Welcome to the UPF Digital Repository

Towards a statistical physics of major evolutionary transitions: information, thermodynamics and ecology at the mathematical foundations of evolution

Show simple item record

dc.contributor.author Piñero, Jordi
dc.contributor.other Solé Vicente, Ricard
dc.contributor.other Universitat Pompeu Fabra. Departament de Medicina i Ciències de la Vida
dc.date.accessioned 2024-03-16T02:34:59Z
dc.date.available 2024-03-16T02:34:59Z
dc.date.issued 2023-05-12T16:33:31Z
dc.date.issued 2023-05-08
dc.date.issued 2024-05-08T02:00:00Z
dc.identifier http://hdl.handle.net/10803/688241
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10230/56804
dc.description.abstract This thesis aims at establishing the basis for a statistical physics theory of major evolutionary transitions. Its structure is based on three major pillars: nonequilibrium thermodynamics and information theory, stochastic processes and cooperator ecosystems, and cognitive systems from a statistical physics perspective. We argue how each of these pillars bound and condition the emergence of major evolutionary transitions. Through a thermodynamic based analysis, we derive bounds on entropy production for primordial replicators and a universal bound on energy harvesting applicable to any molecular system. We study the effects of stochasticity in neutral cooperative ecosystems and arrive at system assembly structures that emerge independently from selective forces. We introduce a morphospace of possible cognitive architectures and propose a unifying conjecture for all such systems.
dc.description.abstract Aquesta tesi té com a objectiu establir les bases per una teoria de la física estadística de les grans transicions evolutives. La seva estructura consta de tres pilars bàsics: la termodinàmica de fora de l'equilibri i la teoria de la informació, els processos estocàstics en els ecosistemes de cooperadors, i els sistemes cognitius vistos des de la perspectiva de la física estadística. S'argumenta per què aquests pilars condicionen i limiten l'emergència de les grans transicions evolutives. A través d'una anàlisi termodinàmica, es deriven els llindars de producció d'entropia dels replicadors primitius i s'estableix un límit universal a la capacitat d'extracció d'energia aplicable a qualsevol sistema molecular. S'estudien els efectes de l'estocasticitat en ecosistemes de cooperadors neutres i se'n demostra l'emergència d'estructures d'assemblatge de sistema independents de forces selectives. S'introdueix el morfoespai de possibles arquitectures cognitives i es proposa una conjectura unificadora per aquests sistemes.
dc.description.abstract Programa de doctorat en Biomedicina
dc.format 257 p.
dc.format application/pdf
dc.language.iso eng
dc.publisher Universitat Pompeu Fabra
dc.rights L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.rights http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.rights info:eu-repo/semantics/embargoedAccess
dc.source TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
dc.title Towards a statistical physics of major evolutionary transitions: information, thermodynamics and ecology at the mathematical foundations of evolution
dc.type info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
dc.type info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.modified 2024-03-15T10:57:33Z
dc.subject.keyword Evolution
dc.subject.keyword Complexity
dc.subject.keyword Major Evolutionary Transitions
dc.subject.keyword Nonequilibrium Thermodynamics
dc.subject.keyword Cognitive Networks
dc.subject.keyword Evolució
dc.subject.keyword Complexitat
dc.subject.keyword Grans Transicions Evolutives
dc.subject.keyword Termidnàmica del No-equilibri
dc.subject.keyword Xarxes Cognitives
dc.subject.keyword 576


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search DSpace


Advanced Search

Browse

My Account

Statistics

In collaboration with Compliant to Partaking