Covariation of Mitochondrial Genome Size with Gene Lengths: Evidence for Gene Length Reduction During Mitochondrial Evolution

Reduction of genome size and gene shortening have been observed in a number of parasitic and mutualistic intracellular symbionts. Reduction of coding capacity is also a unifying principle in the evolutionary history of mitochondria, but little is known about the evolution of gene length in mitochondria. The genes for cytochrome c oxidase subunits I-III, cytochrome b, and the large and small subunit rRNAs are, with very few exceptions, always found on the mitochondrial genome. These resident mitochondrial genes can therefore be used to test whether the reduction in gene lengths observed in a number of intracellular symbionts is also seen in mitochondria. Here we show that resident mitochondrial gene products are shorter than their corresponding counterparts in α-proteobacteria and, furthermore, that the reduction of mitochondrial genome size is correlated with a reduction in the length of the corresponding resident gene products. We show that relative genomic AT content, which has been identified as a factor influencing gene lengths in other systems, cannot explain gene length/genome size covariance observed in mitochondria. Our data are therefore in agreement with the idea that gene length evolves as a consequence of selection for smaller genomes, either to avoid accumulation of deleterious mutations or triggered by selection for a replication advantag

Vergleichende Untersuchungen zum Einfluss des Kolostrum-Drenchens bei neugeborenen Kälbern auf Immunstatus und Gesundheit

The IgG status, the weight gain and the disease incidence in 262 newborn calves from 15 typical dairies in the “Unterallgäu” in Bavaria were investigated in a field trial by comparing two different methods of colostrum feeding. 125 calves were fed with 3.0 l of first colostrum by tube feeder (experimental group) and 137 calves were fed 2.1 l of colostrum by bucket (control group). Calves fed by tube feeder received their first colostrum 1.7 hours after birth, significantly earlier then those fed by bucket (3.0 hours after birth). There was no significant difference in the mean serum IgG concentration between tube fed calves (19.04 g/l) and control calves (17.16 g/l). The timing of first colostrum ingestion after birth and the volume of colostrum fed at the first feeding correlated positively, but rather weakly with the serum IgG concentration. A significant difference can be found between force fed calves and bucket fed calves with regard to the risk of failure of passive transfer. 32.1 % of the control calves had fpt but only 19.4 % of the tube fed calves. During the first two weeks of life the average daily gain was 0.39 kg and no significant difference can be found between the experimental group and the control group. Fpt was associated with a reduction in average daily gain of 0.15 kg and diarrhea, umbilical infection and respiratory diseases decreased body weight gain daily by 0.23 kg, 0.19 kg and 0.15 kg, respectively. There was a significant positive correlation between serum IgG concentration and the average daily gain. A score system was developed for the evaluation of the clinical findings in the following parameters: general health status, sucking behaviour, skin turgor, position of the eyeballs, body temperature, findings concerning the umbilical region, the digestive and respiratory tract. At the first clinical examination, tube fed calves achieved an average of 19.3 points of a maximum of 20 points and bucket fed calves an average of 19.2 points. At the final clinical examination tube fed calves achieved 19.3 points and bucket fed calves 18.9 points. Apart from the results of the final clinical examination, no significant differences in total points between the experimental group and the control group were found. Control calves reached significant lower points only at “skin turgor” and “position of the eyeballs” on day 2 after birth and significant lower points at “digestive tract” at the final clinical examination. Diarrhea was the most frequently diagnose. About 32.4 % of all calves showed signs of diarrhea, 18.3 % of the calves developed a reluctance to drink, 15.3 % had an umbilical infection and 14.1 % showed signs of a respiratory disease but there were no significant differences in disease incidence between the experimental group and the control group. The average treatment costs per calf were 7.87 Euro. The results showed no significant differences between force fed calves and bucket fed calves with respect to frequency and type of veterinary intervention. Only the serum IgG concentration and the total points at the first clinical examination as well as the serum IgG concentration and the points at “umbilical region” at the final clinical examination showed a significant positive correlation. The results showed no close relation between a low immunoglobulin concentration and a higher susceptibility to disease. It is true that calves suffering from fpt reached lower total points at the first clinical examination and lower points at “umbilical region” as well as a higher umbilical infection incidence, but in most cases there were no statistically differences between calves with fpt and calves with an adequate serum IgG concentration in disease incidence or in health status. Conclusion: Routine drenching of neonatal calves with colostrum offers no relevant advantage over early bucket-feeding of an adequate volume of colostrum.In einem Feldversuch im Unterallgäu wurden an 262 Kälbern aus 15 Betrieben Untersuchungen zur Serum-IgG-Konzentration, zur Körpermassenentwicklung und zur Krankheitsanfälligkeit in Abhängigkeit von der Kolostrumtränkemethode durchgeführt. Dabei wurden 125 Kälber kurze Zeit post natum einmalig mit 3,0 l Erstgemelkskolostrum gedrencht (Versuchsgruppe) und 137 Kälber erhielten durchschnittlich 2,1 l Kolostrum auf betriebsübliche Art über einen Saugeimer (Kontrollgruppe). Von den Tierbesitzern gedrenchte Kälber erhielten das erste Kolostrum durchschnittlich 1,7 Stunden post natum und damit signifikant früher als Kälber, die über einen Saugeimer getränkt wurden (3,0 Stunden post natum). Die Serum-IgG-Konzentration der gedrenchten Kälber lag im Mittel bei 19,04 g/l und bei saugeimergetränkten Kälbern bei 17,16 g/l (Mann-Whitney-U-Test nicht signifikant). Der Zeitpunkt der ersten Kolostrumtränke post natum und das bei der ersten Tränke verabreichte Kolostrumvolumen zeigten eine schwache, aber signifikante Korrelation mit der Serum-IgG-Konzentration. Signifikante Unterschiede zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe ergaben sich in der Inzidenz eines „failure of passive transfer“ (< 10 g IgG/l Blut). Bei 32,1 % der saugeimergetränkten Kälber und bei 19,4 % der gedrenchten Kälber konnte ein mangelhafter passiver Transfer von Immunglobulinen festgestellt werden. Während des vierzehntägigen Versuchszeitraumes zeigten die Probanden eine durchschnittliche tägliche Körpermassenzunahme von 0,39 kg wobei keine signifikanten Unterschiede zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe festgestellt werden konnten. Ein diagnostizierter „failure of passive transfer“ (fpt) sowie Durchfall-, Nabel- und Respirationstrakterkrankungen führten zu einer signifikanten Reduktion der täglichen Körpermassenzunahme um 0,15 kg bzw. 0,23 kg, 0,19 kg und 0,15 kg. Zwischen der Serum-IgG-Konzentration am zweiten Tag post natum und der täglichen Körpermassenzunahme konnte eine positive signifikante Korrelation festgestellt werden. Zur objektiven Beurteilung des Gesundheitszustandes wurden die Probanden nach einem Punkteschema mit einer Maximalpunktzahl von 20 Punkten pro Kalb und Untersuchung bewertet. Gedrenchte Kälber erzielten bei der ersten klinischen Untersuchung am zweiten Tag post natum eine durchschnittliche Gesamtpunktzahl von 19,3 Punkten und saugeimer-getränkte Kälber 19,2 Punkte. Bei der klinischen Abschlussuntersuchung (14. Tag post natum) entsprechend 19,3 Punkte und 18,9 Punkte. Eine dritte klinische Untersuchung wurde bei akuter Erkrankung der Kälber durchgeführt. Hierbei erzielten gedrenchte Kälber 15,6 Punkte und saugeimergetränkte Kälber 14,7 Punkte. Außer bei der klinischen Abschluss-untersuchung konnten keine signifikanten Unterschiede in der Gesamtpunktzahl zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe festgestellt werden. Kälber, die über einen Saugeimer getränkt wurden zeigten am zweiten Tag post natum eine signifikant niedrigere Punktzahl bei der Bewertung der Parameter „Hautturgor“ und „Bulbus“ sowie bei der Abschlussuntersuchung eine signifikant niedrigere Punktzahl im Bereich „Digestionstrakt“. Die Diagnose „Durchfall“ wurde bei 32,4 % aller Probanden und somit am häufigsten gestellt. Bei 18,3 % der Kälber wurde eine Trinkschwäche diagnostiziert und 15,3 % der Kälber zeigten Symptome einer Nabelentzündung. 14,1 % der Probanden entwickelten eine Erkrankung des Respirationstraktes. Zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe konnten keine signifikanten Unterschiede bezüglich der Krankheitsinzidenzen festgestellt werden. Die durchschnittlichen Tierarztkosten betrugen 7,87 Euro pro Kalb und unterschieden sich nicht signifikant zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe. Gedrenchte Kälber und saugeimergetränkte Kälber zeigten keine signifikanten Unterschiede bezüglich der Häufigkeit tierärztlicher Therapien. In den meisten Fällen konnten keine Einflüsse der Serum-IgG-Konzentration auf die bei den klinischen Untersuchungen vergebenen Punktzahlen ermittelt werden. Lediglich zwischen der Serum-IgG-Konzentration und der Gesamtpunktzahl bei der ersten klinischen Untersuchung sowie der Punktzahl im Bereich „Nabel“ bei der klinischen Abschlussuntersuchung, konnte eine positive signifikante Korrelation festgestellt werden. Fpt-Kälber erzielten eine signifikant niedrigere Gesamtpunktzahl und eine niedrigere Punktzahl im Bereich „Digestionstrakt“ bei der ersten klinischen Untersuchung sowie eine signifikant niedrigere Punktzahl bei der Bewertung des Gesundheitsparameters „Nabel“ bei der klinischen Abschlussuntersuchung. Dies zeigte sich auch in einer erhöhten Omphalitisinzidenz für fpt-Kälber. Kälber mit einem „failure of passive transfer“ unterschieden sich ansonsten nicht signifikant bezüglich ihrer Krankheitsanfälligkeit oder ihrer Punktzahlen bei den klinischen Untersuchungen von Kälbern mit ausreichend Immunglobulinen im Serum

Erfassung, Erkennung und qualitative Analyse von menschlicher Bewegung

Visionen vom Internet of Things und der nahtlosen Einbettung der virtuellen Welt in den physischen Alltag des Menschen sind durch ubiquitäre Vernetzung, stationäre und mobile Computer sowie miniaturisierte Sensorik längst Realität geworden. Zusammen mit Algorithmen des Data Minings und der künstlichen Intelligenz werden so kontextsensitive Dienste und vernetzte Alltagsgegenstände geschaffen, welche einen immensen Mehrwert im privaten, kommerziellen und industriellen Raum schaffen. Im Rahmen dieses Szenarios vielbeachtete Forschungsgebiete sind die Erschließung von menschlichem Kontext und die menschliche Aktivitätserkennung mithilfe von mobiler Sensorik. Während es auf dem Gebiet der rein quantitativen Erkennung von menschlicher Aktivität bereits viele Verfahren zur Vorhersage und Erkennung von Bewegungsereignissen auf Basis von Bewegungs- oder Tiefeninformationen sowie visueller Sensorik gibt, sind Konzepte zur feingranularen, automatisierten Analyse mit qualitativem Schwerpunkt bislang kaum existent. Typische Anwendungsgebiete für diese sind zum Beispiel die Identifikation von Notfallsituationen im medizinischen Bereich oder die Erkennung von Fehlstellungen und Anomalien bei physischer, menschlicher Aktivität. Um solche Fragestellungen aus dem Bereich der Erfassung, Erkennung und qualitativen Analyse von menschlicher Bewegungsaktivität zu adressieren, wird in dieser Arbeit zunächst ein ganzheitliches, verteiltes Sensorsystem, welches auf Basis von Bewegungsinformationen menschliche Bewegungsaktivität untersucht, spezifiziert. Anschließend wird ein Vorgehen zur automatisierten und qualitativen Analyse individueller, wiederkehrender, menschlicher Bewegungsereignisse, mithilfe eines adaptiven Segmentierungsverfahrens und eines Konzepts zur Formalisierung und Diskretisierung von subjektiven Qualitätsmerkmalen in menschlichen Bewegungsabläufen, vorgestellt. Im Anschluss steht die qualitative Untersuchung von nicht vorhersehbarer, menschlicher Bewegungsaktivität im Fokus. Hierzu werden neue Konzepte zur Segmentierung und zur generischen Projektion der physischen, menschlichen Leistung des Menschen auf diskrete Merkmalsvektoren vorgestellt. Zusammengefasst stellt die vorliegende Arbeit ein umfassendes Paket zur generischen Untersuchung von menschlicher Bewegungsaktivität vor. Mit diesem lassen sich quantitative und qualitative Analysen von Bewegungsaktivität für sowohl wiederkehrende als auch für nicht vorhersehbare, menschliche Bewegungsereignisse effizient umsetzen.The visions created by the Internet of Things, which encompass the seamless embedding of the virtual world into daily human life have become reality by now. One important reason for that is the ubiquitous availability of fast communication connections, of stationary as well as of mobile computers, and of miniaturized sensors and wearables. Thereby, the combination of this infrastructure along with data mining algorithms and concepts of artificial intelligence allow the creation of context-aware services and interconnected items of daily life, which provide vast added value for potential users. Related to that, the recognition of human activity by using mobile sensors as a basis and the extraction of human context are currently much-noticed aspects within this field of research. By now, concepts focusing on quantitative recognition of human activity are a well studied area while examinations targeting qualitative analysis are currently handled only sparsely. Typical szenarios of usage for such concepts, which target qualitative analysis, are, e.g., the detection of emergency cases within medical environments or of anomalies within human movement during the conduction of physical activities. In order to target research questions related to these qualitative topics, a holistic, distributed sensor system, which is capable of capturing and analyzing human motion is developed within this work at first. Subsequently, a concept for automated, qualitative assessment of individual, recurrent human motion events is presented. Therefore, it makes usage of a new adaptive segmentation algorithm and proposes an advance for formalization and discretization of subjective characteristics of quality within physical human activities. Afterwards, this work deals with the qualitative analysis of non-recurrent human motion. For this purpose, new concepts of segmentation are necessary and a new approach for generic projection of physical human performance onto discrete feature vectors is introduced. To sum up, this thesis presents a comprehensive package for generic analysis of human motion activity. Therefore, it enables the detailed and efficient examination of recurrent as well as of non-recurrent human motion and moreover, allows a qualitative as well as a quantitative focus of analysis

Vergleichende Untersuchungen zum Einfluss des Kolostrum-Drenchens bei neugeborenen Kälbern auf Immunstatus und Gesundheit

The IgG status, the weight gain and the disease incidence in 262 newborn calves from 15 typical dairies in the “Unterallgäu” in Bavaria were investigated in a field trial by comparing two different methods of colostrum feeding. 125 calves were fed with 3.0 l of first colostrum by tube feeder (experimental group) and 137 calves were fed 2.1 l of colostrum by bucket (control group). Calves fed by tube feeder received their first colostrum 1.7 hours after birth, significantly earlier then those fed by bucket (3.0 hours after birth). There was no significant difference in the mean serum IgG concentration between tube fed calves (19.04 g/l) and control calves (17.16 g/l). The timing of first colostrum ingestion after birth and the volume of colostrum fed at the first feeding correlated positively, but rather weakly with the serum IgG concentration. A significant difference can be found between force fed calves and bucket fed calves with regard to the risk of failure of passive transfer. 32.1 % of the control calves had fpt but only 19.4 % of the tube fed calves. During the first two weeks of life the average daily gain was 0.39 kg and no significant difference can be found between the experimental group and the control group. Fpt was associated with a reduction in average daily gain of 0.15 kg and diarrhea, umbilical infection and respiratory diseases decreased body weight gain daily by 0.23 kg, 0.19 kg and 0.15 kg, respectively. There was a significant positive correlation between serum IgG concentration and the average daily gain. A score system was developed for the evaluation of the clinical findings in the following parameters: general health status, sucking behaviour, skin turgor, position of the eyeballs, body temperature, findings concerning the umbilical region, the digestive and respiratory tract. At the first clinical examination, tube fed calves achieved an average of 19.3 points of a maximum of 20 points and bucket fed calves an average of 19.2 points. At the final clinical examination tube fed calves achieved 19.3 points and bucket fed calves 18.9 points. Apart from the results of the final clinical examination, no significant differences in total points between the experimental group and the control group were found. Control calves reached significant lower points only at “skin turgor” and “position of the eyeballs” on day 2 after birth and significant lower points at “digestive tract” at the final clinical examination. Diarrhea was the most frequently diagnose. About 32.4 % of all calves showed signs of diarrhea, 18.3 % of the calves developed a reluctance to drink, 15.3 % had an umbilical infection and 14.1 % showed signs of a respiratory disease but there were no significant differences in disease incidence between the experimental group and the control group. The average treatment costs per calf were 7.87 Euro. The results showed no significant differences between force fed calves and bucket fed calves with respect to frequency and type of veterinary intervention. Only the serum IgG concentration and the total points at the first clinical examination as well as the serum IgG concentration and the points at “umbilical region” at the final clinical examination showed a significant positive correlation. The results showed no close relation between a low immunoglobulin concentration and a higher susceptibility to disease. It is true that calves suffering from fpt reached lower total points at the first clinical examination and lower points at “umbilical region” as well as a higher umbilical infection incidence, but in most cases there were no statistically differences between calves with fpt and calves with an adequate serum IgG concentration in disease incidence or in health status. Conclusion: Routine drenching of neonatal calves with colostrum offers no relevant advantage over early bucket-feeding of an adequate volume of colostrum.In einem Feldversuch im Unterallgäu wurden an 262 Kälbern aus 15 Betrieben Untersuchungen zur Serum-IgG-Konzentration, zur Körpermassenentwicklung und zur Krankheitsanfälligkeit in Abhängigkeit von der Kolostrumtränkemethode durchgeführt. Dabei wurden 125 Kälber kurze Zeit post natum einmalig mit 3,0 l Erstgemelkskolostrum gedrencht (Versuchsgruppe) und 137 Kälber erhielten durchschnittlich 2,1 l Kolostrum auf betriebsübliche Art über einen Saugeimer (Kontrollgruppe). Von den Tierbesitzern gedrenchte Kälber erhielten das erste Kolostrum durchschnittlich 1,7 Stunden post natum und damit signifikant früher als Kälber, die über einen Saugeimer getränkt wurden (3,0 Stunden post natum). Die Serum-IgG-Konzentration der gedrenchten Kälber lag im Mittel bei 19,04 g/l und bei saugeimergetränkten Kälbern bei 17,16 g/l (Mann-Whitney-U-Test nicht signifikant). Der Zeitpunkt der ersten Kolostrumtränke post natum und das bei der ersten Tränke verabreichte Kolostrumvolumen zeigten eine schwache, aber signifikante Korrelation mit der Serum-IgG-Konzentration. Signifikante Unterschiede zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe ergaben sich in der Inzidenz eines „failure of passive transfer“ (< 10 g IgG/l Blut). Bei 32,1 % der saugeimergetränkten Kälber und bei 19,4 % der gedrenchten Kälber konnte ein mangelhafter passiver Transfer von Immunglobulinen festgestellt werden. Während des vierzehntägigen Versuchszeitraumes zeigten die Probanden eine durchschnittliche tägliche Körpermassenzunahme von 0,39 kg wobei keine signifikanten Unterschiede zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe festgestellt werden konnten. Ein diagnostizierter „failure of passive transfer“ (fpt) sowie Durchfall-, Nabel- und Respirationstrakterkrankungen führten zu einer signifikanten Reduktion der täglichen Körpermassenzunahme um 0,15 kg bzw. 0,23 kg, 0,19 kg und 0,15 kg. Zwischen der Serum-IgG-Konzentration am zweiten Tag post natum und der täglichen Körpermassenzunahme konnte eine positive signifikante Korrelation festgestellt werden. Zur objektiven Beurteilung des Gesundheitszustandes wurden die Probanden nach einem Punkteschema mit einer Maximalpunktzahl von 20 Punkten pro Kalb und Untersuchung bewertet. Gedrenchte Kälber erzielten bei der ersten klinischen Untersuchung am zweiten Tag post natum eine durchschnittliche Gesamtpunktzahl von 19,3 Punkten und saugeimer-getränkte Kälber 19,2 Punkte. Bei der klinischen Abschlussuntersuchung (14. Tag post natum) entsprechend 19,3 Punkte und 18,9 Punkte. Eine dritte klinische Untersuchung wurde bei akuter Erkrankung der Kälber durchgeführt. Hierbei erzielten gedrenchte Kälber 15,6 Punkte und saugeimergetränkte Kälber 14,7 Punkte. Außer bei der klinischen Abschluss-untersuchung konnten keine signifikanten Unterschiede in der Gesamtpunktzahl zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe festgestellt werden. Kälber, die über einen Saugeimer getränkt wurden zeigten am zweiten Tag post natum eine signifikant niedrigere Punktzahl bei der Bewertung der Parameter „Hautturgor“ und „Bulbus“ sowie bei der Abschlussuntersuchung eine signifikant niedrigere Punktzahl im Bereich „Digestionstrakt“. Die Diagnose „Durchfall“ wurde bei 32,4 % aller Probanden und somit am häufigsten gestellt. Bei 18,3 % der Kälber wurde eine Trinkschwäche diagnostiziert und 15,3 % der Kälber zeigten Symptome einer Nabelentzündung. 14,1 % der Probanden entwickelten eine Erkrankung des Respirationstraktes. Zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe konnten keine signifikanten Unterschiede bezüglich der Krankheitsinzidenzen festgestellt werden. Die durchschnittlichen Tierarztkosten betrugen 7,87 Euro pro Kalb und unterschieden sich nicht signifikant zwischen Versuchs- und Kontrollgruppe. Gedrenchte Kälber und saugeimergetränkte Kälber zeigten keine signifikanten Unterschiede bezüglich der Häufigkeit tierärztlicher Therapien. In den meisten Fällen konnten keine Einflüsse der Serum-IgG-Konzentration auf die bei den klinischen Untersuchungen vergebenen Punktzahlen ermittelt werden. Lediglich zwischen der Serum-IgG-Konzentration und der Gesamtpunktzahl bei der ersten klinischen Untersuchung sowie der Punktzahl im Bereich „Nabel“ bei der klinischen Abschlussuntersuchung, konnte eine positive signifikante Korrelation festgestellt werden. Fpt-Kälber erzielten eine signifikant niedrigere Gesamtpunktzahl und eine niedrigere Punktzahl im Bereich „Digestionstrakt“ bei der ersten klinischen Untersuchung sowie eine signifikant niedrigere Punktzahl bei der Bewertung des Gesundheitsparameters „Nabel“ bei der klinischen Abschlussuntersuchung. Dies zeigte sich auch in einer erhöhten Omphalitisinzidenz für fpt-Kälber. Kälber mit einem „failure of passive transfer“ unterschieden sich ansonsten nicht signifikant bezüglich ihrer Krankheitsanfälligkeit oder ihrer Punktzahlen bei den klinischen Untersuchungen von Kälbern mit ausreichend Immunglobulinen im Serum

Erfassung, Erkennung und qualitative Analyse von menschlicher Bewegung

Visionen vom Internet of Things und der nahtlosen Einbettung der virtuellen Welt in den physischen Alltag des Menschen sind durch ubiquitäre Vernetzung, stationäre und mobile Computer sowie miniaturisierte Sensorik längst Realität geworden. Zusammen mit Algorithmen des Data Minings und der künstlichen Intelligenz werden so kontextsensitive Dienste und vernetzte Alltagsgegenstände geschaffen, welche einen immensen Mehrwert im privaten, kommerziellen und industriellen Raum schaffen. Im Rahmen dieses Szenarios vielbeachtete Forschungsgebiete sind die Erschließung von menschlichem Kontext und die menschliche Aktivitätserkennung mithilfe von mobiler Sensorik. Während es auf dem Gebiet der rein quantitativen Erkennung von menschlicher Aktivität bereits viele Verfahren zur Vorhersage und Erkennung von Bewegungsereignissen auf Basis von Bewegungs- oder Tiefeninformationen sowie visueller Sensorik gibt, sind Konzepte zur feingranularen, automatisierten Analyse mit qualitativem Schwerpunkt bislang kaum existent. Typische Anwendungsgebiete für diese sind zum Beispiel die Identifikation von Notfallsituationen im medizinischen Bereich oder die Erkennung von Fehlstellungen und Anomalien bei physischer, menschlicher Aktivität. Um solche Fragestellungen aus dem Bereich der Erfassung, Erkennung und qualitativen Analyse von menschlicher Bewegungsaktivität zu adressieren, wird in dieser Arbeit zunächst ein ganzheitliches, verteiltes Sensorsystem, welches auf Basis von Bewegungsinformationen menschliche Bewegungsaktivität untersucht, spezifiziert. Anschließend wird ein Vorgehen zur automatisierten und qualitativen Analyse individueller, wiederkehrender, menschlicher Bewegungsereignisse, mithilfe eines adaptiven Segmentierungsverfahrens und eines Konzepts zur Formalisierung und Diskretisierung von subjektiven Qualitätsmerkmalen in menschlichen Bewegungsabläufen, vorgestellt. Im Anschluss steht die qualitative Untersuchung von nicht vorhersehbarer, menschlicher Bewegungsaktivität im Fokus. Hierzu werden neue Konzepte zur Segmentierung und zur generischen Projektion der physischen, menschlichen Leistung des Menschen auf diskrete Merkmalsvektoren vorgestellt. Zusammengefasst stellt die vorliegende Arbeit ein umfassendes Paket zur generischen Untersuchung von menschlicher Bewegungsaktivität vor. Mit diesem lassen sich quantitative und qualitative Analysen von Bewegungsaktivität für sowohl wiederkehrende als auch für nicht vorhersehbare, menschliche Bewegungsereignisse effizient umsetzen.The visions created by the Internet of Things, which encompass the seamless embedding of the virtual world into daily human life have become reality by now. One important reason for that is the ubiquitous availability of fast communication connections, of stationary as well as of mobile computers, and of miniaturized sensors and wearables. Thereby, the combination of this infrastructure along with data mining algorithms and concepts of artificial intelligence allow the creation of context-aware services and interconnected items of daily life, which provide vast added value for potential users. Related to that, the recognition of human activity by using mobile sensors as a basis and the extraction of human context are currently much-noticed aspects within this field of research. By now, concepts focusing on quantitative recognition of human activity are a well studied area while examinations targeting qualitative analysis are currently handled only sparsely. Typical szenarios of usage for such concepts, which target qualitative analysis, are, e.g., the detection of emergency cases within medical environments or of anomalies within human movement during the conduction of physical activities. In order to target research questions related to these qualitative topics, a holistic, distributed sensor system, which is capable of capturing and analyzing human motion is developed within this work at first. Subsequently, a concept for automated, qualitative assessment of individual, recurrent human motion events is presented. Therefore, it makes usage of a new adaptive segmentation algorithm and proposes an advance for formalization and discretization of subjective characteristics of quality within physical human activities. Afterwards, this work deals with the qualitative analysis of non-recurrent human motion. For this purpose, new concepts of segmentation are necessary and a new approach for generic projection of physical human performance onto discrete feature vectors is introduced. To sum up, this thesis presents a comprehensive package for generic analysis of human motion activity. Therefore, it enables the detailed and efficient examination of recurrent as well as of non-recurrent human motion and moreover, allows a qualitative as well as a quantitative focus of analysis

The initial conditions of isolated star formation - VI. SCUBA mapping of prestellar cores

Observations have been carried out with SCUBA at the JCMT of 52 molecular cloud cores that do not contain any sign of protostellar activity. These are all therefore candidate prestellar cores, which are believed to represent the stage of star formation that precedes the formation of a protostar. 29 of the 52 cores were detected at 850 microns at varying levels of signal-to-noise ratio greater than 3 sigma at peak. The detected cores were split into 'bright' cores and `intermediate' cores, depending on their peak flux density at 850 microns. Cores with peak 850 microns flux densities greater than 170 mJy/beam were designated 'bright' (13 cores), while those flux densities below this value were designated 'intermediate' (16 cores). This dividing line corresponds to A_v~50 under typical assumptions. The data are combined with our previously published ISO data, and the physical parameters of the cores, such as density and temperature, are calculated. Detailed fitting of the bright core radial profiles shows that they are not critical Bonnor-Ebert spheres, in agreement with previous findings. However, we find that intermediate cores, such as B68 (which has previously been claimed to be a Bonnor-Ebert sphere), may in fact be consistent with the Bonnor-Ebert criterion, suggesting perhaps that cores pass through such a phase during their evolution. We make rough estimates of core lifetimes based on the statistics of detections and find that the lifetime of a prestellar core is roughly ~3x10^5 years, while that of a bright core is \~1.5x10^5 years. Comparisons with some magnetic and turbulence regulated collapse models show that no model can match all of the data. Models that are tuned to fit the total prestellar core lifetime, do not predict the relative numbers of cores seen at each stage.Comment: 23 pages, 52 figures, accepted by MNRAS, alternate PDF w/all figures available from http://www.astro.cf.ac.uk/pub/Derek.Ward-Thompson/publications.htm

Radiative transfer models of non-spherical prestellar cores

We present 2D Monte Carlo radiative transfer simulations of prestellar cores. We consider two types of asymmetry: disk-like asymmetry, in which the core is denser towards the equatorial plane than towards the poles; and axial asymmetry, in which the core is denser towards the south pole than the north pole. We limit our treatment to cores with mild asymmetries, which are exposed directly to the interstellar radiation field or are embedded inside molecular clouds. The isophotal maps of a core depend strongly on the viewing angle. Maps at wavelengths longer than the peak of the SED (e.g. 850 micron) essentially trace the column-density. Thus, for instance, cores with disk-like asymmetry appear elongated when mapped at 850 micron from close to the equatorial plane. However, at wavelengths near the peak of the SED (e.g. 200 micron), the emissivity is more strongly dependent on the temperature, and therefore, at particular viewing angles, there are characteristic features which reflect a more complicated convolution of the density and temperature fields within the core. These characteristic features are on scales 1/5 to 1/3 of the overall core size, and so high resolution observations are needed to observe them. They are also weaker if the core is embedded in a molecular cloud (because the range of temperature within the core is then smaller), and so high sensitivity is needed to detect them. Herschel, to be launched in 2007, will in principle provide the necessary resolution and sensitivity at 170 to 250 micron.Comment: 16 pages, 22 figures, accepted by A&A, also available (with high resolution figures) at http://www.astro.cf.ac.uk/pub/Dimitrios.Stamatellos/publications

Radiative Transfer in Prestellar Cores: A Monte Carlo Approach

We use our Monte Carlo radiative transfer code to study non-embedded prestellar cores and cores that are embedded at the centre of a molecular cloud. Our study indicates that the temperature inside embedded cores is lower than in isolated non-embedded cores, and generally less than 12 K, even when the cores are surrounded by an ambient cloud of small visual extinction (Av~5). Our study shows that the best wavelength region to observe embedded cores is between 400 and 500 microns, where the core is quite distinct from the background. We also predict that very sensitive observations (~1-3 MJy/sr) at 170-200 microns can be used to estimate how deeply a core is embedded in its parent molecular cloud. Finally, we present preliminary results of asymmetric models of non-embedded cores.Comment: 8 pages, 15 figures, to appear in the conference proceedings of "Open Issues in Local Star Formation and Early Stellar Evolution", held in Ouro Preto (Brazil), April 5-10, 200

Performance and digestibiliy of early weaned pigs receiving rice, corn grains or dark wheat flour

The effect of the utilization of corn grain, broked rice and dark wheat flour as starch source in raw or cooked form on performance, small intestine morphology and energy and nitrogen metabolism of piglets was evaluated. Seventy two piglets, weaned at 16 days of age, were located in 30 metabolism cages with 2 or 3 piglets. They received water and feed ad libitum and were kept in a thermoneutral environmental. Diets with dark wheat flour resulted in higher body weight and daily weight gain and a better feed: gain ratio than diets whit corn grain. Daily feed intake was not affect by starch sources. Cooked sources were not superior to raw sources in animal performance. Diets based on raw dark wheat flour and raw broken rice showed a higher gross profit at the end of feeding trial. These same diets showed a higher coefficient of apparent digestibility of dry matter and gross energy and a higher metabolizability of energy, than diets based on corn grain. The crude protein coefficient of apparent digestibility and the daily nitrogen retention were greater for diets based on dark wheat flour than for corn diets. These results can be partly explained by the greater crude protein and aminoacids levels of the diet with wheat. Neither villi height, nor cript depth were different of days 8, 16 and 22 of experiment, relative to the offered diets. Otherwise, villi height incresed significantly from day 8 to 16, while cript depth did not show significant change over this period (In portuguese)