Hjem
Nye doktorgrader
NY DOKTORGRAD

Fluorescens avdekker fotosyntesens hemmeligheter

Arne Skodvin Kristoffersen disputerer fredag 16. desember 2016 ved Universitetet i Bergen med avhandlingen «Fluorescence lifetime measurements and imaging of microalgae under normal and stress conditions».

Fotosyntese er en helt sentral prosess hvor energien i sollyset blir brukt til å drive primærproduksjon samtidig som oksygen blir frigjort til omgivelsene. Fluorescens fra klorofyll ble først oppdaget av Sir David Brewster i 1834, og har helt siden den gang vært et viktig verktøy for å oppnå informasjon om fotosyntese.

Den gjennomsnittlige tiden et klorofyllmolekyl er i en eksitert tilstand før fluorescenslyset sendes ut kalles fluorescenslevetiden. Å måle denne tiden er en ny og enda mer nyttig måte å hente ut informasjon på, siden den er direkte avhengig av hvordan den absorberte energien overføres mellom nabomolekyler.

Levetiden er dermed et indirekte mål på effektiviteten av fotosyntesen. Hittil har så og si all forskning på fluorescenslevetid av klorofyll blitt gjort på høyere planter, selv om så mye som 80% av oksygenet i atmosfæren er produsert av alger og andre marine planter.

Skodvin Kristoffersen har utført målinger av fluorescenslevetid på levende alger, ved å bruke ultrakorte laserpulser som fokuseres gjennom et mikroskop og oppnår to-foton eksitasjon av molekylene. Ulike typer alger ble utsatt for sterk UV-stråling og mangel på næring for å undersøke hvordan disse stressfaktorene påvirket fluorescenslevetiden. Levetidsendringene ble deretter tolket for å finne ut hvordan algecellene og fotosyntesen ble influert av stresset.

Resultatene viser at en høy dose UV-stråling på kort tid økte fluorescenslevetiden til klorofyll i stor grad. Målingene var svært like kontrollmålinger utført på celler som var kjemisk forhindret i å utføre fotosyntese. Skodvin Kristoffersen fant også ut at denne prosessen var reversibel på en relativt kort tidsskala, noe som tyder på en sterk evne hos algene til å reparere UV-induserte skader. Å forstå de ulike mekanismene som kan påvirke primærproduksjonen er svært viktig, og kan i fremtiden åpne for forbedring av metoder for bruk av alger til kommersielle formål.

Personalia

Arne Skodvin Kristoffersen er født i 1982 og kommer fra Klokkarvik. Han tok mastergrad i fysikk ved Universitetet i Bergen i 2009, og arbeidet frem til 2012 ved Sjøkrigsskolen der han underviste matematikk og fysikk. I 2012 startet han som doktorgradsstipendiat ved Institutt for Fysikk og Teknologi ved Universitetet i Bergen, i gruppen for atomfysikk og optikk. Hovedveileder for doktorgradsarbeidet har vært Prof. Øyvind Frette. Medveiledere har vært Børge Hamre og Svein Rune Erga.