Insights from unseen individuals – using non-invasive approaches to study population biology of white-tailed deer in Finland

Density, adult sex ratio and fecundity are biologically important population parameters, whose estimation is also essential for wildlife management and conservation. These parameters describe population viability and predict its future composition. Density of animals is dependent on the surrounding habitat structure as animals rarely use all the available habitat types equally. Thus, understanding habitat preferences is also a significant challenge when estimating population parameters, such as density. Animal populations have been traditionally surveyed. for instance, by physically capturing and marking individuals. Non-invasive methods, such as DNA sampling or wildlife camera trapping, provide alternative to obtain information from populations without disturbing the animals. These methods are also costeffective and provide population-wide inferences. In this thesis, I use non-invasive fecal DNA sampling and wildlife cameras to estimate populations of white-tailed deer (Odocoileus virginianus) in Finland. I analyze the data collected with these approaches by using Spatial Capture Recapture (SCR) and Spatial Capture (SC) methods to examine white-tailed deer density, fecundity, adult sex ratio and habitat preferences. White-tailed deer is an important game species, whose population size has grown rapidly after introduction in Finland from North America in 1930s. I start this thesis by reviewing current scientific literature about this species to examine what is known about the biology of whitetailed deer in its distribution range within Europe. In this first chapter, the focus is on Finnish population as introductions to other European countries has not been as successful The results of this thesis show that using non-invasive DNA collection with SCR analysis provides reasonable estimates on white-tailed deer pre-harvest densities. Although, the approach has its challenges mainly related to low quality of noninvasive DNA. Estimating white-tailed deer populations by fecal DNA-based SCR provided generally higher density estimates than wildlife camera data analyzed by SC. SC requires auxiliary information on space use. For this, three different approaches were used and their results provided plausible information on whitetailed deer density, sex ratio and fecundity. The three approaches to obtain space use information for SC were based on 1) literature values, 2) simultaneous fecal DNA sampling analyzed by SCR, and 3) movement of adult males identified from camera pictures and that data analyzed by SCR, when female and fawn estimates were from DNA-based SCR. The models, where adult male and adult female space use was allowed to differ from each other (2, 3), estimated population to have a female-biased sex ratio. Wildlife cameras and DNA were found to estimate sex and age classes of whitetailed deer differently. The inability of DNA to distinguish age groups caused challenges for estimating space use of population because DNA-based SCR could not detect differences in movement between sexes. For instance, fawns are large part of the DNA data and they have home ranges with more comparable size to their mothers, and this hampers estimating adult male movement because large fraction of males in DNA data are actually fawns instead of being adult males. However, when estimating by camera-based SC, male movement was found to be three times larger than of females. Related to this issue, DNA also seems to capture shorter movement of white-tailed deer and was not able to capture larger movements of adult males, even though the sampling scheme was similar to wildlife camera trapping. This might lead to the higher density estimates of DNA-based SCR compared to estimates from camera-based SC. By modelling white-tailed deer habitat preferences using DNA-based SCR, I found that in late summer white-tailed deer prefer having their home ranges on agricultural fields and mixed forests, probably because they provide easily accessible food. Inside their home ranges, they select to be close to fields but also near transitional woodlands. If white-tailed deer density was modelled without considering the landscape heterogeneity in the study area but assuming homogeneous landscape, SCR would have underestimated density. This highlights the importance of taking habitat preferences and landscape structure into account when estimating animal densities. In conclusion, estimating populations by non-invasive DNA-sampling and SCR provides reasonable density estimates of white-tailed deer population. However, it is a laborious method, which would not necessarily be an applicable option in a largerscale sampling that would be relevant to management of white-tailed deer. However, this approach could be used to provide a baseline reference when developing survey schemes based on other approaches, such as wildlife camera trapping. Indeed, camera-based SC provided reasonable estimates on density, adult sex ratio and fecundity of white-tailed deer. This would be an approach to be considered also in a larger-scale sampling scheme. Moreover, as SC-based camera trapping scheme would require auxiliary information on space use of animals, DNA-based SCR sampling conducted occasionally in some areas might be an applicable alternative.Havaintoja DNA:n ja riistakameroiden kautta – ei-invasiivisten menetelmien käyttö valkohäntäpeuran populaatiobiologisessa tutkimuksessa Eläinten tiheyden, aikuisten sukupuolten lukumääräsuhteen ja populaation tuottavuuden arviointi ovat tärkeitä populaatioista arvioitavia tekijöitä, jotka on erityisen tärkeää huomioida eläinten kannanhoidossa ja suojelussa. Nämä tekijät kuvaavat populaation hyvinvointia ja niiden avulla voidaan ennustaa sen rakennetta tulevaisuudessa. Eläinten tiheys riippuu niiden elinympäristön rakenteesta, sillä eläimet käyttävät vain harvoin kaikkia elinympäristöjä samanlaisesti. Siksi populaation rakennetta ja tiheyttä arvioitaessa on tärkeää tietää minkälaista elinympäristöä eläimet suosivat. Perinteisesti eläinpopulaatioita on tutkittu esimerkiksi fyysisesti pyydystämällä ja merkitsemällä yksilöitä esimerkiksi korvamerkein tai radiopannoin. Non-invasiiviset menetelmät, kuten DNA-näytteiden keräys ja riistakameroiden käyttö, ovat sen sijaan vaihtoehtoja, jotka eivät häiritse eläimiä. Nämä menetelmät ovat lisäksi kustannustehokkaita ja tuottavat tietoa yksilötason sijaan koko populaation laajuisesti. Tässä väitöskirjassa käytän non-invasiivista DNA-keräystä ja riistakameroita arvioidessani valkohäntäpeurapopulaatioiden (Odocoileus virginianus) rakennetta Suomessa. Analysoin näillä menetelmillä kerätyn aineiston Spatial Capture Recapture (SCR) ja Spatial Capture (SC) analyysimenetelmiä käyttäen arvioidakseni valkohäntäpeurojen tiheyttä, tuottavuutta, aikuisten sukupuolten lukumääräsuhdetta ja elinympäristön valintaa. Valkohäntäpeura on tärkeä riistaeläin, jonka kannan koko on kasvanut nopeasti sen jälkeen, kun se siirtoistutettiin Suomeen PohjoisAmerikasta 1930-luvulla. Väitöskirjani alussa vedän yhteen tämän hetkisen tieteellisen kirjallisuuden lajin biologiasta selvittääkseni, mitä valkohäntäpeurasta tiedetään sen Euroopan sisäisellä levinneisyysalueella. Tässä ensimmäisessä osatyössä keskityn Suomen valkohäntäpeurapopulaatioon, koska siirtoistutukset muualle Eurooppaan eivät ole olleet yhtä onnistuneita. Tämän väitöskirjan tutkimukset osoittavat, että non-invasiivinen DNA-keräys yhdessä SCR-analyysimenetelmien kanssa tuottaa vertailukelpoisen arvion valkohäntäpeurakannan tiheydestä ennen metsästyskauden alkua. Siitä huolimatta, menetelmässä on haasteensa liittyen erityisesti non-invasiivisissa näytteissä olevaan heikkolaatuiseen DNA:han. Ulostenäytteiden DNA:han ja SCR-menetelmiin pohjautuva valkohäntäpeuran tiheysarvio oli suurempi kuin riistakamera-aineistoon ja SC-menetelmiin perustuva arvio. SC-analyysi tarvitsee toimiakseen lisätietoa eläinten liikkuma-alueen laajuudesta. Tässä väitöskirjassa käytettiin kolmea eri vaihtoehtoa saada tämä tieto liikkuma-alueen koosta lisättyä analyyseihin, jotta saatiin arvioitua valkohäntäpeuran tiheys, sukupuolten lukumääräsuhde ja tuottavuus. Yksilöiden liikkuma-alueen kokoa arvioitiin 1) tieteellisestä kirjallisuudesta saataviin arvoihin perustuen, 2) riistakameroiden kanssa yhtäaikaisesti kerättyjen ulostenäytteiden DNA:sta SCR-menetelmin saatujen arvojen perusteella, ja 3) tunnistamalla aikuiset urokset riistakamerakuvista ja arvioimalla niiden liikkumaalueen koko SCR-menetelmin, jolloin naaraiden ja vasojen liikkuma-alueet perustuivat DNA:han ja SCR-menetelmiin. Riistakameroihin ja DNA:han perustuvat menetelmät arvioivat valkohäntäpeuran eri sukupuoli- ja ikäryhmiä hieman eri tavalla. DNA:n avulla ei voida tunnistaa eri ikäryhmiä toisistaan, mikä aiheuttaa haasteita arvioitaessa yksilöiden liikkuma-alueiden kokoa, koska DNA:han perustuvan SCR-menetelmän avulla ei voida tunnistaa eroja urosten ja naaraiden liikkumisessa. Vasat ovat suuri osa DNAaineistoa ja niiden liikkuma-alueet ovat kooltaan lähempänä niiden emien kuin urosten liikkuma-alueiden kokoja. Tämä vaikeuttaa esimerkiksi aikuisten urosten liikkumisen tutkimista DNA:n perusteella, koska suurin osa DNA aineiston uroksista on itseasiassa vasoja eikä aikuisia uroksia. Sen sijaan riistakamera-aineistoon perustuvan SC-menetelmän avulla huomattiin, että aikuiset urokset liikkuvat kolme kertaa laajemmilla alueilla kuin aikuiset naaraat. Tähän ongelmaan liittyen, DNA:n avulla pystyttiin tunnistamaan ainoastaan pienellä alueella tapahtuvat liikkumiset ja tätä edellämainittua riistakameroiden avulla havaittavaa urosten laajaa liikkumista ei havaittu DNA-aineistossa ollenkaan, vaikka DNA-keräysalueiden ja riistakameroiden väliset etäisyydet ja asettelu maastoon olivat samanlaiset. Todennäköisesti tästä johtuen DNA:han ja SCR-menetelmään perustuvat tiheysarviot olivat suuremmat verrattuna riistakameroihin ja SC-menetelmään perustuviin arvioihin. Kun mallinsin valkohäntäpeuran elinympäristön valintaa DNA:n ja SCRmenetelmien avulla, löysin, että myöhään kesällä valkohäntäpeurat valitsevat liikkumaalueensa viljelypelloille tai sekametsiin. Näitä elinympäristöjä suosittiin todennäköisesti niiden tarjoaman helposti saatavan ravinnon vuoksi. Näiden liikkuma-alueidensa sisällä valkohäntäpeuroja havaittiin todennäköisemmin lähellä peltoja, mutta lisäksi lähellä harvapuustoista metsämaata (esimerkiksi entiset hakkuualueet). Sen sijaan valkohäntäpeura ei suosi esimerkiksi havumetsää.Jos valkohäntäpeurojen tiheyttä olisi mallinnettu ilman, että oltaisiin otettu elinympäristön rakenteen vaihtelevuus huomioon, valkohäntäpeurojen tiheys olisi aliarvioitu. Tämä osoittaa, että eläinten elinympäristön valinta on tärkeä ottaa huomioon niiden tiheyksiä arvioitaessa. Yhteenvetona, non-invasiivinen DNA-keräys yhdessä SCR-menetelmän kanssa tuottaa vertailukelpoisen arvion valkohäntäpeurojen tiheydestä. Se on kuitenkin työläs menetelmä, joka ei välttämättä ole järkevä vaihtoehto lajin laajempaan valtakunnalliseen kannanarviointiin sovellettaessa. Siitä huolimatta, tällä menetelmällä saataisiin luotettava vertailukohta esimerkiksi kehitettäessä kannanarviointia muihin menetelmiin, kuten esimerkiksi riistakameroihin, perustuen. Tässä väitöskirjassa riistakameroihin ja SC-analyyseihin perustuva menetelmä tuotti vertailukelpoiset arviot valkohäntäpeurojen tiheydestä, aikuisten sukupuolten lukumääräsuhteesta ja kannan tuottavuudesta. Riistakameramenetelmä voisikin olla hyvä vaihtoehto laajempaan valkohäntäpeuran kannanseurantaan huomioiden kuitenkin tarpeen esimerkiksi koko ajan kehittyvälle automaattiselle kuvantunnistukselle. Koska SC-analyyseihin pohjautuva kameramenetelmä kuitenkin vaatisi lisätietoa yksilöiden liikkuma-alueiden koosta, yksi sovellettava vaihtoehto voisi olla toteuttaa joillakin alueilla satunnaisesti DNA:han ja SCR-menetelmiin perustuva arviointi valkohäntäpeurojen liikkumislaajuudesta

Spatial solutions supporting information exchange and knowledge creation

Architectural practice is a creative, knowledge-based organization, and therefore information exchange and knowledge creation are essential components of architects’ profession. However, these aspects of architectural practice are not studied widely. The objective of this study is to analyse how the mobility of the different types of workers’ effects on the information exchange and knowledge creation in a team-based office layout. The research material was collected from a semi-large Finnish architecture office. The methods employed are qualitative: theme interviews with the employees and the executives of the office, together with the informal on-site observations. The preliminary analysis of the research material indicates that the team-based office layout supported tacit knowledge exchange and creative group work. The team rooms, however, did not support the individual working preferences of the participants. Furthermore, the tacit knowledge remained inside the team and did not spread through the whole organization. Therefore, as a downside, the team-based working inhibited the information exchange and knowledge creation between different teams

Akateeminen työ ja oppiminen pandemian jälkeisessä ajassa : TOSI-TILAT-hankkeen loppuraportti

TOSI-tilat-tutkimushankkeessa tarkasteltiin työ- ja oppimisympäristöjen tulevaisuutta tilankäyttäjien - opiskelijoiden ja henkilökunnan – näkökulmasta. Pandemia on kiihdyttänyt akateemisen työn muutosta, jossa työskentely ja opiskelu ovat yhä vähemmän paikkaan sidottuja ja aiempaa joustavampia. Tutkimuksessa kartoitettiin sitä, miten yliopistoyhteisö haluaisi opiskella ja työskennellä tulevaisuudessa pandemian jälkeisessä ajassa. Millaiseksi muodostuvat kampusten roolit tulevaisuudessa? Entä miten hybridi- ja etämahdollisuuksiin yhteisössä suhtaudutaan? Tutkimuksen tuloksena syntyi katsaus pandemian vaikutuksista akateemisen työn ja opiskelun tilankäyttöön, -tarpeisiin ja -toiveisiin, sekä kehitykseen globaalissa kontekstissa. Tutkimusaineisto kerättiin haastattelujen, työpajojen ja kyselyn avulla. Lisäksi hahmoteltiin tulevaisuuden oppimis- ja työympäristöjen tilankäyttökonsepteja, jotka ovat hyödynnettävissä myös laajemmin eri yliopistokampuksilla. Tutkimus kohdistui Tampereen yliopiston rakennetun ympäristön tiedekuntaan sekä johtamisen ja talouden tiedekuntaan. Hankkeessa olivat mukana Suomen ylipistokiinteistöt oy, Kampuskehitys sekä rakennetun ympäristön tiedekunta

Non-invasive genetic monitoring involving citizen science enables reconstruction of current pack dynamics in a re-establishing wolf population

Background: Carnivores are re-establishing in many human-populated areas, where their presence is often contentious. Reaching consensus on management decisions is often hampered by a dispute over the size of the local carnivore population. Understanding the reproductive dynamics and individual movements of the carnivores can provide support for management decisions, but individual-level information can be difficult to obtain from elusive, wideranging species. Non-invasive genetic sampling can yield such information, but makes subsequent reconstruction of population history challenging due to incomplete population coverage and error-prone data. Here, we combine a collaborative, volunteer-based sampling scheme with Bayesian pedigree reconstruction to describe the pack dynamics of an establishing grey wolf (Canis lupus) population in south-west Finland, where wolf breeding was recorded in 2006 for the first time in over a century. Results: Using DNA extracted mainly from faeces collected since 2008, we identified 81 individual wolves and assigned credible full parentages to 70 of these and partial parentages to a further 9, revealing 7 breeding pairs. Individuals used a range of strategies to obtain breeding opportunities, including dispersal to established or new packs, long-distance migration and inheriting breeding roles. Gene flow occurred between all packs but inbreeding events were rare. Conclusions: These findings demonstrate that characterizing ongoing pack dynamics can provide detailed, locally-relevant insight into the ecology of contentious species such as the wolf. Involving various stakeholders in data collection makes these results more likely to be accepted as unbiased and hence reliable grounds for management decisions.Peer reviewe

Home, university, and other spaces : Where finnish and italian academics did research prior to and during the covid-19 pandemic

Peer reviewe

Estimating preharvest density, adult sex ratio, and fecundity of white-tailed deer using noninvasive sampling techniques

Adult sex ratio and fecundity (juveniles per female) are key population parameters in sustainable wildlife management, but inferring these requires abundance estimates of at least three age/sex classes of the population (male and female adults and juveniles). Prior to harvest, we used an array of 36 wildlife camera traps during 2 and 3 weeks in the early autumn of 2016 and 2017, respectively. We recorded white-tailed deer adult males, adult females, and fawns from the pictures. Simultaneously, we collected fecal DNA (fDNA) from 92 20 m x 20 m plots placed in 23 clusters of four plots between the camera traps. We identified individuals from fDNA samples with microsatellite markers and estimated the total sex ratio and population density using spatial capture-recapture (SCR). The fDNA-SCR analysis concluded equal sex ratio in the first year and female bias in the second year, and no difference in space use between sexes (fawns and adults combined). Camera information was analyzed in a spatial capture (SC) framework assuming an informative prior for animals' space use, either (a) as estimated by fDNA-SCR (same for all age/sex classes), (b) as assumed from the literature (space use of adult males larger than adult females and fawns), or (c) by inferring adult male space use from individually identified males from the camera pictures. These various SC approaches produced plausible inferences on fecundity, but also inferred total density to be lower than the estimate provided by fDNA-SCR in one of the study years. SC approaches where adult male and female were allowed to differ in their space use suggested the population had a female-biased adult sex ratio. In conclusion, SC approaches allowed estimating the preharvest population parameters of interest and provided conservative density estimates

Stirring the Construction Project Management with Co-creation and Continuous Improvement

AbstractGathering information that is capable to explain customers’ needs is usually seen as a quite straightforward part of the traditional construction process: a customer should be able to tell all relevant needs in the first stage so that a building could be designed and built according to the gained information. But the process is lacking of service abilities if a customer wants to modify the given information due to a change in circumstances, albeit such a change is easily caused due turbulent economic situations and long spans in real-estate development projects. Hence the customer perspective regarding the construction management (CM) process should be accommodated better. In this paper, the case studies of the four premises improvement projects are reported upon, where the CM process was altered to include and apply the concepts of continuous improvement and co-creation. The process documentation covered the impacts of the case project on the usability of the premises, the indoor climate conditions (carbon dioxide and temperature) metering, the time lapse cameras and the on-line user feedback system. The documentation consists of the minutes of the meetings, the financial reporting and the time tables.Both the processes and the results of the projects are analysed. Based on the key findings, some suggestions are put forth upon how to improve the CM process to better serve customer interests and quality improvement in the future

Crises Never Come Alone

Kriiseillä on moninaisia vaikutuksia yhteiskuntaan, kuten koronaviruspandemia on viimeksi osoittanut. Rakennetun ympäristön mukautumiskyky voi auttaa ehkäisemään kriisistä seuraavien toissijaisten kriisien puhkeamista, mikä antaa arkkitehdeille tärkeän roolin kriisien ratkaisijoina.Crises have manifold effects on the society, as the Covid-19 pandemic has recently shown. However, a more resilient built environment can help prevent secondary crises from unfolding, which makes architects part of the solution.publishedVersio

Factors affecting structural properties and in vitro starch digestibility of extruded starchy foams containing bran

Article title: Factors affecting structural properties and in vitro starch digestibility of extruded starchy foams containing bran Article reference: YJCRS2207 Journal title: Journal of Cereal Science First author: Syed Ariful Alam Final version published online: 7-SEP-2016 Full bibliographic details: Journal of Cereal Science (2016), pp. 190-197 DOI information: 10.1016/j.jcs.2016.08.018Rye bran of two different particle sizes (coarse: 440 mm and fine: 28 mm) were prepared by milling of commercial rye bran. Coarse and fine rye bran was added into a blend of rye endosperm flour and corn starch (70:30) to achieve two bran levels, 15 or 30%, to produce directly puffed extrudates. A co-rotating twin screw extruder was used with a screw speed of 500 rpm, barrel temperature profile: 40-70-75-90- 95-110-110 C and constant feed rate of 67 g/min. Feed moisture content of 17% was used either as in barrel-water feed or as preconditioning. Fine bran addition effectively improved macrostructural properties as compared to coarse bran through increasing expansion by 3.3e11.7% and piece density by 3.8 e10.5%. Reduction of bran particle size significantly (P < 0.05) increased crispiness by 66.7e203.3%. Particle size reduction of bran had only minor influences on cell wall thickness, cell area and hydrolysis index of the extrudates. Extrudates made with 30% fine bran at in barrel-water feed provided the crispiest extrudates with lower in vitro hydrolysis index. The results demonstrated that the macrostructural and mechanical properties of extrudates containing rye bran can be improved by reducing bran particle size.Peer reviewe

Koronan vaikutukset vapaa-ajan palveluiden ja tilojen käyttöön

Tutkimushankkeessa selvitettiin Covid 19-pandemian vaikutuksia vapaa-ajanpalveluiden tuotantoon ja käyttöön, sekä palveluiden tulevaisuudennäkymiä ja haasteita pandemian jälkeen. Tutkimusmenetelminä käytettiin haastatteluita, kyselytutkimusta (otos 4400) sekä työpajoja. Raportissa esitetään hankkeen tulokset.</p