Deforestation in Iran has been more rapid in the past 50 years than at any time in Iran’s history. Forests play a vital role in sustaining water resources and aquatic ecosystems. Forest disturbance, both natural (e.g. wildfire, insects, disease, wind-storms, drought) and human (e.g. timber harvesting, land conversion) caused, can have a profound effect on hydrologic, geomorphic and ecologic processes. With climate change, natural disturbances are becoming more frequent and catastrophic. This, together with growing human disturbance, will undoubtedly affect water re-sources and consequently have significant implications for land managers and pol-icy makers. Intensive cultivation and mismanagement have caused environmental problems and soil degradation. Soils which developed under natural forests in north Iran have been degraded by land-use changes. Forests protect water quality by slowing runoff, stabilizing soils and filtering pollutants. Conversion of forest land to other uses interrupts these natural processes and increases the potential for water quality impairment. Since soil erosion and sediment redistribution have implications for both soil and water resources, and scientists have established that the movements of soil, sediment and water are intrinsically linked, it is critical to im-plement integrated resource protection strategies. Erosion, transport and sedimen-tation processes gain increasingly importance in socio – economic and ecological respect. In this research land use, land cover maps were prepared, using satellite imagery and aerial photos during the last 50 year. The rate of land use changes was compared with rate of sedimentation. Parallel with this work forest policy in Iran during different development plans using policy cycle method was analyzed and actors were recognized. Then the policies in development plans before and after Islamic revolution compared with prepared maps, results showed that government development plans didn’t apply according to the program and forest degradation and consequently sedimentation was increased in study area during the time.

In dieser Habilitationsarbeit wurden Faktoren untersucht, die zur Erklärung der im Vergleich zu anderen Ländern erhöhten Inanspruchnahme ambulanter ärztlicher Versorgung in Deutschland beitragen, um zu einem besseren Verständnis von Inanspruchnahme zu gelangen.

Dazu wurden im qualitativen Teil mit 40 Patientinnen und Patienten in Deutschland und Norwegen episodische Interviews geführt und in acht Hausarztpraxen insgesamt 400 Konsultationen teilnehmend beobachtet. Die Auswertung erfolgte mittels thematischen Kodierens orientiert am Ansatz der Grounded Theory. Ergänzt wurde dies durch eine quantitative Analyse von Daten der Studie zur Gesundheit Erwachsener in Deutschland (DEGS-1) und eine telefonische Befragung einer Zufallsstichprobe von 200 Berliner und Brandenburger Hausarztpraxen.

Verschiedene Faktoren konnten als Erklärungsansätze für die erhöhte Inanspruchnahme in Deutschland gefunden werden. Ein Kernergebnis ist ein neues Modell für Inanspruchnahme: Inanspruchnahmesequenzen. Konsultationen werden dabei nicht mehr als einzelne unabhängige Ereignisse betrachtet, sondern als Knotenpunkte, die über Informationsflüsse zwischen Versorgern miteinander verbunden sind. Dieses Modell wird zukünftig weitergehende Analysen von Inanspruchnahme und die Operationalisierungen von Inanspruchnahmesequenzen ermöglichen. Darüber hinaus zeigt das Modell anhand der qualitativen Ergebnisse auf, dass die Versorgungsverläufe chronisch kranker Patientinnen und Patienten sich zwischen Deutschland und Norwegen unterscheiden und diese unterschiedlichen Versorgungsverläufe die Unterschiede in der Inanspruchnahme teilweise erklären können. Eine qualitativ gefundene Annahme des Modells, dass bei chronisch erkrankten Patienten, die einzelne Erkrankung keine wesentliche Rolle für die Höhe der Inanspruchnahme spielt, konnte quantitativ anhand von Patienten mit überlebtem Herzinfarkt bestätigt werden.

Ein Faktor für erhöhte Inanspruchnahme durch vergleichsweise gesunden Patienten sind die Arbeitsunfähigkeitsregelungen in Deutschland. Krankschreibungen sind ein häu\-fi\-ges Beratungsergebnis in Deutschland und häufig sind selbstlimitierende kleinere Er\-kran\-kun\-gen, wie z.B. Erkältungskrankheiten, die Ursache für die Arbeitsunfähigkeit. In Norwegen gibt es wissenschaftlich fundiert positive Erfahrungen mit ausgedehnteren Möglichkeiten sich selbst krankzumelden. Solche Regelungen sollten in Pilotprojekten auch in Deutschland erprobt und evaluiert werden.

Hinsichtlich der Einstellungen zu Zuzahlungen als Steuerungsinstrument konnten wir drei Dimensionen konstruieren: die erlebte Steuerungswirkung von Zuzahlungen, die Verständlichkeit von Zuzahlungen und die Beurteilung von Zuzahlungen. In allen drei Dimensionen unterschieden sich dabei die Einstellungen der Studienteilnehmer zwischen Deutschland und Norwegen. Die Ergebnisse deuten daraufhin, dass die Regelungen in Deutschland für Patienten zu komplex und nicht verständlich genug vermittelt sind.

Bei der Inanspruchnahme ärztlicher Versorgung durch Patienten mit überlebtem Herzinfarkt konnte gezeigt werden, dass die einzelne Diagnose bei multimorbiden Patienten keinen großen Einfluss auf die Inanspruchnahme hat. Die Ergebnisse zeigen, dass der Schwerpunkt der Versorgung von Patienten mit überlebtem Herzinfarkt klar bei der hausärztlichen Versorgung liegt.

Darüber hinaus zeigte die Befragung von Hausarztpraxen auf, dass sich zwischen Hausarztpraxen stark unterscheidet, ob und ab welchem Alter Kinder und Jugendliche behandelt werden. Dies zeigt beispielhaft, dass ein prinzipielles Versorgungsangebot nicht immer für alle Patienten zur Inanspruchnahme tatsächlich offen ist.

Insgesamt zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit auf, dass es vielfältige Faktoren gibt, welche die unterschiedliche Inanspruchnahme erklären können. Dabei gehen gesellschaftliche und strukturelle Faktoren miteinander einher.

Economic preferences and personality traits are fundamental explanatory factors in understanding individual decision-making. They explain the heterogeneity within human behavior and are the reason why individuals differ in their actions although the preliminaries are the same. Labor market behavior, educational choices, investment decisions as well as fertility and health outcomes are only a few examples in which inherent characteristics play a key role. These findings rely on one joint assumption: preferences and personality traits do not change across the working age. The point in time when preferences are defined and measured is thus irrelevant. However, if this assumption is violated, theoretical models and empirical studies face the threat of endogeneity biases: preferences do not only affect life's outcomes, life's outcomes may also affect preferences. Testing the exogeneity assumption is thus obligatory. Herein, the present thesis makes its contribution and presents three different studies on the stability of economic preferences and personality traits.

The first study in this thesis focuses on the stability of time preferences. So far, evidence on their stability is scarce and considerably restricted by very short time frames, very small sample sizes, or both. The Dutch Household Survey enables these obstacles to be circumvented and the long-term stability of time preferences within a representative sample to be analyzed. By relying on the `consideration of future consequences’ scale -- a behaviorally validated survey measure on time preferences -- this thesis finds that time preferences have, compared to other economic attitudes, a relatively low intra-individual stability. However, the analysis reveals that individuals' valuation of future utility neither varies with age nor changes persistently with past life experiences. Similar findings result from a replication of the analysis with the German Socio-Economic Panel and its ultra-short survey items on patience and impulsiveness. The thesis, therefore, comes to the conclusion that time preferences are stable in the long run but subjected to measurement issues.

The second study focuses on the determinants of risk-taking. Using German panel data, we find that people become more risk-averse when losing work. The immediate income loss does not mediate this effect. Risk aversion also seems unrelated to the loss of non-monetary benefits of work. However, the study finds that risk aversion responds more strongly to losing work the more future income is at stake, and the effect manifests itself on the eve of job loss even when people have not yet suffered from the consequences of the event. Lower future income expectations and more uncertainty about future incomes may thus explain the effect of job loss on risk attitude. Nevertheless, the effect is not persistent. After some time, individuals turn back to their initial level of risk attitude.

The last chapter of this thesis tests the stability of locus of control, a measure that depicts how much people believe in their ability to affect life outcomes. Using the German Socio-Economic Panel, we find that a job loss due to a plant closure has no long-lasting effect on locus of control. The common assumption of its stability is thus not rejected. However, during unemployment, control perception decreases significantly. The effect holds true independent from unemployment duration or socio-demographic characteristics and vanishes as soon as the unemployed find a new job. In conclusion, measurement of locus of control is affected by unemployment but not the trait itself. Using this trait as the explanatory variable can thus lead to biased estimations if this temporary deviation in measurement is not accounted for.

In conclusion, the present thesis neither rejects the stability assumption nor claims that preferences or personality are perfectly stable. All measures analyzed change with time. But, interpreting this instability as proof of endogenous preferences or personality traits appears unjustified. Each of the studies proposes alternative, less controversial interpretations of instability.

New cowpox virus (CPXV) infections occur naturally in Germany in increasing numbers. It is striking that an infection of the pet rats with these newly occurring CPXV strains often leads to a lethal outcome. Likewise, a CPXV isolate from a pet rat that as well caused human infection in Southern Germany, RatPox09, causes severe disease in Wistar rats, whereas infection of rats with the well-characterized strain Brighton Red (BR) results only in mild symptoms. Nevertheless, these two strains are highly similar on genomic level: the calculated sequence identity between RatPox09 and BR is 92%. However, with the help of proteome similarity plots, six products with major differences between RatPox09 and BR were identified. Though, minor sequence modifications of unknown impact were found dispersed all over the genome too. The thesis at hand, concentrates on genomic differences between the two CPXV strains, mentioned above. First of all, we analyzed the sequence of the genes of major differences and we generated gain of function mutants with single or multiple genes exchanged. Secondly, for identification of additional virulence factors, we used a novel approach to generate BR-RatPox09 chimeric viruses with approximately 20-40 kbp genome segments exchanged. This was achieved by combining markerless en passant Red recombination and a classical method, homologous recombination in infected vertebrate cells. Since, these CPXV strains of different pathogenic potential in vivo; shows similar growth characteristics in vitro, animal model seems to be the only suitable method to test the virulence of the recombinant viruses. Nevertheless, in vivo models, are not favorable experimental models due to many reasons, including: aspects of animal protection, their long duration and high requirement of labor. In search of a way to reduce the need for animal experiments for testing new recombinant viruses, we evaluated a three-dimensional (3D) skin model as a possible surrogate for animal experiments. We monitored CPXV lesion formation, viral gene expression and cell cycle patterns after infection of 3D skin cultures with RatPox09 and BR. Infected 3D skin cultures exhibited histological alterations that were similar to those of mammal skin infections, but there were no differences in gene expression patterns and tissue damage between the two CPXV strains in the model system. To be brief, 3D skin cultures reflect the development of pox lesions in the human skin, but seem not to allow differentiation between more or less virulent virus strains, a distinction that is made possible by experimental infection in suitable animal models. Therefore, in vivo infection model was applied. CPXV RatPox09 and NMDAr and CrmE mutants, but not segment F chimera, infected rats attained significally higher clinical scores than BAC derived BR or wt BR infected rats (p ≤ 0.05, Anova). However, 6 out of the 8 RatPox09 infected Wistar rats had to be euthanized as their health deteriorated dramatically. Although only 2 out of 10 with BR_RatPox09 NMDAr and 1 out of 10 BR_RatPox09 CrmE infected rats succumbed to the disease. But none of CPXV BR and BR_RatPox09 sF infected rats did. Summing up the results, it can be concluded that, insertion of sequence of putative RatPox09 genes, NMDAr and CrmE, but not the genomic segment F, into strain BR, results in increase of pathogenicity. However, the insertion of these individual ORFs is not sufficient to recreate the pathological effect of RatPox09.

In dieser Studie wurde die Stabilität intakter und iatrogen verletzter Karpalgelenke an 30 toten Katzen (60 Karpalgelenke) in Extension, Abduktion und Adduktion in Ruhe und unter 20 Newton Stressbedingungen untersucht. War die orthopädische Unversehrtheit festgestellt, wurden die Gliedmaßen im Rumpf-Schultergelenk amputiert und Haut und Unterhaut entfernt. Die verbleibenden Weichteilstrukturen wurden zunächst nicht beschädigt. Es wurden der seitliche und palmare Bandapparat des Gelenkes und dessen palmar verlaufende muskuläre und fasziale Strukturen durchtrennt und der dadurch entstandene Stabilitätsverlust gemessen. Dazu wurde eigens eine Einspannvorrichtung konstruiert. In den einzelnen Positionen wurden die Gliedmaßen röntgenologisch abgebildet und vermessen. Die Funktionalität der Einspannvorrichtung wurde im Hinblick auf die Reproduzierbarkeit der Vermessungen überprüft, in dem der Versuchsablauf jeweils viermal pro Karpalgelenksposition nach den Vorgaben von BOONE et al. (1978) durchgeführt wurde. Die Inter-Tester-Reliabilität war > 0,96. Es wurde eine Messfehlertoleranz festgesetzt, ein Winkelzuwachs, der keiner Traumatisierung sondern Variationen im Versuchsablauf zuzuordnen war. Dieser durfte statistisch den Variationskoeffizienten von 6% nicht überschreiten. Dieser betrug in Varus 3,5°, Valgus 6,4° und in Extension 6°. Der Bewegungsumfang von der Varus- zur Valgus-Position des Karpalgelenks betrug 14,7-50,9° (Mittelwert=34,12°). Der Extensionswinkel betrug 16-42° (Mittelwert=26,46°). Die Gelenkwinkel an Karpalgelenken von Katzen waren individuell sehr different. Das Ligamentum collaterale mediale stabilisiert medial und palmar die proximale Gelenketage des Karpalgelenks. Nach Durchtrennung war weder röntgenologisch noch messtechnisch eine Instabilität festzustellen. Die Desmotomie des Ligamentum radiocarpeum palmare führte zu Varus-, Valgus- und Hyperextensionsinstabilitäten. Die Stabilisierung der proximalen Gelenketage, die für 63% der Beweglichkeit des Karpalgelenks verantwortlich ist (ROOS et al. 2000), hängt im Wesentlichen von der Integrität des Ligamentum radiocarpeum palmare und des Retinaculum palmare ab. Nach Traumatisierung des Ligamentum radiocarpeum palmare kam es zu einer Subluxation der Articulatio radiocarpea und einer Hyperextension, nach Durchtrennung des Retinaculum palmare zur Subluxation der proximalen und mittleren Gelenketage. Die Desmotomie mit gleichzeitiger Fasziotomie vergrößert den Extensionswinkels um 27,88°, die alleinige Fasziotomie um 19°. Wurde zusätzlich zum Retinaculum das Ligamentum collaterale mediale desmotomiert, erweiterte sich der Extensionswinkel von 19° auf 26° und eine Luxation der Articulatio antebrachiocarpea war die Folge. Lateral wird das Karpalgelenk durch die Ligamenta collaterale laterale, ulnocarpeum palmare und accessorioulnare stabilisiert. Die Desmotomie führte zur Subluxation der Articulatio ulnocarpea. Ist eine Seiteninstabilität messbar (Vergrößerung des Varuswinkels im Experiment um durchschnittlich 16,83°, p=0,02), muss das Ligamentum collaterale laterale traumatisiert worden sein. In Extension kommt diesen Bändern keine Aufgabe zu. Die Articulatio ossis carpi accessorium wird durch mehrere Bänder stabilisiert. Erst nach Durchtrennung des Ligamentum accessorioquartale stellte sich eine Subluxation ein. Die Durchtrennung der Ligamenta accessoriometacarpeum und accessorioulnare und die Tenotomie im Ansatz des Musculus flexor carpi ulnaris hatte keinen darstellbaren Effekt auf die Stabilität. Die Ligamenta carpometacarpea palmaria stabilisieren die distale und die mittlere Gelenketage. Nach Desmotomie waren diese Gelenke in Form einer Subluxation und Hyperextension instabil. Der Extensionswinkel vergrößerte sich um durchschnittlich 12,29° (p=0,01). Die Tenotomie der Zehengelenks- und Karpalgelenksbeuger führte nicht zur Instabilität im Karpalgelenk. Die Röntgenaufnahmen wurden dazu genutzt, die Kaliber der Metakarpalknochen zu vermessen, um ein wohldimensioniertes Arthrodeseimplantat zu entwickeln. Der Durchmesser des MC III betrug 2,7-4 mm. Die in der Literatur empfohlenen Arthrodeseimplantate für Katzen (SIMPSON et al. 1994) sind großkalibiger (NUNAMAKER et al. 1986). Dem Karpalgelenk der Katze wurde bisher klinisch wenig Aufmerksamkeit im Hinblick auf Verletzungen und daraus folgenden Instabilitäten gewidmet. Auf der Grundlage dieser Arbeit, können die Indikationen zur rekonstruktiven Chirurgie und die zur Arthrodese mit angepassten Implantaten besser standardisiert werden. Entsprechende klinische Studien werden das belegen.

Free-living and (ecto)-mycorrhizal fungi enhance rock weathering. In their roles as mineral weathering agents and mutualistic partners of phototrophs, fungi supply primary producers like plants and phototrophic microorganisms with mineral-derived nutrients. The exact mechanisms behind fungus-induced mineral weathering processes are however not well understood. Progress can be achieved here by reproducible experimental simulations of the natural processes, using well-characterised model organisms and minerals.

In this study, the weathering-affecting, rock-inhabiting fungus, Knufia petricola A95 and the Fe-bearing olivine (Fe0.2Mg1.8SiO4) were selected to investigate fungi-induced effects on mineral dissolution. The availability of a melanin-deficient mutant (ΔKppks) of K. petricola A95, that produced more extracellular polymeric substances (EPS) than the wild type (WT), enabled comparative studies of the role of melanin and EPS in weathering processes.

Three experimental systems, which generate long-term microbiological stability, were developed to study the impact of the WT and ΔKppks on olivine weathering: (1) batch and (2) mixed flow dissolution experiments, and (3) biofilm cultivation experiments. In addition, state-of-the-art analytical techniques were used to monitor changes in the growth medium, as well as of the mineral surface and biofilm-mineral interface.

Inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) analysis of the Mg, Si and Fe concentrations in the reacted growth medium was used to quantify olivine dissolution. In abiotic controls, Mg and Si dissolved congruently, while Fe precipitated. The measured olivine dissolution rates at pH 6 were two orders of magnitude lower than previously reported, but similar at acidic pH. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analyses of the olivine surface confirmed the presence of Fe (oxyhydr)oxide precipitates. Transmission electron microscopy (TEM) imaging of an abiotically reacted polished olivine section from the long-term cultivation experiment showed the presence of an amorphous layer enriched in Fe. All these observations indicate that the precipitation of Fe (oxyhydr)oxides on the olivine surface inhibits olivine dissolution.

Both tested rock-inhabiting fungal strains affect Fe precipitation as well as olivine dissolution. Evaluation of the WT and ΔKppks revealed that the WT formed less biomass but could take up higher amounts of metals (e.g. Fe) and was more efficient in its attachment to olivine. The WT and ΔKppks enhanced olivine dissolution as demonstrated by higher Mg and Si concentration in the reacted growth medium. They furthermore prevented Fe precipitation by binding Fe and retaining it in solution, thereby allowing olivine dissolution to proceed. The WT cells that were attached to the olivine surface were particularly efficient at inhibiting Fe precipitation. By binding Fe directly at the olivine surface, the WT cells removed the inhibition of olivine dissolution almost completely. TEM analysis of polished olivine sections, colonised by a fungal biofilm for seven months, supported this hypothesis. After long-term fungus-olivine interaction, the Fe-enriched, amorphous layer did not develop, and the olivine surface was stronger etched compared to the abiotic control.

To study the effect of mutualism on mineral weathering, K. petricola was grown with the cyanobacterium, Nostoc punctiforme ATCC 29133. Both partners showed an enhanced growth and formed a stratified biofilm which attached more strongly to olivine. Nevertheless, the olivine dissolution rate of the fungus-cyanobacterium consortium was moderate.

Rock weathering simulation systems developed here are promising research instruments. The experimental conditions allow for the alteration of the studied mineral surface, while the clear definition of these conditions delivers a stable growth of microorganisms. The latter makes these systems universally applicable, especially in combination with integrative multidisciplinary analytics. Processes underlying environmental and biological effects on rock weathering, metal corrosion, plastic degradation, or the deterioration of any other substrate can be studied reproducibly and over a long period of time. The chemical and biological complexity of these simulation systems mimics natural rock weathering processes. The mineral dissolution rates generated in this study are therefore relevant to natural ecosystems.

This thesis consists of three chapters. A common theme across these chapters is to understand and evaluate the dynamics of inflation and expectations. In the following, the results of the individual chapters are presented. Chapter 1: Anchoring Inflation Expectations From Below: New Evidence From the European Commission's Consumer Survey Inflation rates in the euro-area member states have been remarkably low in the aftermath of the global financial crisis. This chapter investigates the effects of this evolution in the inflation environment on the degree of consumers' inflation expectations anchoring. For that, we propose a new anchoring measure based on the aggregate qualitative expectations answers from the European Commission's consumer survey. Our indicator reveals a significant heterogeneity across euro-area countries. Therefore, we employ panel regressions to test the extent to which consumers' expectations are well anchored by comparing across various inflation environments. We find that the degree of anchoring is particularly weak when inflation is below the ECB price stability target. The deviations of inflation from the target only exerts a negative impact on the anchoring degree of consumers' expectations when inflation is low or persistently so. For the European Central Bank, this alerts that the degree of consumers' anchoring has deteriorated in the recent period of low inflation than was the case when inflation rates were more often around the price stability target across the euro area. Chapter 2: The Information Content of Market-Based Measures for the Long-Term Inflation Expectations of Professionals: Evidence from a MIDAS Analysis Long-term inflation expectations taken from the Survey of Professional Forecasters are a major source of information for monetary policy. Unfortunately, they are published only on a quarterly basis. This chapter investigates the daily information content of market-based measures, such as inflation-linked swaps and breakeven inflation rates, for the next survey outcome. Using a Mixed Data Sampling approach, we establish that professional forecasters account for the daily dynamics of market-based measures when they submit their long-term inflation expectations. We propose a daily indicator of professionals' expectations which outperforms alternative indicators that ignore the high-frequency dynamics of market-based measures. To illustrate the usefulness of the new indicator, we provide new evidence on the (re-)anchoring of U.S. inflation expectations.

Chapter 3: Whither Egypt Monetary Policy? An Analysis of the Post 2005 Progressions A review of the monetary business-cycle literature on Egypt reveals several anomalies with respect to the effectiveness, direction, and magnitude, of various monetary transmission mechanisms, such as interest rate and exchange rate. This chapter models Egypt's monetary policy during the transition period to explicit inflation targeting in the last decade while directly consider the foreign component of that policy which has been marginalized in early literature. Our results deliver solutions to the anomalies reported in prior evidence. First, the dynamic impact of domestic interest rate on inflation rate is now plausible and much stronger than reported before. This is an imperative step forward to implementing the inflation-targeting regime proposed by the Central Bank of Egypt. Second, the effects of exchange rate on main macroeconomic variables are still as strong as reported in previous periods despite that the latter was officially relaxed as a nominal anchor since 2003. Third, the leverage of foreign policy shocks on the economy is no less than that of domestic shocks.

This doctoral thesis reports on the relevance of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) on denitrification potential activity and nitrous oxide (N2O) emissions from a native fertile agricultural soil. Agricultural soils are the main source of N2O, a powerful greenhouse gas contributing to on-going climate change and destruction of our stratospheric ozone layer. There is a growing recent scientific interest in understanding of the significance of AMF, widespread symbiotic soil fungi, on denitrification and N2O emissions. However, most of the existing studies have performed reductionist experiments with single plant host systems grown under artificial soil substrates and have highlighted that the composite effect of AMF reduces denitrification and N2O emissions. In Chapter 2, we reviewed the role of AMF on environmental controls of denitrification and N2O emissions. In Chapter 3, to address direct vs indirect effects of AMF on denitrification potential opposed to composite effects, we performed a realistic experiment where we combined a manipulation of two factors: AMF and soil aggregation (state which represents the native microhabitats of denitrifying microbes) through either crushing mechanically soil aggregates or using agricultural soil with intact soil aggregates. Furthermore, we added AMF inoculum or not in the form of Rhizophagus irregularis into the indigenous AMF community in both soil aggregate treatments. We then grew a single host plant Zea mays in compartmentalized mesocosms for 4 months. Our results were inconsistent with the existing literature, highlighting that AMF reduced denitrification and N2O emissions. In contrast, using a denitrification enzyme activity (DEA) assay, we found that potential N2O emission rates and the denitrification potential ratio of potential N2O emission rates over total potential denitrification activity were higher in the undisturbed soil and in the mesocosms with higher AM hyphal densities (direct effect of AMF). Further, AMF-promoted soil aggregation increased both denitrification potential parameters (indirect effect of AMF). In Chapter 4, we explored how AMF might behave in a typical European grassland plant community experimental setting with a realized gradient in plant diversity. A gradient in plant diversity emerged from stochastic differences in plant seedling establishment across the sixteen replicates, irrespective of AMF treatment. Furthermore, plant diversity mitigated potential emission rates of N2O while AMF reduced microbial denitrification potential activity and the denitrification potential ratio. Our results were incongruent to the existing literature, indicating that the interactive effects between AMF and plant diversity mask their independent contributions to the denitrification ecosystem process. We presented a novel picture of AMF functioning on denitrification potential in natural grassland systems. Finally, in Chapter 5 we tested whether AMF also mitigates current N2O emissions when there are no differences in nitrate (NO3-) availability between AMF treatments at harvest using a gas-flow-soil-core incubation system. We found that AMF reduced the convexity of the cumulative N2O emission curves in inoculated agricultural soil cores with AMF compared to noninoculated incubated in oxic and anoxic conditions. A reduction in the convexity meant a decrease in microbial denitrification activity rates and N2O emissions from soil cores by AMF. We found here the first compelling evidence that AMF hyphae abundance mitigates current cumulative N2O emissions originating probably from nitrification and denitrification under native fertile agricultural soils, irrespective of initial soil NO3- concentrations. By performing realistic experiments and using unsterilized arable soil with intact soil aggregates inoculated or not with a model AMF species, R. irregularis, we increased the ecological relevance of our results by demonstrating that AMF strongly influence N2O emission rates, but also denitrification potential activity and denitrification ratio compared to the existing studies. The results presented here point out that managing the AM plant symbiosis could have significant implications for better management of N2O emissions from agricultural soils.

Die "Descemet Membrane Endothelial Keratoplasty" (DMEK), als Verfahren der posterioren lamellären Keratoplastik, hat sich seit der Erstbeschreibung 2006 für die Behandlung endothelialer Keratopathien fest etabliert. Die wichtigsten Indikationen stellen hierbei die Fuchs Endotheldystrophie, die bullöse Keratopathie und die Transplantatdekompensation nach Keratopastik dar. Im Vergleich der klinischen Ergebnisse nach DMEK konnten wir für diese wichtigsten Indikationen Unterschiede im postoperativen Verlauf herausarbeiten. Hierbei zeigten sich vergleichbare Visusergebnisse zwischen Fuchs Endotheldystrophie und bullöser Keratopathie, während der Visus bei Transplantatdekompensation nach DSEK, auch 12 Monate postoperativ, reduziert war. In diesem Zusammenhang konnten wir mittels Immunhistochemie fibrotische Veränderungen im Stroma-Interface dekompensierter Hornhäuten nach Keratoplastik, die als Ursache des reduzierten Visus angesehen werden können, nachweisen. Desweiteren zeigten sich beim Vergleich zwischen Fuchs Endotheldystrophie und bullöser Keratopathie unterschiedliche Muster im Auftreten postoperativer Transplantat-Ablösungen. Bei der Fuchs Endotheldystrophie kam es häufiger zu wiederholten Ablösungen. Diesbezüglich konnten wir immunhistochemisch eine Rarefizierung von Matrixproteinen innerhalb der Descemet-Membran bei der Fuchs Endotheldystrophie beobachten. In weitergehenden Untersuchungen zu den Pathomechanismen der Transplantat-Ablösungen nach DMEK konnten wir zeigen, dass der Verlust von Matrixproteinen mit einer Auflockerung der Verbindung zwischen den Schichten der Descemet-Membran (Anterior Banded Layer (ABL) und Posterior Non-Banded Layer (PNBL)) assoziiert war und in Fällen mit Transplantat-Ablösung häufiger Risse innerhalb der Descemet-Membran beobachtet wurden. Somit können Reste der Descemet-Membran als Hindernis für die adäquate Transplantat-Adhärenz und damit als eine Ursache für Transplantat-Ablösungen angesehen werden. Insgesamt konnten wir sehr gute funktionelle Ergebnisse nach DMEK aufzeigen, sodass eine vollständige Visuserholung in Augen ohne okuläre Begleiterkrankungen möglich ist. Zur Beuteilung prognostischer Faktoren der klinischen Ergebnisse analysierten wir Daten nach primärer DMEK bei Fuchs Endotheldystrophie. Als wesentlichen Prädiktor für den Visus, 12 Monate nach DMEK, konnten wir die präoperative zentrale Hornhautdicke identifizieren. Auge mit einer präoperativen Hornhautdicke < 625 µm zeigten dabei bessere Visusergebnisse, als Augen mit einer präoperativen Hornhautdicke ≥ 625 µm. Außerdem konnte ein früherer Visusanstieg in Augen beobachtet werden, deren zuvor operiertes Partnernauge bereits 6 Monate nach DMEK eine Sehschärfe von ≥ 0,8 Dezimalvisus erreichte. Hinsichtlich der Prognose der zu erwartenden postoperativen Endothelzelldichte zeigte sich die Ausgangs-Endothelzelldichte des Transplantats als prognostisch relevant. Dementsprechend zeigte sich häufiger ein Endothelzellverlust auf eine Endothelzelldichte < 1.000 Zellen/mm2 in Fällen, in denen die Ausgangs-Endothelzelldichte ≤ 2.100 Zellen/mm2 betrug. Im Hinblick auf den initialen Endothelzellverlust nach DMEK untersuchten wir die photochemischen Eigenschaften von Trypanblau. Hierbei zeigte sich zwar nur eine geringe Photodynamik des Trypanblau in Abwesenheit von Antioxidantien, jedoch geben unsere Daten Hinweise auf die Bildung zytotoxischer Metabolite insbesondere in Wechselwirkung mit Antioxidantien. Vor diesem Hintergrund können neben dem Operationstrauma am Transplantat die photochemische Degradierung des Trypanblaus als weitere Ursache für den initialen Endothelzellverlust während der ersten postoperativen Woche angesehen werden. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die DMEK ein sicheres und effizientes Verfahren der posterioren lamellären Keratoplastik für verschiedene endotheliale Keratopathien darstellt. Unsere Arbeiten können in diesem Zusammenhang dazu beitragen unterschiedliche klinische Verläufe nach DMEK zu erklären und diese zum Teil auch vorherzusagen. Aus unserer Sicht bestehen die zukünftigen Herausforderungen zur Verbesserung der langfristigen Ergebnisse nach DMEK darin fibrotische Umbauprozesse zu unterbinden und den Endothelzellverlust am Transplantat zu verringern. Neben der Optimierung des Operationsverfahrens ist hierbei die Verbesserung pharmakologischen Therapiemöglichkeiten notwendig und sollte somit auch künftig im Fokus der wissenschaftlichen Arbeit stehen.

Artificial intelligence has permeated almost every area of life in modern society, and its significance continues to grow. As a result, in recent years, Soft Computing has emerged as a powerful set of methodologies that propose innovative and robust solutions to a variety of complex problems. Soft Computing methods, because of their broad range of application, have the potential to significantly improve human living conditions. The motivation for the present research emerged from this background and possibility. This research aims to accomplish two main objectives: On the one hand, it endeavors to bridge the gap between Soft Computing techniques and their application to intricate problems. On the other hand, it explores the hypothetical benefits of Soft Computing methodologies as novel effective tools for such problems. This thesis synthesizes the results of extensive research on Soft Computing methods and their applications to optimization, Computer Vision, and medicine. This work is composed of several individual projects, which employ classical and new optimization algorithms. The manuscript presented here intends to provide an overview of the different aspects of Soft Computing methods in order to enable the reader to reach a global understanding of the field. Therefore, this document is assembled as a monograph that summarizes the outcomes of these projects across 12 chapters. The chapters are structured so that they can be read independently. The key focus of this work is the application and design of Soft Computing approaches for solving problems in the following: Block Matching, Pattern Detection, Thresholding, Corner Detection, Template Matching, Circle Detection, Color Segmentation, Leukocyte Detection, and Breast Thermogram Analysis. One of the outcomes presented in this thesis involves the development of two evolutionary approaches for global optimization. These were tested over complex benchmark datasets and showed promising results, thus opening the debate for future applications. Moreover, the applications for Computer Vision and medicine presented in this work have highlighted the utility of different Soft Computing methodologies in the solution of problems in such subjects. A milestone in this area is the translation of the Computer Vision and medical issues into optimization problems. Additionally, this work also strives to provide tools for combating public health issues by expanding the concepts to automated detection and diagnosis aid for pathologies such as Leukemia and breast cancer. The application of Soft Computing techniques in this field has attracted great interest worldwide due to the exponential growth of these diseases. Lastly, the use of Fuzzy Logic, Artificial Neural Networks, and Expert Systems in many everyday domestic appliances, such as washing machines, cookers, and refrigerators is now a reality. Many other industrial and commercial applications of Soft Computing have also been integrated into everyday use, and this is expected to increase within the next decade. Therefore, the research conducted here contributes an important piece for expanding these developments. The applications presented in this work are intended to serve as technological tools that can then be used in the development of new devices.

The dopaminergic system modulates motor control, motiva- tional and cognitive functions. Its dysfunction is related to many neuropsychiatric conditions, among them Tourette’s syn- drome, Parkinsonism and other tic and movement disorders. One regulatory element in the dopaminergic action chain is the dopamine transporter, whose role in repetitive motor dis- ease has until now remained obscure. This study is focused on a mutant overexpressing the dopamine transporter (DAT- transgenic (DAT-tg) rat), which is showing easy to induce stereo- typic movements. Its electrophysiological characteristics are be- ing studied here. Non invasive electric brain stimulation meth- ods have been recently on the rise as therapy for tic disorders, being able to modulate brain activity without the risks of in- vasive brain surgery. The exact working mechanisms are still under inquiry, but therapeutic results are encouraging. This work reveals, for the first time, how transcranial direct current stimulation (tDCS) is affecting functional connectivity in elec- trophysiologically recorded rat local field potentials, in both the nonmanipulated wild-type animal as well as in DAT-tg. The findings are that (i) DAT-tg electrophysiologic activity is less adaptive than in wild-types (ii) the caudate putamen is linked to motor stereotypy, (iii) functional connectivity is reduced in DAT-tg, (iv) tDCS is affecting the centromedian/parafascicular complex in both genotypes and (v) tDCS is affecting functional connectivity of the centromedian/parafascicular complex in a genotype dependent way.

The content of the educational media, issued during the socialist era in Albania, is a field that has largely skipped attention of recent research. It is thus the aim of this dissertation to address this specific part of education and investigate for the first time the content of national history textbooks of the late years of socialism (1978-1984). More concretely, a holistic approach to the entire national narrative of the third grade has been adopted by means of addressing three key parameters: structure, content and evolution. A second priority regards ideology. Ideology is understood in post-structuralist terms as a discourse seeking to establish social cohesion among the members of a certain group in an imaginary manner. More than simply identifying, this thesis sets forth to explain ideology’s operation within the frame of the national narrative. To read the messages of the visual resources that stand in the center of attention of this dissertation project, the social semiotic theory of visual communication has been implemented. Concomitantly, the use of multimodal inquiry tools proved invaluable to reach the multimodally articulated meanings that the textbooks’ layouts contain. Concerning the findings, they refer to the historical narrative and ideology. The national narrative covers the drama of the Albanian people towards the “Promised Land” of socialism and eventually communism. This storytelling goes back to the Middle Ages and follows a circular, as opposed to linear, timeline, which is a core feature of myth and mythical narratives. In terms of content, one might observe the militarization process that the Albanian society underwent, as well as the notion of fear and vigilance caused by the enemies of the socialist state, and a permanent call to arms and working tools that generates a sense of hope for the future. Another crucial finding regards the merging of the individual into a collective and mass existence having one sole will. This uniformed and homogenized pattern of depiction of the people seems related to a totalitarian discourse underlying the narrative. The above findings represent a development of the late period of self-isolation and confirm at the same time the evolution of the national narrative. With regard to ideology, there is no doubt that in textbooks the official ideological and political agenda has been mirrored. Such a fact has not been denied. What is negated though is the standard position of blatant Marxist-Leninist doctrine permeating the content of history textbooks. This study argues for a complex, subtle yet lively performance of the ideological discourse. Structured around the core theme, or the centripetal myth, of common mobilization to resist the supposed invaders and further consolidate the socialist order, it manages to effectively fulfill its objectives: namely, the imaginary unification of the pupils and the preservation of the socialist order in the present and future. Furthermore, this discourse and above all its key message of pupils’ engagement is not imposed. Rather, it has the power to fascinate the young protagonists and persuade them to get involved in the ongoing drama of the community. National history textbooks provide a limited, though important, source in getting to know the Albanian society in one of the most controversial turns of its history. Of equal significance is the central argument this study puts forth about the cyclical mythical storytelling, which openly defies the linear version of Albanian history. Moreover, new light has been shed on ideology that moves beyond the notion of indoctrination. Instead, its complex and imaginary essence has been visually and multimodally revealed. In addition, this research offers an insight into the Albanian “mythmaking manufacture” during the self-isolation period, when myth chaffed every aspect of the social sphere. A worthy contribution regards the process of identity formation. This is dominated by an introverted form of nationalism and phobic syndromes that the post-socialist Albania is still trying to recover. Another important input of this dissertation refers to the integration of Albania into the international map of schoolbook research and the enrichment of current debates with concepts such as political myth and ideology.

In dieser Habilitationsschrift wurden unterschiedliche operative Behandlungsmöglichkeiten und anatomische Einflussfaktoren bei Patient*innen mit degenerativer Spinakanalstenose untersucht. Es konnten die Chancen und Risiken unterschiedlicher ventraler Oprationstechniken an der Halswirbelsäule dargestellt werden. Hierbei konnte zunächst ein gutes operatives Resultat bei der ventralen Fusion durch intervertebrale Cages oder durch einen Wirbelkörperersatz bestätigt werden, es zeigte sich jedoch, dass bei der 2-Höhen-Korporektomie die postoperative Komplikationsrate durch eine sekundäre Instabilität sehr hoch war. Diese Komplikation konnte durch eine zusätzliche dorsale Instrumentierung verhindert werden. Die klinischen Ergebnisse nach einer mikrochirurgischen Dekompression bei Patient*innen mit lumbaler Spinalknalstenose waren wie in vorausgehenden Studien gut. Es konnte zudem gezeigt werden, dass durch eine operative Dekompression bei Patient*innen mit einer durch epidurale Lipomatose entstandenen Spinalkanalstenose ein gutes Langzeitergebnis erzielt werden kann. Wider Erwarten hatte die präoperative Sagittale Balance keinen signifikanten Einfluss auf den klinischen Verlauf von Patient*innen mit lumbaler Spinalknalstenose nach mikrochirurgischem Eingriff. Relevant für das postoperative Ergebnis war vielmehr das Sagittale Profil. Insbesondere Patient*innen mit einer ausgeprägten und kurzen lumbalen Lordose und vermehrter Belastung auf den dorsalen Strukturen der Lendenwirbelsäule durch eine langstreckige thorakolumbale Kyphose litten im postoperativen Verlauf unter starken Lumbalgien. Bei diesen Patient*innen sollte über alternative Behandlungsmöglichkeiten nachgedacht werden.

Blepharitis ist eine Entzündung der Augenlider und Lidränder. Beim Menschen besteht bei etwa 70% der Blepharitis-Patienten gleichzeitig eine Hauterkrankung. Bisher gibt es in der veterinärmedizinischen Literatur nur wenige Veröffentlichungen, in denen Blepharitis thematisiert wird. Ein Ziel dieser Arbeit war es daher, einen möglichst vollständigen Literaturüberblick über das Thema Blepharitis zu geben. Des Weiteren sollte in dieser Studie die Häufigkeit der Blepharitis sowie deren Ursache bei Hunden retrospektiv und prospektiv untersucht werden und eventuelle Prädispositionen aufgedeckt werden. Außerdem wurde untersucht, ob eine Unterscheidung in isolierte Blepharitis und periokuläre Dermatitis klinisch sinnvoll ist. Dafür wurde eine Definition formuliert, um isolierte Blepharitis von periokulärer Dermatitis standardisiert abgrenzen zu können. Insgesamt wurden 73 Hunde in die Studie aufgenommen.13 Fälle wurden retrospektiv ausgewertet, die restlichen prospektiv. 0,77% der erstmals während des prospektiven Zeitraums in der Kleintierklinik der FU Berlin vorgestellten Patienten waren von Blepharitis betroffen. 19 Hunde hatten B, 44 Hunde isolierte Blepharitis und periokuläre Dermatitis und bei 10 Hunden war die Unterscheidung aufgrund fehlender Bilder nicht möglich. Allergische Hauterkrankungen waren die häufigste Ursache für eine Blepharitis (n=30), gefolgt von Demodikose (n=12, 6 generalisiert, 6 lokal), Leishmaniose (n=6), Juveniler steriler granulomatöser Dermatitis und Lymphadenitis (n=4), sterilem Pyogranulom (n=4), epitheliotropes Lymphom (n=3), Pemphigus foliaceus (n=2), Sarcoptes-Räude (n=2), mukokutaner Lupus erythematodes (n=2), Hypothyreose (n=2). Bei jeweils einem Tier war die Grundursache Erythema multiforme, Dermatophytose, Adenokarzinom der Meibomschen-Drüse, Uveodermatologisches Syndrom und Medikamentenreaktion. Mit 15 Tieren lag der Anteil an brachyzephalen Rassen in dieser Studie bei 20,55%. Der Anteil der brachyzephalen Hunde war damit in unserer Studie signifikant höher als in der Klinikpopulation. Die Chance, von Blepharitis betroffen zu sein, war für brachyzephale Hunde ca. 2,5x so hoch wie für nicht-brachyzephale Hunde. Alle Hunde mit generalisierter Demodikose (n=6) gehörten brachyzephalen Rassen an, wobei alle vier Möpse der Studie davon betroffen waren. Während bei allen anderen Ursachen sowohl isolierte Blepharitis als auch periokuläre Dermatitis vorkam, hatte keiner der von Demodikose betroffenen Hunde eine isolierte Blepharitis. Das Vorliegen einer isolierten Blepharitis könnte die Differentialdiagnose Demodikose also unwahrscheinlich machen, d.h. die Unterscheidung zwischen isolierter Blepharitis und periokulärer Dermatitis könnte bei Hunden eine klinische Relevanz haben. Bei den Ursachen mit wenigen Fallzahlen besitzen die Ergebnisse keine Aussagekraft, es ist jedoch möglich dass nach Untersuchungen mit größeren Fallzahlen auch bei anderen Ursachen ein alleiniges Vorliegen von isolierter Blepharitis bzw. periokulärer Dermatitis auftritt. Aus der Humanmedizin ist bekannt, dass Blepharitis oft Ursache, Folge oder Begleiterscheinung von z.B. Tränenfilmveränderungen ist. Eine Messung der Tränenproduktion ist also bei Patienten mit Blepharitis zu empfehlen.

Sequence data are the backbone for many biological research areas including but not limited to genomics, proteomics as well as proteogenomics. Sequence acquisition is facilitated by a wide selection of advanced technologies such as Next Generation Sequencing and Mass Spectrometry. These high-throughput methods produce substantial volumes of data with decreasing financial and time-based expenditures. These volumes of data render manual processing impossible and therefore require state-of-the-art computational methods for adequate analysis and interpretation. In proteogenomics the potential of combining omics methods to improve on sequence quality and availability is frequently emphasized, in particular for non-model organisms. In this thesis, we highlight and address several challenges in the “life cycle” of omics sequence data, from genome sequence acquisition through integrated evaluation to extensive utilization of comprehensive sequence collections.

We describe several methods with applications in different omics areas and emphasize means of potential integrative analysis. First, we introduce a method for \textit{de novo} assembly contig quality ranking based on machine learning. Thereby, we demonstrate special potential for the application on metagenomic sequence data which usually feature a variety of previously sequenced as well as unsequenced, non-model organisms. Next, we elaborate on sequence availability of target sequences in databases considered for taxonomic classification of tandem MS spectra. Thereby, the effect of different sequence sources as well as different search strategies on taxonomic depth is taken in account. Finally, we introduce a novel approach for extensive taxonomic classification by iteratively processing recent and comprehensive protein sequence databases. We discuss diverse possibilities as well as the limits of our methods with respect to current public data basis. Thereby, we illustrate potential benefits of the presented methods for non-model organisms.

Bayesian empirical macroeconomic models are excellent tools for prediction and structural analysis. The use of a prior distribution facilitates model averaging, allows for structural identification of multiple time series models and makes estimation of high-dimensional models feasible. However, prior distributions need to be chosen carefully in order to accurately reflect the researcher's beliefs before looking at the data. I exemplify how to do so in this thesis by employing model averaging techniques in Bayesian spirit, by developing tools to express priors for structural vector-autoregressive models, and by showing a new approach to identify the impact of variations in uncertainty in a data-intensive environment.

In the first chapter, which is based on joint work with Tigran Poghosyan, we use an Early Warning System (EWS) to recover leading indicators of fiscal distress events. In particular, we use Extreme Bounds Analysis (EBA), a model averaging approach introduced by Leamer (1985) and popularised by Sala-i-Martin (1997), to assess the robustness of leading indicators for fiscal distress across different models. We find that both fiscal and non-fiscal leading indicators are robust predictors of fiscal distress events. In a second step we assess the forecasting performance of an EWS based on the most robust leading indicators. We find that it offers a gain in predictive power compared to a baseline model which is based on fiscal leading indicators only. Lastly, we assess the robustness of these results across various model specifications, subsamples and estimation strategies.

In the second chapter, which is based on joint work with Michele Piffer, we propose a new approach to express prior beliefs on the impulse responses of structural vector auto-regressive (SVAR) models. This approach does not restrict the family of prior distributions to a set that is technically convenient. Rather, it combines extensive flexibility in the choice of priors with an efficient importance sampler to explore the posterior distribution. We compare our new posterior sampler to a computationally more demanding generic sampler and confirm that we recover the shape of the posterior. We illustrate the approach using artificial data and in an application of sign restrictions to identify oil market shocks. We show that posterior inference is sharpened compared to the traditional approach of imposing sign restrictions and that oil supply shocks play a major role in driving oil price dynamics.

In the third chapter I investigate the effects of uncertainty shocks in the spirit of Bloom (2009) using a newly developed Bayesian Proxy Factor-augmented VAR (BP-FAVAR) model. This model combines a large information set with an identification scheme based on external instruments, thereby jointly addressing informational deficiency issues and non-credible identification assumptions. I propose a new sampling algorithm exploiting the state-space representation of the model. I find that uncertainty shocks have adverse effects on the real economy and are deflationary in the short run. To recover the dynamic causal effects, the identification scheme is crucial.

Symmetry is a fundamental phenomenon in science, and symmetry breaking is often the origin of subsequent processes which are important in chemistry, physics and biology. As is well-known, a laser pulse can break the electronic symmetry in atoms and molecules by creating a superposition of electronic eigenstates with different irreducible representations, which typically initiates attosecond ultrafast charge migration. In the first part of this dissertation, an original theory of coherent laser control is proposed to induce the symmetry restoration of the electronic structure in atoms and molecules after symmetry breaking, with application to the oriented benzene molecule and to the ^{87}Rb atom. Four different strategies are proposed and corresponding sufficient conditions for symmetry restoration are derived analytically. The numerical and analytical results agree perfectly with each other. Meanwhile, the theoretical predictions for the ^{87}Rb atom have been confirmed by experimental partners in Japan, by means of high contrast Ramsey interferometry with a precision of about three attoseconds. The second part is devoted to the electronic flux during charge migration in oriented benzene molecule. Two different patterns of adiabatic attosecond charge migration are investigated by laser induced preparation of two different non-aromatic superposition states. From the knowledge of the time-dependent many-body wave functions as a linear combination of many-electron wave functions obtained from conventional quantum chemistry calculations, we derive expressions for the time-evolution of the one-electron density and the electronic flux. This allows to specify the number of electrons flowing during a given charge migration process, together with the mechanism of charge migration. In conclusion, this dissertation shows, for the first time, that the symmetry of electronic structure in atoms and molecules can not only be broken but also be restored by means of simple laser pulses. The coherent control strategies require strict control over the time-dependent phases of electronic wave functions. In practice, the precision required is few attoseconds - much shorter than the timescale of charge migration in such systems. The analysis of charge migration indicates that similar superposition states may lead to quantitative differences in the number of electrons flowing.

Aircraft spare parts are used to quickly replace defective parts and ideally avoid expensive aircraft-on-ground situations. Understanding the Fair Market Value of surplus parts is of eminent importance for the competitive advantage of a company. Decisions such as purchase, sale, storage or scrapping are made on the basis of the determined value. Domain experts state that the value of a part depends significantly on its specific characteristics, condition and workshop event history. If the documentation of this history is incomplete, this can lead to a complete loss of value of the part, since, for example, safety-relevant parts may no longer be used without complete documentation.

For companies that want to be able to survive in the highly competitive Maintenance Repair and Overhaul market, the use of digital technologies for data-based decision making has become unavoidable. The drowning of data while at the same time thirsting for information affects all market participants who manage their spare parts using digital technologies. The competitive advantage over others is now to use this data efficiently and make decisions based on data rather than experience and instinct. On the other hand, processes still exist in this industry that require documentation in paper form. One such process is the documentation of workshop events for safety-relevant spare parts by means of certificates. Low mutual trust and the heterogeneity of regional requirements in a global market prohibit the establishment of a central instance for data management.

The determination of a Fair Market Value was carried out manually for a long time, with great personnel effort and low reliability. The design of an Automated Spare Part Valuation concept provides a basis for data owners to use the amount of data reliably. Similar implementations in industry and with integrated automated evaluation prove the usability. The problem of incomplete certificates of workshop events is addressed and solved by the conception, implementation and evaluation of a Blockchain-based Certification System. The characteristics of a blockchain, in particular its decentralization and persistence, meet the requirements that could not previously be met in an environment with a lack of trust and due to the danger of a single point of failure.

Organisationen im Hightech-Bereich sind heutzutage zunehmend davon abhängig, stetig neue Produkte, Dienstleistungen und Forschungsbeiträge zu entwickeln, um in einem schnelllebigen Wettbewerb bestehen zu können. Die Entwicklung von Innovationen scheint dabei immer weniger in einzelnen Organisationen zu geschehen, sondern zunehmend über organisationale Grenzen und Disziplinen hinweg. Es ist somit eine steigende Zahl an sogenannten Forschungskonsortien und Innovationsnetzwerken zu beobachten, die alle das Ziel haben, Innovationen zu generieren. Doch was passiert an den Grenzen zwischen mehreren Organisationen, wenn diese das Ziel verfolgen gemeinsam zu innovieren? Bis dato beschäftigt sich insbesondere die soziale Netzwerkforschung mit Innovationsnetzwerken und tätigt dabei Aussagen zur optimalen Ausgestaltung dieser Zusammenschlüsse. Aufgrund des starken Fokus auf die Makrostrukturen bestehen jedoch wenige Erkenntnisse darüber, wie Organisationen in diesen grenzüberschreitenden Szenarien handeln und wie „Dinge” in inter-organisationalen Netzwerken funktionieren („how things work“). Wie in der neueren qualitativen Netzwerkforschung angedacht, liegt eine Möglichkeit dieses empirische Phänomen im Detail zu betrachten im Heranziehen einer Praxisperspektive. Dabei wird der Fokus auf Akteure und deren Praktiken und somit auf ihre Rolle in der Ausgestaltung „größerer“ Phänomene gelegt. Aufbauend auf einer Praxisperspektive legt die vorliegende Arbeit den Fokus auf organisationale Routinen, welche als organisationale Grundbausteine angesehen werden. Verortet in der modernen Routinenforschung ist diese Arbeit insbesondere durch die bisher noch nicht tief greifend untersuchte Frage motiviert, wie Akteure von Organisationen grenzübergreifend handeln und welche Rolle inter-organisationale Routinen hierbei spielen. Die vorliegende Arbeit fragt konkret danach, wie inter-organisationale Routinen Verbindungen schaffen und wie diese miteinander verbunden sind: wie entstehen sie, verändern sich oder bleiben stabil, und welche Rolle spielen sie in der gemeinsamen Zusammenarbeit und der Innovationsfähigkeit von Innovationsnetzwerken? Um diese Fragen beantworten zu können, beginnt die Arbeit an den Ursprüngen der Routinenforschung und erarbeitet eine Abgrenzung der ‚Praxisperspektive‘ (routine dynamics) von der ‚Fähigkeitsperspektive‘, durch die Routinen ursprünglich betrachtet wurden. Die Arbeit kommt ebenfalls Forderungen nach, grundlegende Gemeinsamkeiten und Unterschiede der bisherigen Forschung innerhalb dieser beiden Perspektiven herauszuarbeiten. Der engere Fokus der Arbeit liegt jedoch auf der Routinenforschung aus einer Praxisperspektive, deren aktueller Forschungsstand dargestellt wird. Dabei wird eine relationale Betrachtungsweise von organisationalen Routinen als auch von organisationalen Grenzen erarbeitet. Aufbauend auf dieser theoretischen und konzeptionellen Basis wurde eine interpretative, longitudinale Einzelfallstudie durchgeführt. Der ausgewählte Fall ist ein Konsortialprojekt zur Erforschung der Wirkung von UV-LEDs auf Sekundärmetabolite in Pflanzen. Dieses Projekt wird von drei kooperierenden Organisationen durchgeführt, welche Teil des Konsortiums „Advanced UV for Life“ sind, das sich auf Basis des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) aufgelegten Programms „Zwanzig20 – Partnerschaft für Innovation“ im Jahr 2013 formiert hatte. Der ausgewählte Fall wurde über viereinhalb Jahre begleitet. Dabei wurden Daten durch teilnehmende Beobachtungen, fokussierte Ethnografien, Interviews und Dokumente erhoben. Die Ergebnisse werden in Form der gefundenen Routinen in dieser Arbeit vorgestellt, zusammengefasst und anschließend diskutiert. Die Resultate leisten dadurch einen wichtigen Beitrag zur dynamischen Routinenforschung sowie einen peripheren Beitrag zur Forschung inter-organisationaler Netzwerke. Ausgehend von der empirischen Untersuchung zeigt diese Arbeit erstmals, dass es zwei verschiedene Arten von inter-organisationalen Routinen gibt, welche als kollektive und reziproke Routinen charakterisiert werden. Ihre Rolle in Innovationsnetzwerken wird im Detail untersucht. Es wird gezeigt, dass sich kollektive Routinen insbesondere durch einen formalen Ort und Zeitrahmen auszeichnen, innerhalb derer die Akteure gemeinsam handeln. In den reziproken Routinen hingegen werden Artefakte über organisationale Grenzen hinweg ausgetauscht, sodass diese nicht nur zwischen Routinen wandern, sondern auch die Handlungsmuster verschiedener Routinen miteinander verbinden und diese Handlungsmuster verändern können. Aufbauend auf den zwei gefunden Arten von inter-organisationalen Routinen zeigt diese Arbeit auch, wie sie mit den intra-organisationalen Routinen verbunden sind und in einem Routinen-Netzwerk miteinander in Beziehung stehen. Es sind die Handlungsmuster, welche die Routinen in sich und miteinander verbinden, wodurch die Organisationen gemeinsam handeln und potentiell innovieren können. Somit erweitert die vorliegende Arbeit bisherige Erkenntnisse zu Routinen-Netzwerken innerhalb einzelner Organisationen, indem sie herausarbeitet, wie Routinen grenzübergreifend in einem Netzwerk mehrerer Organisationen verbunden sind. Weiterhin geht die Arbeit auf die endogenen Dynamiken von Routinen ein, zeigt den Lebenslauf von inter-organisationalen Routinen auf und setzt diesen in Verbindung zu dem Lebenszyklus der jeweiligen Zusammenarbeit. Es sind die Akteure der einzelnen Organisationen, die durch ihre Handlungen Ziele verfolgen und durch inter-organisationalen Routinen grenzüberschreitende Handlungsmuster entwickeln und ausführen. Somit wird bestehende Forschung bestätigt, die besagt, dass neue Routinen nicht nur aus bestehenden hervorgehen, sondern sich auch durch die wiederholenden Handlungen der Akteure über die Zeit ergeben können. Es sind die Akteure, die durch ihre Handlungen dafür sorgen, dass sich intra-organisationale als auch inter-organisationale Routinen über die Zeit stabilisieren und verändern. Des Weiteren zeigt diese Arbeit, dass sich Routinen durch einen Wechsel von Akteuren nicht unbedingt verändern; auch dann nicht, wenn sie von anderen Akteuren ins Leben gerufen wurden. Dies mag auf politische Gründe, wie Machtverhältnisse und finanzielle Zwänge, zurückzuführen sein. Somit erweitert die Arbeit bisherige Erkenntnisse der Routinenforschung, welche proklamieren, dass Routinen sich immer ändern, wenn sie von anderen Akteuren ausgeführt werden. Über die Erkenntnisse zu inter-organisationalen Routinen hinaus, führt diese Arbeit den Begriff der organisationalen Grenzen in die dynamische Routinenforschung ein und argumentiert für eine relationale Betrachtungsweise von Routinen sowie von Grenzen und deren Ausführung. Gemäß dieser Sichtweise können Grenzen sowohl als Barrieren als auch als Verbindungen verstanden werden. Über die Zeit betrachtet entstehen Verbindungen durch Momente des Verbindens und Barrieren durch Momente des Trennens. Es wird erklärt, wie Grenzen und Routinen sich gemeinsam während der inter-organisationalen Zusammenarbeit ausgestalten. Momente des Verbindens und des Trennens spielen insbesondere in Fällen eine Rolle, in denen eine einseitige Abhängigkeit vorliegt. Wenn eine gegenseitige Abhängigkeit besteht, spielen vor allem Momente des Verbindens eine Rolle. Momente des Verbindens und des Trennens offenbaren organisationalen Grenzen. Im Falle eines Moments des Verbindens entstehen Verbindungen durch eine gemeinsame Lösung oder gemeinsame Handlungen. In Momenten des Trennens bestehen Barrieren, da es entweder keine Lösung oder nur eine Lösung gibt, die jedoch nur für eine Seite einen plausiblen Lösungsweg darstellt, während sie für die andere Seite zumindest mit Schwierigkeiten behaftet ist. Beide Momente gehen mit Unterschieden in den Disziplinen und Sprachen genauso wie mit Differenzen in der Prioritätensetzung, mit der Angst vor Wissensabfluss, Zeitverzug, Abhängigkeiten, sowie der Manifestierung von Eigenständigkeit einher. Diesbezüglich wird die Rolle von Artefakten betont, welche mit dem Lebenszyklus der Routinen, der Zusammenarbeit und der Ausgestaltung der Grenzen eng verbunden sind. Momente des Trennens führen dazu, dass sich Organisationen mit der Zeit zurückziehen. Immer dann, wenn in einer reziproken Routine in Bezug auf ein Artefakt eine Kontrolle ausgeübt wird, können Erkenntnisse über die Handlungen der jeweils anderen Organisation deutlich werden. Die Kontrolle von Artefakten erlaubt es einer Organisation die Handlungen der anderen Organisationen nachzuvollziehen. Bei einer Diskrepanz wird die Zusammenarbeit negativ beeinflusst. Insbesondere in Beziehungen mit einseitiger Abhängigkeit können sich bereits etablierte Handlungsmuster wieder auflösen. Wenn sich die gemeinsamen Handlungsmuster und inter-organisationale Routinen auflösen, bleiben Organisationen bestehen, zwischen denen sich organisationale Grenzen wieder auftun. Über die Zeit betrachtet führen also Momente des Verbindens zu Verbindungen, die es ermöglichen, dass sich inter-organisationale Routinen formen und eine Zusammenarbeit ermöglicht wird, welche tendenziell auch bestehen bleibt. Momente des Trennens hingegen führen zu Barrieren und zum Auflösen inter-organisationaler Routinen sowie einer Zusammenarbeit. Diese Einsichten erweitern gängige Erkenntnisse zu organisationalen Grenzen und inter-organisationalen Routinen. Schließlich zeigt diese Arbeit, dass eine Innovation nur entstehen kann, wenn reziproke Routinen existieren und über die Zeit bestehen. Reziproke Routinen erlauben die Fortbewegung von Artefakten, die für die Entstehung der Zusammenarbeit und für die Erreichung der gesetzten Ziele notwendig sind. Sie werden durch die Handlung einer Organisation definiert und geben die Möglichkeiten für Handlungen in einer Organisation vor. Ausgehend von einer hohen Anzahl an Kombinationsmöglichkeiten müssen alle Handlungsmuster zueinander passen, damit etwas Neues entstehen kann. Die Rolle von inter-organisationalen Routinen ist dabei nicht zu unterschätzen. Wenn ein Artefakt in einer Organisation erstellt und in eine andere übergeben wird, so besteht eine einseitige Abhängigkeit und das Artefakt der ersten Organisation beeinflusst die Innovationsfähigkeit der zweiten Organisation. Bei gegenseitiger Abhängigkeit werden Artefakte im gemeinsamen Zusammenspiel entwickelt, sodass auch entsprechende Lernprozesse eher ermöglicht werden. Diese Erkenntnisse verbessern das Verständnis der Rolle von Routinen hinsichtlich der Innovationsfähigkeit von Organisationen innerhalb der Routinenforschung.

The pro-étale fundamental group of a scheme was introduced by Bhatt and Scholze. It generalizes the fundamental groups of schemes introduced by Grothendieck in SGA1 and SGA3. The corresponding category of covers of a scheme X consists of schemes Y -> X that are étale and satisfy the valuative criterion of properness. They are called "geometric covers". As we do not assume Y -> X to be of finite type, we get more than just finite étale covers. The basic example is given by a nodal curve and a cover by an infnite chain of P^1's glued in a suitable way. This cover was already "detected" by the SGA3 fundamental group, but for more complicated schemes (e.g. an elliptic curve with two points glued) one gets more. The prominent feature of the pro-étale fundamental group is that its finite-dimensional Q_\ell-representations are able to detect all Q_\ell-local systems on X. The greater generality comes at the price of working with a more complicated class of topological groups - Noohi groups. This class includes profinite and prodiscrete groups. An important feature is that it also includes groups like GL_n(Q_\ell).

In this thesis, I prove some fundamental results for the pro-étale fundamental group, that generalize the results of Grothendieck on the usual étale fundamental group to this more general context. The main results concern the homotopy exact sequence of the pro-étale fundamental groups arising from a proper morphism of connected (Nagata) noetherian schemes with geometrically connected and reduced fibers. There are two separate cases: over a general base scheme S and over a spectrum of a field k. Over the general base, one does not have exactness on the left of the sequence and the main difficulty is the exactness in the middle. Moreover, one has to use a suitable notion of exactness, involving some kind of topological closures. Over Spec(k), one can drop the properness assumption and the sequence is exact even on the level of abstract groups. In this case, we show additionally the exactness on the left (i.e. that the "geometric" fundamental group embeds into the "arithmetic" one) and this is the most difficult part. As in the classical case, the statements on exactness of the pro-étale fundamental groups translate to a statement in terms of geometric covers. We provide a detailed dictionary between the two languages. In terms of covers, the main theorems we prove are as follows. For a geometrically connected scheme X of finite type over a field k, we show that a connected geometric cover of X_\bar{k} can be dominated by a geometric cover defined over a finite extension l of the base field k. Unlike in the case of finite étale covers, this is non-trivial. Over a general base scheme S (and with assumptions about X -> S as above), we prove existence of an "infinite Stein factorization" of a geometric cover Y -> X. The resulting scheme is a geometric cover of S. If Y -> X is finite, it matches the usual Stein factorization applied to Y -> X -> S. For infinite covers, the standard definition of Stein factorization fails and we proceed differently: using a descent argument along a large pro-étale cover. Over a field, we refine an abstract version of the van Kampen theorem to provide a presentation of the pro-étale fundamental group in terms of a free product of profinite groups, discrete groups and relations (up to a certain form of completion). We use it to study the Galois actions. We also prove the Künneth formula for the pro-étale fundamental groups, generalizing the classical result of Grothendieck. We use the abstract van Kampen in the proof, again.