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Ants were shown to be significant pollinators of two orchid species in the alpine zone of the Alps. Repeated observations from several localities confirm the ant Formica lemani as pollinator of Chamorchis alpina whereas Formica exsecta is reported here for the first time as pollinator of Dactylorhiza viridis. These findings appear of great interest, as significant ant pollination of orchids is unknown so far from any other region or habitat type in the Holarctic. This raises the question if there are specific adaptations. The observations do not provide suggestions to adaptations of the Formica ants for pollinating orchids – they simply followed their normal foraging behavior shown in any type of habitat. Yet, special adaptations are given by the two orchid species in developing pollination mechanisms more strongly involving ground-moving insects which are not inactivated by increased wind velocity and lower temperatures in the alpine zone. These are mainly beetles and ants. The pollination mechanisms and interactions with ants of both orchid species are described. Dactylorhiza viridis is outstanding among orchids in needing 20 to 30 minutes for the 90-degree forward bending of the pollinium after attachment to the insect’s forehead whereas the same process takes place between 15 seconds and 3 to 5 minutes in other orchids. Forward bending of pollinia is required for precise placement of the pollen at the stigmatic surface of another flower. The very long bending time is an adaptation to the longer presence time of ground-moving insects at the same plant and aims to reduce the frequency of geitonogamy (self-fertilization). The high frequency of ant pollination in these orchids is a consequence of the high activity density of aggressive, predatory worker ants leading to a displacement of other pollinators. Attempts of ants to remove the fresh, strongly adhesive pollinia from their foreheads failed and a single ant head could carry up to eight pollinia.
Intense direct and indirect human pressure has been imposed on grasslands throughout their range. Mostly due to the constant need for more food production or due to changes in environmental conditions, grasslands as habitats are expected to become highly endangered. The aim of this study was to estimate the grasslands’ ecological response to future climate and environmental changes. The study took place in three ecologically different grassland communities in three protected natural areas of Serbia (Southeastern Europe), following the same methodology. The study sites were: 1) Peštersko polje Special Nature Reserve (SNR), 2) Deliblato sands SNR (its southern part: Labudovo okno) and 3) Zasavica SNR.
Climate change was simulated for mean temperatures and precipitations using the Eta Belgrade University-Princeton Ocean Model (EBU-POM) climate model, for the A1B Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) emission scenario covering the 1951–2100 period and insolation and volumetric soil moisture content for the 1979–2100 period. Grassland vegetation was analysed at all three sites. One representative plant community per site was selected for further analysis and simulation of ecological changes. One plot was positioned inside each of the above-mentioned communities, all vascular plant species inside the plot were recorded, and soil samples were taken. Ecological Optima (EO) for moisture and temperature were calculated from modified Ellenberg’s plant indicator values of recorded species. The plants’ response to climate and environmental changes was simulated using the VSD+ model for the 2010–2100 period. The data obtained from the model were further analysed with Canonical Correspondence Analysis (CCA).
Overall results show that the temperature rise, along with the irregular precipitation at all three sites, will lead to a drop of the relative abundance of many native species in the period between 2040 and 2060. The low obtained Habitat Suitability Index for the future means that there will be either unfavourable environmental conditions for the development of grasslands, or the species we analysed were untypical. Cosmopolitans and xerothermic species will be more accustomed to the new conditions. Grasses will be the most resilient functional group according to our study. It may be concluded that the functional group of grasses will also play the leading role in future
grasslands at the studied sites.
Central European temperate forests are – with the exception of floodplain forests – relatively little invaded by alien plants. However, despite substantial recent progress, there is still a lack of using vege-tation plot data for analyzing spatio-temporal patterns of alien tree species invasions.
We calculated relevé-based metrics of tree species’ ecological preferences using 19,413 phytosociological forest relevés of the Austrian vegetation database. We focused on the five most widely distributed alien trees, i.e. two archaeophytes (Castanea sativa, Juglans regia) and three neophytes (Acer negundo, Ailanthus altissima, Robinia pseudoacacia). For each of these species we analyzed the mean cover in the tree layer and the occurrence in the herb and shrub layers in relevés colonized by adult trees as a measure for persistence. Further, we evaluated the intergenerational ecological plasticity (= the ability of young trees to grow under different site conditions than adults) for the tree species, and the mean relevé indicator values for light, nutrients, moisture and hemeroby. We then compared these alien and native tree species metrics.
We found that A. altissima and R. pseudoacacia build up high mean cover values in invaded forests, but this was not the case for the other alien trees. Thus, both species strongly affected forest communities of invaded sites. Similarly, the two species were common in the lower vegetation layers indicating recruitment under the canopy of adult conspecifics; this was facilitated by their ability to produce root suckers. Highest values of inter-generational ecological plasticity occurred in native pioneer trees and species of softwood floodplain forests, while alien trees had moderately high (A. negundo, A. altissima, J. regia) to low values (C. sativa, R. pseudoacacia). With the exception of C. sativa, all alien species showed high mean Ellenberg indicator values for light and nutrients, and were more common in sites with high hemeroby and high mean Ellenberg indicator values for temperature. Distinct from the ecological preferences of alien trees, and thus rarely invaded, were montane beech forests, coniferous mountain forests and forests at extremely dry sites, as well as swamp and bog forests dominated by willows and ash.
We conclude that relevé-based metrics of the behavior of alien tree species allow new insights into the spatio-temporal dynamics of invasion of woody species in forests. Future work should expand this approach, e.g., by considering the role of life history traits and actual site conditions.
The flora in the Caucasus Ecoregion is rich in economically important plants. While its value in terms of food crops and medicinal plants has recently been subject to scientific research, the ornamental value of many Caucasian plant species has not yet been fully recognized. In order to assess the ornamental value of the Caucasian flora, vegetation data from two mountainous study regions in Georgia (n = 958 species, mostly grassland vegetation) was compared with the product range of ornamental plants in Germany using an online plant shopping guide. Characterization of the 150 plant species listed in both databases revealed that 121 species are present in central Europe and 117 species are natives or archaeophytes in Germany. Thus, only few species are Caucasian endemics. Furthermore, a list of 79 potential ornamentals endemic to the Caucasus was compiled from the literature. In order to place them in context of the horticultural market, the species characteristics were examined. Following this, a critical discussion of the potentials and risks arising from trade with ornamental plants was carried out with regard to nature conservation, biological invasion control, genetic resource maintenance and socioeconomic significance.
Der Zwerg-Rohrkolben (Typha minima Funck ex Hoppe) ist eine charakteristische Pionierpflanze von alpinen Wildflusslandschaften. Seit den siebziger Jahren ist diese Kennart jedoch in Deutschland vollständig und in Österreich nahezu ausgestorben. Die anhaltenden Populationsrückgänge der Art sind wahrscheinlich das Ergebnis der weitverbreiteten Flussregulierung und des Kraftwerksbaus in Kombination mit den sehr speziellen Standortsansprüchen der Art. Dank den Anstrengungen von Wiederansiedlungsprogrammen befindet sich T. minima wieder an der Oberen Drau in Österreich. In dieser Publikation wird über die Keimung, das Wachstum, die Reproduktion und die Umweltpräferenzen von T. minima berichtet.
Die Keimungsexperimente von 2014 zeigten eine sehr niedrige mittlere Keimungsrate von 15,6% bei einem Schwankungsbereich von 0–90 %. Die Keimungsraten stiegen mit höheren Temperaturen, erhöhter Saatgutreife und kürzeren Saatgutlagerungszeiten. Nach der Saatgutlagerung von 480 Stunden wurde keine Keimung mehr beobachtet.
Beim FFH-Monitoring 2014 an der Oberen Drau wurden Zwerg-Rohrkolben-Keimlinge (Höhe < 5 cm) generell nur selten gefunden. Die vegetative Jungphase (Höhe > 15 cm, ausschließlich sterile Triebe) wies zumeist den höchsten Flächenanteil im Mittel von 62% auf. Typha minima bildete bis zu einem Alter von ca. 3 Jahren ausschließlich sterile Triebe aus. Ab einem Alter von ca. 9 Jahren wurden auch fertile Triebe mit Blütenständen ausgebildet, wobei deren Anzahl mit zunehmendem Alter sich tendenziell erhöhte. Die Analyse der Standortsfaktoren zeigte, dass T. minima auf eine hohe Bodenfeuchte im Mittel von 39 Vol-% angewiesen ist. Darüber hinaus war der Faktor Beschattung entscheidend. Erst ab einem Beschattungsgrad von 50% durch Weidengebüsche war eine Abnahme der Triebdichte von T. minima zu verzeichnen. Wir schließen daraus, dass T. minima-Populationen während der Keimungsphase extrem empfindlich sind und dass massive Habitatverluste überwiegend das Ergebnis der Flussregulation und der reduzierten Morphodynamik sind, die normalerweise geeignete offene Siedlungsräume für die Keimung des Zwerg-Rohrkolbens schaffen würde.
Die Bedeutung der AKM-Entscheidung des EuGH für das Recht der Kabelweitersendung in Deutschland
(2017)
Der Beitrag erörtert die Auswirkungen der »AKM/Zürs.net«-Entscheidung des EuGH für die Praxis der Kabelweitersendung in Deutschland. Aus dem Urteil folgt, dass die integrale Kabelweitersendung der öffentlich-rechtlichen und privaten deutschen Fernsehsender im Inland kein neues Publikum erreicht und daher nicht gesondert erlaubnispflichtig ist. Bei ausländischen Sendern kommt es auf die Umstände des Einzelfalls an.
Tissue integrity is defined by the composition and connection of cells as a structural and functional unit. It is modulated by a magnitude of processes including differentiation, survival, controlled death and adhesion of cells. Besides, external factors such as physical forces are also involved. A suitable model system to study all modalities of tissue integrity is the mammary gland. Postnatally and within the reproductive phase, the mammary gland undergoes morphological and functional modifications that periodically loosen or strengthen tissue integrity. An important point in the development of the mammary gland is the regression during weaning, also termed involution. The transition from lactation to involution is important for a controlled loss of tissue integrity. In this transition, collective cell death is initiated but not yet prominent enabling the mammary gland to fully recover lactation.
In this thesis, modalities of tissue integrity were investigated using three-dimensional cell cultures (i.e. spheroids) and the mammary gland as model systems. In the context of this thesis, I established (1) an immunofluorescence staining protocol and its detailed evaluation. Furthermore, I studied (2) the role of cell survival during mammary gland development, (3) the effect of physical forces that modulate tissue integrity and (4) the contribution of proteins to cell adhesion and growth.
Since a homogeneous fluorescence stain of the specimen is necessary for quantitative analysis, an immunofluorescence staining protocol was established to stain large spheroids in toto. The evaluation contributes qualitative and quantitative criteria that judge the specificity, intensity and homogeneity of the stain. Based on this approach, it was possible to demonstrate the morphological and functional characteristics that spheroids share with the mammary gland in vivo. These characteristics included the synthesis of extracellular matrix, the development of polarized acinar structures and lactogenic differentiation.
The role of cell survival during mammary gland development was analyzed by means of the expression profile of the pro-survival protein BAG3. The expression of BAG3 differed in the progress of mammary gland development. While the expression was low during pregnancy, it rose in the lactation phase and peaked within the first days of involution, indicating that BAG3 is associated with early involution in the mammary gland. In vitro experiments related the expression of BAG3 to cell survival in mammary epithelial cells.
Physical forces naturally occur during developmental processes influence tissue integrity during the initiation of mammary gland involution. The influence of physical force applied as compression on mammary epithelial spheroids was investigated. A morphological analysis showed that following a lag, the cell nuclei volume changed upon compression. A short-term compression induced the activation of caspases. A prolonged compression reduced the activity of caspases. This suggests the induction of a process that allows cells the adaption to changing environmental conditions. BAG3 is known to be involved in mechanical stress-induced autophagy, also known as chaperone assisted selective autophagy (CASA). Compression of spheroids did not induce CASA. The experimentally applied strain was not comparable to the strain found in the alveolar cells during involution in vivo. Thus, whether or not CASA is activated during mammary gland involution remains elusive. Nevertheless, the methodical approach to apply compression on spheroids in vitro is a model to study the influence of physical forces on cell aggregates.
Apart from cell survival and physical forces, growth and adhesion of cells affect tissue integrity. A spheroid formation assay and subsequent data analysis and computational modeling enabled the investigation of these processes in a non-adhesive environment. The analysis suggested that spheroid formation follows a reaction-controlled process, in which cells do not necessarily form a connection when they collide. The loss of function of either E-cadherin or actin strongly inhibited the formation of a spheroid. The analysis further revealed that neither E-cadherin nor actin influence the chance of the cells to form a connection when they collide. Both molecules are more important in stabilizing established connections. Depolymerization of microtubules still allowed spheroids to form, but the formation was decelerated and growth of the final spheroids was inhibited. The results from computational modeling suggested that microtubules act on cell adhesion through different mechanisms, which also vary among different cell types. The inhibition of FAK phosphorylation at Y397, a downstream target of integrin signaling, and the analysis of FAK protein levels in spheroids showed that integrin-mediated signaling is not prominent in three-dimensional spheroids formed from non-invasive cells. A deletion of BAG3 gene expression increased the number of dead cells in forming spheroids suggesting that BAG3 predominantly affects cell survival.
The results of this thesis identified and characterized adhesion- and survival-associated proteins that are important for tissue integrity. This thesis suggests that a BAG3-dependent cell survival mechanism is prominent at the beginning of mammary gland involution. Future studies will have to identify the related factors and inducers of tissue integrity loss in the mammary gland. This will shed light on the physiology of the organ and could explain the disorders that destroy its integrity. In addition, this thesis contributes to a better understanding of spontaneous cell aggregation, the aggregate organization and implies a role of cell migration in these processes. Future studies that focus on three-dimensional cell migration could explain, how cell migration is promoted and to which extent it supports tissue integrity.
Die Laufökonomie erfasst den Wirkungsgrad der kardiometabolischen Energiebereitstellung eines Menschen für die bipedale Fortbewegung. Ob diese, im Leistungssport häufig angewandte, Größe auch bei Amateursportlern ein leistungsbeeinflussender Faktor ist, wurde bislang noch nicht systematisch untersucht. Speziell die großen Leistungsunterschiede bei Amateursportlern und die Vielzahl an Erfassungs- und Auswertungsmethoden stellen für die interindividuelle Vergleichbarkeit in diesem Kollektiv bislang noch ungelöste Probleme dar.
Die vorliegende Untersuchung verfolgt drei Ziele: 1) Die Überprüfung der Eignung standardisierter stufenförmiger Belastungsprotokolle zur Laufökonomieermittlung; 2) Die Analyse des Einflusses der relativen Beanspruchungsintensität auf die Laufökonomie; und 3) Den Nachweis der Bedeutung der Laufökonomie für die Laufleistung von Amateursportlern unterschiedlicher Leistungsfähigkeit. Zu diesem Zweck wurden zwei unabhängige Studien im Querschnittdesign entworfen. Das erste Experiment überprüfte die Eignung spiroergometrischer Kenngrößen aus stufenförmigen Belastungstests zur Bestimmung der Laufökonomie und deren Einflüsse auf die Laufleistung bei Amateursportlern. Die zweite dieser Arbeit zugrundeliegende Studie diente zur Identifikation des optimalen Beanspruchungsniveaus zur zuverlässigen Bestimmung von Parametern der Laufökonomie bei Amateursportlern.
Die vorliegenden Ergebnisse deuten darauf hin, dass stufenförmige Belastungsprotokolle zur Laufökonomieermittlung an definierten Beanspruchungspunkten geeignet sind. Sie bestätigen den Einfluss der Laufökonomie auf die Laufleistung bei Amateursportlern unabhängig von der maximalen Sauerstoffaufnahme. Die Auswertung als Sauerstoff- (ml/kg/m) und/oder Kalorienumsetzung (kcal/kg/km) pro zurückgelegte Strecke an standardisierten submaximalen Referenzpunkten erscheint im Amateurbereich empfehlenswert. Speziell für Amateursportler können diese Größen nicht nur als leistungslimitierender Faktor interpretiert sondern auch zur Quantifizierung des bewegungsbezogenen Energieverbrauchs und des damit assoziierten Gesundheitsnutzen körperlicher Aktivität herangezogen werden.
The view that tumors consist of a homogenous mass of clonal derived cells has dramatically changed in recent years. Tumors harbor an enormous heterogeneity of cells with distinct capabilities and functions. The heterogeneity originates from a differentiation hierarchy of tumor cells, similar to normal tissue organization of stem-cell driven organs, but also from clonal succession of subpopulations by randomly acquired genetic mutations and epigenetic changes. Both scenarios are certainly not mutually exclusive, and also stem and progenitor cells underlie mutational selection. Intratumoral heterogeneity is a major challenge for cancer treatment and disease monitoring. Functional studies revealed that not all tumor cells have the same ability to initiate tumor growth upon transplantation in receptive animal models. The tumorinitiating cells (TICs) were called cancer stem cells due to their similarities to normal tissue stem cells in their molecular and functional properties. They can renew themselves long-term and give rise to tumor cells lacking cancer stem cell properties. However, it is worth stressing here that TICs do not necessarily originate from stem cells, but may have regained stem cell properties. TICs caught major attention since they may provide important steps in the progression of malignant diseases, such as epithelial-to-mesenchymal transition, dissemination, long-term persistence, therapy resistance, and relapse of the disease. The prospective identification of TICs using distinct surface markers would allow their molecular and functional characterization, the design of detection methods for diagnosis and prognosis, and the development of targeted therapies against these detrimental cells. While functional evidence for the existence of TICs were provided for many tumor entities, their marker profile still remains largely undefined and controversial. ...
Purpose: To evaluate long-term outcome of three years and treatment patterns of patients suffering from severely drug-refractory epilepsy (SDRE).
Methods: This analysis was population-based and retrospective, with data collected from four million individuals insured by statutory German health insurance. ICD-10 codes for epilepsy (G40*) and intake of anticonvulsants were used to identify prevalent cases, which were then compared with a matched cohort drawn from the population at large. Insurance data were available from 2008 to 2013. Any patient who had been prescribed with at least four different antiepileptic drugs (AEDs) in an 18-month period was defined as an SDRE case.
Results: A total of 769 patients with SDRE were identified. Of these, 19% were children and adolescents; the overall mean age was 42.3 years, 45.4% were female and 54.6% male. An average of 2.7 AEDs per patient was prescribed during the first follow-up year. The AEDs most commonly prescribed were: levetiracetam (53.5%), lamotrigine (41.4%), valproate (41.3%), lacosamide (20.4%), and topiramate (17.8%). During 3-year follow-up, there was an annual rate of hospitalization in the range 42.7 to 55%, which was significantly higher than the 11.6–12.8% (p < 0.001) for the matched controls. Admissions to hospital because of epilepsy ranged between 1.7 and 1.9 per year, with an average duration for each epilepsy-caused hospitalization of 10–11.1 days. The number of comorbidities for SDRE patients was significantly increased compared with the matched controls: depression (28% against 10%), vascular disorders (22% against 5%), and injury rates were also higher (head 16% against 3%, trunk and limbs 16% against 8%). The 3-year mortality rate for SDRE patients was 14% against 2.1% in the matched cohort.
Conclusion: SDRE patients are treated with AED polytherapy for all of the 3-year follow-up period. They are hospitalized more frequently than the general population and show increased morbidity levels and a sevenfold increase in mortality rate over 3 years. Further examination is required of ways in which new approaches to treatment could lead to better outcomes in severely affected patients.
Background: CML presenting with a variant Philadelphia translocation, atypical BCR-ABL transcript, additional chromosomal aberrations, and evolving MDS is uncommon and therapeutically challenging. The prognostic significance of these genetic findings is uncertain, even as singular aberrations, with nearly no data on management and outcome when they coexist. MDS evolving during the course of CML may be either treatment-associated or an independently coexisting disease, and is generally considered to have an inferior prognosis. Tyrosine kinase inhibitors (TKI) directed against BCR-ABL are the mainstay of treatment for CML, whereas treatment modalities that may be utilized for MDS and CML include allogeneic stem cell transplant and – at least conceptually – hypomethylating agents.
Case report: Here, we describe the clinical course of such a patient, demonstrating that long-term combined treatment with dasatinib and azacitidine for coexisting CML and MDS is feasible and well tolerated, and may be capable of slowing disease progression. This combination therapy had no deleterious effect on subsequent potentially curative haploidentical bone marrow transplantation.
Conclusions: The different prognostic implications of this unusual case and new therapeutic options in CML are discussed, together with a review of the current literature on CML presenting with different types of genomic aberrations and the coincident development of MDS. Additionally, this case gives an example of long-term combined treatment of tyrosine kinase inhibitors and hypomethylating agents, which could be pioneering in CML treatment.
Cellular attachment plays a vital role in the differentiation of pheochromocytoma (PC12) cells. PC12 cells are noradrenergic clonal cells isolated from the adrenal medulla of Rattus norvegicus and studied extensively as they have the ability to differentiate into sympathetic neuron-like cells. The effect of several experimental parameters including (i) the concentration of nerve growth factor (NGF); (ii) substratum coatings, such as poly-L-lysine (PLL), fibronectin (Fn), and laminin (Lam); and (iii) double coatings composed of PLL/Lam and PLL/Fn on the differentiation process of PC12 cells were studied. Cell morphology was visualised using brightfield phase contrast microscopy, cellular metabolism and proliferation were quantified using a 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium (MTS) assay, and the neurite outgrowth and axonal generation of the PC12 cells were evaluated using wide field fluorescence microscopy. It was found that double coatings of PLL/Lam and PLL/Fn supported robust adhesion and a two-fold enhanced neurite outgrowth of PC12 cells when treated with 100 ng/mL of NGF while exhibiting stable metabolic activity, leading to the accelerated generation of axons.
We present a dataset of free-viewing eye-movement recordings that contains more than 2.7 million fixation locations from 949 observers on more than 1000 images from different categories. This dataset aggregates and harmonizes data from 23 different studies conducted at the Institute of Cognitive Science at Osnabrück University and the University Medical Center in Hamburg-Eppendorf. Trained personnel recorded all studies under standard conditions with homogeneous equipment and parameter settings. All studies allowed for free eye-movements, and differed in the age range of participants (~7–80 years), stimulus sizes, stimulus modifications (phase scrambled, spatial filtering, mirrored), and stimuli categories (natural and urban scenes, web sites, fractal, pink-noise, and ambiguous artistic figures). The size and variability of viewing behavior within this dataset presents a strong opportunity for evaluating and comparing computational models of overt attention, and furthermore, for thoroughly quantifying strategies of viewing behavior. This also makes the dataset a good starting point for investigating whether viewing strategies change in patient groups.
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung sowie der strukturellen und magnetischen Charakterisierung von zwei Materialklassen von kupferbasierten zweidimensionalen Quanten-Spin-Systemen: Quadratische Gitter von Dimeren sowie geometrisch frustrierte Kagomé Gitter. In beiden Systemen werden Substitutionen vorgestellt die zu verbesserten Eigenschaften führen.
Savannas provide essential ecosystem services for human well-being in West Africa. Thus, ecosystem change not only directly affects biodiversity but also human livelihoods. Human land use considerably shaped these savanna ecosystems for millennia, particularly agriculture, livestock grazing, logging and the collection of non-timber forest products (NTFPs). NTFPs are wild plant products and comprise all organic matter from herbaceous plants, shrubs, and trees (excluding timber). Current increasing land use pressure through fast demographic changes is widely esteemed as a severe threat for savanna biodiversity and the socio-economy of rural communities. In consideration of the pivotal role of NTFP species for biodiversity and livelihoods, it is important to evaluate the effect of increasing land use change on savanna vegetation and on its provisioning service for human well-being. Thus, the major aim of this thesis is to investigate the impacts of land use intensification on vegetation composition, diversity and function and its consequences for provisioning ecosystem services (NTFPs) and human well-being in a West African savanna.
The research for this study was conducted in the North Sudanian vegetation zone of south-eastern Burkina Faso, where population growth exceeds the nationwide trend. Generally, Burkina Faso belongs to the worldwide poorest countries, where nearly one quarter of the population suffers from malnutrition (FAO 2014). The integration of NTFPs and particularly wild food species into rural household economies is, thus, an important measure in the national combat against poverty and food insecurity (FAO 2014). Against this background, I focus on vegetation changes, the economic importance of NTFPs as well as the decrease and substitution of wild food species in this study.
Vegetation resurveys of different vegetation types since the early 1990s showed that land use change led to more pronounced changes in the herbaceous than in the woody vegetation layer. Most woody vegetation types stayed stable in species composition and richness, even though some highly useful tree species (Vitellaria paradoxa, Parkia biglobosa) declined in some woody vegetation types. In contrast, in most herbaceous vegetation types species richness increased and species composition considerably changed. This change might be explained by a general ruderalisation process through a pronounced increase of wide-ranging herbaceous species. However, in spite of a general species increase in the herbaceous layer, a decrease of preferred herbaceous fodder species was found. Thus, the decline of useful species in both layers is alarming. Herbaceous vegetation types also showed more pronounced changes in plant functional trait characteristics in comparison to woody vegetation types. However, an increase of smaller plant species and species with a high diaspore terminal velocity (VTerm) was found in both vegetation layers. Since these two trait responses are generally related to grazing and browsing, the strong increase of livestock herds is likely to be responsible for the detected vegetation changes.
In addition to the vegetation study, interviews showed that all useful food species were widely considered to decline. The two economically most important tree species, the shea tree (Vitellaria paradoxa) and the locust bean tree (Parkia biglobosa) that contribute with 70% to wild food income, were considered among the most declining species of all cited wild food species. On this matter, local perceptions of species decline and results from field observations are in accordance. However, a wide range of cited substitutes indicated a great knowledge on alternative plant species in the area. Most wild food species are, however, substituted by other highly valued wild food species. Although our results suggest that rural communities are able to cope with the decrease or absence of wild food species, growing decline of one species would concurrently increase the pressure on other native food species. Therefore, the need to counteract the decrease of highly useful wild food species should be of high priority in management measures. In general, I showed that NTFPs are an essential component in rural households, since it contributed with 45 % to total household income. Significant differences in NTFP dependency between the two investigated villages and across the three main ethnic groups were detected, reflecting different traditional uses and harvesting practices. In general, it was shown that poorer households depend more on NTFP income than wealthier households. Against the background of this study, management strategies for agroforestry systems and poverty alleviation should consider local differences, and ethnicity-dependent NTFP-use patterns.
Overall, the combination of field studies on temporal and functional vegetation change with socio-economic and ethno-botanic interviews increases the knowledge on qualitative and quantitative vegetation changes and on the consequences for rural populations. This thesis gives a thorough insight into decreasing trends of economically valued plant species and thus gives evidence on the consequences of vegetation changes for ecosystem services of West African savanna ecosystems. Further, different NTFP-dependencies and use preferences according to socio-economic and cultural variables, such as ethnicity, present a valuable basis for specific decision-making and should be considered in management plans.
Die Paarverteilungsfunktion (PDF) beschreibt die Wahrscheinlichkeit, zwei Atome eines Materials in einem Abstand r voneinander zu finden. Diese Methode bewährt sich seit längerer Zeit zur Untersuchung von Gläsern, Flüssigkeiten, amorphen, stark fehlgeordneten und nanokristallinen anorganischen Substanzen. Die Anwendung für organische Substanzen ist jedoch relativ neu, mit etwa 20 Veröffentlichungen und Patenten insgesamt.
Im Rahmen dieser Dissertation wurden zwei Methoden zur Strukturverfeinerung und Strukturlösung organischer Substanzen anhand von PDF-Daten erfolgreich entwickelt und an diversen Beispielen validiert. Als erster Schritt hierzu wurde eine Methodenverbesserung vorgenommen. Hierbei handelte es sich um eine Verbesserung der Simulation der PDF-Kurven organischer Verbindungen anhand eines gegebenen Strukturmodells. Mit Hilfe der bisherigen Methoden können die PDF-Kurven anorganischer Substanzen erfolgreich simuliert werden. Für organische Substanzen werden bei Anwendung der bisherigen Methode die Signalbreiten der intramolekularen und intermolekularen Beiträge zu der PDF-Kurve falsch wiedergegeben, dies führt zu einer schlechten Anpassung der simulierten PDF-Daten and die experimentellen PDF-Daten. Deshalb wurde ein neuer Ansatz entwickelt, in welchem für die Berechnung der intramolekularen Beiträge zum PDF-Signal ein anderer isotroper Auslenkungsparameter verwendet wurde, als bei der Berechnung der intermolekularen Beiträge zum PDF-Signal. Mit diesem Ansatz konnte eine sehr gute Simulation der PDF-Kurve für alle Testbeispiele erzielt werden. Zur Strukturverfeinerung organischer Substanzen anhand von PDF-Daten wurden zwei Ansätze entwickelt: der Rigid-Body-Ansatz zur Behandlung starrer organischer Moleküle und der Restraint-Ansatz zur Behandlung flexibler organischer Moleküle.
Neben methodischen Entwicklungen wurden in dieser Arbeit zwei weitere Untersuchungen organischer Verbindungen mittels PDF-Analyse durchgeführt.
Es wurden drei, auf unterschiedliche Weise hergestellte, amorphe Proben des Wirkstoffes Telmisartan untersucht. Des Weiteren wurde mittels PDF-Analyse eine pharmazeutische Nanosuspension untersucht.
Eisnukleierende Partikel (INP) sind ein wichtiger Bestandteil des atmosphärischen Aerosols. Trotz ihrer geringen Konzentrationen in der Atmosphäre haben sie Einfluss auf die Bildung von Eiskristallen und auf den Niederschlag. Durch Änderungen in Anzahlkonzentration oder anderer Eigenschaften der INP können sich Wolkenparameter wie Lebensdauer und Tröpfchendichte ändern, was weiter eine Ursache für Änderungen im globalen Strahlungshaushalt sein kann.
Der Anteil zum globalen Strahlungshaushalt durch „Wolken-Anpassungen aufgrund von Aerosolen“, stellt weiterhin die größte Unsicherheit des Strahlungsantriebes dar. Aus diesem Grund sind Messungen und Studien über atmosphärische Aerosole und INP notwendig. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Eiskeimzähler FINCH („fast ice nucleus chamber“) grundlegend überholt und für Messungen von INP optimiert. FINCH ist ein in-situ Eiskeimzähler der durch Mischung unterschiedlicher Luftströme eine Übersättigung der Probeluft mit Wasserdampf erzeugt, um auf diese Weise die zu untersuchenden Aerosolpartikel zu Eiskristallen wachsen zu lassen. Am Ende einer Wachstumskammer werden die Partikel durch eine Optik, dem FINCH-OPS, anhand von Streueigenschaften klassifiziert und ausgewertet. Um FINCH im erwarteten Umfang benutzen zu können, wurden am F-OPS der Laser und die zur Detektion des Streulichts benutzen Photomultiplier ersetzt. Weiter wurde die Software zur Detektion der Partikel neu entwickelt. Durch diese Änderungen ist es möglich Partikelanzahl, Partikelgröße sowie eine Information über die Form der Partikel abzuleiten. Über einen weiteren Photomultiplier im F-OPS ist es zudem möglich eine Information über Fluoreszenz des Partikels zu gewinnen, um so auf einen biologischen Ursprung des Partikels zu schließen. Vorangegangene Probleme durch elektromagnetische Einstrahlung und dadurch entstandene Inkonsistenzen während Messungen konnten im Rahmen dieser Arbeit identifiziert und ausgeschlossen werden. Ebenfalls konnten die zur Flusskühlung benutzen Wärmetaucher als Ursache für Verunreinigungen und Kontamination ausgemacht werden. Auch dieser, für Messungen ungeeignete Zustand, wurde im Rahmen dieser Arbeit behoben.
Ausführliche Charakterisierungsmessungen konnte die Funktionsfähigkeit des F-OPS, als einzelnes Messgerät ohne FINCH-Kammer, belegen. Durch Messungen mit einer steuerbaren Lichtquelle in der Optik konnte zudem die elektrische Verarbeitung sowie die Zählqualität der Optik verifiziert werden. Weiter kann durch diese Experimente gezeigt werden, dass mit dem F-OPS größenaufgelöst gemessen werden kann.
Auch in den ersten Streulichtexperimenten mit Testaerosol kann die Funktionsfähigkeit der Optik gezeigt werden. Für Partikelgröße von Dp > 400 nm wird eine Zähleffizienz von 25% eines TSI 3025 CPCs erreicht. Die über den F-OPS abgeleitete Partikelgröße kann durch Messungen mit monodispersen Aerosolpartikeln und einer parallelen Messung mit einem TSI 3330 OPS parametrisiert werden. Weiter kann die Fluoreszenz von ausgewählten Referenzstoffen gezeigt werden.
Im Betrieb von F-OPS hinter der FINCH-Kammer, also FINCH als Komplettsystem, wurden weitere Charakterisierungsmessungen durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass die Anzahlkonzentration der Partikel nach Schließen eines Ventils exponentiell abfällt. Die Partikel folgen demnach nicht nur einem laminaren Fluss durch die Kammer. 50% der Partikel haben nach ca. 13 s die Kammer verlassen. Auch wurde ermittelt, dass ca. 40% der Partikel in der Kammer verloren gehen.
Erste Aktivierungsexperimente zeigen, dass Eispartikel in der Kammer auf eine Größe von Dp > 6 µm anwachsen. Durch Nullfiltermessungen in Aktivierungsphasen, sowie Ändern des zur Aktivierung notwendigen feuchten Flusses, wird zudem gezeigt, dass die Aktivierung der INP durch Mischung erfolgt und außerdem keine Fremdpartikel aktiviert werden. Die neue Steuerung der Kammer lässt es zu Temperaturen in etwa einer Stunde gezielt anzusteuern. Es wird gezeigt, dass Schwankungen in der Sättigung hauptsächlich durch Temperaturphänomene beeinflusst werden.
Abschließend wurden beispielhaft Laborexperimente mit Snomax© durchgeführt, welche sehr gut mit Werten aus der Literatur verglichen werden konnten. Auch eine erste Außenluftmessung am Jungfraujoch (Schweiz) wird in dieser Arbeit präsentiert. Die gemessenen INP-Konzentrationen im gezeigten Zeitraum liegen zwischen 1,4 ± 4,1 L-1 und 53 ± 30 L-1 und entsprechen somit wiederum bekannten Literaturwerten.
Der "Beratungs-Wegweiser, Beratungsstellen und Adressverzeichnis" wird vom Studien-Service-Center (SSC) als ergänzendes Angebot zum "Wegweiser für Erstsemester" sowie der Internetseite der Goethe-Universität herausgegeben und enthält studiengangbezogene Informationen und Kontaktdaten. Vertiefende Informationen zu diversitätsunterstützenden Angeboten der zentralen sowie fachübergreifenden Einrichtungen und der Fachbereiche können in der Broschüre "Diversity kompakt. Angebote für Studierende in unterschiedlichen Lebens und Studiensituationen" - herausgegeben von Di3 - nachgeschlagen werden.
Synthetische Cannabinoide sind strukturell variable Substanzen, die an die gleichen CB1- und CB2-Rezeptoren binden wie ∆9-THC und bei Konsumenten vergleichbare Symptome auslösen. Die psychoaktiven Substanzen werden Kräutermischungen beigemengt und gelten unter Konsumenten vermeintlich als ungefährlich. Aufgrund erhöhter Bindungsaffinitäten zu den Cannabinoidrezeptoren sind viele synthetische Cannabinoide potenter als ∆9-THC und lösen daher stärkere Symptome aus als der Konsum von ∆9-THC. Der Konsum von synthetischen Cannabinoiden führt zu zentraler Sedierung und Beeinträchtigungen in der Feinmotorik; dies ist nicht mit dem sicheren Führen eines Fahrzeugs kompatibel. Durch die strukturelle Varianz von synthetischen Cannabinoiden und ein stetig wechselndes Spektrum aktuell auf dem Drogenmarkt erhältlicher Substanzen ist der generelle Nachweis des Konsums von synthetischen Cannabinoiden limitiert. Bislang sind synthetische Cannabinoide in Blut oder Urin nur bei bekannter Struktur und vorhandenen Referenzmaterialien mit Sicherheit nachweisbar. Studien zur Prävalenz von synthetischen Cannabinoiden sind rar und basieren häufig auf Umfragen, da auf Probenanalysen basierende Studien meist nicht alle aktuellen synthetischen Cannabinoiden erfassen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Prävalenz von synthetischen Cannabinoiden unter Fällen aus Verkehrs- und Kriminaldelikten des Jahres 2010 in Hessen bestimmt, um zu zeigen wie häufig synthetische Cannabinoide in forensischen Analysen unentdeckt bleiben. Die analytische Methode wurde entwickelt sowie validiert und war für alle 31 synthetischen Cannabinoide, die bis 2011 auf dem Drogenmarkt erhältlich waren, sensitiv. Eine repräsentative Stichprobe bestehen aus 20% aller Blutproben (422 aus 2201) des Jahres 2010 wurde nachuntersucht. Weitere Auswertungen wurden auf Basis von Fallakten durchgeführt. Unter den analysierten Blutproben enthielten 12 Proben synthetische Cannabinoide, woraus für das Jahr 2010 eine Prävalenz von synthetischen Cannabinoiden unter Fällen aus Verkehrs- und Kriminaldelikten von 2,8% ermittelt wurde. Das am häufigsten detektierte synthetische Cannabinoid war JWH-122. Die Konzentrationen lagen überwiegend im niedrigen Bereich (unter 1 ng/ml bis 3 ng/ml). In einem Fall wurde eine vergleichsweise hohe Konzentration des JWH-122 mit circa 73 ng/ml gemessen, wobei neben Apathie keine weiteren Symptome dokumentiert wurden. Alle Konsumenten waren männlich; das Alter lag in 11 Fällen zwischen 18 und 38 Jahren (median 22 Jahre) und die Konsumenten waren Verdächtige von Verkehrsdelikten. Eine weitere positiv getestete Blutprobe stammte aus einem Kriminaldelikt; der Verdächtige war 46 Jahre alt. Die Auswertung der Konsummuster zeigte in 10 von 12 Fällen (83,3%) einen Mischkonsum. Nur in zwei Fällen lag ausschließlicher Konsum von synthetischen Cannabinoiden vor. Die Kombination von synthetischen Cannabinoiden mit ∆9-THC oder Alkohol war mit je vier Fällen häufig. In sechs Fällen wurde eine Vielfalt anderer psychoaktiver Drogen oder Medikamente in den Blutproben nachgewiesen. Die dokumentierten Ausfallserscheinungen waren meist moderat und ließen sich durch die Effekte von Cannabinoiden, Alkohol oder anderen gefundenen Drogen oder Medikamenten erklären. Im Fall eines Konsumenten hat sich nach den Angaben in ärztlichen und polizeilichen Berichten durch den nachgewiesenen Konsum von synthetischen Cannabinoiden eine vorbestehende Psychose verschlimmert. Fazit: Durch die geringe Prävalenz synthetischer Cannabinoide, fehlende routinemäßige Erfassbarkeit sowie Häufigkeit des Mischkonsums müssen Träger von rechtsmedizinischen Instituten in Ausstattung und Personal investieren, um den modernen Ansprüche an die Leistungsfähigkeit gerecht zu werden.