2013 research outputs found
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Corporate risk management : new empirical evidence from foreign exchange and interest rate risk
Get PDFContemporary corporate risk management with its diverse facets and categories commonly involves the usage of derivative instruments. Most of the relevant empirical literature originates from commodity risk management, even though the most important risk categories in terms of derivative usage are foreign exchange (FX) and interest rate (IR) risk. Empirical evidence in these areas is rare and often relies on alternative indicators of derivative usage due to a limited availability of adequate data. We close this gap in the literature and introduce two innovative and hand-collected datasets one for FX and one for IR risk from the unexplored regulatory environment in France. Based on an unprecedented data granularity with advanced exposure and derivative usage information, we examine the preeminent topics on the relevance and the determinants (together with the identification) of speculative activities in corporate FX and IR risk management in three empirical papers.
Chapter 2 How do Firms Manage Their Foreign Exchange Exposure? concentrates on how firms use derivative transactions to handle their FX risk. Regarding the composition of FX exposure, we find the exposure before hedging to be predominantly long, i.e., driven by FX-receivables and forecasted FX-sales, which is on average [median] hedged to about 90 [49] percent with mostly short derivative instruments.
Regarding the relevance of speculative elements, we evaluate whether firms decrease, increase or keep their FX exposure stable with derivative instruments and find that about 61 percent of the taken currency positions can be classified as risk-decreasing and about 39 percent as risk-increasing/risk-constant. Instead of solely evaluating the number of occurrences, we further relate the exposure before hedging per currency position to overall firm exposure and find that approximately 80 percent of total FX exposure are managed using risk-decreasing strategies and 20 percent of total firm exposure are managed using risk-increasing/-constant strategies.
We further address the documented impact of prior outcomes on hedging decisions with the informational advantage of our FX dataset. We use regression analyses to find supportive evidence that in response to benchmark losses, management hedges significantly more of its exposure and adjusts the hedge ratio closer to its benchmark. In addition, we analyze whether the impact of prior hedging outcomes is subject to the choice of risk-decreasing vs. risk-increasing strategies. With our finding that previous benchmark losses are only considered in risk-increasing strategies, where the exposure is again decreased following prior benchmark losses, but not in risk-decreasing strategies, we complement the growing literature on the relevance of prior hedging outcomes.
In chapter 3 Identifying Corporate Speculation Reading Public Disclosures Why Firms Increase Risk, we first examine whether the advanced disclosures in FX risk management of our dataset enable the identification of speculation reading openly available corporate publications. For the first time, the detailed information on FX exposures before and after hedging with corresponding hedged amounts allows for the calculation of firm-, currency-, and year-specific hedge ratios to quantitatively identify speculation as activity that increases or keeps currency-specific FX exposure constant reading public corporate disclosures.
Further, we examine the determining factors of speculative activities and find through regression analyses that frequent speculators are smaller, possess more growth opportunities and have lower internal resources. While several theories for speculative behavior have been tested empirically several times, our findings indicate unprecedented empirical evidence for the convexity theories in an FX environment.
Chapter 4 How Do Firms Manage Their Interest Rate Exposure? is dedicated to corporate interest rate risk management and how firms manage the IR risk with the differing subcategories of cash flow and fair value risk.
Similar to FX risk, we evaluate the relevance and determinants of speculation in IR risk management. We observe that speculative elements are more pronounced in IR compared to FX risk management when finding that 63 percent of IR firm exposure are managed using risk-decreasing strategies, whereas 37 percent are managed using risk-increasing/-constant strategies.
Contrary to the results in the FX setting, we observe frequent IR-speculators to have less growth opportunities and higher short- and long-term liquidity. We finally combine the FX and IR dataset to examine potential interactions. We find that firms seem to specialize in either FX or IR speculation and that the exposure of frequent speculators is significantly smaller for both risk categories.Zeitgemäßes unternehmerisches Risikomanagement mit seinen vielfältigen Facetten und Kategorien bezieht zumeist den Einsatz von derivativen Instrumenten ein. Der größte Teil der einschlägigen empirischen Literatur stammt aus dem Commodityrisikomanagement, obwohl die wichtigsten Risikokategorien für den Einsatz von Derivaten das Wechselkurs- (FX) und das Zinsrisiko (IR) sind. Empirische Nachweise in diesen beiden Bereichen sind rar und stützen sich aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit angemessener Daten oft auf alternativen Indikatoren oder Näherungsvariablen für den Einsatz von Derivaten und Risikoexposure. Die vorliegende Arbeit schließt diese Lücke in der Literatur und stellt zwei innovative Datensätze - einen für Währungs- und einen für Zinsrisiken - aus einem unerforschten regulatorischen Umfeld in Frankreich vor.
Hinsichtlich des Währungsrisikos und der Relevanz spekulativer Elemente wird gezeigt, dass etwa 61 Prozent der übernommenen Währungspositionen als risikomindernd und etwa 39 Prozent als risikoerhöhend/-konstant eingestuft werden können. Unter Einbeziehung der Höhe einer einzelnen Währungspositionen in Relation zum gesamten Unternehmensrisiko wird festgestellt, dass etwa 80 Prozent des gesamten Fremdwährungsrisikos mit risikomindernden und 20 Prozent des gesamten Unternehmensrisikos mit risikoerhöhenden/-konstanten Strategien gesteuert werden.
Darüber hinaus befasst sich die Arbeit mit den dokumentierten Auswirkungen früherer Ergebnisse von Risikomanagemententscheidungen. Mittels Regressionsanalysen wird der Nachweis erbracht, dass das Management als Reaktion auf Benchmark-Verluste deutlich mehr von seinem Exposure absichert und das Sicherungs-Verhältnis näher an seine Benchmark rückt. Darüber hinaus wird analysiert, ob die Auswirkungen früherer Risikomanagementergebnisse der Wahl zwischen risikomindernden und risikoerhöhenden Strategien unterliegen. Mit der Feststellung, dass frühere Benchmark-Verluste nur in risikoerhöhenden Strategien berücksichtigt werden, nicht aber in risikomindernden Strategien, wird die wachsende Literatur über die Relevanz früherer Risikomanagementergebnisse ergänzt.
Des Weiteren untersucht die Arbeit, ob die erweiterten Offenlegungen unseres Datensatzes zum Währungsrisikomanagement die Identifizierung von Spekulation auf Basis öffentlich zugänglicher Daten ermöglichen. Diese detaillierten Informationen über Währungsrisiken vor und nach der Absicherung mit entsprechenden Sicherungsbeträgen befähigen erstmals die Berechnung von firmen-, währungs- und jahresspezifischen Sicherungskennzahlen, die es wiederum erlauben, Spekulation als risikoerhöhende/konstante Strategie zu identifizieren. Diese Identifizierung von Spekulation bringt mehrere Vorteile mit sich, wie z.B. die Anhebung der Hemmschwelle für spekulative Aktivitäten, die Bereitstellung einer neuen Informationsbasis für diverse Interessengruppen sowie die Ermöglichung beispielloser Wettbewerbsanalysen für Unternehmen. Bezüglich der Bestimmungsfaktoren spekulativer Aktivitäten wird gezeigt, dass häufige Spekulanten kleiner sind, mehr Wachstumsmöglichkeiten haben und über geringere interne Ressourcen verfügen.
Hinsichtlich des Managements von Zinsrisiken ist zunächst die Komplexität dieser Risikoart mit den unterschiedlichen Unterkategorien Cashflow- und Fair-Value-Risiko festzustellen. Auch hierbei stellt der neuen Datensatz eine beispiellose Datengranularität mit erweiterten Exposure- und Derivateinformationen zur Verfügung, die nun sogar für verschiedene Laufzeiten getrennt betrachtet werden können. Die Analyse der Struktur des Zinsexposures zeigt zuerst, dass Aktiva obwohl in der Literatur bislang weitgehend unbeachtet eine wesentliche Riskokomponente darstellen, insbesondere bei variabel verzinslichen Positionen. Zudem zeigt sich, dass die Firmen Derivate dazu nutzen, um hauptsächlich kurz- bis mittelfristig von fest- auf variabel verzinsliche Positionen zu wechseln.
Ähnlich wie beim Währungsrisiko werden darüber hinaus die Relevanz und die Determinanten von Spekulation im IR-Risikomanagement beleuchtet. Es zeigt sich, dass spekulative Elemente im Zinsrisikomanagement im Vergleich zum Währungsrisikomanagement stärker ausgeprägt sind, da nun 63 Prozent des IR-Firmenexposures mit risikomindernden Strategien und 37 Prozent mit risikosteigernden/konstanten Strategien gesteuert werden.
Im Gegensatz zu den Ergebnissen im Devisenumfeld wird beobachtet, dass häufige IR-Spekulanten weniger Wachstumspotential und eine höhere kurz- und langfristige Liquidität haben. Anhand der Kombination des FX- und IR-Datensatzes, um mögliche Interaktionen zu untersuchen, wird gezeigt, dass sich die Unternehmen entweder auf FX- oder IR-Spekulationen zu spezialisieren scheinen
Development of an on-line process monitoring for yeast cultivations via 2D-fluorescence spectroscopy
Get PDFAn optimum process is required in the field of food, pharmaceutical and biotechnological industry with the ultimate goal of achieving high productivity and high-quality products. In order to achieve this goal, there are many different parameters to be realized and controlled, e.g., physical, chemical and biological aspects of microbial bioprocesses. Microbial cultivations are a very complex process, therefore, reliable and efficient tools are required to receive as much real-time information for an on-line monitoring as possible, so that the processes can be controlled in time.
The primary objective of this research was to apply a two-dimensional (2D) fluorescence spectroscopy to monitor glucose, ethanol and biomass concentrations of yeast cultivations. The measurement of one spectrum has 120 fluorescence intensity variables of excitation and emission wavelength combinations (WLCs) without consideration of the scattered light. To investigate which WLCs carry important and relevant information regarding the analyte concentrations, the three wavelength selection methods were implemented: a method based on loadings, variable importance in projection (VIP) and ant colony optimization. The five selected WLCs from each method for a particular analyte were evaluated by multiple linear regression (MLR) models. The selected WLCs, which showed the best predictive performance of the MLR models, were relevant to the analyte concentrations. Regarding the results of the MLR models, the most significant WLCs contained seven different excitation and emission wavelengths. They can be combined to have 38 WLCs for one spectrum based on the principle of fluorescence. They were in the area of NADH, tryptophan, pyridoxine, riboflavin and FAD/FMN. The 38 WLCs were used to predict the glucose, ethanol and biomass concentrations via partial least squares (PLS) regression. The best prediction from the PLS models with 38 WLCs had the percentage of root mean square error of prediction (pRMSEP) in the range of 3.1-6.3 %, which was not significantly different from the PLS models with the 120 variables. Therefore, the specific fluorescence sensor for yeast cultivations could be built with less filters, which would make it a low-cost device.
The following plan of the research goal was to investigate the attribute of fluorophores inside cells in real time using a 2D fluorescence spectrometer. The considered intracellular fluorophores, such as NADH, tryptophan, pyridoxine, riboflavin and FAD/FMN were observed during the yeast cultivations under three different conditions: batch, fed-batch with the glucose pulse during a glucose growth phase (GP) and fed-batch with the glucose pulse during an ethanol growth phase (EP) after a diauxic shift. With the help of principal component analysis, the different states of the yeast cultivations, particularly the glucose pulse during EP, can be recognized and identified from the on-line fluorescence spectra. On the other hand, the change of the fluorescence spectra in the fed-batch process with the glucose pulse during GP was not recognizable. Remarkably, the intensities of the fluorophores due to the glucose pulse during EP did not change in the same direction. The fluorescence intensities of NADH and riboflavin increased, but the intensity of tryptophan, pyridoxine and FAD/FMN decreased. The conversion between tryptophan and NADH intensities was quantified as a proportional factor. It was calculated from the ratio of the area of NADH and tryptophan fluorescence intensity after the glucose addition until depletion. The proportional factor was independent on various glucose concentrations with the coefficient of determination, R2 = 0.999. The correlative intensity changes of these fluorophores demonstrate a metabolic switch from ethanol to glucose growth phase.
Based on the previous experiments, a closed-loop control has been implemented for yeast cultivations. 2D fluorescence spectroscopy was applied for an on-line monitoring and control of yeast cultivations to attain pure oxidative metabolism. A glucose concentration is an important factor in a fed-batch process of Saccharomyces cerevisiae. Therefore, it has to be controlled under a critical concentration to avoid overflow metabolism and to gain high productivity of biomass. The characteristic of the NADH intensity can effectively identify the metabolic switch between oxidative and oxidoreductive states. Consequently, the feed rates were regulated using the NADH intensity as a metabolic signal. With this closed-loop control of the glucose concentration, a biomass yield was obtained at 0.5 gbiomass/gglucose. Additionally, ethanol production could be avoided during the controlled feeding phase. The fluorescence sensor with the signal of the NADH intensity has potential to control a glucose concentration under the critical value in real time.
The experiments carried out show that 2D fluorescence spectroscopy has great potential in on-line monitoring and process control of the yeast cultivations. Consequently, it is promising to build up a compact and economical fluorescence sensor with the specific wavelengths using light-emitting diodes and photodiodes. The sensor would be a cost-effective and miniaturized device for routine analysis, which could be advantageous to real-time bioprocess monitoring.Im Bereich der Lebensmittel-, Pharma- und Biotech-Industrie ist ein optimaler Prozess mit dem Ziel einer hohen Produktivität und hohen Produktqualität erforderlich. Um dieses Ziel zu erreichen, sind viele verschiedene Parameter zu überwachen und zu regeln, z.B. physikalische, chemische und biologische Aspekte von mikrobiellen Bioprozessen. Kultivierung von Mikroorganismen ist ein komplexer Prozess, der für ein Online-Monitoring zuverlässige und effiziente Werkzeuge benötigt, um möglichst viele Informationen in Echtzeit zu erhalten, so dass eine Regelung realisiert werden kann.
Das Hauptziel der Forschung war die Anwendung von 2D-Fluoreszenzspektroskopie zur Überwachung der Glukose-, Ethanol- und Biomassekonzentrationen von Hefekultivierung. Die Messung eines Spektrums besteht aus 120 Wellenlängenkombinationen (WLK) ohne Berücksichtigung des Streulichts. Um zu untersuchen, welche WLK wichtige und relevante Informationen über die Prozessgrößen enthalten, wurden drei Wellenlängenauswahlmethoden implementiert: Methode basierend auf Loadings, Variable Importance in Projection (VIP) und Ameisenkolonieoptimierung. Die fünf ausgewählten WLK jeder Methode für eine bestimmte Substanz wurden mit Hilfe der multilinearen Regression (MLR) bewertet. Die ausgewählten WLK, die die beste Vorhersageleistung des MLR-Modells zeigten, waren für die Prozessgrößen relevant. Bezüglich der Ergebnisse des MLR-Modells enthielten die wichtigsten WLK sieben verschiedene Anregungs- und Emissionswellenlängen. Basierend auf dem Prinzip der Fluoreszenz können sie zu 38 WLK für die Messung eines Teilspektrums kombiniert werden. Sie lagen im Bereich der Fluoreszenz von NADH, Tryptophan, Pyridoxin, Riboflavin und FAD/FMN. Diese 38 WLK wurden verwendet, um die Glukose-, Ethanol- und Biomassekonzentrationen über Partial Least Squares (PLS) Regression vorherzusagen. Die besten Vorhersagen der PLS-Modelle mit 38 WLK hatte relative Fehler im Bereich von 3,1-6,3 %. Das ist nicht signifikant schlechter als die PLS-Modellen mit 120 Variablen. Ein spezifischer Fluoreszenzsensor für die Hefekulturen könnte daher mit weniger Filtern gebaut werden, was ein kostengünstiges Gerät wäre.
Forschungsziel war es, die Eigenschaften von Fluorophoren in den Zellen in Echtzeit mit einem 2D-Fluoreszenzspektrometer zu untersuchen. Die betrachteten intrazellulären Fluorophore wie NADH, Tryptophan, Pyridoxin, Riboflavin und FAD/FMN wurden während der Hefekultivierung unter drei verschiedenen Bedingungen beobachtet: Batch-Kultivierung, Fed-Batch-Kultivierung mit einem Glukose-Puls während der Glukosewachstumsphase (GP) und Fed-Batch-Kultivierung mit einem Glukose-Puls während der Ethanolwachstumsphase (EP) nach einer Diauxie. Mit Hilfe der Hauptkomponentenanalyse können die verschiedenen Zustände der Hefekultivierung, insbesondere der Glukose-Puls während des EP, aus den Online-Fluoreszenzspektren erkannt und identifiziert werden. Andererseits war die Änderung in den Fluoreszenzspektren der Fed-Batch-Kultivierung mit dem Glukose-Puls während der GP nicht erkennbar. Bemerkenswert war, dass sich die Intensitäten der Fluorophore durch den Glukose-Puls während des EP nicht alle in die gleiche Richtung verändert haben. Die Fluoreszenzintensitäten von NADH und Riboflavin nahmen zu, aber die Intensitäten von Tryptophan, Pyridoxin und FAD/FMN nahmen ab. Die Umwandlung von Tryptophan zu NADH konnte aufgezeigt und ein linearer Zusammenhang nachgewiesen werden. Der Proportionalfaktor war unabhängig von verschiedenen Glukosekonzentrationen mit einem Bestimmtheitsmaß von R2 = 0,999. Die korrelative Intensitätsänderung von den Fluorophoren zeigte die Stoffwechselveränderung von der Ethanol- zur Glukosewachstumsphase.
Basierend auf den vorherigen Experimenten wurde eine Regelung für die Hefekultivierung implementiert. Die 2D-Fluoreszenzspektroskopie wurde zur Online-Überwachung und Kontrolle der Hefekultivierung eingesetzt, um einen reinen oxidativen Stoffwechsel zu erreichen. Die Höhe der Glukosekonzentration ist ein wichtiger Faktor in einem Fed-Batch-Prozess von Saccharomyces cerevisiae. Daher ist es notwendig die Glukosekonzentration unter einer kritischen Konzentration zu halten, um einen Überlaufstoffwechsel zu vermeiden und eine hohe Produktivität der Biomasse zu erreichen. Die Charakteristik der NADH-Intensität kann den metabolischen Wechsel zwischen oxidativen und oxidoreduktiven Zuständen effektiv identifizieren. Folglich wurde die Fütterungsrate auf Basis der Fluoreszenzintensität von NADH als Stoffwechselsignal geregelt. Mit dieser Regelung der Glukosekonzentration wurde ein Ausbeutekoeffizient von 0,5 gBiomass/gGlucose erzielt. Die Ethanolproduktion wurde so effektiv vermieden. Der Fluoreszenzsensor hat das Potenzial, die Glukosekonzentration unter dem kritischen Wert zu regeln.
Die durchgeführten Experimente zeigen, dass die 2D-Fluoreszenzspektroskopie ein großes Potenzial in der Online-Überwachung und Prozesskontrolle hat. Daher ist es vielversprechend mit Hilfe von Leucht- und Photodioden einen kompakten und kostengünstigen Fluoreszenzsensor mit den spezifischen Wellenlängen aufzubauen. Der Sensor wäre ein preiswertes und miniaturisiertes Gerät für die Routineanalytik, was für die Online-Bioprozessüberwachung von Vorteil ist
Four essays on the impact of institutions, technological change, and globalization on labor market outcomes
Get PDFThe thesis picks up some modern labor market phenomena and contributes to the literature by developing four theoretical models to analyze the effects on labor market outcomes. In particular, it 1) examines how the decision of labor unions to merge or to stay independent depends on the degree of product differentiation, 2) investigates the macroeconomic effects of the deregulation of temporary agency employment, 3) discusses if low-skilled workers will be substituted by automation, and 4) studies how the technological choice of firms in an economy changes due to low-skilled immigration.
The first model focuses on the question of the optimal economic behavior of labor unions under multi-unionism. Developing a right-to-manage model, it analyzes how the decision of labor unions to merge or to stay independent depends on the degree of product differentiation. The model predicts that labor unions have strict incentives to merge if the products are substitutable in consumption, while they want to stay separated for complementary products.
The second model studies the effects of the deregulation of temporary agency employment on labor market outcomes such as wages, unemployment, and the employment structure. It develops a search and matching model with large firms that produce differentiated goods using regularly employed workers that are organized in labor unions and, in addition, temporary agency workers that may search on-the-job for regular employment. The model shows that the legal deregulation of temporary agency employment increases overall employment and the rate of regular employment. The rate of regular employment increases, since labor unions reduce their wage claims in response to the deregulation of temporary agency employment. As the most surprising result, the model predicts a hump-shaped relationship between the degree of legal deregulation of temporary agency employment and its employment rate. This is explained by voluntary, non-institutional firm-level agreements that restrict the use of temporary agency employment in the production and get more important, the more deregulated temporary agency employment is.
The third model incorporates automation in the search and matching framework to reveal if automation creates technological, skill-specific unemployment. The model assumes one-worker firms that operate in a low- or high-skill intensive intermediate sector and employ low- or high-skilled workers, respectively. The two intermediate goods, traditional capital and automation capital in form of industrial robots, 3D printer etc. are used for the production of a final good. Automation capital serves as a perfect substitute for low-skilled labor and an imperfect substitute for high-skilled labor. The model shows that the accumulation of automation capital leads to the creation of technological unemployment. While the unemployment rate of high-skilled workers decreases, low-skilled workers suffer and get replaced by automation capital. Further, the model predicts that wage inequality between high- and low-skilled workers rises as the wage rate of low-skilled workers declines, while the wage rate of high-skilled workers increases.
The fourth model examines how the technological choice of firms in a host country change due to an exogenous inflow of low-skilled immigrants. It uses a search and matching model that considers two type of firms that either use a basic technology or a more advanced technology. Workers match with vacancies randomly and consist of three groups: low- and high-skilled natives and low-skilled immigrants. While the skill distribution of workers is exogenous, firms may endogenously adjust their skill requirements. Another feature of the model is that it captures educational mismatch of high-skilled natives. The model rather intuitively suggests that an increase in low-skilled immigration causes firms to change their behavior and to shift their production towards the basic technology. As a consequence, low-skilled natives benefit from the influx of low-skilled immigrants, while the wage rate of high-skilled natives decreases, whereas their employment rate goes up.Die Dissertation greift vier moderne Arbeitsmarktphänomene auf und analysiert aus theoretischer Perspektive die Auswirkungen dieser Phänomene auf unterschiedliche Arbeitsmarktergebnisse. Sie untersucht, wie die Fusionsanreize von Gewerkschaften vom Grad der Produktdifferenzierung abhängen, analysiert und diskutiert die Effekte der institutionellen Deregulierung der Leiharbeit auf Löhne und Beschäftigung sowie deren Struktur, untersucht die Konsequenzen der Automatisierung für Gering- und Hochqualifizierte und analysiert, wie geringqualifizierte Immigration die Technologiewahl von Firmen und damit die technologische Ausrichtung der Ökonomie beeinflusst.
Die Frage der optimalen Fusionsanreize von Gewerkschaften unter dem Phänomen des "multi-unionism", und der Abhängigkeit dieser vom Grad der Produktdifferenzierung, wird im Rahmen eines "right-to-manage"-Modells untersucht. Es wird gezeigt, dass die Gewerkschaften im Fall von substituierbaren Produkten eine relativ geringe Verhandlungsmacht aufweisen, wenn sie separat verhandeln. Sollte es zu einer Unstimmigkeit zwischen der Firma und einer Gewerkschaft kommen, z.B. einem Streik, ist es für die Firma im Fall von separaten Verhandlungen problemlos möglich die Belegschaft einer Gewerkschaft mit der Belegschaft einer anderen Gewerkschaft auszutauschen. Sind die Produkte demgegenüber komplementär, profitieren die Gewerkschaften von separaten Verhandlungen.
Die makroökonomischen Effekte der Deregulierung der Leiharbeit werden im Rahmen eines Matching-Modells und unter Annahme monopolistischer Konkurrenz auf dem Gütermarkt untersucht. Große Firmen setzen in der Produktion entweder ausschließlich regulär beschäftigte Arbeitnehmer ein, die in Gewerkschaften organisiert sind, oder ersetzen einen Teil der Belegschaft durch Leiharbeiter. Außerdem wird unterstellt, dass Leiharbeiter on-the-job nach regulärer Beschäftigung suchen. Es kann gezeigt werden, dass die Deregulierung der Leiharbeit zu einem Anstieg der Gesamtbeschäftigung führt und auch die reguläre Beschäftigung ansteigt. Interessanterweise zeigt sich, dass ein hügelförmiger Zusammenhang zwischen der Deregulierung der Leiharbeit und deren Beschäftigungsniveau besteht. Die fortschreitende Deregulierung muss nicht zwangsläufig zu einem stetigen Anstieg der Leiharbeit führen. Dieser Verlauf lässt sich durch nicht-institutionelle Kosten der Leiharbeit erklären, die stärker ins Gewicht fallen, je höher die Beschäftigung in diesem Bereich ist.
Die Effekte der Automatisierung werden in einem Search- and Matching Modell des Arbeitsmarktes untersucht. Hierzu werden zwei Qualifikationstypen, Gering- und Hochqualifizierte, und Automatisierungskapital als zusätzlicher Produktionsfaktor eingeführt. Automatisierungskapital wird als ein perfektes Substitut für geringqualifizierte Arbeitskräfte und als ein imperfektes Substitut für hochqualifizierte Arbeitskräfte modelliert. Es kann gezeigt werden, dass die zunehmende Akkumulation von Automatisierungskapital zu einer höheren Arbeitslosigkeit von geringqualifizierten Arbeitskräften und zu einer geringeren Arbeitslosigkeit von hochqualifizierten Arbeitskräften führt. Zudem wird offen gelegt, dass die Löhne der geringqualifizierten Arbeitskräfte sinken, wohingegen die Löhne der hochqualifizierten Arbeitskräfte steigen.
Abschließend wird untersucht, wie der Zufluss von geringqualifizierten Immigranten die Löhne und Beschäftigung von gering- und hochqualifizierten inländischen Arbeitskräften und die endogene Technologiewahl von Firmen in der Ökonomie beeinflusst. Im Rahmen eines Search- and Matching Modells, in dem Firmen ex-ante entscheiden, welche Technologie sie in der Produktion einsetzen, wird gezeigt, dass durch den Zufluss von geringqualifizierten Immigranten die Nachfrage nach alten, ineffizienteren Technologien steigt. Dies führt dazu, dass geringqualifizierte Einheimische durch den Zufluss von geringqualifizierten Immigranten profitieren, wohingegen die Löhne und die Arbeitslosenquote von hochqualifizierten Einheimischen sinken
Consumer acceptance of iron biofortified varieties of staple food crops
Get PDFMicronutrient deficiency is one of the most common forms of malnutrition worldwide. Iron deficiency alone affects 2 billion people worldwide. Since 2004, HarvestPlusis working on the development of new staple crop varieties with higher micronutrient content using conventional breeding methods. This strategy is known as biofortification. According to the trait that has been bred into a biofortified crop, these are classified into visible and invisible nutritional traits.
A crop with an invisible nutritional trait represents a challenge in terms of acceptance by target consumers since these invisible traits target an invisible nutritional problem. Micronutrient deficiencies are also called hidden hunger, due to the invisibility of their consequences. Iron- and zinc-biofortified crops might be considered credence goods, i.e., goods characterized by the fact that although consumers can observe their utility, these derive from ex-post goods, and therefore, they cannot judge whether the type or quality of the good they receive is the ex-ante they needed. Further, one of the main characteristics of these products is the asymmetric information between producers and sellers on the one hand, and consumers on the other hand. For example, producers might not be aware of a particular trait as their seeds and plants do not show any visible feature, and conversely, consumers might not be aware of the needs and utility of what producers are offering to them. Subsequently, nutritional information should play an essential role in reducing the asymmetric and imperfect information characterizing iron- and zinc-biofortified crops and creating a growing market for them.
To this end, this cumulative dissertation consists of four interrelated papers. The first article, entitled Consumer acceptance of an iron bean variety in Northwest Guatemala: The role of information and repeated messaging, analyzes the acceptance of different organoleptic attributes and the willingness to pay for an iron-biofortified variety compared with a popular local variety. It addresses the first research question: What are the impact of nutritional information and its repetition on consumers acceptance on the main organoleptic attributes of an iron bean variety in rural Guatemala and the willingness to pay for these varieties compared with the most popular local variety? The impact of receiving information about the nutritional features and the benefits of the biofortified variety and its repetition on the valuation of the attributes tested and on the general acceptance was evaluated.
The second paper, Identifying socioeconomic characteristics defining consumers acceptance for main organoleptic attributes of an iron-biofortified variety in Guatemala, addresses the second research question: Which socioeconomic factors define consumers attitudes towards some specific attributes of an iron-biofortified bean variety in rural Guatemala? This article provides a deeper analysis of how consumers preferences towards some specific sensory attributes, such as color and taste, are defined by consumers socio-demographic characteristics. This is the first time that the socio-demographic characteristics predicting consumers preferences for the main sensory attributes of a biofortified variety are analyzed. This analysis allows understanding how those preferences are formed based on respondents characteristics and of the differences in consumer acceptance of similar varieties.
According to the literature reviewed, men are less interested in health-promoting behaviors, and healthier lifestyle patterns, so nutritional information is expected to have a lesser impact on mens acceptance of the iron-biofortified varieties tested. A promotion strategy of a biofortified variety based on nutritional information addressed to women could be more cost-effective compared to one addressed to men, as women are generally the primary caretakers of children and they influence food purchase decisions and intra-household distribution of food. Based on this scientific evidence, the third article, The impact of nutritional information on consumer acceptance of nutritious foods: A gendered analysis of iron-biofortified foods in India, Guatemala, and Rwanda, addresses the third research question: Which role do gender aspects plays in the impact of nutritional information on the acceptance towards iron-biofortified crops?
Another socioeconomic characteristic evaluated is consumer market participation. There is empirical evidence that respondents acceptance of a new agricultural product as a new variety depends on whether its main role in the market is as a consumer or as a producer. Those with higher participation as a producer will be more interested in those market-oriented attributes, such as size, color, and texture. On the contrary, those that are more consumer-oriented will be interested in attributes, such as taste and time required for cooking. In this same direction, all the consumer acceptance trials with biofortified crops carried out have used grains, and respondents are in most of the cases producers who might be more interested in testing seeds instead of tasting grains when evaluating agronomic attributes. In this sense, the fourth article, Role of respondents market participation on consumer acceptance towards seeds and grains of an iron bean variety addresses the fourth and final research question: Are respondents primary role as consumers or producers and their participation in markets play a significant role in how iron-biofortified crops are evaluated?Mikronährstoffmangel ist eine der am weitesten verbreitete Form von Mangelernährung. Allein zwei Milliarden Menschen weltweit sind von Eisenmangel betroffen. HarvestPlus, ein gemeinsames Programm des International Center for Tropical Agriculture (CIAT) und des International Food Policy Research Institute (IFPRI), arbeitet seit 2004 an der Entwicklung neuer Nutzpflanzen mit einem höheren Mikronährstoffanteil, auf Basis herkömmlicher Züchtungsmethoden. Diese Strategie ist bekannt als Biofortifikation. Entsprechend ihrer Eigenschaften können angereicherte Nutzpflanzen klassifiziert werden in solche Pflanzen mit sichtbaren und solche mit unsichtbaren Nährwerteigenschaften. Die mit Vitamin A angereicherten Pflanzen zählen zur Gruppe mit den sichtbaren Nährwerteigenschaften, da sie eine Gelbfärbung aufweisen. Zur Gruppe der unsichtbaren Nährwerteigenschaften zählen die Pflanzen mit verbessertem Eisen- oder Zinkgehalt.
Eine Nutzpflanze mit unsichtbaren Nährwerteigenschaften stellt hinsichtlich der Akzeptanz bei der Verbraucherzielgruppe eine Herausforderung dar, weil diese unsichtbaren Eigenschaften auf ein unsichtbares Ernährungsproblem hinweisen. Mikronährstoffmängel werden auch versteckter Hunger genannt, weil ihre Auswirkungen unsichtbar sind. Die mit Eisen und Zink angereicherten Nutzpflanzen könnten als Vertrauensgüter angesehen werden, was bedeutet, dass sie Eigenschaften aufweisen, deren Nutzen die Verbraucher zwar im Nachhinein feststellen können, jedoch können sie nicht vorher beurteilen, ob die Pflanze von der Sorte oder Qualität ist, die benötigt wird.
Eine der Haupteigenschaften solcher Produkte ist die Informationsasymmetrie zwischen Produzenten und/oder Verkäufern auf der einen, und Verbrauchern auf der anderen Seite. Möglicherweise sind sich nicht einmal die Produzenten über die Eigenschaft der Pflanze bewusst, da ihr Saatgut und die Feldfrucht keine sichtbaren Eigenschaften zeigt. Verbraucher sind sich möglicherweise nicht über die Notwendigkeit und Nützlichkeit der Produkte bewusst, die Produzenten ihnen anbieten. Außerdem spielen vermutlich Nährwertinformationen eine wichtige Rolle, um die Informationsasymmetrien und/oder Informationsunvollständigkeit zu reduzieren, welche die mit Zink und Eisen angereicherten Nutzpflanzen einhergeht, und um einen wachsenden Markt für diese zu schaffen.
Diese kumulative Dissertation besteht aus vier miteinander im Zusammenhang stehenden Forschungspapieren. Zwei davon (Kapitel zwei und drei) konzentrieren sich auf die Analyse von Primärdaten die in Guatemala gesammelt wurden, und dazu beitragen sollen, mehr Wissen zur Akzeptanz von angereicherten Nutzpflanzen bei Landwirten und Verbrauchern in Lateinamerika zu generieren. Die anderen beiden Arbeiten (Kapitel vier und fünf) beinhalten weiterhin, neben Analysen aus Guatemala, eine Auswertung mit Daten aus Ruanda und Indien. Es folgt eine Zusammenfassung aller vier Forschungspapiere, und schlussendlich eine Synthese aller Ergebnisse.
Der erste Forschungsbericht mit dem Titel Consumer acceptance of an iron bean variety in Northwest Guatemala: The role of information and repeated messaging untersucht die Akzeptanz bei verschiedenen organoleptischen Merkmalen und die Zahlungsbereitschaft für eine mit Eisen angereicherte Bohnenvariante, verglichen mit einer verbreiteten einheimischen Sorte. Die Arbeit thematisiert die erste Forschungsfrage: Welchen Einfluss haben (wiederholte) Nährwertinformationen auf die Verbraucherakzeptanz zu den Hauptmerkmalen einer mit Eisen angereicherten Bohnenvariante im ländlichen Guatemala, und auf die Zahlungsbereitschaft für diese Sorte im Vergleich zur beliebtesten einheimischen Sorte? Die Auswirkungen des (wiederholten) Erhalts an Informationen zu Nährwerten und Vorteilen der angereicherten Sorte auf die Bewertung der getesteten Attribute und der generellen Akzeptanz wurde evaluiert.
Um ein besseres Verständnis dafür zu erhalten, woraus sich die im ersten Forschungspapier ermittelten Präferenzen zusammensetzen, befasst sich der zweite Forschungsbericht Identifying socioeconomic characteristics defining consumers acceptance for main organoleptic attributes of an iron-biofortified variety in Guatemala mit der zweiten Forschungsfrage: Welche sozioökonomischen Faktoren definieren die Einstellung der Verbraucher bezüglich einiger bestimmter Merkmale einer mit Eisen angereicherten Bohnensorte im ländlichen Raum Guatemalas? Diese Arbeit erbringt eine tiefgreifende Analyse dazu, wie die Präferenzen von Verbrauchern für einige spezielle sensorische Attribute, wie beispielsweise Farbe und Geschmack, sich über die sozio-demographischen Charakteristika der Verbraucher definieren. Zum ersten Mal werden die sozio-demographischen Faktoren, welche die Verbraucherpräferenzen für die wichtigsten sensorischen Attribute vorhersagen, ausgewertet. Ausgehend von den Charakteristika der Befragten erlaubt dies ein tiefergehendes Verständnis dafür, wie Präferenzen gebildet werden, und für die Unterschiede bei der Verbraucherakzeptanz ähnlicher Sorten in unterschiedlichen Regionen oder befragten Gruppen.
Einigen Autoren zufolge sind Männer weniger an gesundheitsförderndem Verhalten und einer gesünderen Lebensweise interessiert; daher wird erwartet, dass Nährwertinformationen bei Männern weniger Einfluss auf die Akzeptanz der getesteten, mit Eisen angereicherten Bohnen haben. Eine auf Nährwertinformationen beruhende Förderstrategie für die angereicherte Sorte, die sich an Frauen wendet, könnte kosteneffizienter sein, da Frauen generell die Hauptsorge für Kinder tragen und auf Lebensmittelkaufentscheidungen sowie die Verteilung der Lebensmittel innerhalb des Haushaltes Einfluss nehmen. Ausgehend von diesen wissenschaftlichen Erkenntnissen befasst sich der dritte Forschungsbericht mit dem Titel The impact of nutritional information on consumer acceptance of nutritious foods: A gendered analysis of iron-biofortified foods in India, Guatemala, and Rwanda mit der dritten Forschungsfrage: Welche Rolle spielen Gender-Aspekte für die Auswirkungen von Nährwertinformationen auf die Akzeptanz bezüglich mit Eisen angereicherter Nutzpflanzen?
Das zweite sozioökonomische Merkmal, welches evaluiert wurde, ist die Teilnahme der Verbraucher am Markt. Es gibt wissenschaftliche Beweise dafür, dass die Akzeptanz der Befragten zu einem neuen landwirtschaftlichen Produkt als neue Sorte davon abhängt, ob der Befragte ein Verbraucher oder Produzent ist. Produzenten werden eher an marktorientierten Attributen wie Größe, Farbe, und Konsistenz, interessiert sein. Verbraucherorientierte Befragte sind wahrscheinlich eher am Geschmack und der Kochzeit interessiert.
Bei den Fragen zur Verbraucherakzeptanz angereicherter Nutzpflanzen wurde meistens Getreide verwendet. Die meisten Befragten sind jedoch möglicherweise eher daran interessiert, Saatgut zu testen um die agronomischen Merkmale auszuwerten. Der vierte Forschungsbericht Role of respondents market participation on consumer acceptance towards seeds and grain of an iron bean variety befasst sich mit der vierten und letzten Forschungsfrage: Spielt die Funktion der Befragten als Konsumenten oder Produzenten und ihre Teilnahme am Markt eine signifikante Rolle dabei, wie die mit Eisen angereicherten Nutzpflanzen bewertet werden
Marketing and agriculture : how to be successful in the crop protection
Get PDFFrom the beginning of the 1980s I worked as a marketing and sales manager of the agricultural supply industry in Eastern Europe and Central Asia. After the opening of the Iron Curtain in 1990 I was asked, beginning with the University of Prague, to teach the marketing philosophy of the Western world to students from universities of the former COMECON. The following presentation provides the basic information of these marketing seminars and should also serve as a checklist for future marketing plans in the field of crop protection.Seit Anfang der 1980er Jahre war ich als Marketing und Vertriebsleiter der landwirtschaftlichen Zulieferindustrie verstärkt in Osteuropa und Zentralasien tätig. Nach der Öffnung des Eisernen Vorhangs im Jahr 1990 wurde ich gebeten, beginnend mit der Universität Prag, die Marketing Philosophie der westlichen Welt Studenten an Universitäten des früheren COMECON zu vermitteln.
Die nachfolgende Darstellung vermittelt die Grundaussagen dieser Marketing Seminare, sie soll gleichzeitig als Checkliste für künftige Marketingpläne im Bereich Pflanzenschutz dienen
The fetters of inheritance? Equal partition and regional economic development
Get PDFHow can agricultural inheritance traditions affect structural change and economic development in rural areas? The most prominent historical traditions are primogeniture, where the oldest son inherits the whole farm, and equal partition, where land is split and each heir inherits an equal share. In this paper, we provide a theoretical model that links these inheritance traditions to the local allocation of labor and capital and to municipal development. First, we show that among contemporary municipalities in West Germany, equal partition is significantly related to measures of economic development. Second, we conduct OLS and fuzzy spatial RDD estimates for Baden-Württemberg in the 1950s and today. We find that inheritance rules caused, in line with our theoretical predictions, higher incomes, population densities, and industrialization levels in areas with equal partition. Results suggest that more than a third of the overall inter-regional difference in average per capita income in present-day Baden-Württemberg, or 597 Euro, can be explained by equal partition
Transcriptomic analyses during infectious anemia in pigs
Get PDFMycoplasma suis (M. suis) is a uncultivable hemotrophic bactreia parasiting red blood cells in pigs and a small range of other animals. It becomes more and more important because of leading to big economic losses in swine industry. M. suis causes anemia in pigs and is accompanied with other immunosuppressive diseases. A once infected animals is a life-long carrier and could infect other animals as well. To date, there is less information about the pathogenesis and reproduction of the bacteria and it is not possible to cultivate M. suis in vitro.
One objective of the present study was to get more information about the transcriptomic changes in a pig during an infection course. Therefore, 3 splenectomized piglets were infected with the highly virulent strain KI_3806. After 2, 4 and 8 days post infection (p.i.) blood samples were taken and total RNA of blood was extracted. Microarray analyses were performed with a commercial Affymetrix array. Using microarrays more than 7000 DE genes from infected pigs could be detected. With M. suis in its host cells the erythrocyte we had a perfect model showing molecular interactions or signaling pathways in the M. suis infection process. With the help of the Ingenuity pathway analyses service many genes involved in immune and inflammatory response were found. Moreover typical genes involved in anemia, psoriasis and endothelial cell damage could be observed. The detection of these genes verified the depression and alteration of the immune system by M. suis resulting in evading the immune system and therefore in persisting among the organism.
Another aim was to go deeper on the transcriptional level of M. suis and to get insights of the behavior of the bacteria at the time point of and after infection. RNA Sequencing was performed on a HiSeq 2000 Genome Analyzer from Illumina an resulting reads were mapped to reference sequences M. suis KI_3806 and Sus scrofa. Moreover, differential expression analysis was performed using the edgeR package. After mapping, it could be observed that on day 4 p.i. M. suis transcripts seem to be overlapped by porcine transcripts, whereas on day 8 p.i. most of the reads could be allocated to the M. suis genome resulting in almost all M. suis genes were found to be transcribed at the end of infection. When looking at the COG categories the group of proteins with unknown function (hypothetical proteins) represented the largest group on both days. Also a high number within the differentially expressed genes were hypothetical genes showing that these genes play an important role during infection. Further investigations are needed to confirm that the hypothetical genes also are involved in M. suis replication and recombination.
In conclusion, our analysis revealed several thousand genes differentially expressed during acute IAP and numerous altered pathways and cellular processes throughout the course of host response to acute M. suis infections, thus contributing to a better understanding of the IAP pathogenesis. Moreover, this could lead to new approaches towards cultivation of M. suis as well as therapeutic treatments.Mycoplasma suis (M. suis) gehört zu den unkultivierbaren hemotrophen Bakterien, welche die roten Blutkörperchen von Schweinen und anderen Tierarten parasitieren. Die Krankheit beginnt zunehmend an Bedeutung, da mit ihr hohe wirtschaftliche Verluste in der Schweinproduktion einhergehen. M. suis verursacht Anämien in Schweinen und wird zudem von anderen immunsuppresiven Krankheiten begleitet. Ein einmal infiziertes Tier bleibt sein Leben lang Träger des Erregers und kann so andere Tiere infizieren. Zum jetzigen Zeitpunkt gibt es kaum Information zur Pathogenese und zu Vermehrungsstrategie von M. suis. Außerdem lässt sich das Bakterium noch nicht in vitro kultvieren.
Ein Ziel dieser Studie war es mehr Informationen über die transkriptionellen Änderungen während einer Infektion auf der Wirts-, als auch auf der Erregerseite zu erhalten. Dafür wurden drei splenektomierte Schweine mit dem hoch infektiösen Stamm KI_3806 via subkutaner Blutinjektion infiziert. Es wurde jeweils nach 2, 4 und 8 Tagen Blut entnommen und die Gesamt RNA des Blutes isoliert. Dann wurden Microarray Analysen mit einem kommerziellen Array von Affymetrix durchgeführt, wodurch 7000 differentiell exprimierte Gene in den infizierten Schweinen gefunden werden konnten. Durch das Tiermodell dieser Studie konnten die Signalwege und molekularen Einblicke während einer M. suis Infektion perfekt nachgestellt werden. Das Programm Ingenuity Pathway Analyses zeigte, dass viele dieser Gene an der Immune und inflammatory response beteiligt sind. Darüber hinaus konnten Gene gefunden werden, die unter anderem für die Anämie, für Psoriasis und die Endothelzellschädigung verantwortlich sind. Die Auswertung dieser Gene bestätigt die Aussage, dass M. suis das Immunsystem unterdrückt. Dadurch kann M. suis dem Immunsystem entgehen und wird nicht von diesem eliminiert, was die Persistenz des Erregers erklärt.
Ein weiteres Ziel lag darin einen tieferen Einblick in die Transkriptionsebene des Erregers während einer Infektion zu erhalten. Dafür wurde eine RNA-Sequenzierung auf einem HiSeq 2000 Genome Analyzer von Illumina durchgeführt. Die gemessenen reads wurden anschließend gegen das M. suis KI_3806 und das Sus scrofa Genom gemappt. Anschließend wurde eine differentielle Expressionsanalyse mittels dem edgeR Paket durchgeführt. Nach dem Mappen der Gene konnte festgestellt werden, dass die M. suis Transkripte an Tag 4 nach der Infektion von den Schweinetranskripten überlagert werden. Wohingegen an Tag 8 nach der Infektion die meisten Transkripte dem M. suis Genom zugeordnet werden konnten. Nahezu alle Gene konnten an Tag 8 am Ende der Infektion transkribiert werden. Auffälligerweise konnten die meisten Gene Proteinen mit unknown function zugeordnet werden. Auch innerhalb der differentiell exprimierten Gene haben wir eine große Anzahl an hypothetischen Genen gefunden, was beweist, dass sie eine große Rolle während einer Infektion spielen. Weitere Studien sind notwendig um zu bestätigen, dass die hypothetischen Gene auch an der Vermehrung und Replikation von M.suis beteiligt sind.
Durch die Transkriptionsanalysen dieser Studie konnten einige tausend differentiell exprimierte Gene während einer M. suis Infektion gefunden werden, ebenso wurden zahlreiche Signalwege und zelluläre Prozesse im Hinblick auf eine Immunantwort gegen
M. suis aufgezeigt. Diese neuen Einblicke bringen uns ein Stück näher die Pathogenese der infektiösen Anämie der Schweine zu verstehen und neue Ansätze für ein Kultursystem und Behandlungsstrategien zu entwickeln
Political implications of economic inequality : a literature survey
Get PDFThis survey documents the different arguments discussed in the academic literature on whether and how economic inequality and the emergence and stability of democratic political systems are connected. While early research in this domain has often focused on new and emerging democracies, this paper also provides an overview of the more recent literature in economics and neighboring fields that discusses democratization as well as established democracies stability and other institutional traits. In doing so, the survey contains a critical review of both theoretical and empirical contributions on the topic. The different arguments are systematically evaluated and their core hypotheses are distilled in order to document the main lines of argumentation prevalent in the literature. Together with a summary of the theoretical arguments, the main findings of related empirical research are also documented and shortly discussed. Whereas taken together, research so far generally does not suggest any conclusive results concerning economic inequality and the emergence of democracies, the survey indicates that the stability and institutional quality of established democracies can be negatively affected by economic inequality, and it outlines the conditions for this to occur. However, additional research especially on some of the more tentative hypotheses is required to allow for a more profound understanding of the different channels and relationships. Therefore, points of departure for further research, e. g. on how to operationalize specific theoretical constructs of interest and thereby on how to get a better understanding of the relations, are also suggested
Development potential of smallholder livestock production in Zambia
No full textThe continued increase in the demand for livestock products in Africa presents a development opportunity for smallholder livestock farmers. If this opportunity is harnessed well, it can contribute to rural poverty reduction. However, translating this opportunity into reality requires unlocking smallholder farmers productivity potential, considering that livestock performs numerous functions beyond just serving as an income source. To support this development opportunity for smallholder livestock farmers, it is essential to enable a large share of small-scale farmers to engage in livestock farming and increase the productivity of smallholder livestock farming systems in an equitable and environmentally sustainable way. Taking Zambia as an example, this thesis aims to identify and analyze factors that have been obstacles to livestock development. Based on two rounds of panel data collected from smallholder farm households in Zambia, it was observed that the share of farmers who keep cattle is limited and that farmers move in and out of cattle production, despite the many benefits that livestock offers. Therefore, there is a need to identify what enables and disables farmers to keep livestock. There is also a need to identify the driving factors of livestock herd growth since small herd size is one factor that prevents farmers from participating in the market for livestock products. To better understand how livestock production systems can be developed equitably, it is also necessary to understand the gender dimensions of livestock farming to ensure that women will not be left out of the growth process. Moreover, to be able to support livestock production effectively, it is also essential to identify the governance challenges that are likely to occur in the implementation of livestock development interventions.
Against this backdrop, the thesiss overall goal was to identify options to promote sustainable livestock production systems. The thesis focused on cattle, which is the most valuable large asset among smallholder farmers in Zambia. The thesis had four specific objectives, which are addressed in separate chapters: (i) To unravel the mystery of moving in and out of cattle keeping; (ii) to identify the factors determining the livestock herd size among smallholder farmers in Zambia; (iii) to understand the gender dimensions in cattle production; and (iv) To uncover the governance challenges of implementing the vaccination campaigns in Zambia
To achieve these objectives, a mixed-method research approach was used, involving both quantitative and qualitative methods. The quantitative analysis was based on an existing household survey data set, which is representative at the national level. Various econometric techniques were applied, including probit, correlated random effect, and zero-one inflated beta regressions. For the qualitative component of the study, a combination of empirical data collection methods was applied, which included focus group discussions, individual household in-depth interviews, key informant interviews, and a participatory mapping method called Process-Net-Map. Analytical methods for the qualitative component of the study included content analysis as well as causal narratives.
The analysis showed that moving in or out of cattle production is influenced by human population growth, climatic variability, livestock population density, male household labor availability, and institutional support. The findings indicate that household-level factors and regional factors and their interaction influence households ability to take up cattle production and continue this activity over time. One can derive from this analysis that regional incentives, such as an increase in the demand for draft power, are important to encourage cattle production, but household level challenges, such as labor availability, need to be addressed, as well.
The analysis also indicated that loss of cattle due to death, rather than cattle sales, was a major reason for the reduction in herd size. Mortality rates were found to be responsive to animal health interventions, which underlines the need for effective animal health services as a precondition for improved productivity in livestock production. The analysis also showed that farmers mainly increased their herd size by keeping the off-spring of their herd rather than by buying animals. Low conception rates due to limited feed resources during the dry season were identified as a major obstacle to a faster increase in herd size. Farmers who were able to enter into cattle production typically used their income from crop farming to acquire the first stock. This finding indicates that, in the absence of well-functioning rural financial markets, smallholders who cannot generate a surplus from crop farming will not be able to move into cattle production.
The analysis also threw light on the factors that enable women to own cattle. These factors included financial independence and the accumulation of other assets. Women were also more likely to own cattle in households with larger herd sizes. Perceived intra-household conflicts were identified as an obstacle to female cattle ownership.
Considering the important role of livestock support programs, an in-depth analysis of a program was carried out that supported livestock vaccination campaigns. The Process Net-Map method served to identify the governance challenges faced by the program. The findings established that the complexity of the procurement procedure, the limited capacity of the central actors, and a lack of urgency from influential actors resulted in procurement delays, and a diversion of funds caused delays in the release of funds. Lack of influence by the farmers also contributed to the inefficiency of the implementation procedure. The findings are likely to be relevant for implementing other livestock development programs that involve the distribution of publicly procured inputs.
Overall, it was concluded that the problems identified in the thesis need to be addressed. Otherwise, smallholder livestock farmers will not be able to exploit the opportunity of rising demand for livestock products. A number of policy recommendations were derived from the findings. These include the provision of institutional and technical support for the intensification of smallholder cattle production, strategies to bridge the gender gap in cattle production in a way that does not result in household conflicts; and innovative approaches to improve the efficiency in the implementation of livestock development programs.Der anhaltende Anstieg der Nachfrage nach Tierprodukten in Afrika bietet Kleinbauern eine Entwicklungsmöglichkeit. Wenn diese Gelegenheit gut genutzt wird, kann sie zur Verringerung der ländlichen Armut beitragen. Um diese Chance in die Realität umzusetzen, muss jedoch das Produktivitätspotenzial der Kleinbauern freigesetzt werden, wobei zu berücksichtigen ist, dass das Vieh zahlreiche Funktionen erfüllt, die über die reine Einkommensquelle hinausgehen. Um diese Entwicklungschance für Kleinbauern unterstützen zu können, ist es unerlässlich, einen großen Teil der Kleinbauern in die Lage zu versetzen, Viehzucht zu betreiben und die Produktivität von Kleinbauern auf gender-gerechte und umweltverträgliche Weise zu steigern. Am Beispiel Sambias sollen in dieser Arbeit Faktoren identifiziert und analysiert werden, welche die Entwicklung des Viehaltungssektores behindern. Basierend auf der Analyse von zwei Runden einer Paneldatenerhebung unter Kleinbauernhaushalten in Sambia, wurde festgestellt, dass der Anteil der Landwirte, die Rinder halten, begrenzt ist und die Landwirte trotz der vielen Vorteile, die das Vieh bietet, regelmäßig aus der Rinderproduktion aus- und einsteigen. Daher muss ermittelt werden, was Landwirte in die Lage versetzt oder behindert, Nutztiere zu halten. Die treibenden Faktoren für das Herdenwachstum müssen ebenfalls ermittelt werden, da eine geringe Herdengröße einen der Faktoren darstellt, die die Landwirte davon abhalten, am Markt für tierische Erzeugnisse teilzunehmen. Um besser zu verstehen, wie Tierproduktionssysteme auf gerechte Weise entwickelt werden können, ist es auch erforderlich, die geschlechtsspezifischen Dimensionen der Tierhaltung zu kennen, um sicherzustellen, dass Frauen nicht vom Wachstumsprozess ausgeschlossen werden. Um die Tierproduktion effektiv unterstützen zu können, ist es außerdem unerlässlich, die Governance-Herausforderungen zu ermitteln, die bei der Umsetzung von Maßnahmen zur Weiterentwicklung der Tierproduktion zu erwarten sind.
Vor diesem Hintergrund bestand das übergeordnete Ziel der Arbeit darin, Optionen zu identifizieren, die nachhaltige Tierhaltungssysteme fördern. Die Dissertation konzentrierte sich auf Rinder, die eines der wertvollsten Anlagegüter unter Kleinbauern in Sambia sind. Die Dissertation hatte vier spezifische Ziele, die in separaten Kapiteln behandelt werden: (i) das Rätsel des Ein- und Austiegs aus der Viehhaltung zu lösen; ii) die Faktoren, die die Tierbestandsgröße der Kleinbauern in Sambia bestimmen zu ermitteln; (iii) die geschlechtsspezifischen Dimensionen bei der Rinderproduktion zu verstehen; und (iv) die Governance-Herausforderungen bei der Durchführung von Impfkampagnen in Sambia aufzudecken.
Um diese Ziele zu erreichen, wurde ein Forschungsansatz mit gemischten Methoden verwendet, der sowohl quantitative als auch qualitative Methoden umfasste. Die quantitative Analyse basierte auf vorhandenen Daten einer national respräsentativen Haushaltserhebung. Verschiedene ökonometrische Techniken wurden angewendet, einschließlich probit, correlated random effects and zero-one inflated beta-regressions. Für die qualitative Komponente der Studie wurde eine Kombination empirischer Datenerhebungsmethoden angewendet, die Fokusgruppendiskussionen, Tiefeninterviews mit Haushalten, Key Informat Interviews und sogenannten partizipative Process-Net-Maps umfasste. Zu den Analysemethoden für die qualitative Komponente der Studie gehörten die Inhaltsanalyse (Content Analyse) sowie kausale Narrative (Causal Narratives).
Die Analyse ergab, dass der Ein- und Austieg in die Rinderproduktion durch das Bevölkerungswachstum, die klimatische Variabilität, die Tierdichte die Verfügbarkeit von männlicher Arbeitskraft und die institutionelle Unterstützung beeinflusst wird. Die Ergebnisse zeigen, dass Faktoren auf Haushaltsebene sowie regionale Faktoren und deren Wechselwirkungen die Fähigkeit der Haushalte beeinflussen, die Rinderproduktion aufzunehmen und diese Aktivität im Laufe der Zeit fortzusetzen. Aus dieser Analyse lässt sich ableiten, dass regionale Anreize, wie z. B. eine Erhöhung des Bedarfs an tierischer Anspannung, wichtig sind, um die Viehproduktion zu fördern, aber auch Herausforderungen auf Haushaltsebene, wie z. B. die Verfügbarkeit von Arbeitskräften, müssen angegangen werden.
Die Analyse ergab auch, dass der Verlust von Rindern aufgrund des Todes und nicht der Verkauf von Rindern ein Hauptgrund für die Verringerung der Herdengröße war. Es wurde festgestellt, dass die Sterblichkeitsraten von Tiergesundheitsmaßnahmen abhängen, was die Notwendigkeit wirksamer Tiergesundheitsdienste als Voraussetzung für eine verbesserte Produktivität in der Tierproduktion unterstreicht. Die Analyse ergab auch, dass die Landwirte ihre Herde hauptsächlich dadurch vergrößerten, dass sie die Nachkommen ihrer Herde behielten, anstatt Tiere zu kaufen. Niedrige Empfängnisraten aufgrund begrenzter Futterressourcen während der Trockenzeit wurden als Haupthindernis für eine schnellere Zunahme der Herdengröße identifiziert. Landwirte, die in der Lage waren, Vieh zu produzieren, verwendeten ihr Einkommen aus dem Ackerbau normalerweise, um den ersten Bestand zu erwerben. Dieser Befund deutet darauf hin, dass Kleinbauern, die keinen Überschuss aus dem Ackerbau erwirtschaften können, mangels gut funktionierender ländlicher Finanzmärkte nicht in die Viehzucht einsteigen können.
Die Analyse beleuchtete auch die Faktoren, die es Frauen ermöglichen, Rinder zu besitzen. Zu diesen Faktoren gehörten die finanzielle Unabhängigkeit und die Akkumulation anderer Vermögenswerte. Frauen besaßen mit größerer Wahrscheinlichkeit auch Rinder in Haushalten mit größerer Herde. Wahrgenommene haushaltsinterne Konflikte wurden als Hindernis für den Besitz von Rindern durch Frauen identifiziert.
In Anbetracht der wichtigen Rolle von Viehprudktionsförderprogrammen wurde eine eingehende Analyse eines Programms durchgeführt, das Viehimpfkampagnen unterstützte. Die Process Net-Map-Methode diente dazu, die Governance-Herausforderungen des Programms zu identifizieren. Die Ergebnisse zeigten, dass die Komplexität des Beschaffungsverfahrens, die begrenzte Kapazität der zentralen Akteure und das mangelnde Prioritätsempfingen einflussreicher Akteure zu Verzögerungen bei der Beschaffung und eine Umleitung der Mittel zu Verzögerungen bei der Mittelfreigabe führten. Die mangelnde Einflussnahme der Landwirte trug ebenfalls zur Ineffizienz des Umsetzungsverfahrens bei. Die Ergebnisse dürften für die Durchführung anderer Programme zur Entwicklung des Viehbestands relevant sein, bei denen öffentlich beschaffte Betriebsmittel verteilt werden.
Insgesamt wurde der Schluss gezogen, dass die in der Arbeit identifizierten Probleme angegangen werden müssen. Andernfalls können Kleinbauern die Chance einer steigenden Nachfrage nach tierischen Erzeugnissen nicht nutzen. Aus den Ergebnissen wurde eine Reihe politischer Empfehlungen abgeleitet. Dazu gehört die Bereitstellung institutioneller und technischer Unterstützung für die Intensivierung der kleinbäuerlichen Rinderproduktion; Strategien zur Verringerung der geschlechtsspezifischen Kluft in der Viehzucht auf eine Weise, die nicht zu Haushaltskonflikten führt; und innovative Ansätze zur Verbesserung der Effizienz bei der Durchführung von Entwicklungsprogrammen im Viehhaltungsbereich
Diurnal and photoperiodic effects on the immune system and glucocorticoid signaling in domestic pigs
Get PDFPhysiology and behavior of humans and animals display pronounced diurnal and seasonal rhythmic variations. Diurnal rhythms are controlled by daylight and seasonal rhythms are adjusted by the photoperiod, i.e., the relative span of light per day. Modern human life and housing conditions of livestock are often directed against natural daylight conditions and thus, may entail circadian disruption causing misalignment between the central circadian pacemaker and peripheral tissues. Thereby, glucocorticoids are regarded as a main link between these compartments. Circadian disruption might be detrimental for health, in particular affecting immune function, which was mainly investigated in humans and nocturnal rodents but underlying mechanisms are not clearly defined yet.
Therefore, the main objective of the present thesis was to investigate diurnal and photoperiodic effects on the immune system and glucocorticoid signaling as well as potential underlying endocrine, behavioral, and molecular mechanisms of these effects in domestic pigs. Adult male castrated pigs, held under specific lighting schedules, were surgically catheterized to enable blood collection without disturbance of the animals.
Initially, domestic pigs were held under standard 12L:12D-lighting conditions and blood samples were taken every 2 hours over periods of up to 50 hours. Cosinor analyses revealed pronounced diurnal rhythmicity in peripheral leukocyte numbers of various immune cell populations. These rhythms were mainly comparable to results in humans and nocturnal rodents in relation to their respective rest-activity cycles, with the exception of porcine neutrophils differing from both species. Moreover, the investigated diurnal rhythms in activity behavior and plasma cortisol concentration confirmed that domestic pigs under the applied experimental conditions are diurnally active like humans. Linear mixed model analyses revealed associations of immune cell counts with plasma cortisol concentration, which also resembles results from humans and rodents.
Subsequently, photoperiodic effects on diurnal rhythms in peripheral immune cell numbers were investigated for the first time in any species. Domestic pigs were held either under long day conditions (LD) or under short day conditions (SD) and were sampled every 2 hours over periods of 50 hours. Distinct photoperiodic differences in relative amplitudes and peak times of cell counts in various porcine leukocyte types were found, whereas mesor values did not differ. Moreover, photoperiodic effects on diurnal rhythms in plasma cortisol concentrations and activity behavior were found, which is in agreement with human and primate studies. Generalized linear mixed model analyses again revealed associations of leukocyte counts with plasma cortisol concentration and with activity behavior as well. In summary, the results imply stronger rhythmicity of peripheral immune cell numbers in general under SD than under LD. Common intrinsic mechanisms seem to regulate diurnal rhythms in peripheral leukocyte numbers in most immune cell types in domestic pigs, except for neutrophils again.
Finally, to investigate potential molecular differences in diurnal regulation between different immune cell types, glucocorticoid receptor (GR) number and affinity were examined in peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and granulocytes of domestic pigs. Thereby, a greater number of GR sites per cell and a higher GR binding affinity in PBMC compared to granulocytes were found, pointing to differences in the molecular mechanisms of glucocorticoid signaling between leukocyte populations.
The results of the present thesis project are subsequently discussed in regard to specific implications for immune function and health as well as animal husbandry and welfare. Moreover, a methodological assessment of the approaches used within the thesis project was carried out and finally, suggestions for future research directions were given.
In conclusion, the present thesis revealed for the first time diurnal and photoperiodic effects on the immune system as well as glucocorticoid signaling in domestic pigs and uncovered potential underlying mechanisms of these effects. Hence, an additional diurnally active model species in chronoimmunology research was established. Moreover, conducting chronoimmunology research in the porcine species represents an innovative approach in agricultural science and provides entirely new opportunities to improve animal health and welfare. Thereby, future studies might investigate diurnal differences in immune function, clarify the role of different zeitgebers on immune rhythms, and assess potential consequences of stressor exposure at different times of the day.Physiologie und Verhalten von Menschen und Tieren unterliegen deutlich ausgeprägten diurnalen und saisonalen Schwankungen. Dabei werden diurnale Rhythmen über das Tageslicht und saisonale Rhythmen über die Photoperiode, also die Tageslänge, gesteuert. Unser modernes Leben und die Haltungsumwelt von Nutztieren stehen oft nicht im Einklang mit natürlichen Lichtbedingungen. Dadurch kann eine Entkopplung zwischen der sog. Inneren Uhr im Gehirn und peripheren Uhren in anderen Geweben entstehen. Glucocorticoide spielen dabei als Bindeglied eine wichtige Rolle. Diese Desynchronisation kann sich negativ auf die Gesundheit auswirken, besonders auf die Immunfunktion. Dies wurde bisher jedoch nur beim Menschen und bei nachtaktiven Nagern untersucht und mögliche Zusammenhänge sind bis jetzt nur unzureichend aufgeklärt.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war daher, diurnale und photoperiodische Einflüsse auf das Immunsystem und auf Glucocorticoide sowie zugrundeliegende endokrine, verhaltensbasierte und molekulare Wirkungsmechanismen beim Schwein zu untersuchen. Dafür wurden adulte Kastraten unter spezifischen Lichtbedingungen gehalten und die Blutprobenahme erfolgte über venöse Dauerkatheter, um die Tiere nicht zu stören.
Zunächst wurden Schweine unter standardisierten 12L:12D-Lichtbedingungen gehalten und alle 2 Std. über einen Zeitraum von bis zu 50 Std. Blutproben entnommen. Dabei wurden deutlich ausgeprägte diurnale Rhythmen in der Zellzahl verschiedener Leukozyten-Subpopulationen im peripheren Blut mittels Cosinoranalyse charakterisiert. Die Rhythmen waren zumeist vergleichbar mit Ergebnissen bei Menschen und Nagern im Verhältnis zum Aktivitätsrhythmus der jeweiligen Spezies. Eine Ausnahme stellten jedoch die neutrophilen Granulozyten dar, denn ihr Rhythmus war mit keiner der beiden genannten Spezies vergleichbar. Des Weiteren wurde durch die Untersuchung diurnaler Rhythmen im Aktivitätsverhalten und der Plasma-Cortisolkonzentration bestätigt, dass Schweine unter diesen experimentellen Bedingungen tagaktiv sind, also vergleichbar zum Menschen. Statistische Analysen zeigten Zusammenhänge zwischen der Immunzellzahl im Blut und der Plasma-Cortisolkonzentration. Dies bestätigt Ergebnisse von Menschen und Nagern.
Anschließend wurden als weltweit erste Untersuchung überhaupt photoperiodische Effekte auf diurnale Rhythmen in der Immunzellzahl im peripheren Blut untersucht. Dazu wurden Schweine entweder unter Langtag- (LD) oder Kurztagbedingungen (SD) gehalten und alle 2 Std. über eine Dauer von 50 Std. beprobt. Dabei wurden bei verschiedenen Leukozyten-Subpopulationen deutliche Unterschiede in der relativen Amplitude und der Acrophase der Zellzahlen im peripheren Blut gefunden. Die Mesor-Werte unterschieden sich jedoch nicht. Des Weiteren wurden auch photoperiodische Effekte auf diurnale Rhythmen in der Plasma-Cortisolkonzentration und dem relativen Aktivitätsverhalten gezeigt, was mit bisherigen Studien bei Menschen und Primaten übereinstimmt. Statistische Analysen zeigten auch hier Zusammenhänge zwischen der Immunzellzahl im Blut und der Plasma-Cortisolkonzentration sowie dem Aktivitätsverhalten. Darüber hinaus deuten die Ergebnisse eine generell stärker ausgeprägte Oszillation der Immunzellzahlen im Blut unter SD als unter LD an. Ferner scheinen die diurnalen Rhythmen der Immunzellzahl im Blut bei den meisten porcinen Immunzelltypen über gemeinsame intrinsische Mechanismen reguliert zu werden, wobei die neutrophilen Granulozyten wiederum eine Ausnahme bilden.
Schließlich wurden zur Aufklärung möglicher molekularer Unterschiede in der diurnalen Regulation von Immunzellen, Anzahl und Affinität von Glucorticoidrezeptoren (GR) in peripheren mononukleären Zellen des peripheren Blutes (PBMC) und Granulozyten beim Schwein untersucht. Dabei wurde eine größere Anzahl und eine höhere Affinität der GR in PBMC im Vergleich zu Granulozyten festgestellt. Dies lässt auf Unterschiede in den molekularen Wirkungsmechanismen von Glucocorticoiden bei verschiedenen Leukozyten-Subpopulationen schließen.
Zusammenfassend werden die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit im Hinblick auf ihre Bedeutung für die Immunfunktion und Gesundheit als auch für die Tierhaltung und das Wohlergehen der Tiere diskutiert. Zusätzlich wird die Arbeit umfassend methodologisch bewertet und es werden weiterführende Forschungsmöglichkeiten eröffnet.
In der vorliegenden Arbeit wurden erstmals diurnale und photoperiodische Einflüsse auf das Immunsystem sowie auf Glucocorticoide beim Schwein gezeigt und mögliche zugrundeliegende Wirkungsmechanismen charakterisiert. Damit wurde das Schwein als tagaktive Modellspezies in der chronoimmunologischen Forschung eingeführt. Darüber hinaus stellt diese Arbeit einen innovativen Ansatz in den Agrarwissenschaften dar und bietet somit ganz neue Möglichkeiten, um Gesundheit und Wohlergehen bei Nutztieren zu fördern. Zukünftige Studien könnten diurnale Unterschiede in der Immunfunktion untersuchen, die Rolle verschiedener Zeitgeber-Mechanismen im Immunsystem aufklären und mögliche Konsequenzen einer Stressoren-Einwirkung zu unterschiedlichen Tageszeiten erforschen