La utilización de principios físicos para estudiar sistemas biológicos ha permitido evaluar células y ecosistemas bajo los dos principios de la termodinámica: la ley de conservación de la energía y la tendencia de los sistemas físicos y químicos hacia su máxima entropía. En el caso de los sistemas biológicos, la termodinámica irreversible propone que el aumento de subunidades está asociado a un aumento de orden y, en consecuencia, a un incremento en el consumo energético para mantenerlo. Por otro lado, la teoría de optimización propone que el aumento en complejidad del sistema estaría asociado al ahorro de energía. Asimismo, el consumo de energía en los animales aumenta en el curso de su evolución asociada a su tasa metabólica basal, existiendo una “barrera de calor” (temperatura inferior a 45°C) que impediría un aumento indefinido de la temperatura corporal asociada a la evolución de los organismos. La existencia de esta barrera sugiere que en el curso de la evolución han surgido nuevas alternativas que aumentan la complejidad (y en consecuencia el consumo energético) de los organismos sin superarla, como sería el caso de la llamada civilización, origen de las sociedades humanas.