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Evaluation of methodologies for inferring temporal changes of oceanic respiration and ventilation under changing climate
Get PDFObservations suggest that the dissolved oxygen inventory in the ocean has declined by over 2% since the middle of the 20th century. Such rapidly ongoing ocean deoxygenation raises concerns of widespread ocean anoxia associated with major mass extinction under a warming climate. Mechanistically understanding ocean deoxygenation requires quantifying the temporal change of ocean ventilation and respiration. However, direct measurements of these processes are very sparse due to methodological limitations. Therefore, indirect measurements based on available measurements are commonly used to estimate the aerobic respiration rates (oxygen utilization rate, OUR) and ventilation strength (Inverse Gaussian Transit Time Distribution, IG-TTD) in the real ocean. This thesis evaluates their reliability in detecting temporal changes. The results discussed in this thesis lead to the overall conclusion that in regions where different water masses mix, both OUR and IG-TTD cannot estimate robust mean state and temporal change of respiration rates and seawater age due to inherent imperfect assumptions. However, in the North Atlantic, OUR and the mean age of IG-TTD robustly reconstruct the temporal change of respiration rates and seawater age as inferred from model results. Current analysis of water age from decades of measurements suggests that intermediate water has become younger while the deep ocean has become older. Models suggest the slowing-down ventilation in the deep ocean will continue for centuries even if carbon dioxide emission stops today, and deep ocean deoxygenation seems unavoidable
Dads matter: Paternal transfer of microbiota through male pregnancy in the sex role-reversed pipefish Syngnathus typhle
Get PDFThroughout evolution, the interplay between hosts and their microbiota has shaped complex relationships, where microbial communities influence key factors affecting host fitness. During embryonic development, primary colonizers facilitate successive microbial succession, ultimately establishing the microbiome. These microbes are acquired through vertical transmission (e.g., eggs, pregnancy, birth or breastfeeding) or horizontal transmission from the environment. Vertical transmission reflects a long history of host-microbe co-evolution, but its assessment is challenging due to the entanglement of multiple acquisition routes, particularly in female/mammalian pregnancy systems. In syngnathid fishes, where males are the pregnant sex, this unique reproductive strategy allows for the disentanglement of microbial contributions from egg provisioning (sex) and pregnancy (sex role). This dissertation presents a series of studies that experimentally manipulated the microbiota of the broad-nosed pipefish (Syngnathus typhle) to assess its impact on early microbial colonization and offspring development. Evidence was found that microbial depletion and recolonization influence pregnancy duration, survival, and microbial composition. Additionally, horizontal microbial transmission during late pregnancy was examined using fluorescently tagged bacteria, revealing distinct temporal dynamics in early microbial colonization. By establishing S. typhle as a model to study host-microbe interactions, this work advances the understanding of microbial transmission, co-evolution and establishment across generations
Analysis and Domain-Transfer of Transformer Language Models in Limited Data Environments
Get PDFDiese Dissertation diskutiert die internen Prozesse von Transformern sowie Möglichkeiten für ihren Domänentransfer. Im Zentrum dieser Forschung steht das Bestreben, Verständnis darüber zu erlangen, wie diese Modelle Sprache verarbeiten und repräsentieren. Zu diesem Zweck führen wir Analysen durch und vergleichen die internen Prozesse dieser Modelle mit der traditionellen NLP-Pipeline. Anschließend wenden wir dieses Verständnis an, um zwei Ansätze des Transferlernens zu untersuchen, die speziell für Domänen mit begrenzter Datenverfügbarkeit zugeschnitten sind. Insbesondere evaluieren wir unsere Methoden anhand der klinischen Domäne. Der erste Ansatz stellt eine neuartige Trainings-Methode basierend auf Generierung von Wissensgraphen dar, und hat das Ziel die Lücke zwschen allgemeinem Sprachverständnis und domänenspezifischen Fakten sowie idiosynkratischer Sprache zu überbrücken. Durch die Anreicherung von Transformern mit sorgfältig kuratiertem Wissen überwindet dieser Ansatz die inhärenten Herausforderungen, die durch den Mangel an spezialisierten Trainingsdaten entstehen. Der zweite Ansatz setzt auf die Nutzung von Reinforcement Learningl zum fine-tuning von Transformer-Modellen. Dieser Ansatz nutzt die interaktive und iterative Natur des Reinforcement Learning, um Modelle effektiver an die Besonderheiten von domänenspezifischen Anwendungen anzupassen, insbesondere in Szenarien, in denen Daten spärlich sind. Dadurch, dass Modelle darauf trainiert werden, Entscheidungen und Vorhersagen zu treffen, die durch domänenspezifische Ziele und Rewards informiert sind, ist dieser Ansatz prädestiniert für die Anwendung in kritischen Bereichen wie der Differentialdiagnose.We discuss theinternal workings of transformer models, as well as avenues for their efficient domain transfer.We enhance our understanding of how these complex models process and represent language. To that end we conduct qualitative and quantitative analyses on these models. We then apply this understanding to investigate two avenues of transfer learning, specifically tailored to niche domains with limited data availability. Firstly we explore the potential of enriching transformer models with domain-specific knowledge through the integration of information from knowledge graphs. This approach involves a novel method of targeted knowledge graph generation, aiming to bridge the gap between general language understanding, and domain-specific factoids and idiosyncratic language. By infusing transformer models with carefully curated knowledge, this strategy seeks to overcome the inherent challenges posed by the scarcity of specialized training data. The second avenue shifts the focus towards leveraging reinforcement learning as a means to fine-tune transformer models for tasks within niche domains. This approach capitalizes on the interactive and iterative nature of reinforcement learning to adapt models more effectively to the peculiarities of domain-specific applications, even in scenarios where data is sparse. By training models to make decisions and predictions that are informed by domain-specific objectives and rewards, this method shows promise in significantly enhancing model performance in critical areas such as differential diagnosis and treatment recommendation. Throughout this thesis, the efficacy of these transfer learning strategies is rigorously evaluated in the clinical domain, and their potential to substantially improve the adaptability and accuracy of transformer models in niche domains is demonstrated
The role of c-di-GMP in symbiotic Pseudomonas - C. elegans associations
Get PDFMicrobe-host associations, so-called metaorganisms, are ubiquitous on Earth. Today, research on metaorganisms is often guided by a host-centered view and focuses on how the host is affected by the microbes. However, less is known about how symbiotic bacteria optimize their fitness during the interaction with a host and how they adapt to the host association, especially at the molecular level. With this work, I aim to develop a deeper understanding of how bacteria adapt to association with a host, with a focus on genetic regulation during adaptation. To this end, I have studied Pseusomonas lurida MYb11, an occasional symbiont of natural Caenorhabditis elegans populations, and its host C. elegans MY316. In the first part of this work, an evolution experiment with P. lurida and C. elegans led to the emergence of host-specialized bacteria with a wrinkly colony morphology and increased intracellular c-di-GMP. The bacterial messenger c-di-GMP is known to influence the formation of biofilms that promote the persistence of pathogenic bacteria in an animal host. While its role in beneficial host-microbe interactions is less well understood. In this work, Pseudomonads with elevated intracellular c-di-GMP levels inside and outside the C. elegans microbiota were shown to increase host persistence and in vitro biofilm formation. In the second part of this work, transcriptome analysis of P. lurida MYb11 revealed the important role of the pel gene cluster and in particular the pelD gene for host specialization of P. lurida MYb11 isolates and in vitro biofilm formation. Overall, this work emphasizes the key role of the secondary messenger c-di-GMP and its regulation of biofilm formation in the adaptation of symbiotic bacteria to a host-associated lifestyle beyond pathogenic bacteria-host interactions
Tumorbiologische Bedeutung neutrophiler Granulozyten im Magenkarzinom nach perioperativer/ neoadjuvanter Chemotherapie
Get PDFDas Magenkarzinom ist eine der häufigsten und tödlichsten Krebserkrankungen. Aufgrund der schlechten Prognose kommt der Identifikation neuer diagnostischer und therapeutischer Zielstrukturen eine enorme Bedeutung zu. In dieser Dissertation wurden Gewebeproben von 173 Patient:innen, welche eine neoadjuvante Chemotherapie bei Magenkarzinom erhalten hatten, gegen CD8 und Myeloperoxidase gefärbt und untersucht. Die gefärbten Schnitte wurden digitalisiert und die TAN- und CTL-Dichten wurden in fünf verschiedene Zonen eingeteilt: Mukosa, Tumoroberfläche, Tumorzentrum, Invasionsfront und Tumornarbe. Die ermittelten Zelldichten wurden mit klinisch-pathologischen Parametern verglichen. Anschließend fand ein Vergleich zwischen einer vorangegangenen Studie mit 449 Proben einer therapienaiven Kohorte des Magenkarzinoms und der neoadjuvant behandelten Kohorte statt, um den Effekt einer Chemotherapie auf die TAN- und CTL-Dichten zu bestimmen. Diese Arbeit zeigt, dass die TAN-Dichte in der neoadjuvant behandelten Kohorte in der Invasionsfront signifikant kleiner als in der therapienaiven Kohorte war. Zudem zeigt sich auch ein Zusammenhang zwischen TAN-Dichte und CTL-Dichte im Tumorzentrum und in der Invasionsfront. Prognostisch besteht eine Korrelation zwischen erhöhter CTL-Dichte im Tumorzentrum und einem verbesserten Überleben. Auch konnte gezeigt werden, dass die neoadjuvante Chemotherapie einen Einfluss auf das TIME abhängig vom Geschlecht hat. Im Vergleich mit der therapienaiven Kohorte variierte die TAN-Dichte in der neoadjuvant behandelten Kohorte. Abschließend bestätigt die vorliegende Dissertation die tumorbiologische Bedeutung der TANs und CTLs im neoadjuvant behandelten Magenkarzinom und den Einfluss des Geschlechts auf die Immunantwort infolge einer Chemotherapie
P.C. Petite Ceinture (1962): Notizen zu Wolf Vostells Pariser Bus-Happening mit Blick auf die Situationisten um Guy Debord
Get PDFIn der Tradition von Marcel Duchamp erklärte Wolf Vostell das Leben selbst zum Gegenstand seiner Kunst. Während der Dadaist zu Beginn des 20. Jahrhunderts Alltagsgegenstände in einen künstlerischen Kontext stellte und damit die elitäre Kunst hinterfragte, untersuchte Vostell, anders als die meisten anderen Künstler seiner Zeit, in seinen Décollage-Happenings die gegensätzlichen Prozesse des Lebens - wie Geburt/Tod, Krieg/Frieden. Gemäß seiner Formel »Kunst = Leben = Kunst« ahmten seine Happenings das Leben nach, um die Teilnehmer zum Nachdenken über die Ungerechtigkeiten und Grausamkeiten in der Welt anzuregen. Nur eines der Happenings des Künstlers scheint die Aspekte der Mimesis und der Inszenierung konsequent zu vermeiden: P.C. Petite Ceinture (Paris 1962). Hier ist die Kunst, bestehend aus einer Tour mit der titelgebenden Buslinie, deckungsgleich mit dem Leben. Vostells Pariser Bus-Happening nimmt nicht nur einen einzigartigen Platz im Happening-Kanon des Künstlers ein, sondern stellt auch eine Verbindung zu den Situationisten um Guy Debord her, die die Kunst für tot erklärten.In the tradition of Marcel Duchamp, Wolf Vostell declared life itself to be the subject of his art. Whilst the Dadaist placed everyday objects in an artistic context at the beginning of the 20th century, thus questioning elitist art, Vostell, unlike most other artists of his time, explored the contrasting processes of life in his décollage happenings – such as birth / death, war / peace. In line with his formula »art = life = art«, his happenings imitated life in order to encourage the participants’ reflection on the world's injustices and atrocities. Only one of the artist's happenings seems to consistently avoid the aspects of mimesis and staging: P.C. Petite Ceinture (Paris 1962). Here, art, consisting of a tour with the title-giving bus route, is congruent with life. Vostell's Paris bus happening not only occupies a unique place in the artist's canon of happenings, but also establishes a connection to the situationists around Guy Debord, who declared art dead
Mechanisms of Soil Organic Carbon Stabilization in Floodplain Soils
Get PDFSoil Organic Carbon (SOC) stabilization is vital for soil health, fertility, and ecosystem function, especially in floodplain soils, where hydrological processes and sediment deposition constantly influence carbon dynamics. Stabilized SOC supports shoreline stability, plant productivity, and long-term nutrient cycling. To explore the role of organic matter chemistry in SOC stabilization, I conducted a lab experiment using 13C-labeled long-chain dicarboxylic acids (DCA) to trace microbial uptake of n-alkyl lipids in floodplain soils. The results show that long-chain hydrophobic compounds resist microbial decomposition, contributing to SOC’s intermediate stabilization by remaining in the soil longer. Microbial assimilation and recycling also play a key role in SOC persistence. My study examined how SOC is incorporated into microbial cells and later integrated into the soil matrix through microbial decomposition and sorption to mineral surfaces. This process, facilitated by the microbial carbon pump, enhances SOC stabilization. Another critical mechanism is the physical protection of SOC within soil aggregates. While aggregate formation is well understood in terrestrial soils, little is known about it in semisubhydric and semiterrestric environments. Through a lab experiment with 13C-labeled plant material, I demonstrated that SOC occlusion in macroaggregates is essential for intermediate stabilization, protecting it from rapid decomposition. Aggregate stability and turnover further influence SOC retention. My study highlights how aggregate durability affects SOC persistence, emphasizing the importance of stable aggregates in maintaining SOC stocks in floodplain ecosystems. Overall, this research improves our understanding of the chemical, biological, and physical processes involved in SOC stabilization, offering insights into carbon retention mechanisms in floodplain soils
Zur Internalisierung sexistischer Normen im Kontext cis-weiblicher Subjektivierungsprozesse
Get PDFDie Auseinandersetzung mit verinnerlichtem Sexismus ist in den vergangenen Jahren zunehmend im populären Diskurs angekommen. Wissenschaftlich wird sich mit diesem Phänomen bislang aber nur sporadisch befasst. Subjekttheoretische und damit machtkritische Betrachtungen fehlen gänzlich. Dabei ist die Subjektivierungstheorie besonders geeignet, um Prozesse der Verinnerlichung von Normen zu erklären und das Spannungsfeld zwischen Eigenständigkeit der Subjekte einerseits und normativen gesellschaftlichen Ansprüchen andererseits zu analysieren, das im Kontext pädagogischer Bestrebungen und im Sinne feministischer Befreiung zentral ist. An diesem Punkt setzt der vorliegende Beitrag an, indem er nach der Relevanz der Internalisierung sexistischer Normen im Kontext cis-weiblicher Subjektivierungsprozesse fragt. Dazu wird auf der Grundlage subjekttheoretischer Ausführungen (Althusser, Foucault, Butler), zentraler (de-)konstruktivistischer Konzepte zu Geschlecht sowie einer Begriffsbestimmung von Sexismus zunächst hergeleitet, dass es sich bei sexistischen Normen um einen Wirkungsmechanismus der Machtstruktur Sexismus handelt. In Subjektivierungsprozessen verinnerlichen cis-weibliche Personen sexistische Normen. Es ist von einem konstitutiven Wechselverhältnis zwischen cis-weiblichem Subjekt und sexistischer Struktur zu sprechen. Darauf aufbauend nähert sich die vorliegende Arbeit der Fragestellung zudem mit einer empirischen Untersuchung, in der Daten im Rahmen einer Gruppendiskussion mit vier cis-weiblichen Personen erhoben und mittels qualitativer Inhaltsanalyse ausgewertet wurden. Es konnte theoretisch erklärt und empirisch bestätigt werden, dass die Internalisierung sexistischer Normen im Kontext cis-weiblicher Subjektivierungsprozesse relevant ist, indem sie auf Mikroebene Einfluss auf das subjektive Selbst, das Verhalten und die Emotionen der befragten Personen nimmt und auf Makroebene zentral für die Reproduktion der Machtstruktur Sexismus ist. Insbesondere die Feststellung, dass der Einfluss sexistischer Normen sich kaum reduzieren lässt – werden bestimmte Normen in Reflexionsprozessen dekonstruiert, werden diese scheinbar unmittelbar von anderen Normen abgelöst – wirft Fragen danach auf, wie sexistischen Normen im Sinne feministischer Befreiung auf Mikroebene begegnet werden kann.The concept of internalized sexism has increasingly permeated popular discourse in recent years. Academically, however, this phenomenon has only been addressed sporadically and with a notable absence of subject-theoretical and therefore power-critical perspectives. Still subjectification theory, which is particularly suited to explaining the internalization of norms, is especially relevant for analyzing the tension between individual autonomy and normative social demands — an issue central to pedagogical efforts and feminist liberation. This article addresses this gap by examining the relevance of internalizing sexist norms within cis-female subjectification processes. Drawing on subject-theoretical frameworks (Althusser, Foucault, Butler), alongside key (de-)constructivist concepts of gender and a terminology of sexism, the study establishes that sexist norms operate as mechanisms of sexism understood as a certain power structure. Through subjectification processes, cis-female individuals internalize sexist norms, creating a constitutive interrelationship between the cis-female subject and the sexist structure. Building on these theoretical foundations, this study explores the empirical dimension of this issue by means of a qualitative content analysis of data collected from a group discussion involving four cis-female participants. The findings both theoretically support and empirically confirm that the internalization of sexist norms is relevant in the context of cis-female subjectification processes by influencing the subjective self, behavior, and emotions of the participants at a micro level, while also perpetuating the power structure of sexism at a macro level. In particular, the observation that the influence of sexist norms can hardly be reduced – if certain norms are deconstructed in processes of reflection, they are seemingly immediately replaced by other norms – raises questions as to how sexist norms can be countered in the sense of feminist liberation at the micro level
The Cpx envelope stress response of Pseudomonas aeruginosa and its role in antibiotic resistance
Get PDFAntibiotic resistance has become a major challenge for modern medicine. Massive use of antibiotics in clinical settings and in agriculture has led to the selection of antibiotic resistant bacteria. A continuous decline in available treatment options for bacterial infections makes treatment of infections with resistant strains particularly challenging. The opportunistic pathogen Pseudomonas aeruginosa is one of the top priority organisms for which novel therapeutic strategies, such as evolution-informed treatments, are urgently required. In this thesis, I studied the contribution of the Cpx envelope stress response system of P. aeruginosa to antibiotic resistance. In contrast to other Gram-negative organisms, the Cpx two-component system of P. aeruginosa is still largely uncharacterised. This thesis investigated the role of the Cpx stress response system in negative cellular hysteresis – a physiological response to antibiotics resulting in increased susceptibility towards other drugs. Further the influence of mutations in the Cpx system on the resistance profile, growth parameters and in vitro biofilm formation was tested. In summary, this thesis provides an overview of the current understanding of the P. aeruginosa Cpx envelope stress response highlighting differences and similarities to other Gram-negative organisms and their potential implications for the success of antibiotic treatment
Körperkontakt im Alter
Get PDFMit diesem Thema wird subjektiv wie wissenschaftlich-intersubjektiv ein brisantes Feld betreten. Der Körper ist nicht nur – aber vor allem – für ältere Menschen eine zentrale, komplexe und sensible Schaltstelle hinsichtlich der Gestaltung und Bewältigung von Leben, entweder sträflich ignoriert oder ängstlich beobachtet, in verschiedener Hinsicht auch tabuisiert. Wissenschaftlich sind kaum empirisch gesättigte Aussagen zu machen, denn Untersuchungen gibt es bisher wenig. Manches gibt es zu Körperkontakten und Berührungen, vieles zum Alter allgemein, so gut wie nichts über den Zusammenhang von Körperkontakt und Alter – es sei denn aus der Perspektive der Pflegewissenschaften (Eddwards1998; Wagener 2000). Die sollen hier aber nicht im Vordergrund stehen. Die folgenden Ausführungen zu diversen Aspekten des Körperkontakts älterer Frauen und Männer in ihrem Lebensalltag können allenfalls als Annäherung an ein noch recht unerschlossenes Gebiet verstanden werden. Es tut sich jedoch viel, denn die gesellschaftlichen Einstellungen zu älteren Menschen und das Selbstgefühl der älter gewordenen Erwachsenen zu sich selbst haben sich in den letzten Jahren wesentlich verändert. In diesem Beitrag soll mit Hilfe einer eigenen Studie der Frage nachgegangen werden, ob sich diese Veränderungen auch in den erlebten und potentiell möglichen wie erwünschten Körperkontakten widerspiegeln