Willkommen bei JLUpub
JLUpub ist das institutionelle Repositorium der Justus-Liebig-Universität.
JLUpub bietet Mitgliedern und Angehörigen der Universität die Möglichkeit neben wissenschaftlichen Dokumenten auch Forschungsdaten elektronisch zu veröffentlichen und dauerhaft zugänglich zu machen. Alle Veröffentlichungen erhalten einen Digital Object Identifier (DOI) und werden über nationale und internationale Bibliothekskataloge sowie Suchmaschinen nachgewiesen und auffindbar.
Neue Veröffentlichungen:
Water Quality Improvement Using Nature-Based Solutions and its Interlinkages with Sustainable Development Goals
(2025) Fonseca Largo, Kalina Marcela
Nature-based solutions (NbS) in aquatic ecosystems catch the attention of policymakers as strategies to directly contribute to Sustainable Development Goal (SDG) 6 and indirectly support other SDGs. However, evidence of their effectiveness is limited. NbS in aquatic ecosystems involve more than addressing water quality issues; they require a clear understanding of their macro-environment. Thus, political, economic, social, technological, environmental, and legal (PESTEL) dimensions significantly influence the success or failure of NbS. To bridge this gap, I developed a multi-method framework that guides the alignment of NbS in crucial aquatic ecosystems within the PESTEL dimensions of developing-country communities. Focusing on Ecuador, rivers, estuaries, lakes, ponds, reservoirs, and riparian zones, which play vital roles as water sources for drinking, irrigation, and fishing in the selected communities, were used to propose NbS. A three-stage framework that integrates a mixed methods approach and involves multi-sectoral stakeholders was employed to shape NbS according to the PESTEL context of the local communities. Artificial floating islands (AFIs), a cost-effective macrophyte-based technology, and passive ecological restoration, a strategy to promote the natural regeneration of headwater vegetation, were evaluated as NbS at different stages. The stages included i) adapting AFIs in local communities by fuzzy cognitive maps, ii) assessing the environmental impacts of passive ecological restoration on páramo communities by remote sensing techniques, water quality assessment, and correlation analysis, and iii) merging AFIs with passive ecological restoration in páramo communities via bibliometric analysis. As a result, in the first stage, multiple PESTEL factors influencing water quality deterioration were identified, along with the potential of AFIs to respond to these challenges. The most influential PESTEL factors recognised were natural water pollutants, human exposure to environmental pollutants, and the violation of environmental legislation in the páramo, mangrove, and rainforest communities, respectively. Moreover, model simulations combining AFIs with strengthening training and education programs, demanding corporate environmental responsibility, and paying for ecosystem services showed an improvement in sustainable water management. In the second and third stages, páramo communities were the focus, including smallholder indigenous and peasants who depend on the páramo for water ecosystem services. Hence, I demonstrated that several PESTEL factors guided by bottom-up (local level) management successfully facilitate passive ecological restoration in páramo communities, maintaining excellent water quality. In contrast, top-down (national level) management overlooks local environmental problems, obstructing passive ecological restoration in páramo to improve water quality. Finally, AFIs and passive ecological restoration were integrated into páramo communities to address several PESTEL challenges related to insufficient funding, tech innovation, community commitment, and land use regulations and to contribute to achieving multiple SDGs. This novel and inclusive framework synthesis of diverse data sources and methodologies provided valuable insights tailored to local realities and adaptable to similar contexts in developing countries.
Veränderungen des Gedächtnisses bei adipösen Patienten durch Diät oder Adipositaschirurgie
(2024) Brenner, Maren
Adipositas ist eine weltweit verbreitete Erkrankung mit steigender Prävalenz, die ein Ri- sikofaktor für kardiovaskuläre und neurologische Erkrankungen ist. Als eine weitere Folge von Adipositas wird eine Reduktion kognitiver Funktionen angenommen (Gunstad et al., 2007). In dieser Arbeit wurde untersucht, ob sich eine Gewichtsreduktion auf die kognitive Leistungsfähigkeit auswirkt. In der vorliegenden Studie wurden die Daten von 67 Patienten der Klinik für Allgemein-, Viszeral-, Thorax-, Transplantations- und Kinderchirurgie des Universitätsklinikums Gießen im Zeitraum 2014 - 2017 prospektiv analysiert. Das ursprünglich dreigeteilte Patientenkollektiv wurde zur besseren Datenanalyse in eine Interventionsgruppe, die sich entweder einer bariatrischen Operation (28 Patienten) oder dem OPTIFAST®-52® - Programm (28 Patienten) unterzogen hatte, sowie einer Kontrollgruppe (11 Patienten) formiert. In einer Reihe von neuropsychologischen Untersuchungen wurden die kognitiven Aspekte Aufmerksamkeit, Exekutivfunktion, verbales und visuelles Gedächtnis zu den Zeitpunkten T0 (vor der Intervention) und T1 (etwa 6 Monate nach der Intervention) bewertet. Bei den behandelten Patienten (OPTI- FAST®-52® - und Operationsgruppe) zeigten die Daten eine signifikante Verbesserung des visuellen Gedächtnisses (t (46) = - 3,170; p = 0,003) und eine Verschlechterung der exekutiven Funktion (t (46) = 5,874; p = 0,001) zum Zeitpunkt T1. Im Vergleich dazu zeigte die Kontrollgruppe keinen Unterschied in den jeweiligen Aspekten. Nach einem individuellen Gewichtsverlust (> 10 % des Körpergewichts) kam es zu einer signifikanten Verbesserung des visuellen Gedächtnisses (t = -2,714; p = 0,010), einem positiven Trend bei der Aufmerksamkeitsleistung (t = -1,907; p = 0,063) und einer Verschlechterung der exekutiven Funktion (t = 5,398; p < 0,001). Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass weniger bewusst lebende Probanden, gemessen am weiteren Konsum von Softdrinks, eine signifikant schlechtere Aufmerksamkeits- und Gedächtnisleistung zeigten.
Genetische Vielfalt von im Gatter gehaltenem Damwild in Hessen
(2024) Dörr, Nora Theressia
Damwild war während seiner Entwicklungsgeschichte auf dem ganzen europäischen Kontinent vertreten. Nach seinem Aussterben während der letzten Eiszeit im Großteil dieser Gebiete bevölkerte es schrittweise unter menschlichem Einfluss seine ehemaligen Verbreitungsgebiete erneut. Heutzutage sind Damwildpopulationen wieder weltweit anzutreffen.
Die vorliegende Dissertation beschäftigte sich mit dem heutigen Stand der genetischen Variationen in vier hessischen Damwildpopulationen und verglich die Ergebnisse dabei sowohl untereinander als auch mit den Ergebnissen anderer Literaturstudien zu Damwild.
In dieser Studie wurden hierfür sowohl Stangen- als auch Gewebeproben aus vier hessischen Populationen gewonnen und deren populationsgenetische Kennzahlen sowie die Kennzahlen der einzelnen verwendeten Mikrosatelliten ermittelt.
Die Populationen aus dem WildtierPark Edersee, dem Englischen Garten zu Eulbach, dem Tierpark Sababurg und einer anonymisierten Population wurden mit 25 Mikrosatelliten getestet. Nach Ausschluss der Multilokus-Genotypen aus den Datensätzen und der in mindestens drei der vier Populationen vorgekommenen monomorphen Mikrosatelliten wurden die verbleibenden 229 Proben mit 20 Mikrosatelliten untersucht und die populationsgenetischen Parameter ermittelt. Hierbei wurde auf das Vorliegen einer Abweichung vom Hardy-Weinberg-Gleichgewicht getestet sowie Nullallelfrequenzen und private Allele der untersuchten Populationen bestimmt. Des Weiteren wurden populationsgenetische Parameter, wie die Allelanzahl, der Allelreichtum, die beobachtete und erwartete Heterozygotie sowie der FIS Wert, berechnet. Die effektive Populationsgröße wurde dabei sowohl mittels des NeEstimators als auch auf Grundlage der demografischen Daten bestimmt. Hinsichtlich der Populationsdifferenzierung wurde mit den Werten FST, GST, G'ST, 𝛳 und Jost's D gearbeitet. Zusätzlich wurden ein Dendrogramm, eine Diskriminanzanalyse der Hauptkomponenten, eine Structure Analyse sowie eine Analyse der molekularen Varianz durchgeführt.
Die Ergebnisse wurden mit Daten aus vier fachliterarischen Arbeiten zur genetischen Diversität bei Damwild, welche sich ebenfalls auf Mikrosatelliten stützen, verglichen.
Deren Daten stammten dabei sowohl aus Deutschland als auch aus anderen europäischen Ländern und Kanada.
Durch die populationsgenetische Untersuchung der Damwildproben konnten folgende Erkenntnisse hinsichtlich der Mikrosatelliten und populationsgenetischen Parameter gewonnen werden:
Die vier untersuchten hessischen Damwildpopulationen zeichneten sich durch eine geringe genetische Vielfalt aus. Mit lediglich neun, acht und sechs Allelen in den vier untersuchten Populationen zeigte der Mikrosatellit NVHRT21 dabei die höchsten Allelanzahlen. Im Durchschnitt lagen pro Mikrosatellit lediglich 2,6 Allele in den vier Populationen vor.
Im deutschlandweiten Vergleich zeigte sich in den sechs verglichenen deutschen Populationen ein weitestgehend homogenes Bild mit für die vorliegende Arbeit höheren Werten der verglichenen populationsgenetischen Parameter. Im europäischen und internationalen Vergleich traten die vier untersuchten hessischen Populationen in der genetischen Diversität ebenfalls mit vergleichbaren Werten einer geringen Ausprägung auf. Die Population Sababurg und die anonymisierte Population nahmen dabei zumeist die geringsten Werte an.
In der Population Eulbach zeigte der hohe jährliche Inzuchtzuwachs trotz der hohen beobachteten Heterozygotie eine mögliche Inzuchtproblematik in den kommenden Generationen auf. In der anonymisierten Population sowie in der Population Edersee wiesen die vergleichsweise niedrigen Raten des jährlichen Inzuchtzuwachses auf eine zum Zeitpunkt der Probenentnahme stabile Population hin. Jedoch gab die in der anonymisierten Population geringe beobachtete Heterozygotie einen Anhaltspunkt für zukünftig mögliche Inzuchtproblematiken. Die Population Sababurg zeigte eine zum Zeitpunkt der Erstellung dieser Arbeit bestehende und zukünftig wahrscheinlich noch ansteigende Inzuchtrate, obgleich über alle untersuchten Populationen hinweg keine negativen Auswirkungen einer Inzuchtdepression identifiziert werden konnten.
Trotz der vorherrschenden geringen genetischen Diversität konnte für jede der vier untersuchten hessischen Populationen ein signifikant abgrenzbares Gencluster ermittelt werden. Bei vereinzelten Individuen wurden genetische Anteile anderer Gencluster identifiziert, die aufgrund des jungen Alters der Tiere mit einem früheren genetischen Austausch zwischen den untersuchten Populationen erklärt werden kann.
Untersuchungen zu den Auswirkungen einer Inzuchtdepression bei Damwild sind in der Fachliteratur nur unzureichend dokumentiert. Die identifizierten Auswirkungen werden dabei oftmals als entweder nicht existent oder vernachlässigbar beschrieben. Die Erhaltung möglichst vieler verschiedener Allelvarianten ist für das Management gesunder Herden dennoch als essentiell zu bewerten. Eine Auffrischung der genetischen Diversität sollte in den vier untersuchten hessischen Populationen aufgrund der Gefahr eines Eintrages schädlicher Genvarianten nur mit großer Sorgfalt erfolgen.
Vor dem Hintergrund der durchgeführten Untersuchungen der vorliegenden Arbeit und der Fachliteratur wird die Empfehlung einer ausreichend großen Anzahl von mindestens 16 verwendeten Mikrosatelliten und eines möglichst großen Stichprobenumfangs von mindestens 60 Individuen ausgesprochen, um die statistische Signifikanz der ermittelten Ergebnisse erhöhen und genauere Rückschlüsse über die Population ableiten zu können. Sollen Vergleiche zwischen verschiedenen Studien gezogen werden, muss sich die Auswahl der Mikrosatelliten an den bereits in diesen Studien verwendeten Markern orientieren.
Obwohl sich die vorliegende Arbeit hinsichtlich der populationsgenetischen Parameter damit weitestgehend in die Ergebnisse der bestehenden Studien einreiht, kann sie dazu beitragen, einen Überblick über den aktuellen Stand der genetischen Diversität des Damwilds zu erlangen und eine Hilfestellung zur Erhaltung der bestehenden genetischen Diversität zu geben. Zusätzlich können für die Durchführung weiterer populationsgenetischer Untersuchungen Empfehlungen hinsichtlich der Methodik, des Probenmaterials und des -Umfangs ausgesprochen werden.
Finiteness properties of S-arithmetic subgroups of Chevalley groups in characteristic 0
(2025) Kirschner, Lovis Yannik
We consider in this thesis S-arithmetic subgroups of certain algebraic matrix groups de ned over Q. The simplest example of such a group is Γ =
SLn(Z[1/p]). Each of these groups is of type F∞ by a well-known result of Borel and Serre. On a formal level, this means that there is a K(Γ, 1) complex with finite m-skeleton for every m ∈ N. A nice consequence is that Γ is finitely presented. While the method of Borel and Serre is more algebraic, we give here a new, purely geometric, proof that uses Morse theory.
Doing so, we first develop the terminology of a Morse function without critical values greater than a constant r > 0, which is de ned on the product
of a Riemannian manifold and a metric space. After that, we deduce some properties from the reduction theory of S-arithmetic groups, which we translate into geometric terms to a space X, on which our group acts canonically.
Finally, we construct a real-valued function on that space. We show that this is a Morse function in the sense above. From that we deduce the statement concerning the niteness properties of the group.
You Are as You Type: Investigating the Influence of Timestamp Accuracy on the Robustness of Keystroke Biometrics
(2024) Dehling, Florian; Koch, Sebastian; Lo Iacono, Luigi; Federrath, Hannes
Keystroke dynamics are behavioral biometric traits that are frequently proposed to be used in novel authentication systems. Keystroke dynamics are based on the analysis of intervals between keystroke events originating from user input and thus directly depend on available timing information. However, modern web browsers limit the accuracy of timestamps to improve security and privacy.
This study systematically investigates the impact of limited timestamp accuracies on the performance of keystroke dynamic analysis. By conducting multiple experiments with popular web browsers, we demonstrate that the minor timestamp modifications that mitigate timing side-channel attacks do not interfere with the effectiveness of keystroke dynamics analysis algorithms. Furthermore, they are surprisingly resilient to larger timestamp modifications, which results in a serious threat to users' privacy.
This research provides fundamental knowledge enabling researchers, privacy engineers, and browser vendors to study risks in keystroke dynamics-related systems and to develop mitigations against tracking methods that fingerprint users instead of devices or browsers.