Månadens doktorsavhandlingar i naturvetenskap

Bättre klimatmodeller, rekordgamla bakterier och hjälpande svampar. Men det handlar även om matematiken i växternas mönster samt de olösta ekvationernas dilemma. Här presenteras april månads naturvetenskapliga avhandlingar från Lunds universitet.

Mer skog i snölandskap kan påverka klimatet Det finns ett stort behov av regionala klimatmodeller som tar hänsyn till förändringar i vegetationen. Resultaten i Anna Wramnebys avhandling tyder på detta. Om exempelvis andelen skog i en region ökar kommer snötäckta områden att bli mindre påtagliga ovanifrån eftersom träden maskerar den vita snön. Då blir de vita landytorna mindre, vilket minskar reflektionen av solljuset. Istället absorberas mer solstrålar av skogens mörkare ytor. Detta kan bidra till en temperaturökning i området, vilket påverkar klimatet. Anna Wramneby har arbetat med klimatmodeller som beaktar denna typ av återkopplingsmekanismer för att kunna ge mer realistiska scenarier av framtida klimatförändringar på en europeisk skala. Avhandling vid: Institutionen för geo- och ekosystemvetenskaper Titel: The role of vegetation-climate feedbacks in regional earth system dynamics. Författare: Anna.Wramneby@nateko.lu.se Handledare: Benjamin.Smith@nateko.lu.se Patrick.Samuelsson@smhi.se Överraskande växthusgaser och rekordgamla bakterier I Arktis avlägsna landskap finns många upptäckter kvar att göra. Naturgeografen Mikhail Mastepanov har undersökt de naturliga utsläppen av växthusgaser i dessa nordliga miljöer. Han har mätt utsläppen av koldioxid och metan ur marken på Grönland och Svalbard, även utanför växtsäsongen, vilket inte har gjorts tidigare. Avhandlingsarbetet har resulterat i en rad överraskande fakta, bland annat det hittills okända fenomenet att marken sent på hösten släpper ut en ansenlig mängd växthusgaser. Dessa gaser har lagrats i marken under sommarhalvåret och pressas ut i luften när marken börjar frysa på senhösten. Mastepanovs avhandlingsarbete inkluderar även ett viktigt bidrag till upptäckten av levande bakterier som är upp till 500 000 år gamla. Dessa bakterier utgör världens äldsta levande varelser. Avhandling vid: Institutionen för geo- och ekosystemvetenskaper Titel: Towards a Changed View on Greenhouse Gas Exchange in the Arctic – New Findings and Improved Techniques. Författare: Mikhail.Mastepanov@nateko.lu.se Handledare: Torben.Christensen@nateko.lu.se Utforskar svampar i salt ökenmark När växter ska ta upp näring ur marken behöver de hjälp av små svampar som lever i jorden, så kallade mykorrhizasvampar. Utan dessa svampar kan växterna inte överleva. Som belöning får svamparna socker av växten. Ekologen Edith Hammer har studerat mykorrhizasvampar i en väldigt utsatt miljö, i kanten av Saharaöknen i södra Tunisien. Där kämpar bönderna med att odla sina jordbruksväxter i den torra och salta marken. Edith Hammers avhandling utforskar möjligheterna kring att mykorrhizasvampar kan skydda jordbruksväxterna mot det skadliga saltet. Eventuellt kan svamparna fungera som ett slags jonfilter som hindrar saltet från att tas upp i växterna. Avhandling vid: Biologiska institutionen Titel: Nutrient balance and salinity stress in arbuscular mycorrhizal fungi. Författare: Edith.Hammer@mbioekol.lu.se Handledare: Hakan.Wallander@mbioekol.lu.se Pal_Axel.Olsson@ekol.lu.se Växters mönster fångas i matematiska ekvationer Mönster i naturen har alltid intresserat människan. Fantasieggande kopplingar till matematiken gör sig ständigt till känna. I många växter finns mönster av spiraler som är nära sammankopplade med den så kallade Fibonacci-serien, en matematisk serie av heltal där varje tal i serien är summan av de två föregående talen (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, osv). Patrik Sahlin har i sin avhandling inom teoretisk fysik utvecklat matematiska modeller för att analysera mönsterbildning hos växter. Han har studerat flera olika aspekter av mönsterbildning i skotten hos växten backtrav. Resultaten kan även användas på andra växter. Arbetet har skett i nära samarbete med biologer. Förhoppningen är att denna typ av grundforskning på sikt kan leda till praktiska tillämpningar inom jordbruk och skogsbruk. Avhandling vid: Institutionen för astronomi och teoretisk fysik, avd för beräkningsbiologi och biologisk fysik Titel: Modelling the development of phyllotactic patterns at the shoot apical meristem of Arabidopsis thaliana. Författare: Patrik.Sahlin@thep.lu.se Handledare: Henrik.Jonsson@thep.lu.se Tacklar problemet med olösbara ekvationer Matematikern Jens Wittsten har undersökt en typ av ekvationer som kallas partiella differentialekvationer. Dessa ekvationer används flitigt för att modellera olika fysikaliska fenomen, till exempel värmeledning, vågutbredning och hur ljud uppstår i en flöjt. Alla partiella differentialekvationer går dock inte att lösa, och Jens Wittsten utforskar i sin avhandling hur detta problem påverkar utseendet av ekvationen. Det visar sig att denna egenskap – det vill säga en ekvations lösbarhet – fungerar som ett slags tumavtryck, så att lösningarna väsentligen bestämmer ekvationen. Avhandling vid: Matematikcentrum Titel: On Some Microlocal Properties of the Range of a Pseudo-Differential Operator of Principal Type. Författare: Jens.Wittsten@math.lu.se Handledare: Nils.Dencker@math.lu.se

Taggar: