The borderline personality disorder (BPD) comprises a wide variety of symptoms related to emotional dysregulations and impairments in social interactions which potentially culminate in suicidal behavior. In addition, one core feature of the BPD symptomatology is a dysfunctional stress-regulation. However, so far studies investigating the physiology of the stress-system in BPD revealed heterogeneous results. Furthermore, empirical evidence shows that in healthy individuals, stress influences higher cognitive abilities like the memory-system. Although BPD patients are known to experience stress on a daily basis, little is known about a possible connection to their memory performance. The few available data rather suggest enhanced memory after stress in BPD patients, which is remarkable since stress robustly impairs memory performance in healthy individuals. Moreover, stress often appears in conflict-riddled situations, but empirical evidence about a possible relation between the stress-system in BPD and social interactional skills is again almost non-existent. Finally, research over the last decades used a comprehensive variety of laboratory stressors (from simulated job interviews to synthetic stress hormones) to detect the influence of the endogenous stress response or a single receptor activation through a pharmacological approach on memory in healthy individuals. These evidence account for important insight in different stress-receptor systems. However, data about the impact of single stress hormones on social skills in healthy individual are rare but needed to subsequently disentangle receptor functions. The object of this dissertation is to extend existing knowledge about the physiological stress-system in BPD patients and its possible impact on memory on the one hand and social interactional skills on the other hand. Of note, the vast majority of studies, which investigated in BPD so far tested female patients, which also accounts for this dissertation. To further close another research gap in this field, the impact of a single stress hormone on social interactional skills in healthy males and females will be investigated. Thus, this dissertation project comprises four research questions: Q-I: How does an acute psychosocial stressor influences the physiological stress-system in female BPD patients, compared to a placebo-condition and compared to female healthy controls? Q-II: How does psychosocial stress impact on the memory performance in female patients with a borderline personality disorder compared to a placebo-condition and compared to female healthy controls? Q-III: How does psychosocial stress affect empathy in female patients with a borderline personality disorder compared to a placebo-condition and compared to female healthy controls? Q-IV: Does pharmacologically administered cortisol modulate facial emotion recognition and empathy in healthy young men and women? In a nutshell, the main results of this dissertation are as follows: First, female BPD patients showed a blunted physiological stress reaction to a well-established psychosocial stressor, compared to female healthy controls. Second, the provoked stress response had no impact on the memory performance in female BPD patients, compared to the placebo-condition. Furthermore, the stress response also had no impact on memory in HC and there were only few differences in memory performance between BPD and HC. Third, the provoked stress response differently influenced empathy in BPD and HC. Empathy comprises two parts, cognitive and emotional empathy. After acute stress female BPD patients showed significantly lower scores compared to HC. Post-hoc tests showed no significant differences for emotional empathy between stress and the placebo-condition in both groups. Cognitive empathy was unaffected by stress in BPD and HC. Finally, the synthetic stress hormone cortisol had no impact on empathy in healthy individuals. The ability to detect emotional expressions in faces was only affected by stress for subtle emotions and was sex specific. However, no main effect of cortisol on facial emotion recognition was found. To conclude, the present findings extend and partly confirm the empirical evidence for an altered stress-system in female BPD patients. At the same time and in concert with the results regarding the impact of stress on memory and interactional skills, the data show the need for a more complex model to correctly interpret the findings. Thus, on the one hand this dissertation imbeds the results about an altered stress physiology in an etiological model comprising gene by environment interactions (G X E) rather than BPD symptomatology. On the other hand, the impact of stress on higher cognition (memory and social skills) is interpreted against the background of the G X E consequences in BPD.

Superconductors exhibit a collective amplitude mode of the order parameter, which is called Higgs mode. With the upcoming of new THz laser technology in recent years, it was possible to excite Higgs oscillations in nonequilibrium experiments. This thesis studies Higgs oscillations in unconventional superconductors with nontrivial pairing symmetry. In comparison to conventional superconductors, unconventional superconductors show a much richer spectrum of Higgs modes. The occurring Higgs modes depend on the pairing symmetry and the excitation scheme. These modes are interesting to study as their oscillation frequency encodes multiple ground state properties of the energy gap like number of nodes in the pairing symmetry, sign of the symmetry function, number of gaps or even coupling to other modes. In this thesis, different kinds of excitation schemes are explored, including interaction quenches, state quenches, coupling to ultrashort THz light pulses or periodic driving with light. Excited by these methods, several observables are investigated, including the induced gap oscillation itself, time-resolved optical conductivity, time-resolved ARPES spectra and third-harmonic generation responses. In all of these quantities, Higgs oscillations can be observed, which allows for an experimental observation. This thesis is embedded in a new upcoming field, termed Higgs spectroscopy, which aims for the systematic investigation and identification of Higgs modes in superconductors. As a future perspective, the tool of Higgs oscillations might be used as a novel spectroscopic tool for studies on unconventional superconductors.

Die hier vorliegende Studie diente der Analyse des Tierkrankenversicherungsmarktes in Deutschland, mit Fokus auf Krankenversicherungen für Hunde und Katzen. Es existieren zwei Formen von Tierkrankenversicherungen, die entweder alle Arten von tiermedizinischen Behandlungen übernehmen oder nur Operationskosten. Offizielle Statistiken zu dem Thema sind in der Literatur nur schwer zu finden. Für eine Abschätzung der Abdeckung und des zukünftigen Potentials ist es erforderlich, aussagekräftige Informationen über die aktuellen Versicherungszahlen sowie die Erwartungen und Wünsche der relevanten Zielgruppen für dieses Versicherungsprodukt zu gewinnen. In diesem Zusammenhang spielen nicht nur die Versicherungsunternehmen und deren potentielle Kunden, also Tierhalter, eine wichtige Rolle, sondern auch die Tierärzte. Sollte sich die Tierkrankenversicherung in Deutschland zukünftig stärker etablieren, hätte dies mit Sicherheit auch Auswirkungen auf das veterinärmedizinische Gesundheitssystem. In der im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Situationsanalyse ging es u.a. um die Ermittlung von Gründen, warum in Deutschland bisher im Gegensatz zum Ausland (z.B. Schweden oder Großbritannien) nur wenige Tierhalter eine Tierkrankenversicherung in Betracht gezogen haben. Der Anteil versicherter Hunde und Katzen liegt aktuell in Deutschland gerade einmal im einstelligen Prozentbereich. Ob die Tierkrankenversicherung in Deutschland noch weitgehend unbekannt ist oder von den Beteiligten eher skeptisch angesehen wird, wurde durch verschiedene Meinungsumfragen näher untersucht. Dabei wurden Befragungen von (i) Versicherern, (ii) Nicht-Versicherern, (iii) Tierärzten und Tierhaltern auf drei unterschiedlichen Wegen vorgenommen. Persönliche Interviews mit mehreren Anbietern von Tierkrankenversicherungen, die Bitte um einzelne schriftliche Stellungnahmen von außenstehenden Unternehmen und zwei parallele Online-Umfragen, die sich an praktizierende Kleintierärzte und Hunde- und Katzenbesitzer richteten, wurden von der Autorin selbstständig erarbeitet und durchgeführt. Neben quantitativen erfolgten qualitative Analysen, um alle Standpunkte und Sichtweisen beteiligter Personengruppen auszuwerten und miteinander zu vergleichen. Um neben den erhobenen Meinungsbildern aus den Zielgruppen einen allgemeinen Überblick über das komplexe Angebot von Tierkrankenversicherungen zu geben, wurde eine zusammengefasste Leistungsübersicht für Hund und Katze erstellt. Wie viel eine Tierkrankenversicherung kostet, hängt neben den versicherten medizinischen Leistungen u.a. von Alter, Rasse und individuellem Gesundheitsstatus des Tieres ab. Aufgrund der vielfältigen Unterschiede muss der Versicherungsnehmer jeweils genau auf Ein- und Ausschlüsse, die in den Allgemeinen Versicherungsbedingungen dargelegt werden, achten. Aus den Interviews mit den Versicherern ging hervor, dass die meisten Unternehmen auf Grund der steigenden Nachfrage nicht die Befürchtung hatten, zukünftig aus dem Tierkrankenversicherungs-Geschäft wieder aussteigen zu müssen. Einer der Nicht-Versicherer gab zum Zeitpunkt der Befragung an, ein Tierkrankenversicherungs-Produkt gerade in Planung zu haben. Der Großteil der Kleintierärzte hielt es für realistisch, dass Tierkrankenversicherungen einen Beitrag zu einem guten zukünftigen Veterinär-Gesundheitssystem für Deutschland leisten könnten. In der Mehrheit hatten sie eine positive Einstellung zum Thema Tierkrankenversicherungen. Von den teilnehmenden Tierhaltern, die eine Tierkrankenversicherung für Hund und Katze abgeschlossen haben, wurden wertvolle Informationen über Art, Zeitpunkt, Erfahrungen und Gründe für solche Versicherungen gewonnen. Von der Gruppe der Tierhalter ohne Tierkrankenversicherungen konnte erfasst werden, warum diese bisher keinem Abschluss zugestimmt haben. Die meisten Tierhalter wünschten sich grundsätzlich Beratung zu dem Thema, zumindest wollten sie vom Tierarzt auf eine Versicherungsmöglichkeit hingewiesen werden. Ihre allgemeine Position sprach größtenteils für die Tierkrankenversicherung. In verschiedenen Ratgebern wird erwähnt, dass ein Sparkonto die Behandlung von Haustieren genauso gut, wenn nicht sogar besser, sichern kann. Sowohl Versicherer als auch Nicht-Versicherer wurden hierzu befragt. Bei hohen Kapitalrücklagen macht eine Versicherung keinen Sinn. Jedoch muss jeder individuell abschätzen, ob eine plötzlich hohe Tierarztrechnung auch wirklich ohne Schwierigkeiten aus der Tasche bezahlt werden kann. Dies wird häufig von Seiten der Tierbesitzer unterschätzt. Eine Tierkrankenversicherung kann hier unter Umständen Abhilfe schaffen. Gute Kommunikation mit den Versicherungsanbietern hielten fast alle Tierärzte und Tierhalter für wichtig. Als einen entscheidenden Vorteil sahen sowohl Versicherer als auch Tierärzte vor allem eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit von Tierarztpraxen durch Tierkrankenversicherungen an. Zusätzlich glaubten Tierärzte mehr an das zukünftige Potential der Tierkrankenversicherung als Nicht-Versicherer. Tiermedizinische Behandlungen von Haustieren werden immer teurer. Hunde und Katzen werden als Familienmitglied angesehen und sind in vielen deutschen Haushalten nicht mehr wegzudenken. Tierhalter haben die Möglichkeit ihr Tier durch eine Krankenversicherung finanziell abzusichern, damit es nicht zu Problemen bei der Bezahlung von unerwartet hohen Tierarztrechnungen kommt. Davon würden auch die Tierärzte und die Tiere profitieren, da damit potentiell mehr medizinisch sinnvolle Maßnahmen durchgeführt werden können, und das Risiko von Zahlungsverzögerungen durch die Tierhalter geringer wäre. Zusammengefasst ist festzustellen, dass es sich bei der Tierkrankenversicherung noch um ein reines Nischenprodukt in Deutschland handelt, dessen Grundgedanke und Wichtigkeit in Zukunft jedoch nicht unterschätzt werden sollte. Immer mehr Versicherungsunternehmen werden auf das Thema aufmerksam und steigen aktuell in diesen Markt ein. Letztendlich sollten Tierhalter für das gesundheitliche Wohl ihrer Tiere vorsorgen, und die Tierkrankenversicherung bietet hier eine Möglichkeit.

The critical phase for dairy cows is the transition period at calving, involving hormonal changes, negative energy balance at the start of lactation, as well as nutritional changes. These changes are challenging for the immune system, resulting in a high disease incidence. This is reflected by typical leukocyte changes. There were 5 objectives of this study: (1) To examine the relationship between feed intake and the differential hemogram. (2) The influence of the periparturient phase with associated diseases on the white blood differential were examined. The selected parameters include dry matter intake, rumen fill score, β-hydroxybutyrate (BHB), non-esterified fatty acids (NEFA), metabolic disorders, still birth, retained placenta, as well as reproduction disorders. (3) The precision of a manual leukocyte differential was verified. (4) Reference intervals were created for different time points during lactation. Significant changes have been observed around calving. (5) General reference intervals have been established with exclusion of those sampling dates which showed significant differences of specific leukocyte values in comparison with values of other sampling dates.

The study was conducted on a dairy farm in Saxony-Anhalt. It took place in two different periods, the first one from 04.05.2015 – 07.04.2016, and the second from 12.04.2016 – 21.11.2016. High yielding Holstein-Friesian cows (>12.000 kg annual milk yield) were used. Examination and sample collection were carried out by veterinarians on three different dates for each cow in the first period and six different dates in the second period. In all, 766 blood samples from different stages in lactation derived from 192 cows were evaluated. The herd is presumed to be free from brucellosis and bovine leukemia virus. The white blood cell differential was determined by counting and differentiating 100 leukocytes on stained blood smears. For the total number of WBC, automated analysis was used. The precision of the manual method was evaluated by using an interday and intraday coefficient of variation. The manual analysis was always performed on the same workplace by the same examiner. The precision of the manual method is in an acceptable field for lymphocytes, polymorphonuclear neutrophils, and eosinophils. Leukocytes with decreased appearance (basophils, bands, or monocytes) showed a lesser precision. The stage in lactation showed a significant (p<0,001) influence on most of the different leukocytes. Particularly band neutrophils, eosinophils, and monocytes showed notable dynamics during lactation, especially around calving. The differential blood picture shows 14d ante partum (a.p.) significant (p<0,05) increased (42,7%) polymorphic nuclear neutrophils compared with 3d post partum (p.p.) (36,3%). The band neutrophils instead are showing low numbers (1,1%) 14d a.p. and increase up to a maximum (5,1%) 3d p.p. The lymphocyte percentages are at low levels (49,7%) 14d a.p. and increases 3d p.p. (54,9%). These results illustrate the influence of calving on the leukocytes. The influence is characterized by low lymphocyte values before calving and a sudden decrease in polymorphonuclear neutrophils as well as the associated increase in band neutrophils after calving. The establishment of specific lactation adapted reference intervals are not necessary, because despite prominent dynamics, the leukocyte values did not lay considerably outside the common intervals. In this study general leukocyte reference intervals were established for high yielding dairy Holstein-Friesian cows. Days in lactation with significant different values were excluded. Furthermore, the polymorphonuclear neutrophils have been found positively correlated with the ruminal fill, and the lymphocytes are slightly negatively correlated with the rumen fill 3d p.p. A correlation has not been found of any leukocytes with the dry matter intake at any point in time during lactation. Besides, the serum values of NEFA and BHB showed a negative correlation with the 8d and 28d p.p. determined leukocytes and polymorphonuclear neutrophils. Cows with low WBC and polymorphonuclear neutrophils 8d p.p. seem to have a higher risk for reproduction disorders. However, higher lymphocyte and band neutrophil values seem to be protective against reproduction disorders. There hasn’t been found a significant relation between the white blood cell differential a.p. and retained placenta. Cows with retained placenta showed highly significant increased neutrophils and decreased lymphocytes p.p. To put it in a nutshell, those findings have no clinical relevance. The white blood cell differential does not appear to be the appropriate diagnostic method at herd level, but instead it is a diagnostic method for the individual cow. The interpreting of the leukogram must be under consideration of the results derived from the clinical examination.

Das Flugunfähigmachen von Zoovögeln stellt bis heute weltweit eine gängige Praxis dar, um Flamingos, Pelikane und einige weitere Vögel, die eine starke Bindung an den Boden oder an Wasser haben, in Freianlagen zeigen zu können. In Deutschland ist das Kupieren - also die Amputation der Flügelspitze - durch §6 des deutschen Tierschutzgesetzes verboten – durch die Langlebigkeit vieler Vogelarten leben jedoch noch sehr viele so flugunfähig gemachte Individuen in deutschen Zoos. Nicht eindeutig geregelt ist das reversible Flugunfähigmachen, also das Beschneiden der Schwungfedern, das mit jeder Mauser wiederholt werden muss. Dies stellt die aktuell gängige Praxis in den meisten deutschen Zoos dar. Diese Haltungsform gerät aber zunehmend in die Kritik, da die Vereinbarkeit des Flugunfähigmachens mit dem Tierwohl der betroffenen Vogelarten von einigen Zoorepräsentanten, aber auch Politikern und Tierrechtsorganisationen in Zweifel gezogen wird. In der wissenschaftlichen Literatur ist die Fragestellung nach dem Tierwohl im Zusammenhang mit dem Flugunfähigmachen bisher nicht bearbeitet worden. Es finden sich zwar zahlreiche Argumente für und wider dieser Haltungsform – diese befassen sich jedoch entweder mit anderen Aspekten (z.B. der Praktikabilität dieser Haltung vor dem Hintergrund des Artenschutzes oder der reduzierten Kopulationsfähigkeit flugunfähig gemachter Tiere) oder aber sie beruhen auf Vermutungen hinsichtlich des Tierwohls - teilweise auf Grundlage verhaltensbiologischer Daten, teilweise aber auch schlicht aus vermenschlichenden Gedankengängen. Auch beziehen sich viele der diesbezüglich getätigten Aussagen generalisiert auf die Klasse der Vögel ohne dabei der Vielfalt der Arten und deren spezieseigenen Bedürfnissen Rechnung zu zollen. Belastbare, wissenschaftliche Daten existierten bisher nicht. Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit erhobenen Daten wurden an Rosaflamingos (Phoenicopterus roseus) in insgesamt zwölf deutschen zoologischen Einrichtungen evaluiert und basieren auf der Kombination von Federcorticosteronmessungen mit Verhaltensbeobachtungen. Dabei wurde von insgesamt 152 Rosaflamingos unterschiedlichen Flugfähigkeitsstatus (irreversibel flugunfähig, reversibel flugunfähig, flugfähig) die Federcorticosteronkonzentration bestimmt und in einem gemischten linearen Regressionsmodell ausgewertet. Im Vorfeld wurde jede der teilnehmenden Gruppen über drei konsekutive Tage hinweg mittels Scan Sampling beobachtet, um potentiell anders geartete Stressoren, die das Federcorticosteron beeinflussen könnten, auszumachen. Zwischen den drei Gruppen unterschiedlicher Flugfähigkeitsstatus wurden keine signifikanten Unterschiede in der Federcorticosteronkonzentration festgestellt. Auch die Faktoren Geschlecht, Gruppengröße, Vergesellschaftung mit anderen Vogelarten sowie der Reproduktionsstatus zeigten keinen signifikanten Einfluss. Als maßgeblicher Faktor konnte der Einfluss der Einrichtung selbst (also die individuellen Haltungsbedingungen jedes Zoos) herausgestellt werden, der mittels Varianzanalyse mit 53,82 % als wichtigste Einflussgröße bestimmt wurde. Die Daten aus der Verhaltensbeobachtung wurden qualitativ hinzugezogen und konnten die Corticosteron-Messungen stützen. Die Ergebnisse der Studie geben erste Hinweise auf das Wohlbefinden von flugunfähig gemachten Rosaflamingos. Die erhobenen Daten lassen kein erhebliches Leiden durch das Unvermögen zu fliegen vermuten. Wie bereits erwähnt, handelt es sich um die erste Studie dieser Art, so dass diese Ergebnisse mit Vorsicht zu interpretieren sind. Zu weiterer Forschung mit einem optimierten Modell an weiteren Flamingopopulationen sowie anderen von der Haltungsform betroffenen Vogelspezies soll daher ermutigt werden.

The skin is the largest organ of the human body. It fulfills various functions, such as preventing the loss of salts and fluids as well as regulates the body temperature. In addition, the skin acts as a highly complex and effective biological barrier, hindering the penetration of harmful substances (feature mostly attributed to the stratum corneum; SC). Overcoming the SC represents a great challenge in dermal and transdermal therapies, leading to the development of multiple strategies to enable the permeation of therapeutics across the skin. Using penetration enhancers (chemical or physical) has proven to increase the penetration of therapeutics. Nevertheless, the use of penetration enhancers exposes a great risk, as they can lead to permanent damage on the skin, reducing its barrier efficiency and resulting in the intrusion of harmful substances, which can result in inflammation. Nanoparticle based dermal and transdermal drug delivery approaches represent promising tools to deliver drugs to the target site, while reducing or eliminating side effects. It has been found that soft nanoparticles can induce skin hydration and subsequently deliver therapeutics into the skin. Due to their high surface area, tunable sizes, easy functionalization (in situ or post-synthetic) and large encapsulation capacities, nanocapsules (NCs) represent a promising strategy for topical drug delivery. NCs are generally defined as hollow nanoparticles composed of a cross-linked shell surrounding a core forming space. Herein, we aim to synthesize soft thermoresponsive nanocapsules (tNCs) to induce skin hydration, thus enabling the skin penetration of high molecular compounds. For this purpose, NCs with a thermoresponsive shell and a void of 100 nm diameter, were synthesized. These NCs can shrink or swell upon a thermal trigger, which can be used to induce the release of water and or other encapsulated molecules in a controlled fashion. The tNCs were built using silica nanoparticles as sacrificial templates (to ensure the reproducibility or their core) in a seeded precipitation polymerization. Different ratios of poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) and poly(N-isopropylmethacrylamide) (PNIPMAM) were employed as thermoresponsive polymers and either N,N’-methylenebisacrylamide (BIS) as cross-linker or dendritic polyglycerol (dPG) as macrocross-linker were utilized to build the tNCs’ shell. Firstly, the effect of the synthesis on the mechanical properties of the tNCs was investigated. For this purpose, a comprehensive study was performed to investigate the mechanical properties of well-known (PNIPAM-BIS) thermoresponsive nanoparticles. In the study, nanogels, nanogels with a hard core and nanocapsules were investigated below and above the volume phase transition temperature (temperature at which the particles change from a swollen state to a collapsed state) (VPTT) using nanoparticle tracking analysis (NTA), cryogenic-electron microscopy/electron tomography, and atomic force microscopy (AFM) in liquid. It could be shown, that the different structure of the particles affects their thermoresponsive behavior. Moreover, outstanding thermomechanical changes were found for the NCs (Young modulus changes from kPa to GPa upon crossing the VPTT). These findings underline the importance of fully characterizing the particles as their thermomechanical properties could enhance or limit their further applications. Additionally, these results were used to rationally design novel tNCs to induce skin hydration using dPG to introduce non-thermoresponsive domains within the shell; thus, leading to flexible materials even above the VPTT. By varying the ratio between PNIPAM and PNIPMAM, the VPTT, as well as the shell density, could be controlled. Next, the interactions and effects of tNCs on the stratum corneum were investigated using fluorescence microscopy, high resolution microscopy, and stimulated Raman spectromicroscopy. It could be shown, that the thermoresponsive properties of the tNCs could increase skin hydration. Finally, the potential of the NCs as penetration enhancer was assessed by using Atto Oxa12 NHS ester (a high molecular weight dye) as a model drug. It could be demonstrated, that the NCs increased the penetration of Atto Oxa12 in comparison to an aqueous formulation and a solution of the dye in 30% DMSO. This thesis demonstrates that both material properties and core-nanoarchitecture can considerably affect the thermomechanical properties of soft nanoparticles. In addition, it could be proven that the dPG-based tNCs cause skin hydration and that their thermoresponsive features can further enhance the hydration of the skin. Moreover, this work underlines the outstanding potential of tNCs to act as penetration enhancers for high molecular weight compounds by inducing skin hydration.

Die als SAGE-Sektor zusammengefassten Berufe (Soziale Arbeit, Gesundheit und Erziehung) waren in den vergangenen 20 bis 30 Jahren einem rasanten Struktur- und Anforderungswandel unterworfen. Gekennzeichnet sind die Entwicklungen durch einen starken quantitativen Beschäftigungszuwachs, eine Flexibilisierung der Beschäftigungsverhältnisse und eine Steigerung der Arbeitsintensität. Zudem werfen sie die Frage nach dem System der Arbeitsbeziehungen im SAGE-Sektor auf: Inwiefern werden die Interessen der Beschäftigten, zu denen mehrheitlich Frauen gehören, in der Ausgestaltung der Arbeitsbedingungen berücksichtigt? Der Forschungsstand zeigt, dass die Herausbildung eines funktionierenden Systems der Arbeitsbeziehungen im SAGE-Sektor erst am Anfang steht und noch eine Vielzahl von Herausforderungen überwunden werden müssen. Für die Beschäftigten und die Gewerkschaften stellt dies in mehrfacher Hinsicht Neuland dar. Dennoch kam es – trotz vielfältiger Barrieren und Widerstände – in den vergangenen Jahren bereits zunehmend zu einem kollektiven Interessenhandeln im Rahmen von Arbeitskämpfen seitens der Beschäftigten im SAGE-Sektor. Wobei diese gewerkschaftlichen Mobilisierungserfolge durch das Anknüpfen an gesellschaftliche Aufwertungsprozesse im SAGE-Sektor sowie durch neue gewerkschaftliche Strategien und ein konflikthaftes Erleben der Beschäftigten der Ökonomisierungsprozesse einerseits und der berufsethischen Ansprüche andererseits erklärt werden. Der Forschungsstand rückt die subjektive Wahrnehmung für kollektives Interessenhandeln der Sozialarbeiter_innen und Sozialpädagog_innen, Pflegebeschäftigten und Erzieher_innen in den Vordergrund, deren empirische Untersuchung (Mix-Method) den Gegenstand der vorliegenden Arbeit darstellt. Auf diesen Untersuchungsgegenstand werden gemäß der Forschungsheuristik dieser Arbeit die zentralen theoretischen Konzeptionen für kollektives Handeln angewendet und übertragen. Berücksichtigt werden dabei Aspekte der Rational Choice-Theorie nach Olson (1965), die Mobilisierungstheorie von Kelly (1998), der Framing-Ansatz nach Goffman (1974) sowie das Civic Voluntarism Modell von Verba, Schlozman und Brady (1995). Die Befunde der Untersuchung zeigen, dass erhebliche Mobilisierungspotenziale für kollektives Interessenhandeln im SAGE-Sektor bestehen. Denn die Mehrheit der Beschäftigten ist von der Notwendigkeit dieses kollektiven Handelns überzeugt und wäre bereit, sich gewerkschaftlich zu organisieren. Zentrale Handlungsfelder für die gewerkschaftliche Mobilisierung stellen jedoch die Kommunikation und die Herstellung egalitärer Machtverhältnisse zwischen den Geschlechtern innerhalb der gewerkschaftlichen Entscheidungsstrukturen dar. Problematisch ist, dass die Mehrheit der Beschäftigten noch nie seitens der Gewerkschaften oder durch Kolleg_innen zu gewerkschaftlichen Themen angesprochen wurde und dass die zentrale Verantwortung für Verbesserungen der Arbeitsqualität bei dem Staat gesehen wird, sodass die Gewerkschaften de facto als kollektive Interessensakteur_innen im SAGE-Sektor kaum wahrgenommen werden.

Adult neurogenesis is a process in which new neurons are generated in neurogenic niches and become recruited into distinct regions of the mature brain. In the adult songbird brain, new neurons are incorporated into areas that facilitate learning, production and maintenance of song. The striatal song nucleus Area X constantly receives new medium spiny neurons (MSNs) throughout adulthood, but it was not known if they are functionally integrated into the preexisting circuitry. To address this question, I applied Bromodeoxyuridine (BrdU) and lentiviral vector-mediated labelling of progenitor cells and examined the maturation, connectivity and singing elicited activation and of their progeny in Area X after different survival periods. Six weeks after their birth, the majority of new neurons expressed a marker for mature MSNs, show pre- and postsynaptic connections and expressed dopamine receptors, indicative of dopaminergic innervation. The expression of the immediate early gene EGR-1 (early growth response protein 1) was used to assess if and at what age new neurons were activated by singing. Already three weeks after their labelling, a small fraction of new MSNs expressed EGR-1 after singing and this fraction increased with progressing maturation. Measuring MSN densities in zebra finches up to seven years of age provided insights into the dynamics of striatal adult neurogenesis and revealed that it is a process of constant new neuron addition. New MSNs that are recruited into Area X express the forkhead box protein P2 (FoxP2). This transcription factor has important functions in mammalian brain development and mutations in FOXP2 cause speech and language impairments in humans. In zebra finches, correct FoxP2 expression levels in Area X are crucial for successful song learning and for song modulation between different social contexts. FoxP2 levels in Area X are high during the phase of song learning but generally low in adults and are downregulated by singing. MSNs in Area X exhibit different FoxP2 expression levels. Since FoxP2 downregulation after singing only occurs in MSNs with low FoxP2 levels (FoxP2low) and not in MSNs with high FoxP2 levels (FoxP2high), I postulated that the latter were recently recruited and need to become FoxP2low MSNs before they would be activated by singing. This hypothesis was tested by measuring FoxP2 protein levels and EGR-1 expression in individual new MSNs of singing and non-singing birds at different time points after BrdU birth dating. Interestingly, FoxP2high and FoxP2low MSNs were equally activated during singing, indicating that this is a process independent of FoxP2 levels. Further, I identified that one third of new MSNs expressed FoxP2 at high levels during early stages of their maturation. However, the majority of matured MSNs expressed FoxP2 at low levels, indicating an age-related decrease of FoxP2 levels in a subset of newly recruited MSNs. Because Foxp2 was shown to enhance neuronal outgrowth and differentiation, I analyzed the dendrite morphology and the density of dendritic spines of FoxP2high and FoxP2low new MSNs that were virally labelled and expressed the green fluorescent protein. FoxP2high new MSNs had more complex dendrites and a higher density of the mature mushroom spines than FoxP2low new MSNs and thus probably received more pallial inputs during a narrow timeframe of their maturation. Comparing my results to what is known about MSNs of the direct and indirect pathway of the basal ganglia of rodents, I hypothesize that early differences in FoxP2 levels and concomitant diverging new MSNs morphology might indicate the existence of distinct MSN subtypes in Area X of zebra finches. Altogether, the presented data illustrate that new MSNs recruited into Area X of adult zebra finches are functional and might play a role for the maintenance of song. Within the first six weeks after their birth new MSNs exhibited dynamic FoxP2 expression levels which are liked to their dendritic arborization and spine density, thus broadening FoxP2 function by an implication in striatal adult neurogenesis.

The field of nanophotonics aims at understanding and harnessing light-matter interaction in structures of dimensions far below the wavelength. By squeezing light into nanostructures, the local electric fields can be immensely enhanced, boosting the efficiency of applications such as solar cells or molecular sensing. Furthermore, nanophotonics facilitates the miniaturization of optical devices, pushing forward the development of modern communication technologies and all-optical integrated circuitry.

The fundamental excitation driving nanophotonics is the surface polariton, arising in different types depending on the supporting material. A promising candidate for applications at infrared frequencies is the surface phonon polariton (SPhP) supported by polar crystals. However, a SPhP on a single polar crystal possesses several limitations that hinder the application in nanophotonic technologies.

This work implements layered heterostructures built from various different materials as a versatile platform for phonon polariton nanophotonics, overcoming the limitations of a conventional SPhP. By studying a variety of different polar crystal heterostructures, novel polariton modes with intriguing characteristics are discovered, such as ultra-thin film modes with immense field enhancements, strongly coupled polaritons at epsilon-near-zero frequencies, and waveguide modes with polariton-like properties.

Furthermore, a new experimental and theoretical methodology is developed, enabling the systematic, extensive study of phonon polaritons in layered heterostructures of arbitrarily anisotropic media. In the conducted experiments, the phonon polaritons are excited via prism coupling in a home-built Otto geometry, featuring full control over the excitation conditions with direct read-out of the characteristic air gap size between prism and sample. This unique setup allows to characterize a polariton dispersion at critical coupling conditions, yielding the discovery of new phonon polariton modes.

As an excitation source, the free electron laser at the Fritz Haber Institute is employed, allowing for non-linear optical spectroscopy measurements at infrared phonon-polariton frequencies. The results include the first observation of second harmonic generation from propagating SPhPs and from the ultra-thin film Berreman polariton, enabling experimental access to the field enhancement of the excited polariton mode.

The theoretical advances of this work comprise a transfer matrix formalism for the calculation of light-matter interaction in arbitrarily anisotropic layered heterostructures. The developed versatile and robust framework enables the simulation, analysis and prediction of polaritons and their properties in any multilayer system, constituting a significant contribution to the field of polaritonic nanophotonics. The formalism is implemented in an open-access computer program, facilitating future studies towards phonon polariton-based technologies.

By discovering various new phenomena and implementing a new experimental and theoretical methodology with great potential for future investigations, this work constitutes a comprehensive study of phonon polaritons in polar dielectric heterostructures. Furthermore, this thesis lays out perspectives on how to use the developed experimental and theoretical methods for a number of future studies, bearing great potential to further advance the field of infrared nanophotonics.

Für die Einhaltung der im Pariser Abkommen gesetzten Ziele ist es notwendig, energieintensive industrielle Prozesse wie die Chlor-Alkali-Elektrolyse zu optimieren, um den Strombedarf und folglich den Ausstoß von Treibhausgasen reduzieren zu können. Des Weiteren sind der Ausbau von erneuerbaren Energien und deren optimale Nutzung durch die Verwendung von Energiespeichern, wie der Vanadium-Redox-Flow-Batterie, ein wichtiger Schritt in Richtung einer nachhaltigen Energieversorgung. Die Chlor-Alkali-Elektrolyse und Vanadium-Redox-Flow-Batterie beruhen als elektrochemische Verfahren auf dem Einsatz poröser Elektroden. Hierbei spielt die Verteilung der beteiligten gasförmigen oder flüssigen Phasen in der festen Elektrode eine essentielle Rolle für die Funktion. Die Aufklärung der Phasenverteilung und des Verhaltens der porösen Elektroden während des Betriebes sind von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der ablaufenden Prozesse. Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, die beim Betrieb ablaufenden Prozesse in verschiedenen elektrochemischen Systemen zu betrachten und dabei die Verteilung der Phasen genauer zu untersuchen. Die dafür notwendigen operando Messzellen wurden im Rahmen der Arbeit entwickelt und für die Untersuchung der porösen Sauerstoffverzehrkathode der Chlor-Alkali-Elektrolyse und der Kohlenstoffelektroden des Vanadium-Redox-Flow-Batterie-Systems mit radiografischen Verfahren verwendet. Für jedes der Systeme wurde ein anwendungsspezifisches Zelldesign entworfen, welches die Untersuchung der Prozesse unter den jeweiligen Betriebsbedingungen erlaubt. Das Zelldesign für die Chlor-Alkali-Elektrolyse ermöglicht erstmalig die Untersuchung von Sauerstoffverzehrkathoden mit radiografischen Verfahren unter industriell relevanten Bedingungen mit Röntgen-, Synchrotron- und Neutronenstrahlung. Die Experimente offenbaren einen kontinuierlichen und spannungsabhängigen Elektrolyttransport im Porenraum der Sauerstoffverzehrkathode, im Zuge dessen sich Tropfen auf der dem Gas zugewandten Kathodenseite bilden. Es konnte eine Korrelation zwischen dem Lastzustand und der Flutung der Sauerstoffverzehrkathode mit Elektrolyt, sowie der Tropfenbildung festgestellt werden. Mit der entwickelten Zelle konnte darüber hinaus nachgewiesen und quantifiziert werden, dass eine Modifikation der Zusammensetzung der Sauerstoffverzehrkathode aus Silber und hydrophobem Polymer zu einer veränderten Elektrolytverteilung und Interaktion führt. Außerdem kann durch die Einführung einer hydrophoben Sperrschicht die Leistungsfähigkeit der Sauerstoffverzehrkathode verbessert werden. Die Untersuchungen der Vanadium-Redox-Flow-Batterieelektroden mit dem eigens entwickelten Zelldesign zeigten, dass die Benetzung der Kohlenstoffelektroden stark vom Elektrolyt und der Modifikation der Elektrode abhängen. Darüber hinaus konnte erstmalig eine Vanadium-Redox-Flow-Batterie während des Betriebs radiografiert werden. Dabei stellte sich heraus, dass sich Bismut als vielfach vorgeschlagener Katalysator an der Anodenseite während des Betriebes von den porösen Elektroden ablöst und im Ladeprozess wieder auf den Kohlenstoffelektroden abscheidet. Anhand der in dieser Arbeit erzielten Ergebnisse wurde deutlich, dass die Radiografie poröser Elektroden wertvolle Informationen liefert, die anders nicht zugänglich sind. Darüber hinaus bietet die Arbeit nützliche Designrichtlinien für die Entwicklung von in-situ und operando Zellen und deren Anwendung mit Synchrotron-, Röntgen- und Neutronenstrahlung für die radiografische Bildgebung. Somit eröffnet sich die Möglichkeit, die Radiografie auch für andere Anwendungssysteme nutzen zu können.

Quantum spin liquids are novel phases of matter whose physical properties cannot be captured within the conventional framework of phase transitions. These quantum states are characterized by excitations, called spinons, carrying a fractional value of the integer spin. A description based on a mean-field approximation leads to effective gauge theory. Due to this gauge freedom symmetry group operations act via projective symmetry group (PSG) representations, which can be used to classify quantum states beyond the conventional method. This introducing discussion is found in Chapters 2-6. A preceding PSG classification on the square lattice, which took spin rotational symmetry breaking terms into account, showed that the resulting mean-field states could exhibit topologically non-trivial spinon bands. In Chapter 7, only those el- ements of this Classification are studied, which lead to short-ranged mean-field models. The mutual effect of spinons and visons is scrutinized by adding static configurations of a background gauge field. Spinons and visons form composite ob- jects, which in the case of topological spinon bands, are described by Majorana zero modes. An exact mapping corroborates the relation to topological supercon- ductors and vortices. The effect of multiple visons is investigated, and a possible experimental signature is exposed. Chapter 8 explains how spinon mean-field theory can be used to derive a phe- nomenological effective model for the compound Ca 10 Cr 7 O 28 . A material that was recently proposed as a quantum spin liquid. This low-energy theory consists of spinon hopping processes. The underlying bilayer kagome structure can be simpli- fied to an effective honeycomb lattice. The dynamical spin structure factor is calcu- lated and compared to neutron scattering data. It is discussed how f -wave pairing of spinons can explain small deviations from a linear temperature dependency observed in heat capacity measurements at the low temperatures. This pairing mechanism breaks the U (1) invariance group of the pure hopping model and renders a coherent picture of Ca 10 Cr 7 O 28 being a Z 2 quantum spin liquid. Chapter 9 carries out a PSG classification for the simple-, body centered-, and face centered cubic lattices. Despite a large number of possible PSG representations, only very few describe short-ranged mean-field states. These mean-field models are constructed up to third neighbor couplings and calculated in a self-consistent manner. It is found that the energy is lower for non-trivial sign patterns induced by non-trivial representations of the symmetry generators. Higher neighbor extensions, including pairing terms, yield lower mean-field ground state energies compared to extensions with only hopping terms. For the fcc lattice, a first neighbor state could be identified, which exhibits symmetry protected zero-energy modes.

Die aus der Humanmedizin bekannte BRAF-Variante V595E wurde erstmals 2015 von MOCHIZUKI et al. (2015a) in Übergangszellkarzinomen (ÜZCa) und Prostatakarzinomen (PCa) des Hundes nachgewiesen. Ziele der vorliegenden Arbeit waren, zum ersten Mal auch für zytologische Ausstriche von Harnsedimenten und Feinnadelaspiraten ein Nachweisverfahren zu etablieren, die diagnostische Relevanz der BRAF-Mutation in den beiden genannten kaninen Neoplasien erstmals auch in der europäischen Hundepopulation zu untersuchen sowie den Zusammenhang zwischen der BRAF-Mutation, den histologischen Befunden und der immunhistologischen COX-2-Expression im ÜZCa zu erforschen. Dazu wurden aus den Routineeinsendungen an die Firma LABOKLIN GmbH & Co. KG und an das Institut für Tierpathologie der Universität Berlin in den Studien 1 und 2 insgesamt 101 Bioptate (Studie 1: n = 36; Studie 2: n = 65), 48 Urinproben und/oder 31 zytologische Ausstriche der Harnblase von Hunden mit ÜZCa (n = 98; Studie 1: n = 33; Studie 2: n = 65), Zystitis (Studie 1: n = 23), Harnblasenpolypen (Studie 1: n = 7) oder ohne pathologische Veränderungen (Studie 1: n = 3) histologisch, immunhistologisch und molekulargenetisch untersucht. In Studie 3 wurden 70 Biopsien und 17 zytologische Ausstriche der Prostata mit PCa (n = 46, davon zytologisch: n = 11), benigner Prostatahyperplasie (n = 22), Prostatitis (n = 14), Plattenepithelmetaplasie (n = 2) und Atrophie der Prostata (n = 3) ebenfalls aus den Routineeinsendungen an die Firma LABOKLIN GmbH & Co. KG histologisch und molekulargenetisch untersucht. Das Verfahren des Nachweises der BRAF-Mutation konnte erfolgreich für zytologische Ausstriche etabliert werden (Studie 1: ÜZCa, Studie 3: PCa) und die Mutation auch in den ÜZCa und PCa der europäischen Hundepopulation nachgewiesen werden (Studien 1 und 2 (ÜZCa): Terrier: 88 bzw. 73 %, Nicht-Terrier: 65 bzw. 36 %; Studie 3 (PCa): 61 %). Da in keiner der untersuchten Proben mit den genannten anderen Erkrankungen die BRAF-Mutation nachgewiesen werden konnte, handelt es sich um ein hochspezifisches (100 %) Verfahren, das eine sehr gute Ergänzung in der Diagnostik beider Neoplasien des Hundes darstellt. Durch die BRAF-Mutation bedingte PCa wiesen einen signifikant höheren Gleason-Score (schlechter differenziertes vorherrschendes Wachstumsmuster) auf als PCa ohne diese Mutation. Im Gegensatz dazu konnte in Studie 2 kein Zusammenhang zwischen der BRAF-Mutation und dem histologischen Grad (low- vs. high-grade) der ÜZCa gezeigt werden. Immunhistologisch konnte im kaninen ÜZCa ebenfalls kein signifikanter Zusammenhang zwischen dem histologischen Grad und der Intensität der COX-2-Expression festgestellt werden. Bei durch die BRAF-Mutation verursachten ÜZCa von Hunden der Nicht-Terrier-Rassen konnte jedoch eine höhere Intensität der COX-2-Expression detektiert werden als in ÜZCa ohne diese Mutation. Dieser Zusammenhang ließ sich aber nicht auf ÜZCa von Terriern übertragen. Letztere zeigten unabhängig vom Vorliegen der BRAF-Mutation eine stärkere COX-2- Expression als ÜZCa anderer Rassen. Die klinische, therapeutische und prognostische Relevanz dieser Befunde ist zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht absehbar. Der Nachweis der BRAF-Mutation stellt in der Tiermedizin jedoch ein innovatives molekulargenetisches Verfahren dar, welches in Zukunft eine personalisierte Therapie von kaninen ÜZCa und PCa mit COX- und RAF-Inhibitoren ermöglichen könnte. Studien zum Einsatz von RAF-Inhibitoren in der Behandlung BRAF-positiver Neoplasien des Hundes sollten deshalb unbedingt forciert werden.

This thesis presents novel local trajectory planning methods to provide a safe, time optimal, and comfortable passenger ride. Trajectory planning is an essential part of autonomous driving systems, which has been extensively studied for robots during the past few decades. Providing passenger comfort, especially when working within a highly dynamic environment, makes the trajectory planning problem more challenging. Based on the autonomous car situations, three different trajectory planning methods are proposed. The first method is a reactive trajectory planning which works in structured road maps with reference paths. The trajectory speed points are limited based on the road curvature, the traffic rules, and the distances to obstacles. A new algorithm is developed to smooth the speed profile considering the jerk and acceleration constraints. The jerk constraint is defined to provide passengers with a comfortable ride. The acceleration is limited based on the vehicle model and passenger comfort. The vehicle model is determined using the system identification. This approach is suitable for driving in urban areas with dynamic environments in which the obstacle speed changes frequently and the ego car trajectory must react to obstacles while avoiding instant braking or accelerating. In the second trajectory planning approach, a new artificial force vector in three dimensions (longitudinal and lateral position, and speed) allows the autonomous car to follow aspecific path. The vector field is created based on distance from the path and the car speed. It is locally modified by presence of obstacles. By switching between two different vector fields, the vehicle can change a lane or follow another path. The vector field approach is suitable for complicated paths with low traffic such as parking lots. The third trajectory planning approach, Flexible Unit A∗ (FU-A∗), is a new modified tree-based search algorithm in 3-dimensional space (longitudinal and lateral position, and time) in which lane-changing decision is also considered. The energy consumption, time duration, and displacement are integrated in the cost function of the algorithm. This combining of decision-making for lane-changing and following the reference path is one of this thesis’ innovations. The feasibility and reliability of the designed methods are validated through several simulations and implementation on Freie University autonomous cars.

Governing Poor Spaces. Homeless encampments and the new management of housing insecurity in the US The financial and urban crisis of 2008 highlighted once again the sustained problem of homelessness in the US. The iconic image of housing crisis and insufficient welfare provision are the growing homeless encampments or tent cities which pose a significant problem for local governance. Focusing on the local responses to homeless encampments this dissertation analyzes the transformation of homeless management in the neoliberal welfare state, and inquires how spatial practices of informal survival conflict but also resonate with new forms of managing the non-propertied in propertied space. In contrast to the dominant strategies of criminalizing homeless survival, several cities in the US have legalized camps and established them as alternative shelter spaces. Such regulatory experiments are interpreted in ambiguous ways: where some identify this as pragmatic and humane policy to expand capacity of shelter at low cost, others interpret it as progressive policy that recognizes the informal self-help as valuable resource, some recognize these self-help communities as act of collective empowerment of the non-propertied to claim a first step to the human right to housing, others fear the emergence of new substandard shelter that fit the neoliberal imperatives of austerity. This dissertation responds to the call of critical geographers for more nuanced analysis of homeless management and the local state by analyzing how poverty is governed through space. It re-visits central debates on the governance of urban marginality, highlights explanatory strengths and weaknesses, and conceptualizes homeless management as specific project of poverty governance. Drawing on theories of hegemony, homeless management is understood as political strategy that is not limited to manage the homeless populations with more or less coercion or care, but aims to neutralize the nexus of homelessness and housing insecurity in order to stabilize the hegemony of propertied citizenship. The struggle over the legalization of homeless camps presents a sharp lens to examine the current re-calibration of state governance of urban marginality, i.e. the current mix of penal, welfare and informal strategies that are used to manage (and neutralize) homelessness. A critical and relational policy analysis is applied to examine comparatively the process of policy-making in the local state: addressing the roles of homeless advocates and activists, charitable and non-profit service providers, and local government actors in co-shaping the process of regulatory experimentation. Highlighting path-dependent corridors of contingency the three empirical cases of Seattle, Fresno and Ontario show how the legalization of homeless camps emerges as result of multiple distinct crises of homeless management. The legalized camps depict new welfare state spaces with different socio-spatial compromises between state control and homeless claims for a right to shelter and self-determination. Specifying how the neoliberal and paternalist components of homeless management are re-worked and searching for a paradigmatic case, the comparison shows why self-governed camps are more likely to stabilize local hegemony than top-down governed camps. To contextualize the case studies, the last chapter discusses why such solutions were viable in some cities but remain marginal. Re-questioning the neoliberal policy fit of legalized homeless camps as cheap and self-managed shelter extension of homeless relief, the case studies allow to trace the emergence of a new national hegemonic project to determine local policy-making: focused on “ending homelessness” through housing first. Despite its failures evidenced by growing numbers of unsheltered homeless, the promise for “ending homelessness” is successful in addressing the unresolved crises of homeless management in a new way. But in the name of an ideal to come, local compromises that respond to immediate shelter need are marginalized. Analyzing local struggles for necessary and adequate shelter and housing in relation to the national policy developments this dissertation explains how in the current conjuncture homelessness is dealt with and structural housing insecurity is neutralized again. While the political terrain for local compromises contracts as claims for recognizing spaces of survival with more decency through autonomy are marginalized again, the work concludes by pointing to a new perspective developed by movements: they continue to challenge their neutralizing by claiming space through a legal right for survival.

The focus of this thesis is the investigation of the spatial configuration and formation mechanisms of a type of terrain known as araneiform terrain or "spiders" found in the south polar regions of Mars. Seasonal sublimation and condensation of CO2 at the poles are an essential part of cycles of global volatiles (CO2 and H2O) and dust, e.g., up to 25% of the Martian atmosphere's CO2 interacts annually with the polar surfaces. The seasonal CO2 ice condenses on the poles of Mars each autumn/winter; it can form translucent slab ice which is transparent in the visible light and opaque in the infrared. This physical property allows basal sublimation of the seasonal CO2 ice under insolation in spring. The resulting CO2 accumulation and jetting leads to transitional features such as dark spots/fans and radial or dendritic troughs known as araneiform terrain (“spiders”). Thus, spider formation is linked to the global CO2 cycle and the seasonal evolution of the Martian poles which are sensitive to the Mars climate. It is one of the most active current erosive processes on Mars which involves mobilization of material jetted from the substrate relocating a greater mass of dust than either dust storms or the cumulative effect of dust devils. Observations at seven study regions in this work reveal diverse morphologies of spider forms, which suggest variability of araneiform formation processes. Based on my observations, a spider formation model is developed to explain the formation of spiders and their growth processes. I consider the migration of pressurized CO2 through the porous substrate towards cracks in the overlying CO2 ice layer, and the effect of the substrate's cohesive strength on the development of spider troughs. Thus, substrate properties (permeability, porosity, and cohesion) are significant parameters controlling the mechanism of spider growth. The major advantage of this model is that it explains the mechanism of the growth of central pits and radiating troughs, and parameters (e.g., trough length) of their morphologies, which have not been considered before. This model suggests that spider troughs are created from the developments of random protrusions of initial degradational forms. My trough orientation mappings and constructed rose diagrams are consistent with this theory showing that spider troughs do not have preferred orientations and appear randomly distributed. Due to rate differences between local pressure accumulation and lateral gas migration, the model reveals an inhibited zone existing around a newly formed spider that diminishes pressure accumulation preventing another CO2 jet. This suggests the spatial distributions of spiders to be non–random. Spatial randomness analysis of the seven spider populations confirms this non–randomness and indicates a strong regional variation of spider average spacings. Regional differences in substrate properties (permeability, porosity, and cohesion) are the likely causes of the regional variation. Other parameters, such as seasonal CO2 ice thickness and grain size, local climate, obliquity, and latitude, also influence spider formation and spatial configurations. This research improves the understanding of how CO2 jetting and subsequent spider formation shaped and modified the south polar surface of Mars which may actively occur at the present time, and how volatiles (CO2 and water) and dust play their roles in the polar processes and Mars global circulation. Furthermore, it provides insight into the recent climate conditions of Mars.

By means of modeling and mathematical analysis, this thesis investigates negative phototaxis of Euglena gracilis and resulting bioconvection patterns under stationary or periodic illumination. This thesis provides a new biological hypothesis about the mechanism of negative phototaxis of Euglena gracilis and gives an account of the failure of pattern formation under rapidly periodic illumination which was reported by an experimentalist. An existing model of patterns under stationary illumination is extended to a new model of patterns not only under stationary illumination but also under rapidly periodic illumination. The new model has Turing instability for coefficients corresponding to stationary illumination, and loses Turing instability if coefficients are replaced by those corresponding to rapidly periodic illumination. The failure of pattern formation under rapidly periodic illumination can be interpreted as the loss of Turing instability.

Mit Foucault und Heidegger über ethos nachzudenken, kann grundlegende Impulse für die Beschäftigung mit der Ethik geben. Dabei ist ethos als „Seinsweise“ (Foucault) und als „Aufenthaltsort“ (Heidegger) zu bedenken und damit dessen jeweils signifikanter Bezug zum Dasein in der Welt aufzuzeigen. So wird deutlich: Dasein konstituiert und verortet sich im Denken, Reden und Handeln in praktischer und zugleich inhärent reflexiver Art und ist damit von sich aus grundlegend als ethisch zu begreifen. Das Dasein oder ethos ist somit als Ort der Begegnung zu verstehen und umfasst das Selbst, die anderen Mitmenschen und die Umwelt (mit ihren Lebewesen) als dessen ethische Dimensionen oder Achsen der eigenen Lebenspraxis und -erfahrung. Statt diese „nur“ ontologisch zu betrachten, geht es mir um die Grundformen ethischer Praxis, durch die sie ausgeprägt werden. Diese Grundformen beruhen auf der Freiheit sich zu seinem Verhalten verhalten, sein Handeln reflektieren und darin eine gewisse Haltung an den Tag legen zu können. In diesem Zusammenhang zeigen sich drei Grundformen ethischer Praxis, wie ich sie mit Heidegger und Foucault verstehe, die auf die Transformation und Transzendenz des eigenen Daseins gerichtet sind. Diese drei Grundformen ethischer Praxis können als Kritik, Sorge und Gelassenheit begriffen werden, die wiewohl dem Dasein gewissermaßen selbst eigen, zugleich eine praktische Einübung verlangen.

The lunar and mercurian cratering records provide valuable information about the late accretion history of the inner Solar System. However, our understanding of the origin, rate, and timing of the impacting projectiles is far from complete. Different late accretion models including single and multiple impactor populations may explain the early lunar bombardment history. The single impactor population model explains the exponential decay of impactors over time (e.g., Neukum, 1983; Neukum & Ivanov, 1994; Hartmann, 1995), and the Late Heavy Bombardment (LHB) or lunar cataclysm model suggests different impactor populations with a rapidly increasing impact flux at 3.9 Gyr (Ryder, 1990, 2002). The primarily aim of this work is to test various accretion models and improve the lunar production function (PF) by re-evaluating its shape to infer potential impactor populations. To learn more about these projectiles, we can examine crater size-frequency distributions (CSFDs) on the Moon and Mercury. This PhD thesis re-investigates the crater populations of large (D ≥ 300 km) lunar and mercurian basins using the buffered crater counting (BCC) and buffered non-sparseness correction (BNSC) techniques. BSNC is a novel CSFD technique, which takes crater obliteration on highly cratered surfaces into account, thus providing more accurate measurements for the frequencies of smaller crater sizes. The BNSC-corrected CSFDs of individual basins, particularly at smaller crater diameters increase compared to the crater frequencies derived from the BCC technique alone. Furthermore, a new basin catalogue of 94 basins has been produced on Mercury, 80 of which have been classified as certain or probable, 1.7× times more than previously recognized. However, this number of basins has been estimated to represent roughly half of the expected basin record, where basins older than Borealis have been obscured by different processes (e.g., higher impact melt production, volcanism, subsequent impacts, and viscoelastic relaxation of basins). Consequently, if the Neukum (1983) and Neukum et al. (2001a) theories are correct that the impactor population in the inner Solar System did not change over time, one could expect that the summed CSFDs of basins in different time periods maintain a single shape following the lunar PF. Contrary to previous studies, the shape of summed CSFDs of Pre-Nectarian (excluding South Pole-Aitken Basin), Nectarian (including Nectaris) and Imbrian (including Imbrium) basins show no statistically significant differences, and thus provide no evidence for a change of impactor population bombarded the lunar surface. Similarly, the results on the shape of summed CSFDs of Pre-Tolstojan and Tolstojan basins on Mercury are consistent with the lunar study. The secondary aim is to find potential key landing sites for future human and robotic exploration missions with sample return capability on the lunar surface, which could target key sampling locations in order to verify the preferred late accretion model and refine the lunar chronology model, and thus, the absolute model ages (AMA) of different geologic units on the Moon and other terrestrial planets. In order to do so, this dissertation focus on the exploration of the South Pole-Aitken basin with the main focus on the south polar region of the Moon, a region that has not been visited by any human missions, yet exhibits a multitude of scientifically important locations – the investigation of which address long-standing questions in lunar research. The findings show that a human-assisted robotic mission to the South Pole-Aitken basin, can address all seven US National Research Council (2007) lunar science concepts, and would be a valuable resource to reveal the early history and evolution of the Solar System.

Introduction: Community-acquired pneumonia (CAP) promotes dysregulation of the innate immune system and disruption of the endo-epithelial barrier function, leading to acute lung injury and edema formation. It represents a significant health burden worldwide with high mortality rates despite adequate antibiotic treatment. Streptococcus pneumoniae (S.pn.) is the predominant pathogen causing CAP. Upon S.pn. infection, neutrophils infiltrate and accumulate in the lungs, aiming at bacterial clearance. Neutrophil extracellular traps (NETs) are produced by the infiltrating neutrophils and may contribute to an enhanced inflammation of the tissue. This study investigates if NETs are also released after infection with S.pn. and if these structures contribute to the pneumonia-related tissue damage. It was previously demonstrated that the hormone-peptide adrenomedullin (ADM) protects mice against S.pn.-induced lung epithelial barrier disruption, pulmonary edema formation and extra-pulmonary organ damage. Here, it is further proposed that ADM protects against barrier failure by affecting the process of NET formation. Methods: A murine model for severe pneumococcal pneumonia was assessed to clarify the role of NETs in the disease. For this purpose, we evaluated different strategies aiming at NET degradation or inhibition of the process of NETosis, with DNase or PAD4 inhibition, respectively. Moreover, we targeted histones, the main cytotoxic component of NETs, with polysialic acid. The underlying mechanistic of ADM interference in NET formation were evaluated in vitro. Results: Neutrophils accumulate in the lungs and release NETs after infection with S.pn. NET degradation with DNase attenuated S.pn.-induced lung permeability. Targeting NETs and NETs-related components could reduce the inflammation in the lungs and was beneficial in improving the animal clinical outcome. ADM treatment led to a significant reduction in NET release, suggesting a direct effect of ADM on this process. In vitro, ADM suppressed NET production from activated neutrophils through a mechanism that involves receptor ligation, cAMP production, inhibition of ERK phosphorylation and ROS reduction. Conclusions: The results indicate that NETs have a deleterious role in the pathology of pneumococcal pneumonia and its inhibition may be beneficial for the disease outcome. ADM was shown to have beneficial properties apart from the stabilization of the endo-epithelial barrier, also by inhibiting NET production.

Die Frühe Neuzeit gilt als eine Epoche der Kriegsverdichtung, in der verschiedene Faktoren, insbesondere aber die Prozesse der Herausbildung moderner Territorialstaaten zu einer signifikanten Steigerung der militärischen Auseinandersetzungen in Europa führten. Scheinbar analog zu dieser politisch-militärischen Situation ist seit dem Ende des 15. Jahrhunderts eine auffällige Zunahme der bildlichen Darstellungen von Schlachten zu beobachten, sowohl in den "hohen" Medien der Malerei, Skulptur und Tapisserie als auch im "niederen" Medium der Druckgraphik. Neben berühmten historischen Kriegsereignissen der Antike und des Mittelalters, mit denen auf zeitgenössische Geschehnisse Bezug genommen wird, werden nun auch in bisher nicht gekanntem Maße zeitgenössische Schlachten und Kriegshandlungen bildwürdig. Die Studie widmet sich dieser spezifischen Bildgattung und geht erstmals eingehender ihrer Entwicklung sowie ihren spezifischen Ausprägungen anhand ausgewählter Beispiele von den Schweizer Bilderchroniken über die Bilder der Schlachten Kaiser Maximilians I. bis hin zu Kriegsdarstellungen der Zeit Karls V. nach.