Biyolojik toplulukların ve gelişen ağ yapılarının dolaşık doğa modeli ile incelenmesi
Investigation of biological communities and their developing network structure with tangled nature model
Yazar: KAMİL ARGIN
Danışman: PROF. DR. OSMAN CANKO
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Biyoloji = Biology ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Ağ sistemleri = Network systems ; Evrim modelleri = Evolution models

Özet:
Ekosistemdeki biyolojik toplulukların evrimsel süreci, birey tabanlı eş evrimleşme modeli olan Dolaşık Doğa Modeli ile incelendi. Eş-evrimleşme olayını gözlemlemek için, canlı türlerin bir arada yaşadığı fiziksel çevredeki değişiklikler ihmal edildi. Basitlik için genotip ve fenotip arasında ayrım yapılmadı. Bütün türler genotip uzayında düşünüldü. Simülasyon sonuçlarına göre, evrimsel süreçte topluluktaki çeşitlilik ve toplam popülasyon artmaktadır. Çeşitliliğin ve toplam popülasyonun artışından dolayı topluluğun kompleksliliği artmaktadır. Bu komplekslik artışı dinamik ağ yapısıyla incelendi. Ağ yapısını analiz edebilmek için, bazı ağ parametrelerinin zamanla değişimi incelendi. Elde edilen sonuçlar gerçek dünyadaki evrimsel ağ sistemleri ile karşılaştırıldı ve uyumluluk gözlendi. Evrimsel süreç içerisinde, biyolojik çeşitliliğin kökeninin araştırılması için önemli olan soy ağacı çıkarımı yapıldı. Elde edilen soy ağacı, literatürde geniş çapta kullanılan En Fazla Olabilirlik ve Komşu Kurma metotları ile tahmin edilen soy ağaçları ile karşılaştırıldı. Metotların yaptıkları tahminlerin doğrulukları nümerik olarak analiz edildi. Topluluk yapısı, soy ağacındaki türlerin ağ yapısı için elde edildi. Topluluktaki grup sayısının gerçek dünyadaki bazı yiyecek ağları ile uyumlu olduğu görüldü.

Abstract:
The evolutionary process of biological communities in ecosystem was be investigated with Tangled Nature Model which is an individual based co-evolutionary model. Changing in the physical environment in which co-exist the living species was be neglected to observe co-evolution phenomenon. The distinction between genotype and the phenotye was not be made for simplicity. All of the species were be thought in the genotype space. According to simulation results, diversity and total population increase in evolutionary process. The complexity of the community is increase because of the increasing of the diversity and the total population. This increasing of the complexity is analysed with dynamic network structure. Some network parameters changing with time are examined in order to analysed the network structure. The obtained results are compared with the evolutionary network system in the real world and compatibility is observed. In the evolutionary process, inference of the phylogenetic tree which is important to investigate the origin of biological diversity is made. The obtained phylogenetic tree is compared with phylogenetic trees which is estimated with Maximum Likelihood and Neighbor-Joining methods which is widely used in literature. The accuracy of estimates which is made these methods is analysed numerically. The community structure is obtained for the network structure of species in the phylogenetic tree. It is observed that the number of group in the community is compatible with some food webs in the real world.