2. Kaitsmiseks esitatud väitekirjad – Pre-Theses only

Permanent URI for this collection

https://hdl.handle.net/10062/38

Vaata ka

Doktoritööd edastab TÜ Kirjastus vastavalt ülikoolisisesele korrale.
Autoril palume hoolikalt jälgida autoriõiguslikke aspekte ja edastada õigeaegselt informatsioon väitekirja nende osade kohta, mille avaldamiseks õigused puuduvad (ilmunud artiklid, graafilised materjalid etc)

Browse

Now showing 1 - 20 of 28

Impulsivity, serum lipids and serotonin-related functional gene variants
(2024-07-15) Tomson-Johanson, Katrin; Harro, Jaanus, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Impulsiivsus, mis on mitmete psüühikahäirete, näiteks sõltuvuste ja suitsiidsuse peamine tunnusjoon, tuleneb sageli halvasti läbimõeldud otsustest, mis viivad ebasoodsate tulemusteni. Samas võib impulsiivsust liigitada funktsionaalseks - kiire otsustamine, mis võib olla teatud tingimustel kasulik -, ja düsfunktsionaalseks impulsiivsuseks, mida iseloomustab läbimõeldud otsuste tegemise puudumine siis, kui see on vajalik. Kõrget impulsiivsuse taset on seostatud nii madala serotonergilise aktiivsuse kui ka madala kolesteroolitasemega. Meie uuring, mis hõlmas Eesti laste isiksuse, käitumise ja tervise uuringu esinduslikku sünnikohorti, uuris kolesterooli, geneetiliste markerite ja impulsiivsuse keerulisi vastastikmõjusid lapsepõlvest kuni täiskasvanueani. Leidsime seoseid 5-HTTLPR-polümorfismi riskigenotüübi ja väiksema LDL- ja üldkolesteroolitaseme vahel. Madal kolesteroolitase lapsepõlves ennustas kõrget maladaptiivset impulsiivsust täiskasvanud meestel, rõhutades kolesterooli rolli impulsiivsuse kujunemisel. Samuti leidsime, et täiskasvanutel on -1438A/G HTR2A polümorfismi A/A genotüübi korrelatsioon maladaptiivse impulsiivsusega mõjutatud kolesterooli tasemest. Kõrge kolesteroolitase muudab A/A genotüübiga mehed vähem impulsiivseks, kuid sama genotüübiga naised muudab kõrge kolesterool rohkem impulsiivseks. Riskikäitumise ja impulsiivsuse seos oleneb vanusest ja soost, kusjuures riskialtitel meestel on kõrgem adaptiivne impulsiivsus ja naistel pigem kõrgem maladaptiivne impulsiivsus. Kolesteroolitase ei mõjuta impulsiivsust, riskikäitumist või enesetapumõtteid sugupooltel ja vanustes üheti. Täiskasvanutel leidsime seose kõrge kolesterooli tasemega ainult meestel, kus see oli seotud kõrge suitsiidsuse riskiga, kuid samas vähenenud mõtlematusega. Antud töö rõhutab, kui oluline on impulsiivsuse uurimisel arvestada mitmete koostoimivate teguritega. Kasutades mitmekesist ja representatiivset valimit, annab käesolev uuring laiema ja täpsema ülevaate sellest, kuidas geneetilised, keskkonna- ja füsioloogilised tegurid koos toimivad mõjutamaks impulsiivsust ja sellega seotud psühhiaatrilisi haigusi. See terviklik lähenemisviis pakub väärtuslikku teavet impulsiivsuse keerulise olemuse ja selle mõju kohta vaimsele tervisele.
Derivatization-targeted LC-MS analysis of compounds containing amino group
(2024-07-15) Maciel, Larissa Silva; Herodes, Koit, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Aminoühendid, eriti aminohapped, omavad suurt bioloogilist tähtsust, nagu ka nende tuvastamine kliinilises diagnostikas ning näiteks taimede metaboolsete radade ja biomarkerite uurimisel. Nendes valdkondades kasutatakse sageli kõrglahutusega massispektromeetriat (HRMS). Keerulise koostisega proovides tuvastatakse aga liiga palju ühendeid. Selles töös võetakse kasutusele derivatiseerimisele suunatud analüüsi lähenemisviis, mis ühendab derivatiseerimise ja ühiste fragmentide massispektromeetrilise tuvastamise derivatiseeritud analüütides. Nii on võimalik piirata detekteeritavate ühendite hulka konkreetse funktsionaalrühma alusel. See lähenemine kasutab MS detekteerimiseks eellasioonide skaneerimise (PIS) režiimi, kui fragmenteerumisel tekib ühine laetud fragment, ja neutraali kao (NLS) režiimi, kui tekib ühine neutraalne fragment. Meetod optimeeriti aminoühendite tuvastamiseks, kasutades derivatiseerimist dietüületoksümetüleenmalonaadiga (DEEMM) ja NLS-režiimi kolmekordse kvadrupooliga (QqQ) instrumendis, pakkudes kõrget selektiivsust aminoühendite suhtes madalatel kontsentratsioonidel . Meetodit rakendati Vahemere piirkonnast pärit 5 taimeliigi 42 proovi puhul, mis näitas, et aminoühendite sisalduse alusel on võimalik eristada taimeperekondi. Meetodit kasutati ka vabade aminoühendite sisalduse määramiseks põllumajanduslike kõrvalsaaduste kui võimalike söödalisandite analüüsimiseks.Meetodi abil tuvastati taimeekstraktides edukalt 50 aminoühendit ning enamik neist ka kvantifitseeriti.
The molecular and cellular mechanisms of brain plasticity impairing factors
(2024-07-15) Somelar-Duracz, Kelli; Jaako, Külli, juhendaja; Kalda, Anti, juhendaja; Tartu Ülikool. Meditsiiniteaduste valdkond
Aju on plastiline ehk võimeline kohanema ja muutma oma struktuuri ning funktsioone arengu käigus, õppimisel, mälu tekkel ning paranemisel pärast kahjustust. Täiskasvanuea neurogenees hipokampuses on unikaalne aju plastilisuse vorm, mis panustab mälu funktsioonidesse ja meeleolu regulatsiooni ning mille häirumist seostatakse mäluhäirete ja depressiooniga. Häired aju plastilisuses toimuvad ka sõltuvuse korral dopamiini signaaliedastusega seotud aju piirkondades. Varasemad loomuuringud on viidanud, et sõltuvuskäitumisele aluseks olevaid geeniekspressiooni muutusi ajus võivad vahendada epigeneetilised DNA modifitseerijad, DNA metüültransferaasid ja demetülaasid (DNMT ja TET perekonna ensüümid). Käesoleva doktoritöö eesmärk oli selgitada aju plastilisust kahjustavate tegurite, nagu krooniline neuropaatiline valu, D-vitamiini defitsiit (DVD), krooniline stress ja psühhostimulandid, rakulisi ja molekulaarseid mehhanisme. Meie tulemused hiire loommudelis näitasid, et krooniline neuropaatiline valu põhjustas ärevust ja depressioonilaadset käitumist ning mäluhäireid, millega kaasnesid neurogeneesi pärssumine ning mikrogliia reaktiivsuse suurenemine. Pikaajaline DVD põhjustas hiirtel häireid lühi- ja pikaajalises mälus, ümberõppimise võimes ja enesehoolitsuskäitumises ning hipokampuses täheldasime neurogeneesi langust ja neuropõletiku ilminguid. DVD poolt põhjustatud käitumuslikud ja aju plastilisuse muutused ei võimendunud kroonilise stressi toimel. Katsetes, millega hindasime kuidas mõjutavad psühhostimulandid DNMT ja TET ensüüme inimese vere rakkude mudelis, leidsime, et korduvad töötlused psühhostimulantidega vähendasid TET ensüümide aktiivsust ja põhjustasid muutusi põletikutsütokiinide profiilis. Samaaegsed inkubatsioonid kokaiini ja DNMT inhibiitoriga inhibeerisid kokaiini toimet TET ensüümide aktiivsusele, kuid DNMT inhibeerimise ravipotentsiaal vajab täiendavaid uuringuid. Kokkuvõtvalt aitavad käesoleva töö tulemused mõista, kuidas mõjutavad erinevad patoloogiad ja keskkonnategurid täiskasvanuea neurogeneesi ja gliiarakkude reaktiivsust ning epigeneetilisi DNA modifitseerijaid, ning selgitada, kuidas tuvastatud mehhanismid võivad panustada kaasuvate käitumuslike muutuse tekkesse. Saadud teadmised aju plastilisuse alusmehhanismidest võivad tulevikus aidata kaasa ennetus- ja ravistrateegiate väljatöötamisele.
Template-assisted mechanosynthesis (TAMS) for the production of bifunctional transition metal-based catalysts
(2024-07-15) Kosimov, Akmal; Kongi, Nadezda, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Käesolevas doktoritöös uuriti bifunktsionaalsete siirdemetallipõhiste katalüsaatorite väljatöötamist, kasutades uudset malli abiga mehhanokeemilist sünteesimeetodit (TAMS). Doktoritöö eesmärk oli optimeerida katalüsaatormaterjale tsink-õhk akude jaoks, millel on kõrge energiatihedus, kuid on madal võimsustihedus ja piiratud stabiilsus, mis on tingitud aeglasest hapniku redutseerumisest ja eraldumise reaktsioonidest (ORR/OER). Uurimistöö keskendub koobalti-, raua- ja niklipõhiste katalüsaatorite sünteesimisele ja iseloomustamisele. Kiire pürolüüsiga täiustatud TAMS tasakaalustab ORR-aktiivseid üheaatomi/lämmastiku tsentreid ja OER-aktiivseid nanoosakesi, suurendades oluliselt katalüsaatori jõudlust. Täiustatud TAMS-protokoll annab suurema poorsuse ja parema elektrokeemilise aktiivsusega katalüsaatorid. TAMS-ist saadud katalüsaatorid näitasid paremat bifunktsionaalset ORR/OER aktiivsust ja suuremat eripinda, parandades aktiivsete tsentrite juurdepääsetavust ja katalüütilist efektiivsust. Materjalid edestasid kaubanduslikke plaatinarühma metallkatalüsaatoreid oma võimsustiheduse ja tsink-õhk akude pikaajalise stabiilsuse poolest. Väljatöötatud TAMS-i metoodika on säästlikum ja kulutõhusam, nõudes vähem energiat ja aega ilma mürgiseid jäätmeid tekitamata. See doktoritöö edendab elektrokeemilise energia salvestamise valdkonda, pakkudes meetodit suure jõudlusega ja jätkusuutlike katalüsaatorite tootmiseks metall-õhk akude jaoks.
Moderniseerumine rahvaliku kirjalikkuse peeglis: 19. sajandi lõpu rahvaluulekogujad arhiivi ja avalikkuse äärealal
(2024-07-15) Kikas, Katre; Järv, Risto, juhendaja; Tartu Ülikool. Humanitaarteaduste ja kunstide valdkond
Väitekirja hõlmatud kaheksa artiklit ning neid täiendav sissejuhatus käsitlevad rahvaluule suurkogumist 19. sajandi lõpukümnendi Eestis. Väitekirjas vaadeldakse Jakob Hurda ja Matthias Johann Eiseni kogumiskampaaniate käigus loodud kirjalikke allikaid (nii käsikirjalisi arhiivitekste kui ka avaldatud meediatekste) osana tolleaegsest kirjakultuurist ning rahvaluule kogujaid kui osalisi tolleaegse avaliku kirjaruumi loomises ja käigushoidmises. Väitekirja keskmes on nn rahvalike kirjutajate võimalused määratleda rahvaluulekogumise kaudu endid kui kirjutajaid, katsetada erinevate (nii avalike kui privaatsete) kirjutaja positsioonidega ning osaleda ühiskonna moderniseerumises. Väitekirja peamisteks allikateks on Jakob Hurda ja Matthias Johann Eiseni rahvaluule kogud – vaatluse alla tulevad mitte üksnes rahvaluule kirjapanekud, vaid selle keskmes on käsikirjakogude žanriline mitmekesisus – üleskirjutused, kirjad, märkused, elulood jne. Väitekirja lähteküsimuseks on olnud huvi selle vastu, mis motiveeris vähemharitud inimesi kogumistööga ühinema, ning sageli pikaks ajaks seotuks jääma. Leian, et just motiividele keskendumine võimaldab esile tuua rahvaluulekogumise seosed üldise kultuurikontekstiga – see ei olnud eraldiseisev (teaduslik) projekt, vaid miski, mille kaudu loodeti saavutada edenemist hoopis teistes valdkondades – või üldisemalt: mille kaudu loodeti moderniseerumist enda kasuks tööle panna. Just sellisest vaatepunktist võime näha silda 19. sajandi rahvaluulekogujate ning hoopis hilisemates ajastutes tegutsevate kirjutajate vahel – suur osa neist inimestest, kes tol ajal leidsid väljundi rahvaluulekogumises, leiavad hilisematel aegadel väljundi näiteks ajalehtede kirjasaatjate, blogijate, internetikommentaatorite, harrastus luuletajate või fännikirjanduse loojatena.
The phonetic variation of plosives in Estonian
(2024-07-15) Ermus, Liis; Teras, Pire, juhendaja; Mihkla, Meelis, juhendaja; Tartu Ülikool. Humanitaarteaduste ja kunstide valdkond
Kui me räägime, muutuvad häälikud ebamäärasemaks ja üksteisele sarnasemaks võrreldes sellega millised nad on eraldi hääldades. Selline sarnasemaks muutumine – koartikulatsioon ehk kaasahääldus – esineb kõigis maailma keeltes, igaühes pisut isemoodi, olenevalt sellest, millised häälikud keeles on. Oma doktoritöös tegelesin sulghäälikute koartikulatsiooni akustilise uurimisega. Sulghäälikud erinevad teistest häälikutest selle poolest, et kui teiste häälikute hääldamisel toimub kõnetraktis pidev õhuvool, siis sulghäälikute hääldamisel on eristatavad faasid: õhuvool katkestatakse, tekib sulg, heli kaob ja seejärel vallandub sulg väikse pahvatusega. Koartikulatsiooni tõttu võib nende faaside hääldus nõrgeneda ja vallandumisfaas võib ka kaduda. Väitekirjas uurisin, kuidas käituvad seotud kõnes eesti keele sulghäälikud /k p t/. Töös uurisin seotud kõne korpuste põhjal sulghäälikute hääldusvariantide ehk allofoonide esinemist ja seda mõjutavaid tegureid nagu häälduskoht ja välde. Leidsin et eesti keele lühikesed sulghäälikud häälduvad seotud kõnes isoleeritud hääldusega võrreldes palju nõrgemalt. See on tingitud ilmselt lühikestest kestustest, mille jooksul ei jõua kõneleja kõiki hääldusliigutusi täielikult teha või teeb mitu tükki korraga. Nõrgenemine esines nii spontaanses kui loetud kõneregistris. Pikki sulghäälikuid hääldati pisut tugevamalt ja nende vallandumised ära ei kadunud, kuid päris helitud allofoonid olid vähemuses nii lühikeste kui pikkade häälikute puhul. Eri välteid eristas peamiselt hääliku kestus. Vallandumisfaasi kestus, mis mõnedes teistes keeltes eri väldetes erineb, oli eesti keeles kõigis pikkuskategooriates sama kestusega. Erinevused väldete vahel ilmnesid vallandumisfaasi spektris. Teises ja kolmandas vältes olevate sulghäälikute vallandumise spektris oli viiteid nende pisut tugevamale hääldusele. Samas vallandumise intensiivsus oli absoluutskaalal kõrgem hoopis lühikestes häälikutes. Töö tulemused kinnitasid universaalsete tendentside kehtimist eesti keeles, kuid lisaks andsid uut infot näiteks varem peaaegu uurimata vallandumisfaasi akustika kohta ja andsid ideid edasisteks uurimusteks.
Rearing density effects on a commercially important insect species
(2024-07-15) Opare, Leonard Owuraku; Esperk, Toomas, juhendaja; Holm, Sille, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Putukate kasutamine toidu ja söödana on viimasel ajal pälvinud järjest rohkem tähelepanu kui jätkusuutlik alternatiiv traditsioonilisele loomakasvatusele. Kuna putukate töönduslik tootmine on alles kujunemisjärgus, vajab kasvatusmetoodikate optimeerimine rohkeid lisauuringuid. Elukäiguteooria aitab mõista organismide keerukaid elutsükleid ja elukäiguomaduste evolutsiooni muutuvas keskkonnas. Piiratud ressursside tõttu on elukäiguomadused, sageli omavahel lõivsuhetes. Sellistel suhetel on määrav mõju organismide kasvule, paljunemisele ja elumusele erinevates keskkondades. Liigikaaslaste asustustihedusel kasvukeskkonnas on suur mõju putukate elukäigu kujundamisel. Kõrge vastsete asustustihedus viib reeglina väiksemate kehamõõtmete, kõrgema suremuse ja kas lühema või pikema vastseperioodini. Doktoritöös läbiviidud katsete tulemused näitavad, et optimaalsed tingimusedogakärblase Hermetia illucens (BSF) vastsetele on madal asustustihedus ja temperatuur umbes 27 °C. Nendes tingimustes kasvavad ogakärblased suuremaks, arenevad kiiremini ja nende keha on kõrgema rasvasisaldusega. Kõrge asustustihedus küll tugevdab immuunvastust, kuid viib ka kehamõõtmete vähenemise ja arenguaja pikenemiseni. Vastsetiheduse mõju BSF elukäigule sõltus temperatuurist, seenpatogeenist ja substraadi tüübist. Doktoritöö tulemused näitavad, et BSF-i puhul võib fermentatsioon lisaks otsestele positiivsetele mõjudele toidu omastamisel aidata ka leevendada kõrge vastsetiheduse negatiivseid mõjusid. Teisalt sõltub fermentatsiooni tõhusus substraadi tüübist ja teistest keskkonnatingimustest. Doktoritöö toob esile vajaduse pidada silmas ja hallata putukate kasvatamisel mitmeid keskkonnategureid samaaegselt. Nende interaktsioonide mõistmine võimaldab tootjatel optimeerida keskkonnatingimusi putukavastsete masskasvatamiseks. See omakorda loob eeldused söögiks ja söödaks kasvatatavate putukate toodangu suurendamiseks ning tootmise tõhustamiseks.
The effect of anthropogenic disturbance on soil fungal communities
(2024-07-15) Liu, Siqiao; Koorem, Kadri, juhendaja; Öpik, Maarja, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Käesolev doktoritöö uurib, kuidas inimtekkelised häiringud nagu näiteks võõrtaimede lisandumine looduslikesse kooslustesse, põllumajanduses kasutatavad mürkained ning künd mõjutavad mullaseente kooslusi. Kuna mullaseened mõjutavad otseselt taimede kasvu ning osalevad toitaineteringes, siis on neil võtmeroll ökosüsteemi funktsioonide säilitamisel ning on ülioluline hinnata, kuidas mullaseente kooslused inimmõju tagajärjel muutuvad. Antud doktoritöö tulemused näitavad, et võõrtaimede lisandumine looduslikesse koolsustesse ei toonud kaasa olulist muutust mullaseente liigirikkuses ning mitmekesisuses. Samas võimaldas võõrtaimede ning kohalike taimede tunnuste erinevust arvestav mõõdik tuvastada mullaseente koosluse koosseisus toimunud muutusi, mis võivad aja jooksul suureneda. Keemiliste häiringute mõju sõltub väga tugevalt häiringust, nii näiteks mineraalne väetis ning pestitsiidide kasutamine on mullaseentele pärssiva, samas kui orgaanilise väetise kasutamine hoopis soodustava mõjuga. Mitme keemilise häiringu samaaegsel esinemisel on neil suurem negatiivne mõju samas kui mehhaanilise häiringu esinemine võib keemilise häiringu, näiteks pestitsiidi, negatiivset mõju hoopis leevendada. Need tulemused viitavad sellele, et mitme samaaegse häiringu mõju on raskesti ennustatav ning vajab veel uurimist. Samas näitasid antud doktoritöö tulemused, et mullaseente, täpsemalt taimedega vastastikku kasulikus kooselus elevate krohmseente olemasolu soodustab taimkatte taastumist pärast väikeseskaalalist häiringut. Seega on krohmseentel oluline roll liigirikka ning produktiivse taimkatte säilitamisel. Parem teadmine sellest, kuidas inimtegevus mullaseente kooslusi mõjutab on oluline selleks, et üha suureneva inimmõju juures ökosüsteeme paremini säilitada ning taastada.
Microbes and climate change: insights from plant-microbe interactions in rice phyllosphere and soil microbiomes in subarctic grasslands
(2024-07-12) Devarajan, Arun Kumar; Truu, Marika, juhendaja; Truu, Jaak, juhendaja; Ostonen, Ivika, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Inimtegevuse, eriti fossiilsete kütuste põletamise ja tööstuse tõttu, on kasvuhoonegaasid tase atmosfääris märkimisväärselt suurenenud. See põhjustab kliimamuutusi, nagu globaalne soojenemine, põud ja ekstreemsed ilmastikunähtused. Prognoosid näitavad, et 2100. aastaks võib globaalne temperatuur tõusta 3–5 °C, millel võivad olla pöördumatud tagajärjed ökosüsteemidele. Kliimamuutuste tagajärjel väheneb paljudes maailma piirkondades sademete hulk ja õhuniiskus, mis viib mulla niiskuse vähenemiseni ja seega põllukultuuride, eriti teraviljade, saagikuse vähenemiseni. Mikroorganismid on olulised ökosüsteemide funktsioneerimisel, osaledes ainete ringes ja säilitades mulla stabiilsust. Taimede ja mikroorganismide kooseksisteerimine hõlmab nii mutualistlikke kui ka parasiitlikke suhteid. Mikroorganismid elavad nii lehtede pinnal (epifüütsed mikroobid) kui ka taime sees (endofüüdid) ja juurte ümbruses (risosfääri mikroobid). Reaktsioon kliimamuutustele ei toimu taim-mikroob-muld süsteemis sünkroonselt, sest muutused mõjutavad taimi ja mulda erinevalt. Doktoritöö eesmärk oli uurida taimedega seotud mikroobikoosluste omadusi kliimamuutuste kontekstis. Töö tulemused põhinevad kahel kompleksel uurimusel. Esimene uuring keskendus põuakindla riisi lehtedelt eraldatud bakterite võimele suurendada riisitaimede osmotolerantsust ja saagikust põua tingimustes. Uuringute tulemused näitasid, et kõrge osmotolerantsus oli iseloomulik peamiselt Bacillus perekonda kuuluvatele bakteritele, mis säilitasid taimedele kasulikul tasemel taimehormoonide sünteesi osmootse stressi tingimustes. Eriti efektiivne oli Bacillus megaterium tüvi PB50, mis parandas taimede stressitaluvust. Teises uuringus uuriti mulla soojenemise mõju risosfääri ja juurevaba mulla mikroobikooslustele subarktilistel rohumaadel. Leiti, et mulla soojenemine mõjutas oluliselt mikroobikoosluse struktuuri ja funktsioneerimist. Pikemal soojenemisel täheldati muutusi denitrifikatsiooniga seotud geenide osakaalus nii risosfääris kui juurevabas mullas, mis võib suurendada N₂O emissiooni mullast. Need uuringud aitavad paremini mõista kliimamuutuste mõju taim-mikroob-muld süsteemidele ja võimaldavad ennustada ning vähendada kliimamuutuste negatiivseid mõjusid põllumajandusele.
Mechanical properties of nanocomposites with artificial periodic structure
(2024-07-12) Piirsoo, Helle-Mai; Tamm, Aile, juhendaja; Jõgiaas, Taivo, juhendaja; Kukli, Kaupo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Mikroelektromehaanilised süsteemid (MEMS) on vajalikud komponendid elektroonikaseadmetes nagu nutitelefonid ja nutikellad. MEMS-andurid ja -täiturid koosnevad mikrostruktuuridest ja nanomaterjalidest, mis peavad mehaaniliselt vastu pidama deformatsioonile ja kulumisele. Antud töö raames uuriti, kuidas on võimalik mõjutada nanomaterjali mehaanilisi omadusi luues kihilise struktuuriga nanokomposiite, edasise võimaliku perspektiiviga hakata uurima ka nende funktsionaalsust MEMS-seadmetes. Valmistati kahe – ja kolmekihilised üksikutest Al₂O₃ ja Ta₂O₅ komponentkihtidest koosnevad õhukesed tahkiskiled. Kasutati aatomkihtsadestamise meetodit, mis võimaldas täpselt kontrollida Al₂O₃ ja Ta₂O₅ kihtide paksusi 70 nm kogupaksusega komposiitkiledes. Komponentkihtide paksus ja sadestamise järjekord mõjutasid komposiitkile mehaanilist kõvadust, mis korreleerub materjali kulumiskindlusega. Uurimistöö jooksul sadestatud komposiitkiled kõvenesid veelgi peale lõõmutamist Ta₂O₅ kihtide kristalliseerumise järel. Mehaanilisi omadusi mõjutas kristalliseerumiseks kasutatud temperatuur, 700 ja 800 ºC, ja kristalliitide orientatsioon. Orientatsioon sõltus samuti komponentkihtide paksusest ja järjekorrast. Teiste uuritud ja sadestatud materjalikihtide kohta saab öelda, et ainult 20 nm kogupaksustega kahekihiliste SnO₂/ZrO₂ komposiitkilede kõvadus ja elastsusmoodul, mis kirjeldab materjali vastupidavust deformatsioonile, sõltusid oluliselt kihtide sadestamise järjekorrast. Al₂O₃ lisamisel ZrO₂ kilesse tihendati ZrO₂ struktuuri, kõvendades materjali. Al₂O₃ kihtide sadestamisel polükristallilisele grafeenile kompenseeriti grafeeniliblede vahelisi joondefekte, parandades süsinikkihi pidevust ja mehhaanilist elastsust. Uuringud näitasid, et õhukeste oksiidkilede mehaanilisi omadusi on võimalik mõjutada kunstliku perioodilise kihilise struktuuriga. Mehaaniliselt vastupidavate komposiitkilede väljatöötamine võiks võimaldada arendada vastupidavamaid, võimsamaid ja väiksemaid MEMS seadeldisi.
Adsorption and structuring processes at single crystal electrode – ionic liquid interface – insights from simulations and in situ studies
(2024-07-12) Ers, Heigo; Pikma, Piret, juhendaja; Ivaništšev, Vladislav, juhendaja; Lust, Enn, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Vajadus üha väiksemate ja võimsamate elektroonikakomponentide ning energiasalvestusseadmete järele on ajendanud teaduslikku kogukonda otsima uudseid lahendusi. Tähelepanu all on nii mitmed elektrolüüdid superkondensaatorites kasutamiseks kui ka üksikutel molekulidel põhinevad juhtmed ja lülitid. Antud rakendused aga põhinevad elektroodi ja elektrolüüdi vahelisel alal toimuvatel adsorptsiooni- ja laenguülekandeprotsessidel. Seetõttu on tehnoloogia arengu seisukohalt oluline mõista ja kirjeldada eri piirpindadel toimuvad protsesse. Ioonvedelikud on madala aururõhu ja suure elektrokeemilise stabiilsuse tõttu pälvinud laialdast huvi võimalike elektrolüütidena energiasalvestusseadmetes. Nende omadused erinevad märgatavalt teistest veel ja orgaanilistel solventidel põhinevatest elektrolüütidest. Huvi ioonvedelike vastu on keskendunud eelkõige elektroodi ja puhta ioonvedeliku vaheliste piirpindade uurimisele, kuid orgaaniliste lisandite adsorptsiooni uurimine ioonvedelike segudest on jäänud seni tähelepanuta. Käesolevas töös uuriti ioonide ning molekulide adsorptsiooni ja paiknemist elektrood-ioonvedelik piirpindadel. Läbiviidud molekulaardünaamika simulatsioonid keskendusid potentsiaali, temperatuuri ja elektroodi materjali mõju uurimisele piirpinna mahtuvusele ja struktuurile. Simulatsioonid seostasid mahtuvuse maksimume ioonvedeliku ümberstruktureerimisega ning näitasid, et temperatuur mõjutab mahtuvust eelkõige null-laengu potentsiaali lähedal. Bipüridiini adsorptsiooniuuringud Bi(111), Sb(111) ja Cd(0001) pindadel kombineerisid erinevaid mõõtetehnikaid, et anda ülevaade piirpinnal toimuvast. Läbiviidud mõõtmistest järeldus, et tihe bipüridiini kiht moodustub kõigil uuritud pindadel, kuid bipüridiini kihi struktuur sõltus oluliselt valitud elektroodist. Kogutud tulemused näitasid, et varasemate bipüridiini adsorptsiooni uuringute tulemused vesilahustest pole otse ülekantavad ioonvedelikele rõhutades adsorptsiooni ja struktureerumisprotsesside keerukust.
Development of carbon supported Pt–CeO2 catalysts for proton exchange membrane fuel cells
(2024-07-11) Nguyen, Huy Quí Vinh; Nerut, Jaak, juhendaja; Lust, Enn, juhendaja; Kasuk, Heili, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Praeguseks on vesiniktehnoloogiatest ja vesinikuautost saanud maailmamajanduse lahutamatu osa. On oluline rõhutada, et vesinik mängib kriitilist rolli paljudes tööstuslikes rakendustes. Ärimagnaadi ja ettevõtte Tesla Inc kaasasutaja Elon Muski hiljutine tähelepanuväärne samm – mais 2024 vallandatud 500 Supercharger Team’i töötajat – räägib palju Tesla Inc muutuvast elektrisõidukite kontseptsioonist ning tõstatab küsimuse, kas Tesla liigub vesinikuautode tehnoloogia suunas? Toyota Mirai vesinikuauto sisemõõtmed on väiksemad kui tavalise sisepõlemismootoriga auto omad, kuna vesiniku ruumalaline energiamahutavus on võrreldes bensiiniga väiksem. Sisemõõtmete probleemi üks lahendus on võtta autodes kasutusele teisi kütuseid, näiteks metanool või etanool, sest ühe liitri metanooli või etanooli energiasisaldus on vastavalt 50% ja 70% ühe liitri bensiini energiasisaldusest, mis on vastavalt 27 ja 35 korda kõrgem kui vesiniku energiasisaldus rõhul 70 baari. Metanooli kütusena kasutava elektriauto südameks on otsemetanool-kütuseelement (DMFC), mis muundab metanooli keemilise energia elektriks. DMFCde laiaulatusliku kasutuselevõtu olulised takistused on seni olnud DMFC anoodkatalüsaatori madal kasutegur ja ajaline ebastabiilsus. Seetõttu keskenduti selles doktoritöös uue DMFC anoodkatalüsaatori välja arendamisele. Tartu Ülikoolil selge visioon rohelise energia tulevikust on kooskõlas käesoleva doktoritööga. Doktoritöö raames töötati välja läbimurdeline Pt–CeO2/C anoodkatalüsaator, mis on vähemalt sama aktiivne ja stabiilne kui kirjandusest leitavad parimad katalüsaatorid. Laboratoorsel skaalal saavutas sünteesitud katalüsaator elektroodi potentsiaalil 0,50 V metanooli oksüdeerimisvoolu väärtuse 0,86 〖"A g" 〗_"Pt" ^(-"1" ) ja elektroodi potentsiaalil 0,85 V 201 〖"A g" 〗_"Pt" ^(-"1" ). Selle suurepärase tulemuse saavutamiseks optimeeriti edukalt Pt ja CeO2 nanoosakeste sünteesimeetodeid. Mõistmaks struktuuri mõju katalüütilisele aktiivsusele uuriti põhjalikult katalüsaatorite struktuuri ja elektrokeemilist aktiivsust. Selgitati välja mitmed sünteesi võtmetegurid, mis mõjutavad metanooli oksüdeerimisaktiivsust katalüsaatoritel. Samuti töötati välja uus DMFC katalüsaatori süsinikkandjamaterjal, mis on parem kommertsiaalsetest süsinikest.
Resorcinol-derived carbon-based catalysts for polymer electrolyte fuel cell cathodes
(2024-07-11) Kisand, Kaarel; Sarapuu, Ave, juhendaja; Tammeveski, Kaido, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Euroopa Komisjoni ettepanek vesiniku kasutuselevõtuks on kiirendanud vesinikutehnoloogiate arengut, et liikuda jätkusuutlike energialahenduste poole. Polümeerelektrolüüt- kütuseelemendid, mis kasutavad kütusena vesinikku, on sobivaks energiaallikaks erinevate rakenduste jaoks, sealhulgas autotööstuses, merenduses ja varutoitena. Hoolimata edusammudest kütuseelemendi tehnoloogias on nende kasutuselevõtt võrreldes akudega olnud aeglasem, mille üheks põhjuseks on kütuseelementides katalüsaatorina kasutatava plaatina nappus ja kõrge hind. Probleemi lahendamiseks keskendub käesolev doktoritöö väärismetallivabade hapniku redutseerumisreaktsiooni elektrokatalüsaatorite arendamisele kütuseelemendi katoodi jaoks. Töö eesmärk on töötada välja sünteesimeetodeid katalüsaatorite valmistamiseks pürolüüsi teel, kasutades süsiniku lähteainena alküülresortsinoole. Varieeriti sünteesitingimusi ja optimeeriti lähteainete suhteid, et saavutada kõrgeim hapniku redutseerumise elektrokatalüütiline aktiivsus. Lisaks uuriti süsinikmaterjali poorse struktuuri mõju kütuselemendi jõudlusele, kasutades sünteesiprotsessis magneesiumipõhiseid matriitse. Katalüsaatoreid iseloomustati põhjalikult füüsikalis-keemiliste meetoditega, et mõista nende struktuuri ja elektrokatalüütilise aktiivsuse vahelisi seoseid. Katalüsaatorite elektrokeemilist aktiivsust testiti pöörleva ketaselektroodi või pöörleva rõngas-ketaselektroodi meetodil ning sünteesitud materjale kasutati katoodkatalüsaatoritena nii anioonivahetusmembraaniga kui ka prootonivahetusmembraaniga kütuseelementides. See doktoritöö püüab lahendada plaatina nappusega seonduvat probleemi, arendades väärismetallivabasid katalüsaatoreid, mis võimaldaksid kütuseelementide laiemat kasutuselevõttu.
Modelling structural and geometrical effects in carbon dioxide and oxygen electrocatalysis
(2024-07-11) Cepitis, Ritums; Kongi, Nadežda, juhendaja; Ivaništšev, Vladislav, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Tiheduse funktsionaalse teooria (DFT) arvutusi on kasutatud struktuurse mõju uurimiseks CO2 redutseerimisreaktsioonile ning geomeetrilise efekti uurimiseks O2 redutseerimisreaktsioonile. Nende eraldi uuringute vastandamine on avanud uue vaatenurga elektrokatalüüsi diskreetsetele ja pidevatele muutustele. Modelleeritud struktuuriefekt selgitab vismuti MOF-ist tuletatud katalüsaatorites täheldatud selektiivsust. Täpsemalt selgus, et metalli nanoosakeste suurem massisisaldus võrreldes M-N-C ühenditega toob kaasa kõrgema HCOOH selektiivsuse. O2 redutseerimiseks on välja töötatud geomeetrilise efekti põhjal geomeetrilise adaptiivse katalüüsi põhimõtted. Eeldatakse, et nulli termodünaamilise ülepotentsiaali saavutamine mehaanilise muutuse kaudu kahe geomeetrilise oleku vahel on võimalik. Seega võib geomeetrilise efekti teadlik kasutamine ja geomeetria adaptiivse katalüüsi eksperimentaalne rakendamine oluliselt suurendada oluliste reaktsioonide efektiivsust, sealhulgas hapniku eraldumist (elektrolüüserites ja akudes), hapniku redutseerumist (kütuseelementides ja akudes), süsinikdioksiidi redutseerumist (energiamuundamises ja süsinikuneutraalsuse saavutamiseks) ning lämmastiku redutseerumist (rohelise ammoniaagi tootmiseks).
Recognition of carboxylates by synthetic receptors – from structure-affinity studies to solid-contact anion-selective electrode prototyping
(2024-07-11) Martin, Kerli; Leito, Ivo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Huvipakkuvate anioonide sisalduse reaalajas määramiseks erinevate tootmisprotsesside käigus, kaugel asuvates kohtades või miks mitte meie enda randmelt, on vaja arendada lihtsaid ja miniaturiseeritavaid analüsaatoreid. Sellisteks seadmeteks sobivad oma omaduste poolest hästi ioonselektiivsed elektroodid – need on lihtsad, odavad, kiired, miniaturiseeritavad ja need saab asetada otse mõõdetavasse lahusesse, ilma et peaks selleks proovi eeltöötlema või laborisse viima. Kuigi väikeste mõõtmetega katioone on polümeerse membraaniga ioonselektiivsete elektroodidega määratud juba üle 40 aasta, on keerukamate ioonide, iseäranis orgaaniliste anioonide määramine jätkuvalt lahendamata probleem, kuna ei ole leitud piisavalt häid ionofoore, millega elektroodi membraani valmistada. Käesolev väitekiri keskendub olulise orgaaniliste anioonide perekonna – monokarboksülaatide – vastasmõjude uurimisele potentsiaalsete uute ionofooridega. Selleks mõõdeti suhtelise tuumamagnetresonants-spektromeetrilise meetodiga 44 sünteetilise retseptormolekuli seondumisafiinsused kaheksa karboksülaatiooniga (formaat, atsetaat, pivalaat, laktaat, ibuprofeen, ketoprofeen, glükuronaat ja bensoaat). Koostati seondumisskaalad, kus kõik retseptor-anioon seondumisafiinsused on omavahel võrreldavad. Leiti, et karbüksülaatanioonide sidumiseks on kõige sobivamad planaarsed tetradentaatsed retseptorid. Lisaks kirjeldati, kuidas retseptori mittepolaarsed asendusrühmad, molekulide steerika, võimalikud lisainteraktsioonid ja solvofoobsed efektid konkreetsete karboksülaatide seondumist mõjutavad. Tulemustest ilmnes, et tekkivate seondumismustrite tõttu on mitme retseptori koosmõjul võimalik erineva struktuuriga karboksülaate üksteisest eristada. Seondumisuurimuse tulemusena valiti välja üks sobivaimate omadustega retseptormolekul, 1,3-biskarbasolüüluurea derivaat, mida kasutati ionofoorina tahke kontaktiga atsetaatselektiivsete elektroodide valmistamiseks. Valmistatud elektroodidel oli väikeste karboksülaatide (atsetaat, formaat) ja bikarbonaadi suhtes kõrgem selektiivsus kui kloriidiooni suhtes. Lisaks leiti, et valitud ionofoori lisamine membraani vähendab oluliselt tüüpiliste segavate ioonide (SCN-, I-, NO3- ja Br-) mõju, mis on oluline samm edasi karboksülaate siduvate ionofooride disainis.
Multiple approaches to learners’ success and factors affecting it in computer programming MOOCs
(2024-07-11) Rõõm, Marili; Luik, Piret, juhendaja; Lepp, Marina, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Tehnoloogia areng nõuab inimestelt uusi teadmisi ja oskuseid ning üheks oskuseks, mida praegusel ajal vajatakse, on programmeerimine. Üheks võimaluseks uute oskuste, sh programmeerimise, õppimise alustamiseks on vaba juurdepääsuga e-kursused (ingl massive open online course, MOOC). Probleemiks on aga see, et suurem osa MOOCidel osalejatest ei ole edukad. Õppijate edu saab vaadata erinevalt ning selles lõputöös oli üheks edu käsitluseks kursuse lõpetamine ning teiseks see, kas õppijad teevad kursusel nii palju või enam, kui nad on kavatsenud teha. Selle lõputöö eesmärk oli välja selgitada, millised tegurid ja kuidas need mõjutavad õppijate edu programmeerimise MOOCidel. Kavatsustest lähtuv edu ja edu mõjutavad tegurid on teaduskirjanduses alauuritud valdkond. Selles lõputöös valiti edu mõjutavateks teguriteks ootuste-väärtuste motivatsiooniteooria põhjal õppijate taustategurid, motivatsioon, kaasatus (ingl engagement), aja ja MOOCi tegevuste kasutamine ning sooritus (ingl performance). Tulemuste kohaselt oli väljalangejate arv suurim MOOCide alguses ja kursuse lõpupoole enne projekti. Kursuse lõpetamist mõjutasid aja ja kursuse tegevuste kasutamine ning sooritus. Kavatsustest lähtuvat edu mõjutasid õppijate haridustase, eelnev kogemus kursuse teema ning veebipõhise õppega, kursuselt saadava tunnistuse kasulikkus (motivatsioon) ning õppematerjalides olevate lisamaterjalide kasutamine (kaasatus). Selle lõputöö ja varasema kirjanduse tulemustest koostati mudel, mis sisaldas kahte õppijate edu lähenemist ning neid mõjutavaid tegureid. See uurimus laiendab õppijate edu käsitlust teaduskirjanduses, eriti õppijate kavatsustel põhineva edu osas. Tulemused on kasulikud MOOCide korraldajatele, et mõista paremini kursusel osalejate käitumist ja toetusvajadust nende edu taustal ning anda sisendit selleks, et MOOCe kuluefektiivsemaks muuta.
Foundations of efficient and secure algorithm development for secure multiparty computation
(2024-07-11) Pullonen-Raudvere, Pille; Laur, Sven, juhendaja; Bogdanov, Dan, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Turvaline ühisarvutus on meetod erinevate osapoolte privaatsete andmete kasutamiseks nii, et sisendite privaatsust säilitades saada ühiseid tulemusi. Intuitiivselt tähendab turvalisus, et sisendite kohta ei leki muud kui planeeritud arvutuse korrektne tulemus. Seega on vaja tagada, et arvutamise protsessi käigus ei lekiks rohkem informatsiooni kui see väljund annab. Töö fookuses on küsimus algoritmi võimalikest leketest ja nende välistamisest. Algoritmi turvalisuse tõestamise klassikaline meetod näitab, et algoritmi tööd on võimalik jäljendada ilma privaatseid sisendeid teadmata. Kui jäljendamise tulemus ja algoritmi päris andmetega käitamine on eristamatud, ei saa keegi algoritmi jooksutamise ajal rohkem informatsiooni kui planeeritud väljund. Käesolev doktoritöö defineerib üldkuju, millele paljud turvalise ühisarvutuse protokollid vastavad. Seda üldkuju saab kasutada, et väiksematest protokollidest kombineerida suuremaid algoritme ning lihtsustada algoritmide turvalisuse tõestamist. Töö tuletab kitsendused, millele vastavate algoritmide puhul on detailse formaalse tõestuse asemel võimalik piirduda algoritmi käigus avalikustatud andmete analüüsimisega. Sageli koosnevad rakendused alamprotokollidest, millel pole avalikku väljundit. Selliste komponentide puhul on tegelikult piisav, kui need säilitavad sisendite privaatsust. Sellise privaatuse ja turvalisuse definitsioonid on formaalselt erinevad ning seetõttu erinevad ka protokollid, mis neid omadusi saavutavad. Sageli on privaatsed protokollid lihtsamad ning ka privaatsuse omadust on lihtsam tõestada. Seetõttu võimaldab privaatsete komponentide ja turvaliste algoritmide eristamine luua parema jõudlusega turvalise ühisarvutuse rakendusi ja nende turvalisust lihtsamalt tõestada. Doktoritöö defineerib privaatuse omaduse ning näitab kuidas privaatseid protokolle saab kombineerida turvalistega, et luua turvalisi rakendusi.
Микроистория сообщества формалистов: Кабинет современной литературы при ГИИИ (1927–1930)
(2024-07-09) Отяковский, Валерий; Лейбов, Роман, juhendaja; Tartu Ülikool. Humanitaarteaduste ja kunstide valdkond
Doktoritöö on pühendatud ühele lokaalsele teemale formalismi ajaloost, nimelt Riikliku Kunstide Ajaloo Instituudi Kaasaegse Kirjanduse Kabineti tegevusele. See asutati 1927. aastal, kui formalistide institutsionaalsed võimalused olid haripunktis, ja eksisteeris kuni Instituudi lüüasaamiseni 1930. aastal. Kabineti ilmumist seostatakse Juri Tõnjanovi ja Boriss Eihenbaumi katsega korraldada Leningradis aktuaalse proosa ja luule uurimise keskus – Kaasaegse Kirjanduse Komitee. Komitee tegevuse raames toimusid kohtumised kirjanikega, arutati uudisteoseid ja töötati välja teoreetilisi paradigmasid, mis võiksid seda materjali ajaloolisest ja kirjanduslikust vaatenurgast lahti mõtestada. Järk-järgult moodustus aktuaalse kirjanduse arhiiv, mis kasvas kiiresti ja kujunes iseseisvaks institutsiooniks, Kaasaegse Kirjanduse Kabinetiks. Kabinett saavutas kiiresti iseseisvuse ning selle töötajad, filoloog Konstantin Šimkevitš ja kriitik, instituudi üliõpilane Juri Pertsovitš, alustasid aktiivset kogumis- ja uurimistegevust, mille eesmärk oli moodustada materjalide korpus vene modernismi ajaloost, alates sümbolist Dmitri Merežkovskist ja lõpetades avangardist Aleksandr Vvedenskiga. Selle institutsiooni tööd vaadeldakse korraga mitmel tasandil – läbi institutsionaalse optika, stalinismi sotsiaalse ajaloo kontekstis ja läbi teooria ajaloo prisma, mis võimaldab tuvastada asutuse positsiooni 1920. aastate teaduses, hariduses ja kirjanduses.
Optimizing cell-penetrating peptide-based nanoparticles for delivery of nucleic acid therapeutics
(2024-07-09) Maloverjan, Maria; Pooga, Margus, juhendaja; Rebane, Ana, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Geenide avaldumise mõjutamine, manustades erinerva toimemehhanismiga nukleiinhappelisi (NH) ravimeid, on leidnud üha enam rakendust meditsiinis nii kaasasündinud kui omandatud haiguste raviks. Paraku ei ole sellised terapeutilised molekulid organismis piisavalt stabiilsed ning suure molekulmassi ja negatiivse laengu tõttu ei suuda need efektiivselt läbida bioloogilisi barjääre. NH efektiivseks toimetamiseks märklaudrakkudesse on tänapäeval välja töötatud mitmeid kandursüsteeme. Üheks tõhusaks kandursüsteemiks on rakkudesse penetreeruvad peptiidid (RPP). Need on kuni 30 aminohappe pikkused peptiidid, mis on võimelised läbima rakumembraane ja koos endaga transportima rakkudesse lastmolekule. RPP-d on valdavalt positiivselt laetud ning seostudes negatiivselt laetud NH-ga moodustavad nad elektrostaatiliste ja hüdrofoobsete interaktsioonide tulemusena nanoosakesi. Käesolevas töös uurisime tegureid, mis pärsivad RPP/NH komplekside tõhusust märklaudgeenide mõjutamisel, ning viise, kuidas vastavat efektiivsust suurendada. Mudelpeptiidina kasutasime peptiidi PepFect14 (PF14), mille laeng on +5 ning mis on modifitseeritud stearüülhappega. Doktoriprojekti esimeses etapis analüüsisime valgukrooni teket PF14/NH osakeste pinnale. Valgukroon on valkude kiht, mis moodustub verre või muudesse biovedelikesse sattuvate osakeste pinnale ning võib põhjustada osakeste agregatsiooni, suurendada toksilisust ja suunata organismist eemaldamisele. Näitasime, et osakestele moodustuva valgukrooni koostis sõltub kasutatud seerumist ning valgukroon mõjutab oluliselt osakeste transfektsiooni ja efektiivsust kultuuris kasvatatavates rakkudes. Seejärel uurisime kas ja kuidas mõjutab Ca²⁺ ja Mg²⁺ ioonide lisamine RPP/NH osakeste omadusi ja efektiivsust. Näitasime, et mõlemad ioonid, eriti Ca²⁺, suurendavad RPP/NH osakeste efektiivsust rakukultuuris mitmekordselt, tõenäoliselt hõlbustades NH vabanemist endosoomidest. Järgnevalt rakendasime PF14 ka mRNA transfekteerimiseks rakkudesse. Selleks moodustasime mRNA-st ja PF14-st nanoosakesed ja varieerisime abiainete lisamisega nende koostist eesmärgiga suurendada osakeste efektiivsust. Näitasime, et PF14 transpordib mRNA efektiivset püsiliinide rakkudesse, aga mõnevõrra vähem tõhusalt inimese primaarsetesse rakkudesse koekultuuris ja kõrvakoesse hiires.
Impact of environmental conditions and soil microbiome on greenhouse gas fluxes from soil and tree stems in hemiboreal drained peatland forest
(2024-07-09) Ranniku, Reti; Soosaar, Kaido, juhendaja; Mander, Ülo, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Antud doktoritöös uuriti mulla ja puutüvede kasvuhoonegaaside (KHG) voogude aastaaegadevahelist dünaamikat hemiboreaalses kõdusoometsas, keskendudes lähemalt varasemalt väheuuritud talveperioodile ja kevadistele külmumis-sulamistsüklitele. Uuritud kõdusoometsa mulla aastakeskmine bilanss näitas CH₄ sidumist ning N₂O ja CO₂ lendumist. Talvisel perioodil, kui veetase oli kõrgem, jäid mulla CH₄ vood nullilähedaseks, suvel toimus mullas CH₄ sidumine. Sesoonsed mõõtmised näitasid, et mulla hüdroloogia mõjutab CH₄ dünaamikat pikaajaliselt, samas kui temperatuur mängib lühiajalist rolli. Mulla N₂O vooge mõjutasid kiired muutused mulla hüdroloogias, eriti külmumis-sulamissündmuste ajal. Mulla pinnasekihi sulatamine suurendas N₂O heitkoguseid, peamiselt läbi mittetäieliku denitrifikatsiooni anaeroobsetes tingimustes. Puutüved olid kõikide mõõdetud gaaside allikad ning kase tüved olid olulisemad KHG allikad kui kuuse tüved. CH₄ ja N₂O tüvevoogude ajalist dünaamikat iseloomustasid lühiajalised emissioonide piigid, mida põhjustasid CH₄ puhul pikemad kõrge veetasemega perioodid ja N₂O puhul kiired muutused mulla hüdroloogias. Nii mulla kui puutüvede sesoonsed CO₂ vood sõltusid kasvuperioodist, järgides temperatuurimuutusi. Tüvedest eralduvad KHG vood pärinevad peamiselt mullast. Puutüvedest eralduv CH₄ võib aastas tühistada ligi kolmandiku mulla CH₄ sidumise efektist. Märjemal perioodil võib see osakaal tõusta 50%-ni, tõstes esile mulla hüdroloogiliste tingimuste tugevat mõju CH₄ bilansile. Tüve N₂O vood reageerisid rohkem lühiajalistele veetaseme muutustele ja nende panus N₂O koguheitesse jäi madalaks. Tüvevood mängisid olulist rolli temperatuuri muutustega seotud CO₂ koguemissioonis. Käesoleva doktoritöö tulemused näitavad, et tüvevoogude väljajätmine metsa KHG-de bilansist võib põhjustada metsa koguheidete üle- või alahindamist.

Browse

Recent Submissions