Restoration of endangered epiphytic lichens in fragmented forest landscapes

In a situation with increasingly rapid changes in landscape mosaics, driven by large-scale forestry and future climate change, a number of epiphytic lichens are now becoming threatened. Many of these species are limited either by dispersal or the subsequent processes of immobilisation on the substrate and germination. Overcoming the bottleneck of dispersal and/or reproduction may therefore constitute a key factor in species conservation. The main aim of this thesis is to evaluate different strategies to optimise efficiency in restoration of populations of endangered epiphytic lichens in fragmented forest landscapes, with a special emphasis on the importance of habitat quality and transplantation techniques. The thesis includes the development of a modeling tool for habitat evaluation in relation to photosynthetic performance of individual species (III); exploration of underlying causes for habitat restrictions in hydrophilic lichens (IV); and identification of habitat and substrate characteristics that 1) are associated with high vitality in natural populations of hydrophilic lichens (II), 2) are beneficial for establishment during active transplantation of thallus fragments (I) or isidia (V), and 3) are beneficial for photosynthetic activity in adult thalli (III, IV). The occurrence of pronounced photosynthetic activation time lags among hydrophilic species, with full activity for some species being reached first 24 h after hydration, is reported for the first time in the present study and may be one of the physiological causes explaining habitat restrictions in rare hydrophilic lichens (IV). Using a dynamic water and activity model, we assessed the capacities of four hydrophilic (Bryoria bicolor, Lobaria amplissima, Platismatia norvegica and Usnea longissima) and a generalist species (Platismatia glauca) to rehydrate and activate photosynthesis by liquid water and humid air available in natural habitats (III). Simulations show that for three of the four studied hydrophilic species, species-specific PSII activation time lags can, in combination with microclimatic differences, control photosynthetic performance in a most dramatic manner (III, IV). The distribution patterns of hydrophilic lichens coincide very well with habitat features that generate high realised activity among the slowly activated species studied here (II, III, IV). Both close proximity to streams and the presence of turbulent water had a consistent strong positive impact on realised activity among the studied species (IV). The occurrence of activation time lags may explain both the higher abundances in oceanic core habitats, and the affinity for stream habitats and turbulent water displayed by marginal populations of suboceanic lichens such as P. norvegica (II). Further, we have shown that transplantations of fragments (using Evernia divaricata and Ramalina dilacerata) or isidia (using P. norvegica) can constitute a valuable tool for restoration of endangered lichen populations, and that both habitat characteristics (I) and the mode of transplantation (I, V) is of vital importance to fragment vitality. In Paper V, where isidia of P. norvegica were transplanted into six sites in the regions of Jämtland and Trøndelag in Central Scandinavia, we have shown that preparation of transplant surfaces with an adhesive Ac-Di-Sol® solution may constitute a highly efficient tool for enhancing the outcome of restorative transplantations targeting epiphytic lichens (V). However, in order to enhance the possibilities for long-term viability and persistence of the population, it is essential that restoration efforts are concentrated to habitats and substrates that can be viewed as optimal for the species in question (I-V). The model developed in Paper III and used in Paper IV may provide a tool for identifying such suitable habitats. Further, this thesis highlights the importance of fringe populations for conservation of endangered suboceanic lichens in Scandinavia (II), and also underscores the importance of separating the processes of dispersal, immobilisation and establishment, when studying lichen distributional patterns (I, II, V)

Vad klarar vår nya stickprovsdesign? : NILS gräsmarks- och lövskogsinventeringar 2020

Inventeringarna fältsäsongen 2020 genomfördes som ett storskaligt test av en ny stickprovsdesign, med nyutvecklad flygbilds- och fältinventering. Fokus för inventeringarna var att bidra till nationellt heltäckande data för naturtyper som hittills saknat det. Bristen på data har framförallt gällt naturtyper med höga naturvärden (annex 1-naturtyper) men inkluderar även en del vanligare naturtyper. Det första årets inventeringar inbegrep en läroprocess för att dimensionera inventeringarnas stickprovsstorlekar med hänsyn till flygbilds- och fältinventeringsmetodik, budget och att få in data på ovanliga naturtyper. Insamlade data användes för att göra skattningar och variansberäkningar vilka i sin tur utgjorde ett underlag för bedömningar av vilka justeringar i metodik som kunde behöva göras kommande år. Analyserna av data från 2020-års inventeringar visade även hur flexibiliteten i stickprovsdesignen gick att använda för att göra regionala förtätningar utifrån behov. Eftersom t.ex. skattningsalgoritmer och databas fanns på plats samma år kunde vi göra skattningar på både nationell och regional nivå direkt efter avslutad fältsäsong. I och med att vi tar fram skattningar i den här rapporten visar vi att alla steg är på plats i ett fungerande system som kan producera användbara resultat i relation till inventeringens syfte. Resultatet från 2020-års inventeringar visar att det går att inventera relativt ovanliga naturtyper, som ädellövskogar, och vanliga naturtyper som lövdominerad taiga och vägrenar inom samma generella ramverk. Det visar också att dimensioneringen av inventeringarna var tillräcklig för att vi skulle kunna beräkna arealer med önskvärd precision för flera av artikel 17-naturtyperna. För många av naturtyperna behöver vi förtäta stickprovet, i förhållande till det vi använde 2020, för att kunna detektera förändringar med efterfrågad styrka. Vi gjorde arealskattningar som hade bra precision både för vanliga naturtyper, t.ex. triviallövskogar och öppna kultiverade betesmarker (förväntade relativa medelfel om 12 % respektive 10 % efter fem år), och ovanligare naturtyper, t.ex. ädellövskogar (9020, 9160, 9190) och silikatgräsmarker (6270) (förväntat relativt medelfel om 22 % respektive 15 % efter fem år). Med hjälp av dessa data utvärderade vi 2020-års stickprovsnivåer utifrån de ambitionsnivåer som föreslås av Naturvårdsverket (Jacobson 2010). Möjligheten till att detektera förändringar beror till stor del på hur variabeln korrelerar mellan de två inventeringstillfällena som förändringen mäts och det relativa medelfelet för skattningarna. En hög korrelation och ett lågt relativt medelfel för tillståndsskattningarna ökar möjligheten att upptäcka förändringar. För de vanligare naturtyperna uppnådde vi detta redan med nuvarande dimensionering. För att kunna detektera förändringar över tid med god precision även för de sällsynta naturtyperna med höga naturvärden, skulle vi behöva öka stickprovet ytterligare för flera av dem. Vid en jämförelse med skattade lövskogsnaturtyper baserade på data från Riksskogstaxeringen kan vi dra slutsatsen att data från NILS lövskogsinventering behövs för att uppnå målet att arealskattningarna ska ha relativa medelfel på 20 % eller mindre. Den nya småprovytemetodik som infördes i gräsmarks- och lövskogsinventeringarna 2020 resulterade i att vi registrerade ungefär tre gånger så många arter i snitt per provyta, i fält- och bottenskikt, jämfört med den metodik som användes i NILS basinventering 2003–2020. Resultatet speglar både att storleken på ytan där arter inventeras har ökat och att fler arter lagts till i jämförelse med den lista som användes i NILS basinventering. Vår slutsats är att den nya stickprovsdesignen ger oss ett flexibelt och effektivt verktyg som, med justering av dimensioneringen, kommer att kunna ge oss både tillförlitliga skattningar av samtliga eftersökta naturtypsförekomster och goda möjligheter att detektera förändringar över tid. Redan efter ett år hade vi kommit långt och med fortsatt utveckling av inventeringarna har vi goda förutsättningar att möta både nuvarande och framtida krav för såväl internationell som nationell och regional miljöanalys

Process engineering for bioflavour production with metabolically active yeast - a minireview.

Flavours are biologically active molecules of large commercial interest in the food, cosmetics, detergent and pharmaceutical industry. The production of flavours can take place by either extraction from plant materials, chemical synthesis, through biological conversion of precursor molecules or through de novo biosynthesis. The latter alternatives are gaining importance through the rapidly growing fields of systems biology and metabolic engineering giving efficient production hosts for the so-called "bioflavours", which are natural flavour and/or fragrance compounds obtained with cell factories or enzymatic systems. One potential production host for bioflavour is yeast. In this mini-review, we give an overview of bioflavour production in yeast from the process engineering perspective. Two specific examples - production of 2-phenylethanol and vanillin - are used to illustrate process challenges and strategies used