trees along two elevational gradients spanning the transition from the forest zone to the coniferous treeline in Tjeggelvas nature reserve, northern Sweden. Based on the tree-ring data, we compared annual basal area increment (BAI) trends from 1902 to 2021, analyzed the ring-width indices (RWI) in relation to local climate data, and investigated trends in climate–growth relationships. We found that the mean annual growth of both species was higher in more recent years than at the beginning of the 20th century. The RWI were positively correlated with summer temperatures, however, we found a much stronger relationship for Scots pine than downy birch. We noticed a decrease in the importance of summer temperature for Scots pine growth, whereas the importance of late spring temperatures increased over the 120-year-long study period. Due to strongly positive BAI trends combined with a decrease in temperature sensitivity, the overall conclusion of our study is that the influence of increasing temperatures is still positive and outweighs the negative impacts of climate change on Scots pine growth in natural forests in northern Sweden, particularly at higher elevations. Natural forests are important natural experiments that contrast the managed forests and are key to understanding the latter

Kathetergestützte Aortenklappenimplantation: Was müssen Anästhesisten wissen?

Zusammenfassung: Der chirurgische Aortenklappenersatz gilt als Goldstandard in der Therapie der hochgradigen Aortenklappenstenose. Die veränderte Demografie konfrontiert die behandelnden medizinischen Fachdisziplinen jedoch mit einem zunehmend höheren Risikoprofil der Patienten; dies machte die Entwicklung neuer weniger invasiver Behandlungsalternativen in der operativen Therapie der Aortenklappenstenose erforderlich. Dieser Entwicklungsprozess führte über die Minithorakotomie hin zur kathetergestützten Aortenklappenimplantation ("transcatheter aortic valve implantation", TAVI). Die TAVI ist ein neues therapeutisches Verfahren zur Behandlung von Patienten mit hochgradiger Aortenklappenstenose und hohem perioperativen Morbiditäts- sowie Mortalitätsrisiko für einen konventionellen Aortenklappenersatz. Da die TAVI am schlagenden Herzen ohne Sternotomie und Herz-Lungen-Maschine durchgeführt werden kann, eignet sich dieses Verfahren insbesondere für den älteren, multimorbiden und/oder kardial voroperierten Patienten. Die ersten Ergebnisse großer prospektiver Multizenterstudien unterstreichen den Stellenwert der TAVI in der modernen Behandlung von Hochrisikopatienten mit symptomatischer Aortenklappenstenose. Die TAVI erfordert vom Anästhesisten neben dem Verständnis des chirurgischen Ablaufs die genaue Kenntnis des perioperativen anästhesiologischen Managements und der möglichen Komplikationen des Verfahren

Junge Frauen am Übergang von der Schule in technisch-naturwissenschaftliche Studienrichtungen

Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit Berufsorientierungsprozessen jun-ger Frauen, die sich für technische bzw. naturwissenschaftliche Studienrichtungen entschieden haben. Im Zentrum des Interesses stehen dabei die von den Subjekten geleistete (Re)Konstruktion des Ausbildungsfindungsprozesses und die Frage, wie der Übergang von der Schule in technisch-naturwissenschaftliche Studienrichtungen erlebt und (mit)gestaltet wurde. Darüber hinaus sollten Mädchenförderungsprojekte und deren Bedeutung im Berufsorientierungsprozess der jungen Frauen erforscht werden. Im Mittelpunkt der empirischen Studie steht die Analyse von drei Problem-zentrierten Interviews, welche in Anlehnung an die Narrationsanalyse von Fritz Schütze ausgewertet wurden. Als Ergebnis kann festgehalten werden, dass Berufsorientierungsprozesse als biographische (Bildungs-)Wege verstanden werden können, die von den Subjekten aktiv gestaltet werden und höchst individuell sind. Gleichzeitig sind diese jedoch durch spezifische Rahmenbedingungen und gesellschaftliche Machtstrukturen limitiert. So zeigte sich, dass das familiäre Umfeld und der sozioökonomische Hintergrund den Ausgangspunkt für die Berufsfindungsprozesse der jungen Frauen darstellen. Significant Others (‚Bedeutsame Andere’) aus Schule und Familie dien(t)en den Subjekten als Orientierungsfolie in ihrer fachlichen Entwicklung. Die Schule als Institution bildet dabei den Rahmen, da der Schultyp bzw. gewählte Schulzweige und spezifische Wahlfächer die Grundlage für die spätere Studienentscheidung bilden. Der Übergang selbst wurde von den jungen Frauen sehr unterschiedlich erlebt und je nach individuell verfügbaren Ressourcen und Handlungsschemata (mit)gestaltet. In Bezug auf Mädchenförderungsprojekte wurde festgestellt, dass diese unterstützend im Prozess der Berufsorientierung wirken können, wenngleich auf Ebene von Standpunkten und Meinungen teilweise Unbehagen gegenüber Mädchenförderungsmaßnahmen zum Ausdruck kam. Nichtsdestotrotz wurde festgestellt, dass weiterhin strukturelle Barrieren für Frauen in Technik und Naturwissenschaft bestehen, welche zu beseitigen nicht alleine Aufgabe von Mädchen- bzw. Frauenförderungsmaßnahmen sein sollte

The evolution of the histone methyltransferase gene Su(var)3-9 in metazoans includes a fusion with and a re-fission from a functionally unrelated gene

BACKGROUND: In eukaryotes, histone H3 lysine 9 (H3K9) methylation is a common mechanism involved in gene silencing and the establishment of heterochromatin. The loci of the major heterochromatic H3K9 methyltransferase Su(var)3-9 and the functionally unrelated γ subunit of the translation initiation factor eIF2 are fused in Drosophila melanogaster. Here we examined the phylogenetic distribution of this unusual gene fusion and the molecular evolution of the H3K9 HMTase Su(var)3-9. RESULTS: We show that the gene fusion had taken place in the ancestral line of winged insects and silverfishs (Dicondylia) about 400 million years ago. We cloned Su(var)3-9 genes from a collembolan and a spider where both genes ancestrally exist as independent transcription units. In contrast, we found a Su(var)3-9-specific exon inside the conserved intron position 81-1 of the eIF2γ gene structure in species of eight different insect orders. Intriguinly, in the pea aphid Acyrthosiphon pisum, we detected only sequence remains of this Su(var)3-9 exon in the eIF2γ intron, along with an eIF2γ-independent Su(var)3-9 gene. This reveals an evolutionary re-fission of both genes in aphids. Su(var)3-9 chromo domains are similar to HP1 chromo domains, which points to a potential binding activity to methylated K9 of histone H3. SET domain comparisons suggest a weaker methyltransferase activity of Su(var)3-9 in comparison to other H3K9 HMTases. Astonishingly, 11 of 19 previously described, deleterious amino acid substitutions found in Drosophila Su(var)3-9 are seemingly compensable through accompanying substitutions during evolution. CONCLUSION: Examination of the Su(var)3-9 evolution revealed strong evidence for the establishment of the Su(var)3-9/eIF2γ gene fusion in an ancestor of dicondylic insects and a re-fission of this fusion during the evolution of aphids. Our comparison of 65 selected chromo domains and 93 selected SET domains from Su(var)3-9 and related proteins offers functional predictions concerning both domains in Su(var)3-9 proteins

Advanced Manufacturing Configuration by Sample-efficient Batch Bayesian Optimization

We propose a framework for the configuration and operation of expensive-to-evaluate advanced manufacturing methods, based on Bayesian optimization. The framework unifies a tailored acquisition function, a parallel acquisition procedure, and the integration of process information providing context to the optimization procedure. \cmtb{The novel acquisition function is demonstrated, analyzed and compared on state-of-the-art benchmarking problems. We apply the optimization approach to atmospheric plasma spraying and fused deposition modeling.} Our results demonstrate that the proposed framework can efficiently find input parameters that produce the desired outcome and minimize the process cost.Comment: Accepted for IEEE RA-L. 8 pages, 6 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2103.1388

Plasma Spray Process Parameters Configuration using Sample-efficient Batch Bayesian Optimization

Recent work has shown constrained Bayesian optimization to be a powerful technique for the optimization of industrial processes. In complex manufacturing processes, the possibility to run extensive sequences of experiments with the goal of finding good process parameters is severely limited by the time required for quality evaluation of the produced parts. To accelerate the process parameter optimization, we introduce a parallel acquisition procedure tailored on the process characteristics. We further propose an algorithm that adapts to equipment status to improve run-to-run reproducibility. We validate our optimization method numerically and experimentally, and demonstrate that it can efficiently find input parameters that produce the desired outcome and minimize the process cost