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Evolution Mechanics and Perspectives on Food Web Ecology

Sevinchan, Yunus

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The question how hierarchically modularised structures arise from simpler ones is of central importance when desiring to understand our world. To that end, I present the Evolution Mechanics framework which aims to find a concise description of the mechanisms by which evolutionary systems unfold into hierarchically organised modules. While inspired by the evolution of biological life, Evolution Mechanics is abstracted from it and takes a more general perspective, providing a consistent language to address the fundamental processes giving rise to the complexity we observe all around and within us. In a second part, I study the evolution and behaviour of ecological interaction networks. Using an evolutionary food web model, I investigate the structures that arise within it, its response to local and global perturbations, and its capacity to be resilient against these perturbations. These studies not only illustrate aspects of Evolution Mechanics, but stress the importance of taking into account evolutionary processes when aiming to understand these systems.

Translation of abstract (German)

Die Frage, wie aus ursprünglich einfachen Strukturen welche mit hierarchischer Organisation und Modularisierung entstehen können, hat zentrale Bedeutung für ein besseres Verständis unserer Welt. Um dieser Frage nachzugehen, stelle ich in dieser Dissertation die Evolutionsmechanik vor: Eine Theorie, die es zum Ziel hat eine treffende Beschreibung der Mechanismen zu finden mit derer evolutionäre Systeme sich zu hierarchisch organisierten entfalten. Evolutionsmechanik ist inspiriert von der Evolution biologischen Lebens, aber wählt eine abstrahierte und generalisierte Beschreibungsweise. Die dadurch ermöglichte Sprache kann zur Beschreibung der Prozesse genutzt werden, die zur Entstehung der Komplexität in unserer Welt führen. Im zweiten Teil meiner Dissertation beschäftige ich mich mit der Evolution ökologischer Interaktionsnetzwerke. Mit der Hilfe eines Modells für evolutionäre Nahrungsnetze untersuche ich die entstehenden Strukturen, die Reaktion des Netzwerkes auf Perturbationen, und ihre Resilienz gegenüber diesen Perturbationen. Diese Untersuchungen sind nicht nur Illustration für zentrale Aspekte der Evolutionsmechanik, sondern heben auch die Wichtigkeit evolutionärer Prozesse bei der Untersuchung dieser Systeme hervor.

Document type: Dissertation
Supervisor: Roth, Prof. Dr. Kurt
Place of Publication: Heidelberg
Date of thesis defense: 3 November 2021
Date Deposited: 25 Nov 2021 07:05
Date: 2021
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Institute of Environmental Physics
DDC-classification: 500 Natural sciences and mathematics
530 Physics
550 Earth sciences
570 Life sciences
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