Universität zu Köln

Neidhart, Johannes (2014). Fitness Landscapes, Adaptation and Sex on the Hypercube. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

The focus of this thesis is on the theoretical treatment of fitness landscapes in the context of evolutionary processes. Fitness landscapes connect an organism’s genome to its fitness. They are an important tool of theoretical evolutionary biology and in the recent years also experimental results became available. In this thesis, several models of fitness landscapes are analyzed with different analytical and numerical methods. The goal is to identify characteristics in order to compare the model landscapes to experimental measurements. Furthermore, different adaptive processes are examined. On the one hand such which run with mutations under selection, especially adaptive walks. On the other hand such which include recombination. Since these are non-linear in time development, an analytical approach is hindered which leads to an increasing use of computer simulations.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language Diese Arbeit beschäftigt sich mit der theoretischen Betrachtung von Fitness-Landschaften im Kontext evolutionärer Prozesse. Diese verknüpfen das Genom eines Organismus mit seiner Fitness; sie sind ein wichtiges Werkzeug der theoretischen Evolutionsbiologie und seit wenigen Jahren auch im Blickpunkt experimenteller Studien. Im Folgenden werden Modelle von Fitness-Landschaften mit analytischen und numerischen Mitteln untersucht, mit der Zielsetzung, charakteristische Eigenschaften zu identifizieren, welche eine Zuordnung experimentell erschlossener Systeme ermöglichen. Desweiteren werden verschiedene adaptive Prozesse betrachtet; zum einen jene, welche mit Mutationen unter Selektion ablaufen, insbesondere sogenannte ‘Adaptive Walks’. Zum anderen auch solche, bei denen Rekombination hinzukommt, was die Komplexität der verwendeten Modelle erheblich steigert. Vor allem die entstehende Nichtlinearität der Zeitentwicklung erschwert die analytische Betrachtung, weswegen hier verstärkt auf Computersimulationen zurückgegriffen wird. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Neidhart, Johannes jn@thp.uni-koeln.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-58787
Date:	30 September 2014
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Physics > Institute for Theoretical Physics
Subjects:	Physics
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Statistical physics, evolutionary biology, fitness landscapes, correlated random variables, adaptive walks, extreme value theory, spin glasses English
Date of oral exam:	26 November 2014
Referee:	Name Academic Title Krug, Joachim Prof. Dr. Bovier, Anton Prof. Dr.
Funders:	Bonn-Cologne Graduate School of Physics and Astronomy, SFB | TR 12 Symmetries and Universalities in Mesoscopic Systems
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/5878