Franke, Jasper
(2011).
Statistical topography of fitness landscapes.
PhD thesis, Universität zu Köln.
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Abstract
Fitness landscapes are generalized energy landscapes that play an important conceptual role in evolutionary biology. These landscapes provide a relation between the genetic configuration of an organism and that organism’s adaptive properties. In this work, global topographical features of these fitness landscapes are investigated using theoretical models. The resulting predictions are compared to empirical landscapes. It is shown that these landscapes allow, at least with respect to the properties considered, for a rough classification into two types. In the biologically relevant limit, these two types of landscapes show very different behavior. While empirical landscapes cannot be classified on purely theoretical grounds, some of the known landscapes are classified here on a case-by-case basis. The study of theoretical models leads to consider sequences of record events of independent but non-identically distributed random variables and correlations between these record events. While these considerations appear at first to be outside the main direction of this thesis, they lead to a record-base tool of data analysis that is applied to one of the data sets considered here.
| Item Type: | Thesis (PhD thesis) |
| Translated abstract: | Abstract Language Fitnesslandschaften sind verallgemeinerte Energielandschaften, die eine wichtige
konzeptionelle Rolle in der Evolutionsbiologie spielen. Diese Landschaften stellen
eine Beziehung her zwischen der genetischen Konfiguration eines Organismus und
seinen adaptiven Eigenschaften.
In dieser Arbeit werden globale topographische Eigenschaften dieser Fitnesslandschaften
an theoretischenModellen untersucht und die daraus resultierenden Ergebnisse
mit empirischen Landschaften verglichen. Dabei wird gezeigt, daß diese Landschaften
zumindest mit Hinblick auf die betrachteten Eigenschaften grob in zwei
Klassen eingeteilt werden k¨onnen, deren Verhalten sich im biologisch Relevanten
Grenzfall stark unterscheidet. Obwohl f¨ur empirische Landschaften nicht allgemein
gezeigt werden kann, in welche dieser Klassen sie fallen, werden einige der bekannten
empirischen Datens¨atze im Rahmen dieser Arbeit von Fall zu Fall klassifiziert.
TheoretischeModellstudien f¨uhren zur Betrachtung von Sequenzen von Rekordereignissen
unabh¨angiger, nicht identisch verteilter Zufallsvariablen und der Korrelationen
dieser Rekordereignisse untereinander. Diese Untersuchungen stehen zun¨achst
zum Großteil außerhalb der Hauptrichtung dieser Arbeit, f¨uhren jedoch zu einer
rekordbasierten Methode der Datenauswertung, die auf einen der hier betrachteten
Datens¨atze angewandt wird. German |
| Creators: | Creators Email ORCID ORCID Put Code Franke, Jasper jfranke@thp.uni-koeln.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED |
| URN: | urn:nbn:de:hbz:38-46042 |
| Date: | 5 December 2011 |
| Language: | English |
| Faculty: | Faculty of Mathematics and Natural Sciences |
| Divisions: | Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Physics > Institute for Theoretical Physics |
| Subjects: | Natural sciences and mathematics Physics |
| Uncontrolled Keywords: | Keywords Language Statistical Physics, Evolutionary Biology, Fitness landscapes, Record Statistics, Extreme Value Theory UNSPECIFIED |
| Date of oral exam: | 30 January 2012 |
| Referee: | Name Academic Title Krug, Joachim Prof. Dr. Rieger, Heiko Prof. Dr. |
| Refereed: | Yes |
| URI: | http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/4604 |
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