Quellen in der Rhön : eine faunistisch-ökologische Erfassung im Biosphärenreservat Rhön

Durch den Landesverband für Höhlen- und Karstforschung Hessen e.V. wurden im Biosphärenreservat Rhön insgesamt 1.021 Quellen mit faunistischem Schwerpunkt kartiert und untersucht. Die gute Qualität der unbeeinträchtigten Quellen lässt sich aufgrund verschiedener Leitarten hervorragend dokumentieren. So wurden beispielsweise zahlreiche grundwasserbesiedelnden Krebsarten, die endemisch nur in Rhön und Vogelsberg vorkommende Rhön-Quellschnecke, der als Glazialrelikt geltende Alpenstrudelwurm und quellbewohnende Wassermilben nachgewiesen. Das vorgefundene Artenspektrum spricht für ein weitgehend intaktes Ökosystem im Grundwasserkörper und in den unbeeinflussten Quellregionen des Biosphärenreservats. An einzelnen Quellstandorten wurden aber auch anthropogene Beeinflussungen festgestellt, die nachhaltig in den Lebensraum Quelle eingreifen. In mehreren Untersuchungsberichten, die im Auftrag der Verwaltungsstellen des Biosphärenreservats Rhön angefertigt wurden, konnten die Gefährdungen der einzelnen Quellen aufgezeigt und Maßnahmenvorschläge unterbreitet werden. Es wäre wichtig, die Kartierungsarbeiten im Biosphärenreservat Rhön auch in Zukunft fortzusetzen, da bisher nur ein kleiner Teil der Quellstandorte bekannt ist und hinsichtlich des Artenspektrums noch einige zoologische Überraschungen zu erwarten sind. Erstmals in Deutschland besteht hier die Möglichkeit, eine Mittelgebirgsregion flächendeckend und länderübergreifend zu untersuchen. Da alle Quellen nach den gleichen Untersuchungsmethoden erfasst werden, ist die Vergleichbarkeit der Ergebnisse gewährleistet

EyeScout: Active Eye Tracking for Position and Movement Independent Gaze Interaction with Large Public Displays

While gaze holds a lot of promise for hands-free interaction with public displays, remote eye trackers with their confined tracking box restrict users to a single stationary position in front of the display. We present EyeScout, an active eye tracking system that combines an eye tracker mounted on a rail system with a computational method to automatically detect and align the tracker with the user's lateral movement. EyeScout addresses key limitations of current gaze-enabled large public displays by offering two novel gaze-interaction modes for a single user: In "Walk then Interact" the user can walk up to an arbitrary position in front of the display and interact, while in "Walk and Interact" the user can interact even while on the move. We report on a user study that shows that EyeScout is well perceived by users, extends a public display's sweet spot into a sweet line, and reduces gaze interaction kick-off time to 3.5 seconds -- a 62% improvement over state of the art solutions. We discuss sample applications that demonstrate how EyeScout can enable position and movement-independent gaze interaction with large public displays

The pseudosymmetric structure of bis­(pentane-1,5-diaminium) iodide tris­(triiodide)

The asymmetric unit of the title compound, [H3N(CH2)5NH3]2I[I3]3 or 2C5H16N2 2+·3I3 −·I−, consists of two crystallographically independent pentane-1,5-diaminium dications and two triiodide anions in general positions besides two additional triiodide and two iodide anions located on twofold axes. The compound crystallizes in the centrosymmetric monoclinic space group P2/n. The structure refinement was handicapped by the pseudosymmetry (pseudo-centering) of the structure and by twinning. The crystal structure is composed of two alternate layers, which differ in their arrangement of the pentane-1,5-diaminium dications and the iodide/triiodide anions and which are connected via weak to medium–strong N—H⋯I hydrogen bonds, constructing a complex hydrogen-bonded network

Learning and engagement through natural history museums

This review examines how natural history museums (NHMs) can enhance learning and engagement in science, particularly for school-age students. First, we describe the learning potential of informal science learning institutions in general, then we focus on NHMs. We review the possible benefits of interactions between schools and NHMs, and the potential for NHMs to teach about challenging issues such as evolution and climate change and to use digital technologies to augment more traditional artefacts. We conclude that NHMs can provide students with new knowledge and perspectives, with impacts that can last for years. Through visits and their on-line presence, NHMs can help students see science in ways that the school classroom rarely can, with opportunities to meet scientists, explore whole topic exhibitions, engage with interactive displays and employ digital technologies both in situ and to support learning in the school science classroom. Although these interactions have the potential to foster positive cognitive, affective and social outcomes for students, there is a lack of reliable measures of the impact of NHM experiences for students. Opportunities to foster relationships between NHM staff and teachers through professional development can help articulate shared goals to support students’ learning and engagement

Substratpräferenz und Mikrohabitat-Fauna-Beziehung im Eukrenal von Quellgewässern

Das Eukrenal ist der Bereich einer Quelle an dem Grundwasser an die Erdoberfläche austritt. Somit ist es ein vom unterirdischen Wasser gebildetes und beeinflusstes Oberflächengewässer. Quellen sind demnach besondere Grenzlebensräume (Ökotone), in denen neben einer spezialisierten aquatischen Quellfauna (Krenobionte), Organismen aus den subterranen (Stygobionte) sowie Fließ- (Rhithrobionte) oder Stand-Gewässerbereichen (Limnobionte) vorkommen. In wie weit dabei bestimmte Taxa an einen solchen Lebensraum gebunden sind, war und ist ein Schwerpunkt faunistisch-ökologischer Untersuchungen zur Habitat-Fauna-Beziehung. Eine solche Einteilung der Quellpräferenz dient neben der Erfassung hydrochemischer Parameter als Indikatorwert zur naturschutzfachlichen Bewertung der Naturnähe oder als Grad einer ungestörten Entwicklung von Quellen. Dabei ist die vertikale Ausprägung des Ökotoncharakters im aquatischen Bereich, bezogen auf das Makrozoobenthos, oft berücksichtigt worden. Die Erfassung und Analyse gewässermorphologischer Strukturen ist dabei bislang vor allem unter dem Aspekt struktureller Degradationen wie Verbau durch Quellfassungen bzw. Beeinträchtigungen durch menschliche Nutzungen erfolgt. Die Funktion und Bedeutung von Substraten als physische Elemente der Gewässerstruktur und als Mikrohabitate für Organismen, insbesondere für Wirbellose (Invertebraten) sind nur wenig untersucht. Im Sinne eines Äquivalents faunistisch-ökologischer Untersuchungen zur Habitat-Fauna-Beziehung im gesamten Quellhabitat fehlen gewässertypspezifische Analysen zur Substratpräferenz im Eukrenal im Sinne einer speziellen Mikrohabitat-Fauna-Beziehung weitestgehend. Hierbei ist der vertikal verlaufende Ökotoncharakter vom aquatischen zum terrestrischen Bereich überwiegend unbeachtet geblieben. Dabei ist anzunehmen, dass auch einzelne Substrattypen in diesem Grenzsaum von unterschiedlichen, möglicherweise speziellen Taxa besiedelt werden. Untersuchungen der Substratpräferenz sind vor allem in Fließgewässern wie Bächen und Flüssen sowie in stehenden Oberflächengewässern wie Seen und entsprechenden Kleingewässern durchgeführt worden. Für Quellgewässer liegen bislang nur wenige Befunde vor, zumeist auch nur für den aquatischen Bereich und taxonomisch beschränkt auf bestimmte Tiergruppen der Wirbellosen. Dieses Defizit begründet den in dieser Arbeit in der Problemstellung formulierten Forschungsbedarf. Die hieraus abgeleiteten Fragen lauten: 1. Gibt es Substratpräferenzen bestimmter Taxa (Art, Gattung, Familie) unter Berücksichtigung des Ökotoncharakters von Quellen? 2. Welche Funktion hat das Substrat bzw. der Substrattyp als Mikrohabitat für die Fauna? 3. Lässt sich eine faunistische Relevanz substratspezifischer Habitattypen für Quellgewässer feststellen? Die Arbeit kann aufzeigen, dass das Substrat eine besondere Bedeutung als Mikrohabitat für die aquatische und terrestrische Wirbellosefauna der Quellgewässer hat. Eine spezifische Substratpräferenz bestimmter Taxa ist für Mittelgebirgs-Waldquellen der untersuchten Regionen in Hessen und Thüringen festzustellen. Die Funktionen der Mikrohabitate sind vor allem in der Nahrungsgrundlage, Refugium-, Schutz- sowie Reproduktionsraum zu kennzeichnen. Die quantitative Charakterisierung der Mikrohabitat-Fauna-Beziehung kann unter Anwendung des Multihabitat-Samplings als weiter entwickelte integrierte Erfassungs- und Beprobungsmethode und dem 2-Schicht-Ansatz differenziert dargestellt werden. Für die Ableitung repräsentativer substratspezifischer Habitattypen ist eine faunistische Relevanz durch eine spezifische Besiedlung bestimmter Taxa festzustellen. Die Interpretation und Diskussion der Ergebnisse führt zu neuen Hypothesen, welche die Notwendigkeit des weiteren Forschungsbedarfs zur Thematik der Substratpräferenz und der Mikrohabitat-Fauna-Beziehung von Quellgewässern kennzeichnen

Improvements on coronal hole detection in SDO/AIA images using supervised classification

We demonstrate the use of machine learning algorithms in combination with segmentation techniques in order to distinguish coronal holes and filaments in SDO/AIA EUV images of the Sun. Based on two coronal hole detection techniques (intensity-based thresholding, SPoCA), we prepared data sets of manually labeled coronal hole and filament channel regions present on the Sun during the time range 2011 - 2013. By mapping the extracted regions from EUV observations onto HMI line-of-sight magnetograms we also include their magnetic characteristics. We computed shape measures from the segmented binary maps as well as first order and second order texture statistics from the segmented regions in the EUV images and magnetograms. These attributes were used for data mining investigations to identify the most performant rule to differentiate between coronal holes and filament channels. We applied several classifiers, namely Support Vector Machine, Linear Support Vector Machine, Decision Tree, and Random Forest and found that all classification rules achieve good results in general, with linear SVM providing the best performances (with a true skill statistic of ~0.90). Additional information from magnetic field data systematically improves the performance across all four classifiers for the SPoCA detection. Since the calculation is inexpensive in computing time, this approach is well suited for applications on real-time data. This study demonstrates how a machine learning approach may help improve upon an unsupervised feature extraction method.Comment: in press for SWS

The Implementation of Scenarios using DSGE Models

The new generation of dynamic stochastic general equilibrium (DSGE) models seems particularly suited for conducting scenario analysis. These models formalise the behaviour of economic agents on the basis of explicit micro-foundations. As a result, they appear less prone to the Lucas critique than traditional macroeconometric models. DSGE models provide researchers with powerful tools, which allow for the design of a broad range of scenarios and can tackle a large range of issues, while at the same time offering an appealing structural interpretation of the scenario specification and simulation results. This paper provides illustrations of some of the modelling issues that often arise when implementing scenarios using DSGE models in the context of projection exercises or policy analysis. These issues reflect the sensitivity of DSGE model-based analysis to scenario assumptions, which in more traditional models are apparently less critical, such as, for example, scenario event anticipation and duration, as well as treatment of monetary and fiscal policy rules.Business fluctuations, monetary policy, fiscal policy, forecasting and simulation

Isolation of the phe-operon from G. stearothermophilus comprising the phenol degradative meta-pathway genes and a novel transcriptional regulator

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p><it>Geobacillus stearothermophilus </it>is able to utilize phenol as a sole carbon source. A DNA fragment encoding a phenol hydroxylase catalyzing the first step in the <it>meta</it>-pathway has been isolated previously. Based on these findings a PCR-based DNA walk was performed initially to isolate a catechol 2,3-dioxygenase for biosensoric applications but was continued to elucidate the organisation of the genes encoding the proteins for the metabolization of phenol.</p> <p>Results</p> <p>A 20.2 kb DNA fragment was isolated as a result of the DNA walk. Fifteen open reading frames residing on a low-copy megaplasmid were identified. Eleven genes are co-transcribed in one polycistronic mRNA as shown by reverse transcription-PCR. Ten genes encode proteins, that are directly linked with the <it>meta</it>-cleavage pathway. The deduced amino acid sequences display similarities to a two-component phenol hydroxylase, a catechol 2,3-dioxygenase, a 4-oxalocrotonate tautomerase, a 2-oxopent-4-dienoate hydratase, a 4-oxalocrotonate decarboxylase, a 4-hydroxy-2-oxovalerate aldolase, an acetaldehyde dehydrogenase, a plant-type ferredoxin involved in the reactivation of extradiol dioxygenases and a novel regulatory protein. The only enzymes missing for the complete mineralization of phenol are a 2-hydroxymuconic acid-6-semialdehyde hydrolase and/or 2-hydroxymuconic acid-6-semialdehyde dehydrogenase.</p> <p>Conclusion</p> <p>Research on the bacterial degradation of aromatic compounds on a sub-cellular level has been more intensively studied in gram-negative organisms than in gram-positive bacteria. Especially regulatory mechanisms in gram-positive (thermophilic) prokaryotes remain mostly unknown. We isolated the first complete sequence of an operon from a thermophilic bacterium encoding the <it>meta</it>-pathway genes and analyzed the genetic organization. Moreover, the first transcriptional regulator of the phenol metabolism in gram-positive bacteria was identified. This is a first step to elucidate regulatory mechanisms that are likely to be distinct from modes described for gram-negative bacteria.</p