The Effects of Copper Exposure on Life-History Traits in Insects

Human-caused environmental pollution is a fast-growing and devastating threat that organisms have to face and tolerate. The primary aim of this thesis was to experimentally study the direct and trans-generational effects, costs and possible trade-offs of developmental copper exposure on traits expressed in later life. I have used two insect species, a blow fly, Protophormia terraenovae, and the common fruit fly, Drosophila melanogaster, as model species. First, I studied the potential interaction effect between two different environmental conditions on condition-dependent traits such as immune function. I found that the effects of copper on immunity and other life-history traits are temperature-dependent. In addition, females and males responded differently to environmental stressors, suggesting that the costs of copper exposure are compensated from distinct sources. Environmental conditions experienced by the parental generation had effects on their progeny. I found that direct exposure to copper activated the immune system of the parental generation, but more importantly, this activation was trans-generationally transmitted to their offspring, even if the copper exposure was no longer apparent. Maintenance of unnecessarily high immune functions consumes valuable energy and these costs can be detected under conditions where individuals are not able to compensate the costs by increasing their resource intake. I explored the potential costs and trade-offs caused by the elevated immune functions under starvation conditions. Individuals exposed to copper survived longer under starvation, suggesting that the costs are compensated between other traits than starvation resistance. Direct exposure to copper impaired female fecundity in the parental generation, and this trait was trans-generationally transmitted to their offspring. More specifically, individuals whose parents were exposed to copper expressed reduced fecundity under uncontaminated conditions. Conversely, if the offspring condition corresponded to the parental condition, no difference in fecundity was discovered. Results show that exposure to copper has trans-generational effects on fecundity but short-term exposure might generate acclimatization to the prevailing conditions. Lastly, I explored the potential mechanism for compensating the costs of copper exposure by measuring the metabolic rate. Males exposed to copper had a lower metabolic rate, whereas no difference among females was detected. To conclude, the effects of environmental pollution on different traits can be trans-generationally transmitted to the following generations, indicating that environmental pollutants can have far reaching effects on animal populations, including humans. Indeed, the effects of pollutants on animal populations may remain, even if the pollutant itself is no longer apparent. Secondly, short-term exposure may generate acclimatization to prevailing conditions, which might in turn incorporate expenses, and animals might suffer reduced fecundity under uncontaminated conditions. Further, I discovered a difference in resource allocation in response to environmental stressors between sexes. To summarize, pollutants may have more complex and far reaching effects on animal populations than previously considered. I hope that with this thesis I will draw attention to the fast increasing concerns of environmental pollution. Even though the deleterious effects of many pollutants have been recognized, growing numbers of new chemicals are being emitted, with their effects on animal populations, and on us, being yet mainly unknown.Siirretty Doriast

"Joutuuhan ihminen menemään harmaalle alueelle aika ajoin, mut onko tää vielä mulle ok?" - Esimiesten ja työntekijöiden kokemuksia eettisestä johtajuudesta haastavissa johtamistilanteissa

Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää esimiesten ja työntekijöiden kokemuksia eettisestä johtajuudesta haastavissa johtamistilanteissa. Tutkimuksen teoreettinen viitekehys syventyy määrittelemään eettistä johtajuutta organisaatioissa sekä tarkastelemaan ongelmien kompleksisuutta johtamisessa kesyjen ja pirullisten ongelmien näkökulmasta. Tutkimus on luonteeltaan empiirinen tutkimus, jonka tutkimusaineisto on koottu esimiesten ja työntekijöiden teemahaastatteluista (n=12). Haastattelut on toteutettu kevään 2014 aikana. Aineisto on analysoitu fenomenologis-hermeneuttista tutkimusotetta käyttäen. Tässä tutkimuksessa sekä työntekijät että esimiehet määrittelevät eettisen johtajuuden olevan oikeudenmukaista, tasapuolista, reilua ja alaisistaan välittävää johtamista. Esimiehen toivotaan olevan läsnä, kuuntelevan ja ymmärtävän työntekijöitään. Aineiston pohjalta myös sääntöjen noudattaminen koetaan tärkeäksi, sillä esimiehen tehtävänä on toimia esimerkkinä alaisilleen. Esimiehen roolissa eettisesti haastavissa johtamistilanteissa on oleellista olla vastuullinen ja suoraselkäinen johtaja, joka noudattaa organisaation toimintatapoja ja eettisiä ohjeistuksia. Lisäksi on tärkeää, että organisaation arvot ovat linjassa esimiehen omien arvojen kanssa. Tutkimustulosten mukaan työntekijät ja esimiehet ovat kokeneet useita eettisesti haastavia ristiriitatilanteita työyhteisössään. Eettisesti haastavat johtamistilanteet on jaoteltu tässä tutkimuksessa kolmeen vyöhykkeeseen, jotka ovat nousseet haastatteluiden pohjalta. Valkoiseen eettiseen vyöhykkeeseen kuuluvia haastavia tilanteita ovat työpaikan epävarmuus, irtisanomiset, varoitukset, päihteiden ja lääkkeiden väärinkäyttö, organisaatiomuutokset, sairauspoissaolot ja työtapaturmat sekä kulttuurin ja toimintaympäristön haasteet. Valkoisen eettisen vyöhykkeen ongelmat ovat ns. kesyjä ongelmia, joihin löytyy yleensä selkeä ratkaisu tai ohjeistus. Harmaaseen eettiseen vyöhykkeeseen sisältyvät arvoristiriidat, epäoikeudenmukaisuus, resurssien vähäisyys ja kiire, työuupumus sekä vuorovaikutukseen liittyvät ristiriidat. Harmaalla eettisellä vyöhykkeellä toiminta on eettisesti arveluttavaa toimintaa ja ongelmat voivat olla usein hyvin kompleksisia ja pirullisia ongelmia. Ongelmat voivat johtua myös siitä, ettei johtaja tiedä, mikä on oikein tai toimi sen mukaan, minkä tietää olevan oikein. Musta eettinen vyöhyke puolestaan sisältää toiminnan, joka on tuomittavaa ja moraalisesti väärin ja sisältää ne tilanteet, joissa rikotaan sääntöjä ja lakeja, kuten seksuaalinen häirintä työpaikalla. Harmaalla tai mustalla eettisellä vyöhykkeellä toimiminen on voinut johtaa esimiesten omaehtoisiin irtisanoutumisiin oman ja yrityksen arvoristiriitojen vuoksi

Imikute protseduurivalu hindamine ja mittefarmakoloogiline valutustamine Eesti haiglates – õdede vaatekoht

Eesti Arst 2023; 102(1):4

Exposure to copper during larval development has intra- and trans-generational influence on fitness in later life

Anthropogenic pollution has a disadvantageous influence on various life-history traits. Although direct effects are well known, potential fitness-related trans-generational costs are less studied. Previously, empirical findings have demonstrated that environmental conditions faced by the parental generation have an effect on the traits expressed by their offspring. Here, to study this conjecture larvae of the common fruit fly (Drosophila mela-nogaster) were either exposed to a sub-lethal concentration of copper or reared on uncontaminated larval medium. Adult flies were kept under uncontaminated conditions. For the next generation, individuals were mated with their own group and their offspring were either exposed to copper or fed with uncontaminated larval medium. We found that in the parental generation copper exposure reduced fecundity compared with uncontaminated controls. In the progeny, females suffered impaired fecundity only if their larval condition differed from the conditions experienced by their parents. If the progeny was raised under similar conditions than the parental generation, no effect on fecundity was discovered, suggesting acclimatization to the prevailing conditions after short-time copper exposure (two generations). Our results demonstrate that exposure to an environmental stressor like heavy metals causes intra-and trans-generational fitness costs. Further, individuals may be able to acclimatize in prevailing contaminated conditions, but this might in turn debase fitness under uncontaminated conditions. Our findings are consistent with the prediction of the adaptive parental effects hypothesis which states that parents may produce offspring that are more successful under conditions faced by their parents

Kriittisten tapahtumien menetelmä lastensuojelun sosiaalityötä koskevassa tutkimuksessa

Kriittisten tapahtumien menetelmä on laajalti tunnettu ja käytetty tutkimusmenetelmä useilla tieteenaloilla. Lastensuojelua koskevassa tutkimuksessa sen käytöstä on kuitenkin vielä vähän tietoa. Tässä artikkelissa esitellään menetelmän keskeinen tausta ja tutkimukselliset periaatteet, ja pohditaan sen tutkimuskäyttöä. Artikkeli vastaa kysymyksiin, miten ja kuinka paljon kriittisten tapahtumien menetelmää on käytetty lastensuojelututkimuksessa ja millaista menetelmällä tehty tutkimus on. Aineistona ovat viitetietokannoista kerätyt 11 kansainvälistä tutkimusartikkelia. Aineiston sisällönanalyysin tuloksena aineisto jakaantui kolmeen luokkaan. Menetelmää on käytetty 1) lastensuojelussa tapahtuneiden päätöksenteon virheiden raportoinnin ja selittämisen menetelmänä, 2) empiirisenä tutkimus- ja analyysimenetelmänä ja 3) lastensuojelun ennaltaehkäisevien menettelytapojen tarkastelemisen menetelmänä. Tulokset viittaavat siihen, että menetelmällä on monia käyttömahdollisuuksia, vaikka sen empiirinen käyttö tutkimusmenetelmänä on ollut verraten vähäistä lastensuojelun tutkimusaiheissa

Modélisation bayésienne et robotique

This document describes my research around Bayesian modeling and robotics. My work started with the modeling of biological processes before evolving towards robotics. In both cases, I was interested in both perception and action. I first proposed a model of human perception of planar surfaces with optic flow which fuses in a single framework two concurrent hypotheses of the literature. I also proposed and compared several models of eye movement selection in a Multiple Object Tracking task. I was able to show that the model with explicit uncertainty was the closest to the subjects eye movements.In robotics, I worked on the state estimation of several robots with classical filtering techniques but also including fusion of multiple sources of information of various nature and characteristics. I also discuss the Iterative Closest Point algorithm for which we proposed a more rigorous method for evaluating the different variants. The last piece of work I present deals with online three-dimensional path planning and execution of a tracked robot with significant climbing capabilities.I conclude this document with perspectives on what I call situated robotics, that is robots not taken in isolation but embedded in a sensorized environment shared with humans.Ce document décrit mes travaux de recherche autour de la modélisation bayésienne et de la robotique. Mon travail a commencé par la modélisation de processus biologiques avant, dans un deuxième temps, d'évoluer vers la robotique. Dans les deux cas, je me suis intéressé à la fois à la perception et à l'action. J'ai donc proposé un modèle de la perception humaine de plans par le flux optique qui réunit deux hypothèses de la littérature dans un cadre unique. J'ai aussi proposé et comparé différents modèle de la sélection de mouvement oculaire dans une tâche de suivi multi-cibles, et montré que le modèle prenant en compte explicitement l'incertitude proposait des mouvements plus proches de ceux des sujets.Du côté robotique, j'ai travaillé sur l'estimation d'état de plusieurs robots avec des techniques classiques de filtrage mais en incluant la fusion de plusieurs sources d'informations de nature et caractéristiques différentes. Je discute aussi de l'algorithme d'Iterative Closest Point pour proposer une méthode plus rigoureuse d'évaluation des différentes variantes. Le dernier travail que je présente concerne la planification en ligne et l'exécution de chemin pour un robot à chenille avec des capacités de franchissement importantes.Je conclus ce document par des perspectives de travail sur ce que j'appelle la robotique située, c'est-à-dire des robots non plus isolés mais plongés dans un environnement équipé de capteurs et partagé avec des humains

Tyypin 2 diabeteksen hoitosuunnitelmissa ja hoidon kohdentamisessa on parantamisen varaa

Lähtökohdat : Tyypin 2 diabeteksen hoidon keskeisiä tavoitteita ovat taudin etenemisen hidastaminen ja hyvä elämänlaatu. Hoidon tueksi tehdään hoitosuunnitelma, joka auttaa toimenpiteiden kohdentamisessa potilaan tarpeiden mukaan. Hoitosuunnitelman toteutumista Suomessa ei ole tutkittu. Menetelmät :Tässä kyselytutkimuksessa kerättiin tietoa tyypin 2 diabetesta sairastavien lääkityksestä, liitännäissairauksista, hoitosuunnitelmasta ja hoidon tavoitteiden sisäistämisestä. Osallistujiksi pyydettiin diabeteslääkityksenään muuta kuin pelkästään insuliinia käyttäneitä avoapteekkien asiakkaita. Tulokset : Kyselyyn vastasi 1 067 diabetespotilasta. Heistä 70 % oli osallistunut hoitonsa suunnitteluun, 63 % koki saaneensa hoitosuunnitelmasta tukea, mutta vain 35 % kertoi saaneensa suunnitelman kirjallisena. Hyödyt toteutuivat pienillä paikkakunnilla useammin kuin suurilla. Kirjallinen suunnitelma oli yhteydessä hoitotavoitteiden parempaan ymmärtämiseen. Sydän- ja verisuoni tautiriski ei vaikuttanut käyntitiheyteen (53–55 % vastaanotolla alle 6 kk aiemmin). Vain puolet riskipotilaista käytti uusia ennusteeseen vaikuttavia diabeteslääkkeitä. Päätelmät : Diabeteksen kirjallista hoitosuunnitelmaa käytetään riittämättömästi. Resurssien ja hoidon parempi kohdentaminen potilaan tarpeiden mukaan olisi sekä kansanterveydellisesti että kansantaloudellisesti järkevää.Peer reviewe

Effect of Juvenile Hormone on Resistance against Entomopathogenic Fungus Metarhizium robertsii Differs between Sexes

Juvenile hormone has been suggested to be a potential mediator in the trade-off between mating and insects' immunity. Studies on various insect taxons have found that juvenile hormone interferes with humoral and cellular immunity. Although this was shown experimentally, studies using highly virulent parasites or pathogens are lacking so far. In this study, we tested if juvenile hormone administration affected resistance against entomopathogenic fungi, Metarhizium robertsii, in the mealworm beetle, Tenebrio molitor. In previous studies with T. molitor, juvenile hormone has been found to reduce a major humoral immune effector-system (phenoloxidase) in both sexes and decrease the encapsulation response in males. Here, we found that juvenile hormone administration prolonged survival time after infection with M. robertsii in males but reduced survival time in females. This study indicates that the effects of juvenile hormone on insect immunity might be more complicated than previously considered. We also suggest that there might be a trade-off between specific and non-specific immunity since, in males, juvenile hormone enhances specific immunity but corrupts non-specific immunity. Our study highlights the importance of using real parasites and pathogens in immuno-ecological studies

Transgenerational Effects of Heavy Metal Pollution on Immune Defense of the Blow Fly Protophormia terraenovae

Recently environmental conditions during early parental development have been found to have transgenerational effects on immunity and other condition-dependent traits. However, potential transgenerational effects of heavy metal pollution have not previously been studied. Here we show that direct exposure to heavy metal (copper) upregulates the immune system of the blow fly, Protophormia terraenovae, reared in copper contaminated food. In the second experiment, to test transgenerational effects of heavy metal, the parental generation of the P. terraenovae was reared in food supplemented with copper, and the immunocompetence of their offspring, reared on uncontaminated food, was measured. Copper concentration used in this study was, in the preliminary test, found to have no effect on mortality of the flies. Immunity was tested on the imago stage by measuring encapsulation response against an artificial antigen, nylon monofilament. We found that exposure to copper during the parental development stages through the larval diet resulted in immune responses that were still apparent in the next generation that was not exposed to the heavy metal. We found that individuals reared on copper-contaminated food developed more slowly compared with those reared on uncontaminated food. The treatment groups did not differ in their dry body mass. However, parental exposure to copper did not have an effect on the development time or body mass of their offspring. Our study suggests that heavy metal pollution has positive feedback effect on encapsulation response through generations which multiplies the harmful effects of heavy metal pollution in following generations