Karl Mauritsson
Institutionen för ingenjörsvetenskap
Karl Mauritsson försvarar sin avhandling "Application of Metabolic Theory in Models for Growth of Individuals and Populations".
Disputationen sker i sal G110 på Högskolan i Skövde.
Sammanfattning
Djur tillgodogör sig energi från födan de äter och använder denna för att växa, föröka sig och upprätthålla homeostas (en stabil inre fysisk och kemisk miljö). Med utgångspunkt i modeller för individers metabolism (energianvändning) analyserar ekologisk metabolisk teori olika ekologiska processer, såsom populationers tillväxt och interaktionen mellan organismer i födovävar. I detta arbete utvecklas och tillämpas ekologisk metabolisk teori inom tre olika områden; 1) individers tillväxt under resursbegräsning, 2) individers ålder och storlek vid könsmognad och 3) miljögifters ackumulering och påverkan på populationer av marina däggdjur. I alla dessa spelar matematisk modellering en stor roll.
För att stärka grunden för ekologisk metabolisk teori presenteras en ny modell för individers kroppstillväxt under begränsad födotillgång. Modellen tar hänsyn till ett antal aspekter som förbisetts av många tidigare modeller för individuell tillväxt, däribland organismens reglering av den energi som allokeras till underhåll av olika kroppsstrukturer på bekostnad av tillväxt. Modellen har kalibrerats och validerats mot data erhållna från experiment utförda på insekter.
Ett tillämpningsområde för metabolisk teori är livshistorieteori, studiet av hur organismer fördelar sina resurser för att överleva, växa och reproducera sig så att så att deras bidrag till framtida genpooler skall bli så stort som möjligt. Två av de mest avgörande egenskaperna för en organisms livslånga reproduktion är storlek och ålder vid könsmognad, vilka ofta kan anpassas utifrån omgivningens förutsättningar. Här undersöks hur dessa egenskaper kan förutsägas under olika resursförhållanden med hjälp av livshistorieteori i kombination med olika modeller för överlevnad och kroppstillväxt, däribland den nyutvecklade modellen.
Bioackumulering av gifter i organismer är ett allvarligt miljöproblem, där marina däggdjur är särskilt utsatta eftersom de befinner sig högt upp i näringskedjan och har stora fettreserver dit många substanser kan bindas och bli kvar under lång tid. En ny matematisk modell presenteras som kan användas för att analysera bioackumulering av miljögifter och dess konsekvenser för populationer av marina däggdjur. Modellen beskriver hur miljögifter tar sig in kroppar via födan och ackumuleras eller överförs till avkomman, hur ackumulerade gifter över tid orsakar skador i vävnader, hur detta påverkar individers överlevnad och reproduktion, samt vilka konsekvenserna blir för populationens storlek och ålderssammansättning över tid. Modellen har kalibrerats och validerats för gråsälar exponerade för PCB i Östersjön. Vid bestämmandet av modellens olika parametrar användes metabolisk teori.
Handledare
Tomas Jonsson, professor i biovetenskap, Högskolan i Skövde
Opponent
Douglas Glazier, professor i biologi, Juniata College, Pennsylvania, USA
Betygsnämnd
Peter Eklöv, professor i limnologi, Uppsala universitet
Magnus Huss, universitetslektor, Sveriges lantbruksuniversitet
Ullrika Sahlin, universitetslektor, Lunds universitet