Carryover effects of environmental stressors influence the life performance of brown trout

Carryover effects of environmental stressors occur when experiences of the environment in earlier life stages or seasons influence the performance of individuals later in life. These can be especially critical for species that have diverse developmental transition periods in their life cycle, such as salmonid fish. Sublethal changes in metabolism, size, or growth experienced in early life stages may have a long-lasting effect on the subsequent life performance of these species, but very few studies have formally tested these changes in relation to environmental stressors. Here, we investigated whether different types of fine sediment result in carryover effects that change the life performance of migratory brown trout. First, we manipulated the early habitat conditions of brown trout through the life stages from egg to fry by incubating them in varying substrate treatments (i.e., gravel without added sediment, gravel with added fine sand, and gravel with added organic matter). Exposure to fine sediment during early development had serious effects on the metabolism, size, escape responses, timing of emergence, and potential survival of early life stages. These carryover effects were persistent and remained present over the critical life shift from relying on parentally provided resources as immobile eggs to independent exogenous feeding as parr. Second, fish were relocated as parr to either their original or different treatment environments and their metabolism, size, and growth were reanalyzed. The effects of environmental stress were observed later in their life cycle when fry from the gravel treatment were relocated to sand or organic-rich treatments. These were found to be significantly smaller in size and had a higher metabolic rate than fry maintained in their original treatment environment. Together, our study experimentally demonstrated that the carryover effects of environmental stressors experienced in early stages may influence the fitness outcomes of migratory fish later in life. We suggest that sublethal environmental stressors should be better considered in restoration schemes and management strategies to reverse the current trend of declining salmonid populations

Life-history genotype explains variation in migration activity in Atlantic salmon (Salmo salar)

Peer reviewe

Kalatalouden ympäristöohjelma : loppuraportti

Kalatalouden ympäristöohjelmassa pureuduttiin hankevuosina 2017–2023 hyvin laajasti keskeisiin kalavesien hoidon teemoihin: vesistökunnostuksiin rannikkoalueilla ja virtavesissä, aluesuunnittelun kehittämiseen, velvoitetarkkailuiden tehostamiseen, uusien tulosperusteisten rahoitusmallien soveltamiseen sekä luonnossa menestyvien istukkaiden tuottamiseen. Ohjelma mahdollisti omissa aihepiireissään kalavesien hoidon kehittämisen pidemmällä aikavälillä kuin yksittäisten hankkeiden puitteissa on mahdollista tehdä. Tutkimusperusteinen kehittäminen ja päätöksenteko luonnonvarojen käytössä tuovat mahdollisuuksia myös yhteiskunnalliseen kasvuun. Kokonaiskestävyyden huomioiminen lähteekin pienistä teoista, joten myös Kalatalouden ympäristöohjelmassa koottiin useita suosituksia huomioitavaksi kalavesien hoitotyössä: • Kalavesiä tulisi hoitaa ekosysteemiperustaisesti kokonaisuuksina ja istutukset korvata kalojen luontaisen lisääntymisen tukemisella aina, kun sille on edellytyksiä. • Tietoisuutta rannikkoalueiden merkityksestä kalojen lisääntymisalueina ja niiden kunnostusmahdollisuutta tulisi lisätä. Kunnostuksen vaikuttavuuden seurantaan soveltuvia menetelmiä tulisi vielä kehittää ja vaikuttavuutta seurata tulevissakin hankkeissa. • Kunnostusmenetelmiä tulisi kehittää huomioimaan paremmin sopeutuminen ilmastonmuutokseen. Kalastolla tulisi jatkossakin olla suojapaikkoja kuivuuden tai tulvien ja liian korkeaksi kohoavien veden lämpötilojen varalta. • Virtavesien kunnostusmenetelmiä tulisi kehittää huomioimaan paremmin valuma-alueilta tuleva kuormitus sekä kalaston talviaikaiset elinympäristövaatimukset. Kunnostuksia tulisi myös kohdistaa laajemmille alueille ja huomioida muutos koko ekosysteemissä, jolloin toimenpiteiden vaikuttavuus olisi todennäköisesti suurempi. • Kunnostuksien vaikuttavuutta tulisi seurata muissakin kuin vain erillisissä tutkimushankkeissa. Tällä tavalla toimenpiteitä voitaisiin luotettavasti kohdentaa juuri niihin todellisiin kalastoa ja muuta lajistoa rajoittaviin tekijöihin. Tämä tietenkin edellyttää, että myös seurantaan olisi oltava resursseja käytettävissä. • Erityisesti valuma-alueiden maankäytöstä vesistöihin huuhtoutuvaa kiintoainekuormitusta tulee rajoittaa tehokkaammin kuormituksen syntypaikoilla. Puroissa jo olevan hiekan ja muun kiintoaineen poistamiseksi tulisi kehittää tehokkaampia menetelmiä. • Taimenien vaellus syönnös- ja lisääntymisalueiden välillä tulisi mahdollistaa molempiin suuntiin. Tämä voi tarkoittaa alueesta riippuen sekä vaellusesteiden poistamista tai kunnostamista että kalastuksen rajoittamista. • Täpläravun, kuten muidenkin vieraslajien, leviämistä uusiin vesistöihin tulee estää ja poistaa kohteista, missä se aiheuttaa haittaa esimerkiksi jokiravun suojelulle. • Täpläravun poistopyyntikokeiluja tulisi jatkaa usean vuoden ajan ja leviämisesteen tehokkuutta kokeilla erilaisissa kohteissa. • Tietoisuutta kunnostusmenetelmistä, toteutuksesta ja vaikuttavuudesta tulisi jatkaa. Kunnostuskurssin materiaaleja voitaisiin hyödyntää myös uusilla kursseilla ja muussakin opetuksessa. Osaamisen jakamiselle ja myös pidempimuotoisen koulutuksen varmistamiselle on olemassa selkeä tarve. • Kalatalousalueiden toimintaa tulee tukea tuottamalla laadukasta tutkimus- ja seurantatietoa alueiden kalastosta, kalastuksesta ja vesienhoidosta. Toimintaa tulee tukea myös kouluttamalla eri tahoja kalastuksen ohjaukseen ja kalakantoja sekä vesienhoitoa koskevan tutkimustiedon hyödyntämiseen. • Kalavesien tuottokykyä tulisi arvioida ja kalastusta mitoittaa nykyistä tietoperustaisemmin. Alamittasäätelyä tulisi toteuttaa perustuen vesistökohtaisesti kerättäviin aineistoihin. • Vesistökohtaisia rauhoitusalueita suojaamaan kalakantojen lisääntymistä sekä geneettistä monimuotoisuutta tulisi kartoittaa ja toteuttaa. • Virikekasvatus voitaisiin ottaa käyttöön laajemminkin ja emokalastoja villiyttää luonnossa menestyvien uhanalaisten lohikalakantojen elvytys- ja palautusistutuksia varten. • Vieraiden kalakantojen käyttö istutuksissa tulisi lopettaa, mikäli saatavilla on vesistöön sopeutunutta kalakantaa. • Hoitokantojen ja säilytyksessä olevien uhanalaisten kalakantojen emokalastojen perustamisessa, säilytyksessä ja käytössä tulisi ottaa käyttöön uusin tutkimustieto, välttää haitallista geneettistä laitostumista sekä pyrkiä villiyttämään näitä kalakantoja palautusistutusten onnistumismahdollisuuksien lisäämiseksi. • Nykyinen resursseja tuhlaileva kalataloustarkkailujärjestelmä tulee uudistaa. • Rahoituksia voitaisiin sitoa tulosperusteisuuteen, jolloin toimenpiteiden vaikuttavuus voisi kasvaa. Samalla luotaisiin myös mahdollisuuksia vaikuttavuussijoittamiseen, yksityisen pääoman hyödyntämiseen ja tehokkaampaan verkostoitumiseen. Valtaosa ohjelman tuloksista on jo julkaistu aiemmin tieteellisinä artikkeleina tai erillisinä raportteina, joten tämän raportin tavoitteena on vetää yhteen ohjelmassa toteutettuja erillisiä kokeita ja selvityksiä keskittyen erityisesti tuloksiin ja vaikuttavuuteen. Yksityiskohtaisempia tietoja kaipaavia lukijoita suosittelemme tutustumaan raportin lopussa olevaan viiteluetteloon sekä liitteiden sisältöön. Ohjelmaa koordinoi Luonnonvarakeskus, mutta valtaosa toimenpiteistä toteutettiin partnereiden tuella: Suomen ympäristökeskus, Jyväskylän yliopisto, Oulun yliopisto, Helsingin yliopiston Tvärminnen biologinen asema, Itä-Suomen yliopisto, Valonia ja Länsi-Uudenmaan Vesi ja Ympäristö Oy (LUVY). Lisäksi kiinteää yhteistyötä tehtiin Voimalohi Oy:n ja Montan Lohi Oy:n kanssa. Varsinaisen EMKR-rahoituksen lisäksi ohjelma mahdollisti myös useiden muiden kansallisten ja kansainvälisten rahoituksien saamisen, millä edistettiin osittain samoja teemoja ympäristöohjelman lisäksi. Kalatalouden ympäristöohjelma oli yksi viidestä Euroopan meri- ja kalatalousrahaston rahoittamista innovaatio-ohjelmista rahoituskaudella 2014–2020. Rahoituksen ympäristöohjelmalle myönsi Lapin Ely-keskus. Kalatalouden ympäristöohjelma toteutettiin muiden innovaatio-ohjelmien tapaan kaksivaiheisena: vaihe I toteutettiin vuosina 2017–2020 ja vaihe II vuosina 2021–2023. Isot kiitokset partnereillemme onnistuneesta ohjelman toteutuksesta ja tämän loppuraportin toteutuksesta! Hankeorganisaatioita ovat edustaneet Anssi Karvonen, Pekka Kilpeläinen, Hannu Marttila, Jukka Syrjänen, Craig Primmer, Janne Tolonen, Jarno Turunen, Anssi Vainikka ja Juha-Pekka Vähä

Metabolic Regulation in Progression to Autoimmune Diabetes

Recent evidence from serum metabolomics indicates that specific metabolic disturbances precede β-cell autoimmunity in humans and can be used to identify those children who subsequently progress to type 1 diabetes. The mechanisms behind these disturbances are unknown. Here we show the specificity of the pre-autoimmune metabolic changes, as indicated by their conservation in a murine model of type 1 diabetes. We performed a study in non-obese prediabetic (NOD) mice which recapitulated the design of the human study and derived the metabolic states from longitudinal lipidomics data. We show that female NOD mice who later progress to autoimmune diabetes exhibit the same lipidomic pattern as prediabetic children. These metabolic changes are accompanied by enhanced glucose-stimulated insulin secretion, normoglycemia, upregulation of insulinotropic amino acids in islets, elevated plasma leptin and adiponectin, and diminished gut microbial diversity of the Clostridium leptum group. Together, the findings indicate that autoimmune diabetes is preceded by a state of increased metabolic demands on the islets resulting in elevated insulin secretion and suggest alternative metabolic related pathways as therapeutic targets to prevent diabetes

Search for stop and higgsino production using diphoton Higgs boson decays

Results are presented of a search for a "natural" supersymmetry scenario with gauge mediated symmetry breaking. It is assumed that only the supersymmetric partners of the top-quark (stop) and the Higgs boson (higgsino) are accessible. Events are examined in which there are two photons forming a Higgs boson candidate, and at least two b-quark jets. In 19.7 inverse femtobarns of proton-proton collision data at sqrt(s) = 8 TeV, recorded in the CMS experiment, no evidence of a signal is found and lower limits at the 95% confidence level are set, excluding the stop mass below 360 to 410 GeV, depending on the higgsino mass

Severe early onset preeclampsia: short and long term clinical, psychosocial and biochemical aspects

Preeclampsia is a pregnancy specific disorder commonly defined as de novo hypertension and proteinuria after 20 weeks gestational age. It occurs in approximately 3-5% of pregnancies and it is still a major cause of both foetal and maternal morbidity and mortality worldwide1. As extensive research has not yet elucidated the aetiology of preeclampsia, there are no rational preventive or therapeutic interventions available. The only rational treatment is delivery, which benefits the mother but is not in the interest of the foetus, if remote from term. Early onset preeclampsia (<32 weeks’ gestational age) occurs in less than 1% of pregnancies. It is, however often associated with maternal morbidity as the risk of progression to severe maternal disease is inversely related with gestational age at onset2. Resulting prematurity is therefore the main cause of neonatal mortality and morbidity in patients with severe preeclampsia3. Although the discussion is ongoing, perinatal survival is suggested to be increased in patients with preterm preeclampsia by expectant, non-interventional management. This temporising treatment option to lengthen pregnancy includes the use of antihypertensive medication to control hypertension, magnesium sulphate to prevent eclampsia and corticosteroids to enhance foetal lung maturity4. With optimal maternal haemodynamic status and reassuring foetal condition this results on average in an extension of 2 weeks. Prolongation of these pregnancies is a great challenge for clinicians to balance between potential maternal risks on one the eve hand and possible foetal benefits on the other. Clinical controversies regarding prolongation of preterm preeclamptic pregnancies still exist – also taking into account that preeclampsia is the leading cause of maternal mortality in the Netherlands5 - a debate which is even more pronounced in very preterm pregnancies with questionable foetal viability6-9. Do maternal risks of prolongation of these very early pregnancies outweigh the chances of neonatal survival? Counselling of women with very early onset preeclampsia not only comprises of knowledge of the outcome of those particular pregnancies, but also knowledge of outcomes of future pregnancies of these women is of major clinical importance. This thesis opens with a review of the literature on identifiable risk factors of preeclampsia

Oulun Hupisaaret – luonnosta hyvinvointia ja kulttuuria keskellä kaupunkia

Oulun Hupisaarten kaupunkipuiston alue on ollut pitkään ihmistoiminnan vaikutuksen alainen ja sillä on suuri kulttuurihistoriallinen merkitys yhä edelleen. Nykyaikana alue on suosittu kaupunkipuisto niin lapsiperheille kuin muillekin virkistäytyjille ja tekemistä löytyy myös matkailijoille. Viime vuosien aikana kunnostettu puroverkosto ja taimenen elpyminen ovat lisänneet alueen viihtyisyyttä ja houkuttelevuutta. Aluetta on mahdollista hyödyntää yhä enemmän asukkaiden hyvinvoinnin, luontokasvatuksen ja matkailutoiminnan näkökulmista, mutta se vaatii toimenpiteitä erityisesti yhteisöllisyyden ja yhtenäisen ilmeen saavuttamiseksi, markkinointia ja uusia viestinnällisiä toteutuksia. ”Hupisaarten urbaanit purot innovaatioiden kohteena” -hankkeessa luotiin edellytyksiä ja tuotteita luontokasvatuksen ja matkailun kehittämiseksi alueella. Toteutuksessa hyödynnettiin reaaliaikaista tutkimustiedon välittämistä ja yhteistyötä alueen toimijoiden, päättäjien ja tutkijoiden välillä. Tarinapohjaisten tuotteiden, videoiden ja Kutuyö-tapahtuman yhteydessä toteutettujen markkinointipilottien avulla onnistuttiin tuomaan aluetta paremmin toimijoiden tietoisuuteen sekä luomaan uudenlaista viestintäsisältöä käytettäväksi myös jatkossa. Hankkeen päättymisen jälkeen alueen toimijat toivovat erityisesti pitkäjänteistä yhteistyötä kaupungin johdolla, mihin alueen yrittäjillä ja muilla toimijoilla olisi mahdollisuus osallistua. Hupisaarten alueella on ainutlaatuinen mahdollisuus tehdä Oulusta tunnetumpi niin Suomessa kuin kansainvälisestikin, joten tehdään se yhdessä

Effects of top predator re-establishment and fishing on a simulated food web:Allometric Trophic Network model for Lake Oulujärvi

Fish communities face changes in environmental conditions and fishing that affects the abundances and structures of the populations. Before 1960s there were abundant stocks of both pikeperch (Stizostedion lucioperca) and whitefish (Coregonus lavaretus) in Lake Oulujärvi, but in 1960s–1970s the stock of pikeperch declined to very low levels while whitefish stock remained abundant. Due to massive re-introductions, pikeperch recovered since 1999 and is again common while whitefish stock has declined. To understand the ecosystem-level changes observed along the recovery of the pikeperch stock, we constructed a food web model capturing the two most recent states of pikeperch abundance in Lake Oulujärvi. We used Allometric Trophic Network (ATN) model to simulate the pelagic food web in the presence and absence of pikeperch and in the presence and absence of fishing. To parametrize ATN model based on body masses and food web interactions, we used data collections of fish cohort analyses, fish individuals, fish stomach contents, zooplankton, and phytoplankton in Lake Oulujärvi. Pikeperch decreased the biomasses of its planktivorous prey. Fishing truncated the age distribution of planktivorous fish. Pikeperch and fishing had synergistic negative effects on vendace (Coregonus albula) and smelt (Osmerus eperlanus) percentages of fish biomass, and antagonistic negative effect on whitefish and brown trout (Salmo trutta) percentages of fish biomass. Mysis relicta, Chaoborus flavicans, Leptodora and other predatory zooplankton, and Cyclopoida zooplankton guilds increased with fishing and pikeperch. Fishing, and pikeperch in the presence of fishing, increased biomass of Crustacean zooplankton guild. There were marked differences between the ATN model simulations and empirically observed time series of fish stock abundances suggesting that the observed changes are partially caused by environmental or fishing-related factors that were not included in the model.</p