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Bacteria that are capable of organizing themselves as biofilms are an important public health issue. Knowledge discovery focusing on the ability to swarm and conquer the surroundings to form persistent colonies is therefore very important for microbiological research communities that focus on a clinical perspective. Here, we demonstrate how a machine learning workflow can be used to create useful models that are capable of discriminating distinct associated growth behaviors along distinct phenotypes. Based on basic gray-scale images, we provide a processing pipeline for binary image generation, making the workflow accessible for imaging data from a wide range of devices and conditions. The workflow includes a locally estimated regression model that easily applies to growth-related data and a shape analysis using identified principal components. Finally, we apply a density-based clustering application with noise (DBSCAN) to extract and analyze characteristic, general features explained by colony shapes and areas to discriminate distinct Bacillus subtilis phenotypes. Our results suggest that the differences regarding their ability to swarm and subsequently conquer the medium that surrounds them result in characteristic features. The differences along the time scales of the distinct latency for the colony formation give insights into the ability to invade the surroundings and therefore could serve as a useful monitoring tool.
Active species reintroduction is an important conservation tool when aiming for the restoration of biological communities and ecosystems. The effective monitoring of reintroduction success is a crucial factor in this process. Here, we used a combination of environmental DNA (eDNA) techniques and species distribution models (SDMs) to evaluate the success of recent reintroductions of the freshwater fish Alburnoides bipunctatus in central Germany. We built SDMs without and with eDNA presence data to locate further suitable reintroduction sites and potentially overlooked populations of the species. We successfully detected eDNA of A. bipunctatus at all reintroduction sites, as well as several adjacent sites mostly in downstream direction, which supports the success of reintroduction efforts. eDNA‐based species detection considerably improved SDMs for A. bipunctatus, which allowed to identify species presence in previously unknown localities. Our results confirm the usefulness of eDNA techniques as standard tool to monitor reintroduced fish populations. We propose that combining eDNA with SDMs is a highly effective approach for long‐term monitoring of reintroduction success in aquatic species.
Die Dynamik der Bodenvegetation in einem frühjahrsfeuchten, kalkreichen Laubmischwald (Querceto-Carpinetum) auf Pelosol wird über einen Zeitraum von 17 bis 22 Jahren untersucht. Die Individuenzahlen von Scilla bifolia L. s.str. nehmen zwischen 1978/79 und 2000 stark ab. Ebenso ist bei weiteren mesophilen Arten ein Rückgang zu verzeichnen. Nur zwei Arten nehmen zu: Mercurialis perennis um im Mittel 80,0%, im Maximum um 171,4%, sowie Allium ursinum um im Mittel 75,0%, im Maximum um 127,3%. Zur Kausalanalyse herangezogene gewichtete Mittelwerte ökologischer Zeigerwerte weisen deutlich auf eine starke Abnahme des Lichteinfalls am Waldboden, eine starke Zunahme der Stickstoff- bzw. Nährstoffversorgung und der Bodenreaktion sowie auf eine Abnahme der klimatischen Kontinentalität und einen Anstieg der Luftemperatur hin. Die phytoindikatorisch angezeigte Abnahme des relativen Lichtgenusses wiederspiegelt 1. die seit der Durchforstung 1978/79 dichter werdenden Strauch- und Baumschichten, 2. außerdem das Vordringen der stark schattenden Buche sowie 3. eine starke Beschattung der Krautschicht durch sich selber (höherwüchsige Geophyten). Der Anstieg der Bodenreaktion und die Erhöhung des Nährstoffangebotes im Boden werden zurückgeführt auf 1. allgemeine atmosphärische, aber auch speziell am Stadtrand wirksame Stickstoff- und Staubeinträge, 2. die Regeneration der Böden nach früherer wenig nachhaltiger Nutzung (mittelalterliche Waldnutzung, Wirksamkeit der Basenpumpe Baum, Entfernen zwischenzeitlich gepflanzter Kiefern) sowie 3. auf eine möglicherweise gestiegene Mineralisationsrate in wärmer und kürzer werdenden Wintern. Die Erhöhung der mittleren Temperaturzahlen entspricht der tatsächlich festgestellten Klimaerwärmung im Untersuchungszeitraum, speziell in den Wintern. Die Reduzierung der Kontinentalitätszahlen reflektiert eine zunehmende Ozeanität des Regional-Klimas, aber auch ein thermisch ausgeglicheneres, luftfeuchteres Bestandesklima. Hypothesen zur lokalen und regionalen Arealbildung von Scilla bifolia und Allium ursinum werden vorgestellt.
Der Nachweis von H.a. mit Pheromonfallen bleibt weiterhin problematisch, ist aber für die Terminierung eines Nützlingseinsatzes von grundlegender Bedeutung. Die Pheromone wirken nur im unmittelbaren Umfeld des Befalls, wie auch Untersuchungen in 2006 bestätigen. Eine Distanz von 0,5-1,0km kann bereits eine nicht ausreichende Monitoringwirkung bedeuten. Prinzipiell könnten mit Pheromonfallen lediglich bekannte Befallsfelder aus dem Vorjahr überwacht werden. Da der Schädling in diesem Falle jedoch zufliegt und nicht standortgebunden überwintert, kann er unter Umständen an ganz anderer Stelle auftreten. Ein weitererBaustein der neuen Beobachtungsstrategie ist daher, einen zentralen Befallsort südlich von Freiburg, der fast jährlich angeflogen wird, mit einem engen Netz (< 500m Abstand) an Pheromonfallen zu überwachen. Zudem werden Felder und Gewächshäuser, die in den letzten Jahren mit H.a. befallen waren, soweit sie gemeldet wurden und bekannt sind, weiter mit Pheromonfallen beobachtet. Da eine Überwinterung noch nicht nachgewiesen wurde, sollte die Überwachung im späten Frühjahr im Mai beginnen, mit einem Zuflug wird, je nach Witterungslage, in der Regel ab August zu rechnen sein.
Die vorliegende Arbeit liefert ein Kurzportrait von Botrychium simplex und beschreibt zunächst die biologischen Besonderheiten und die Verbreitung in Deutschland. In einem dritten Teil wird eine demographische Studie vorgestellt und über Langzeitbeobachtungen an der aktuell einzigen deutschen Population (in der Senne, Nordrhein-Westfalen) berichtet. Wie bei allen Mondrauten keimen bei B. simplex die Sporen im Boden, und die Gametophyten entwickeln sich nur weiter, wenn sie von einem arbuskulären Mykorrhizapilz infiziert wurden; auch die Sporophyten sind mykotroph. Typisch sind ein- oder auch mehrjährige Ruheperioden, in denen bei einzelnen Pflanzen keine oberirdischen Organe gebildet werden. Als kleinwüchsige und konkurrenzschwache Art ist B. simplex auf lückige und kurzrasige Pflanzengesellschaften angewiesen. Die morphologische Variabilität der Blätter ist ungewöhnlich groß, und vor allem die Form des sterilen Abschnitts ist vielgestaltig. Von den mehreren in Nordamerika unterschiedenen Varietäten kommt neben der häufigeren var. simplex auch var. tenebrosum in Mitteleuropa vor. Botrychium simplex ist eine Art der gemäßigten bis kühl-gemäßigten Zone mit einem Areal, das Europa, Nordamerika sowie Indien und Japan einschließt. In Deutschland sind Vorkommen aus 3 Jahrhunderten und auf 12 Messtischblättern belegt. Die Funde konzentrieren sich auf das 19. Jahrhundert; aus dem 20. Jahrhundert stammen lediglich 5 Angaben.
Since anthropogenic activities have become concentrated along rivers, river regulations have strongly reduced the lateral connectivity by separating rivers from their floodplains. Consequently riparian habitat heterogeneity and the related species diversity are degrading, especially in highly modified prealpine rivers. Riverbank revitalisation measures aim at mitigating this degradation and river restoration projects have become widespread. Nonetheless, little knowledge exists about their specific outcome, as standardised monitoring programs are missing. The aim of this study is to systematically compare vegetation change in response to three contrasting measures of bank diversification, i.e. embankment removal, sand input or gravel addition. Moreover, the influence of these measures on adjacent vegetation is studied. Conclusions were drawn on the basis of three common goals of restoration projects: (i) improvement of vegetation structure, (ii) increase of species diversity, and (iii) characteristic species composition. The field work was done along River Inn northeast of Munich. Vegetation structure, species identity and cover as well as selected habitat variables were recorded in a stratified randomised sampling design; variation between measures was analysed using uni- and multivariate statistics. We detected great differences in the effect of the three measures two years after implementation. Embankment removal initiated highly dynamic habitats where plant establishment was difficult. The input of sand led to a rather homogenous species composition, at least partly because the habitats were productive and therefore most likely will develop to tall reed stands or riparian forests. After gravel addition the restored sites remained relatively open, while riparian pioneer species could colonise. Vegetation structure and composition of adjacent reed stands were positively affected. The results indicate how restoration outcomes can vary depending on the specific measures chosen. This confirms the need for careful consideration of the pursued goals and site-specific conditions prior to implementation as well as long-term monitoring after implementation.
Der Harz ist neben seinen Wäldern auch durch seine bunten Bergwiesen bekannt. Letztere sind schon seit längerer Zeit durch Nutzungsaufgabe oder intensivere Nutzung bedroht und gehören zu den besonders schutzbedürftigen Pflanzengesellschaften. Seit den 1980er Jahren werden zunehmend staatlich geförderte Pflegemaßnahmen zu ihrer Regeneration und Erhaltung durchgeführt. Im NSG „Bergwiesen bei St. Andreasberg“ sind seit 1987 wieder große Flächen durch einen ortsansässigen Landwirt gemäht worden. Zur Erfolgskontrolle und Erprobung anderer Pflegemaßnahmen wurden 1988 für ein Biomonitoring mehrere Dauerflächen eingerichtet, mit 10 x 10 m-Parzellen für jährliche Mahd und Brache, teilweise auch für Mahd alle zwei oder drei Jahre sowie Mulchen. Die Parzellen wurden bis 2002 auf 2x2 m-Kleinflächen erfasst. 2003 wurden die ganzen Parzellen aufgenommen, zusätzlich die Vertikalstruktur (Höhe der Schichten) und die oberirdische Biomasse gemessen.
Beschrieben werden hier vier Dauerflächen, zwei in Goldhaferwiesen (Geranio-Trisetetum potentilletosum erectae), je eine in einem Borstgrasrasen (Polygalo-Nardetum) und in einem Rubus idaeus-Brachestadium. Die Ergebnisse zeigen, dass sich durch jährliche Mahd mit Abfuhr des Mähgutes überall wieder eine artenreiche, bunt blühende Magerwiese mit offener Struktur und kleinwüchsigen Pflanzen eingestellt hat. Mahd alle zwei oder drei Jahre fördert etwas wuchskräftigere Arten. Mulchen erscheint wegen stärkerer Streubildung weniger geeignet. In den Brachen haben sich Hochstaudenfluren oder andere Dominanzstrukturen entwickelt. Eine Schlüsselart für die Regeneration ist Meum athamanticum, dessen Wuchskraft am besten durch jährliche Mahd eingedämmt wird. In der Diskussion wird deshalb als beste Erhaltungsmaßnahme eine jährliche Mahd ab Ende Juni empfohlen, möglichst im Mosaik mit seltener bis gar nicht gemähten Flächen. Auch eine extensive Beweidung wird diskutiert.
In this paper, we investigate the implications of providing loan officers with a compensation structure that rewards loan volume and penalizes poor performance. We study detailed transactional information of more than 45,000 loans issued by 240 loan officers of a large commercial bank in Europe. We find that when the performance of their portfolio deteriorates, loan officers shift their efforts towards monitoring poorly-performing borrowers and issue fewer loans. However, these new loans are of above-average quality, which suggests that loan officers have a pecking order and process loans only for the very best clients when they are under time constraints.
In this paper we investigate the implications of providing loan officers with a compensation structure that rewards loan volume and penalizes poor performance versus a fixed wage unrelated to performance. We study detailed transaction information for more than 45,000 loans issued by 240 loan officers of a large commercial bank in Europe. We examine the three main activities that loan officers perform: monitoring, originating, and screening. We find that when the performance of their portfolio deteriorates, loan officers increase their effort to monitor existing borrowers, reduce loan origination, and approve a higher fraction of loan applications. These loans, however, are of above-average quality. Consistent with the theoretical literature on multitasking in incomplete contracts, we show that loan officers neglect activities that are not directly rewarded under the contract, but are in the interest of the bank. In addition, while the response by loan officers constitutes a rational response to a time allocation problem, their reaction to incentives appears myopic in other dimensions.
High grazing pressure from over-abundant macropods (kangaroos) is perceived to have a detrimental impact on biodiversity. Studies have shown potential changes in state and retardation of degraded vegetation recovery while other investigations have shown correlations with increased floristic diversity. The responses of grasslands to high impact macropod grazing may not be universal. Endangered Themeda triandra-dominated grasslands, on coastal headlands of New South Wales (NSW) and the associated threatened flora are thought to be negatively affected by high macropod grazing. We assess these assumptions via a comparative investigation across 46 headlands (467 plots) on the North Coast of NSW, and a BACI (Before and After Control Incident) design grazing exclusion experiment at a particularly significant site. We compare floristic richness, species density, evenness, Shannon H, Whittaker Beta Diversity, occurrence of listed threatened flora, average sward height and macropod density. Look At Me Now Headland (LAMN), between Coffs Harbour and Woolgoolga has one of the highest recorded population densities of macropods. Here 16 permanent plots were placed with grazing exclusion cages erected around half. Sampling occurred annually (October-November) for four consecutive years (2015-2018). Under high macropod grazing pressure LAMN Headland was found to have the highest scores for total richness, species density, species diversity and moderate to high values for species evenness and beta diversity. Within grazing exclusion plots the sward height increased significantly and was associated with a significant decrease in species density, beta and alpha diversity. Our results indicate that macropod grazing, even at the highest intensities, may be beneficial to floristic species diversity within the endangered Themeda-grasslands of coastal headlands and seacliffs within the North Coast Bioregion of NSW; our broader comparative study would suggest that this may also be the case on other headlands.