MODELIRANJE FIZIOLOŠKIH PROCESA ORGANIZAMA PRIMJENOM TEORIJE DINAMIČKIH ENERGIJSKIH PRORAČUNA KAO POTPORA ODRŽIVOM UPRAVLJANJU MORSKIM RESURSIMA

doctoral thesis

• Title (english): MODELLING PHYSIOLOGICAL PROCESSES USING THE DYNAMIC ENERGY BUDGET THEORY TO SUPPORT SUSTAINABLE MARINE RESOURCE MANAGEMENT
• Author: Ines Haberle
• Mentor: Tin Klanjšček (mentor)
• Committee member: Petar Kružić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Branimir Hackenberger Kutuzović (član povjerenstva)
• Committee member: Sunčana Geček (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Science; (Department of Geology); Zagreb
• Defense date and country: 2023-07-18, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Interdisciplinary Natural Sciences; Marine Science
• Universal decimal classification (UDC): 55 - Geology. Meteorology. Hydrology

Abstract

Predviđanje fiziološkog odgovora organizama na okolišne uvjete temelj je sustava informiranja upravljanja živim prirodnim resursima. Povezivanje fizioloških procesa jedinke s okolišnim uvjetima u kojima se ona nalazi stoga je od ključnog značaja, osobito u kontekstu klimatskih promjena. Teorija Dinamičkih Energijskih Proračuna (Dynamic Energy Budget, DEB) jedinstveni je konceptualni okvir koji povezivanjem saznanja o unosu, protoku i iskorištavanju energije unutar organizma pruža osnove za... More razvoj modela za predviđanje utjecaja niza okolišnih čimbenika na individualne procese rasta, sazrijevanja i razmnožavanja. U ovom je radu istražen potencijal DEB modela kao alata za informiranje aktivnosti upravljanja morskim resursima – očuvanja vrsta, marikulture i ribarstva – kroz razvoj i adaptaciju modela za tri reprezentativna organizma – plemenitu perisku, komarču i srdelu. Rezultati pokazuju kako simulacije modela u sva tri slučaja pokazuju vrlo dobro poklapanje s postojećim mjerenim podacima, a dodatna integracija okolišnih podataka, kao što su temperatura i količina hrane, poboljšava sposobnost modela za predviđanje rasta i reprodukcije u promjenljivim uvjetima. Integracija DEB modela jedinke u populacijski model temeljen na jedinkama (individual-based model, IBM) omogućuje predviđanje dinamike populacije i njenog odgovora na vanjske uvjete, dobivanje uvida u poveznice između svojstava jedinke i njene populacije, te istraživanje mehanizama povratnih sprega ove dvije razine. Povezivanje razvijenog DEB modela s platformom geografskog informacijskog sustava dodaje prostornu dimenziju, te daje mogućnost lokalno specifičnog modeliranja fiziologije organizama na široj prostornoj skali. Primjenom tog pristupa na vremenske nizove projekcija okolišnih uvjeta kao funkcije klimatskih promjena, stvorena je mogućnost vremensko-prostornih predviđanja utjecaja klimatskih promjena na organizme i populacije od interesa. Razvijene modele, kao i spoznaje proizašle iz rezultata, moguće je integrirati u postojeće prakse informiranja i donošenja odluka i mjera, a daljnjom nadogradnjom teži se uspostavi novih sustava potpore održivom upravljanju morskih resursa. Less

Abstract (english)

The management of living natural resources relies on predicting the physiological responses of organisms to environmental conditions. Relating the physiological processes of the individual to the surrounding environmental conditions is crucial, especially in the context of climate change. The Dynamic Energy Budget (DEB) theory is a unique concept that consolidates knowledge about the intake, flow and utilization of energy within the organism, providing a framework for modelling the... More effects of various environmental factors on individual processes of growth, maturation and reproduction. This study explores the potential of DEB models as tools for informing marine resource management activities - species conservation, mariculture, and fisheries - through the development and adaptation of models for three representative organisms – the noble pen shell, gilthead seabream, and sardine. The results demonstrate a strong alignment between the model simulations and measured data, while the additional integration of environmental data, such as temperature and food availability, improves the model's ability to predict growth and reproduction under variable conditions. Integrating the DEB model into an individual-based population model (IBM) enables the prediction of population dynamics and their response to external conditions, providing insights into the connections between individual and population characteristics, as well as investigating the feedback mechanisms between these two levels. Combining the developed DEB model with the geographic information system adds a spatial dimension, allowing for locally specific modeling of organism physiology on a broader spatial scale. Applying this approach to climate-change-driven projections of environmental conditions allows for a temporal-spatial predictions of the impact of climate change on organisms and populations of interest. Existing informing and decision-making practices benefit from the integration of developed models and newly derived knowledge, with further upgrades aiming to establish new support systems for the sustainable management of marine resources. Less

• Keywords: dinamički energijski proračun; održivi razvoj; plemenita periska; srdela; komarča; kompozitno modeliranje; klimatske promjene; akvakultura; GIS
• Keywords (english): dynamic energy budget; sustainable development; noble pen shell; pilchard; gilthead seabream; composite modelling; climate change; aquaculture; GIS
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:427067
• Promotion: 2024
• Project: Number: IP-2018-01-3150; Title: Prilagodba uzgoja bijele ribe klimatskim promjenama; Title: Adapting Marine Finfish Aquaculture to a Changing Climate; Acronym: AqADAPT; Leader: Tin Klanjšček; Jurisdiction: Croatia; Funder: Hrvatska zaklada za znanost; Funding stream: Research Projects
• Study programme: Title: DOCTORAL STUDY OF OCEANOLOGY; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti u području prirodnih znanosti (doktor/doktorica znanosti u području prirodnih znanosti)
• Type of resource: Text
• Extent: 119 str. ; 30 cm
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access; Embargo expiration date: 2024-07-20
• Created on: 2025-01-31 09:58:36