Katolicki Uniwersytet Lubelski Jana Pawła II

Badania naukowe pracowników Wydziału

Badania naukowe pracowników Wydziału Matematyczno-Przyrodniczego prowadzone są w zakresie kilku dyscyplin i specjalności naukowych:

BIOLOGIA

            Cytofizjologia, cytotoksykologia, cytobiochemia i cytomonitoring

Badania nad morfologią, ultrastrukturą oraz układem antyoksydacyjnym komórek zwierzęcych w warunkach skażenia środowiska wybranymi pierwiastkami (Katedra Biologii Komórki);

            Biologia molekularna

Badania nad molekularnymi mechanizmami regulującymi proces syntezy białka w komórce - dotyczą kinazy białkowej CK2, enzymu uczestniczącego w regulacji ważnych procesów w komórce. Wiele z tych procesów, jak np. regulacja proliferacji komórek, regulacja cyklu komórkowego czy wpływ na apoptozę decyduje o życiu lub śmierci komórki. Pomimo trwających kilkadziesiąt lat badań tego enzymu, nie został poznany sposób regulacji jego aktywności. Dotychczasowe doświadczenia  pracowników Katedry Biologii Molekularnej wskazują, że regulacja enzymu polega nie tylko na oddziaływaniu regulacyjnym samych podjednostek katalitycznych i regulatorowych między sobą, ale także na dużym udziale w procesie regulacji innych białek, w tym białek substratowych. Poznanie tego problemu da odpowiedź na wiele pytań, także dotyczących przebiegu stanów patologicznych, takich jak choroby wirusowe, nowotworowe, choroba Aizheimera i inne;

            Immunotoksykologia porównawcza, immunomodulacja

W badaniach in vivo oraz in vitro prowadzonych na zwierzętach zmienno- i stałocieplnych określany jest wpływ związków pochodzenia naturalnego i syntetycznego obecnych w środowisku (pestycydów, antybiotyków, toksyn bakteryjnych) na mechanizmy odporności komórkowej i humoralnej. Wyniki badań pozwalają poznać wpływ ksenobiotyków na układ odpornościowy oraz opracować metody profilaktyki immunologicznej w warunkach skażenia środowiska (Katedra Fizjologii i Ekotoksykologii);

            Morfologia

Badania nad mikro- i ultrastrukturą wybranych bezkręgowców oraz ssaków dostarczające zupełnie nowych danych na temat struktury nabłonka jelita oraz umożliwiają wyjaśnienie przebiegu zmian w jelicie w zależności od wieku, przyjmowanego pokarmu oraz stymulacji hormonalnej (Katedra Zoologii i Ekologii Bezkręgowców);

            Nematologia

Biologia i ekologia nicieni entomopatogenicznych z rodzaju Stainernema i Heterorhabditis (Katedra Zoologii i Ekologii Bezkręgowców);

            Entomologia, ekologia stawonogów

Badania fauny stawonogów drzew przyulicznych i parkowych na Lubelszczyźnie i porównanie entomofauny Lubelszczyzny z innymi regionami Polski. Analiza zmian w składzie gatunkowym, poznanie fauny stawonogów żyjących na gatunkach drzew wprowadzanych od niedawna w zieleni miejskiej, rozpoznanie szkodliwych gatunków stawonogów, stanowiących zagrożenie dla drzew na terenie Lubelszczyzny (Katedra Ochrony Roślin i Krajobrazu);

Badanie fauny owadów, będących szkodnikami krzewów i drzew ozdobnych oraz roślin uprawnych, ze szczególnym uwzględnieniem mszyc. Zbadanie składu gatunkowego mszyc oraz poznanie ich bionomii umożliwia skuteczną walkę z tymi szkodnikami przy jednoczesnym zachowaniu obecnej liczby gatunków tych zwierząt (różnorodność biologiczna!). Wyjaśnienie konsorcyjnych, niekiedy bardzo skomplikowanych związków pomiędzy mszycami i ich roślinami żywicielskimi pozwala na rozwiązanie wielu problemów naukowych i praktycznych, pozostających od wielu lat bez odpowiedzi (Katedra Ochrony Przyrody);

EKOLOGIA I OCHRONA ŚRODOWISKA

            Oxygenologia i ochrona powietrza

Badania koncentrujące się na istotnej roli tlenu w ekosystemach lądowych, wodnych oraz w funkcjonowaniu poszczególnych organizmów na różnych etapach ich rozwoju oraz na procesach zachodzących w środowisku glebowym. Badanie możliwości ograniczenia emisji gazów szklarniowych, powodujących zmiany klimatyczne, z ekosystemów lądowych i wodnych oraz badania nad zastosowaniem bakterii metamotroficznych do usuwania metanu z powietrza. (Katedra Biochemii i Chemii Środowiska);

            Ekologia zespołów wodnych i wodno-lądowych, ekologia glonów, hydrobiologia

Badania dotyczące charakterystyki hydrobiologicznej zbiorników wodnych Pojezierza Łęczyńsko-Włodawskiego poddawanych ustawicznej antropopresji, zmian w trofii jezior, zmian parametrów fizyczno - chemicznych środowiska wodnego oraz wybranych zagadnień taksonomicznych i ekologicznych fitoplanktonu oraz zbiorowisk roślin wodnych i wodno-lądowych (Katedra Botaniki i Hydrobiologii);

            Ekologia stosowana

Zastosowanie entomopatogenicznych nicieni do zwalczania wybranych gatunków owadów, biologiczne metody zwalczania groźnego szkodnika drzew (kasztanowca) - szrotówka Cameraria ohridella, ekologiczne i fizjologiczne aspekty układu: owad-nicień-bakteria (Katedra Zoologii i Ekologii Bezkręgowców);

Badanie wzajemnych zależności pomiędzy roślinami a zasiedlającymi je zwierzętami oraz wykorzystanie w zieleni miejskiej roślin o dużej odporności na zanieczyszczenia i na żerujące na roślinach zwierzęta (Katedra Ochrony Przyrody);

            Ekologia człowieka

Humanistyczne aspekty relacji człowiek - przyroda, rozwijane w ramach zaprojektowanej dyscypliny: ekologii humanistycznej. Badania mają na celu wskazanie miejsca człowieka w ekosystemie, wykazanie, że aktywności ludzkie są składnikiem ekosystemów. W związku z tym przedmiotem badań ekologii ekosystemów powinny być także relacje między człowiekiem (społeczeństwem) i naturą (ekosystemem) (Katedra Ekologii Człowieka);

            Bioenergetyka, zachowanie równowagi biologicznej, ekologia i kształtowanie krajobrazów górskich

Ekologiczne podstawy kształtowania krajobrazów górzystych w aspekcie konfliktu między układami naturalnymi a konsekwencjami działalności człowieka, mechanizmy ich funkcjonowania i stabilności, czynna ochrona środowiska życia człowieka przy minimalnym naruszaniu równowagi środowiska przyrodniczego, co leży u podstaw zrównoważonego rozwoju. Przepływ energii i materii w krajobrazach górzystych, kontrolowanie i sterowanie tym przepływem w systemach ekologicznych zmienionych przez człowieka oraz śledzenie skutków zmian klimatycznych w systemach ekologicznych i zapobieganie im przy użyciu manipulacji biologicznej (Katedra Ekologii Stosowanej);

            Ekorozwój, polityka ekologiczna, planowanie przestrzenne

Realizacja i ocena polityki ekologicznej państwa na obszarze Polski środkowo-wschodniej, opracowywanie koncepcji ekorozwoju poszczególnych gmin regionu, analiza przyrodniczych, ekonomicznych, społecznych, przestrzennych i organizacyjnych aspektów rozwoju zrównoważonego (Katedra Ochrony Środowiska);

            Fitosocjologia

Przeglądy zespołów roślinnych Polski oraz ich charakterystyka florystyczna, ekologiczna, a także rozmieszczenie na terenie Polski, badania procesów synantropizacji szaty roślinnej, systematyka zbiorowisk antropogenicznych, etapy przemian antropogenicznych polskiej szaty roślinnej (Katedra Kształtowania Krajobrazu);

            Ochrona przyrody

Wpływ antropopresji na faunę i florę, zachowanie jak najwyższej bioróżnorodności (Katedra Ochrony Przyrody, Katedra Kształtowania Krajobrazu)

            Modelowanie ekologiczne, modelowanie krajobrazu, dynamika krajobrazu, sukcesja ekologiczna

Badania systemów krajobrazowych z opracowaniem ekologicznych i krajobrazowych modeli komputerowych: modeli płatowych, pozwalających na prognozowanie sukcesyjnych zmian w krajobrazie oraz modeli automatów komputerowych, stosowanych do badań dynamiki systemów krajobrazowych całych regionów. Przy użyciu modeli przeprowadzane są dokładne symulacje sytuacji w krajobrazach zarówno naturalnych, jak i antropogenicznych, także w warunkach zmian klimatycznych i gospodarczych. (Katedra Ekologii Krajobrazu);

CHEMIA

            Geochemia, chemia materiałów bionieorganicznych i polimerów naturalnych, rentgenowska optyka kapilarna, badania paleoklimatu, nauka o materiałach

Badania dotyczące biomateriałów nieorganicznych i naturalnych struktur periodycznych przy użyciu technik mikrosondowych (mikrosonda elektronowa, synchrotronowa mikrosonda rentgenowska) oraz metod pomocniczych (badania dyfrakcyjne, badania mikroramanowskie, analizy ASA). Badania w zakresie rentgenowskiej optyki kapilarnej oraz konstrukcji kapilar metalicznych (w Katedrze Chemii KUL wyprodukowano je jako w drugim ośrodku w świecie). Badania nad materiałami bionieorganicznymi, w tym nad zębami oraz nad biologicznymi pochodnymi chityny. Badania dotyczące możliwości oceny paleoklimatu na podstawie chemicznych badań stalagmitów oraz badania kompozytowej struktury skamieniałych drzew, które mają szerokie implikacje dla geochemii i konstrukcji nowych materiałów (Katedra Chemii);

KSZTAŁTOWANIE KRAJOBRAZU

            Kształtowanie krajobrazu wiejskiego

W związku z postępującym zanikiem tożsamości tradycyjnych krajobrazów wiejskich Lubelszczyzny (dotyczy to zarówno krajobrazu otwartego, jak i otoczenia siedzib ludzkich - ogrodów), pojawiła się konieczność objęcia ochroną ich różnorodności kulturowej i przyrodniczej oraz wykreowania nowych standardów krajobrazowych. Badania obejmują metody waloryzacji, czynną ochronę zagrożonych biocenoz, kształtowanie przestrzeni i ochronę krajobrazu historycznego, ochronę ekspozycji panoram i widoków krajobrazów rolniczych (Katedra Kształtowania Krajobrazu);

            Kształtowanie zieleni miejskiej

Poprawa walorów krajobrazowych i zdrowotnych osiedli ludzkich poprzez wykorzystanie w zieleni miejskiej roślin o dużej odporności na zanieczyszczenia i na żerujące na roślinach zwierzęta (Katedra Ochrony Przyrody)

SZTUKI PLASTYCZNE

Analiza najnowszych zjawisk artystycznych i tendencji estetycznych wobec szeroko pojętej przestrzeni (także jako przestrzeni kulturowej) (Katedra Kształcenia Plastycznego);

INFORMATYKA

            Teoria aproksymacji, metody numeryczne i programowanie, kryptografia komputerowa, kompresja danych, aplikacje internetowe, sieci neuronowe;

            Ochrona informacji w sieciach komputerowych i metody zwiększania bezpieczeństwa danych;

            Rozwój metod analizy obrazów - analiza obrazów obiektów przyrodniczych i ich zmiany dokonujące się pod wpływem określonych czynników;

MATEMATYKA

            Zagadnienia obliczeniowej teorii liczb i kryptografii asymetrycznej, zastosowanie pierścieni grupowych w kryptografii, krzywe eliptyczne i hipereliptyczne oraz ich zastosowanie w kryptografii asymetrycznej;

            Problemy metrycznej teorii punktów stałych, w szczególności dotyczące tych zagadnień dla odwzorowań holomorficznych obszarów w zespolonych przestrzeniach Banacha;

            Badanie własności metryk typu hiperbolicznego w obszarach będących podzbiorami zespolonych przestrzeni Banacha;

            Zagadnienia dotyczące miar w algebrach Boole'a (konkretniej, związane z tzw. problemem Maharam);

            Funkcje specjalne w teorii odwzorowań quasikonforemnych, ich własności oraz metody aproksymacji i obliczania numerycznego;

            Własności brzegowe odwzorowań quasikonforemnych;

            Rozszerzenia quasikonforemne i harmoniczne homeomorfizmów krzywych Jordana;

            Quasikonforemność odwzorowań harmonicznych, w szczególności badania quasikonforemności rozszerzeń harmonicznych;

            Zagadnienia ekstremalne dla odwzorowań quasikonforemnych oraz quasikonforemnych owzorowań harmonicznych;

            Operatory osobliwe, w szczególności badanie operatora sprzężenia harmonicznego i i całki osobliwej Cauchy'ego; uogólniony operator sprzężenia harmonicznego i jego widmo; uogólniony operator Neumanna-Poincare'go i jego widmo;

            Struktury liniowe dla przestrzeni Teichmüllera; pseudometryki typu Teichmüllera;

            Związki krzywych Jordana z ich homeomorfizmami zszywającymi;

            Analityczne i geometryczne własności odwzorowań quasikonforemnych i harmonicznych płaszczyzny zespolonej; uogólnienia odwzorowań quasikonforemnych;

            Schematy różnicowe dla równań różniczkowych cząstkowych typu parabolicznego, eliptycznego i hiperbolicznego, modelowanie matematyczne procesów rzeczywistych;

            Opracowanie przybliżonych metod rozwiązywania singularnych równań całkowych z jądrami Cauchy'ego i Hilberta oraz ich zastosowanie do zagadnień teorii sprężystości, aerodynamiki, hydrodynamiki, zastosowanie wielomianów Czebyszewa przy opracowywaniu algorytmów przybliżonego rozwiązania wymienionych wcześniej równań, budowanie i badanie zbieżności kwadratur dla całek z jądrami Cauchy'ego, będących rozwiązaniami zagadnień brzegowych; poszukiwanie dokładnych rozwiązań dla najprostszych równań całkowych z jądrami Cauchy'ego, w przypadku gdy obszar całkowania równania ma skomplikowaną postać;

            Zagadnienia ekstremalne w zbiorach odwzorowań analitycznych i harmonicznych z uwzględnieniem metod analizy funkcjonalnej, badania dotyczące reprezentacji jednolistnych odwzorowań harmonicznych z zadanym zbiorem wartości i jednostajne oszacowania ich średnich całkowych, optymalizacji wypukłej w zbiorach określonych układem nierówności i hipotezy J. Krzyża;

            Teoria równań różniczkowych zwyczajnych - charakteryzacja zbiorów rozwiązań równań paratyngensowych oraz inkluzji różniczkowych;

            Teoria prawdopodobieństwa - słaba zbieżność miar oraz miary gaussowskie i procesy gaussowskie;

            Matematyczne modelowanie sytuacji konfliktowych (teoria gier) i zastosowania matematyki w innych dziedzinach nauki.