SYNAPOMORPHY: DEFINITION OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

En synapomorfi er enhver karakter, der er unik for en gruppe af arter og den fælles stamfar, der definerer dem. Udtrykket kommer fra det græske og betyder "baseret på den delte form."

Synapomorfier gør det muligt at definere taxa inden for udviklingsbiologi. Derfor har de kun fortolkningsværdi inden for det taksonomiske niveau, de taler til. Det vil sige, de er relative.

Pattedyr

Synapomorfier er afledte tegn, der definerer et divergenspunkt, hvor et taxon fulgte en anden evolutionær vej fra en søster taxon. En synapomorfi er en homologi mellem arter af samme taxon, der deler den.

Brystkirtlerne er for eksempel en synapomorfi af pattedyr, som de definerer. Det er en karakter, der deles af alle medlemmer af klassen Mammalia, som antages at være monofyletisk. Med andre ord deler alle dens medlemmer den samme oprindelse, og ingen er uden for den således definerede taxon.

Synapomorphy er et udtryk, der bruges af den kladistiske skole for systematisk biologi. I henhold til dette kan alle levende væsener klassificeres på baggrund af deres afledte egenskaber. Derudover kan artens evolutionshistorie og slægtskabsrelationer mellem dem også overvejes fra denne analyse.

Værktøjet til synapomorfier i evolutionær analyse

Kun synapomorfier definerer monophyly af en given taxon. Selvom nogle arter ser ud til ikke at vise tilstedeværelsen af ​​karakteren, er der to måder at fortolke den på.

Undertiden mistede karakteren på en sekundær måde i unikke og gruppespecifikke evolutionære baner. Det vil sige, at arten eller grupper af arter stammer fra forfædre, der delte karakteren.

Et klassisk tilfælde er hvaler, der til trods for at være pattedyr ikke har hår. Hår er en anden synapomorfi af pattedyr.

En anden grund er forekomsten af ​​et avanceret fase af karakterændring i en gruppe, der ser ud til ikke at have det. Det vil sige, de præsenterer en modificeret synapomorfi. Dette er tilfældet med reduktionen af ​​bagvingerne omdannet til halterer i insekterne i klassen Diptera.

Unik bane

Under alle omstændigheder er synapomorfier de tegn, der bruges til at definere de evolutionære studiegrupper inden for kladistik. For at blive betragtet som sådan skal en synapomorfi være resultatet af en unik bane.

Det vil sige, den komplekse række mutationer (på alle niveauer og af alle slags), der førte til dens udseende i forfæderen og hans efterkommere, forekom kun én gang.

Hvis en anden gruppe ser ud til at vise karakteren, kan den analyseres, hvis det, der observeres, ikke er analogi i stedet for homologi. Det vil sige, to forskellige grupper kan have nået en lignende karakter på forskellige måder. Dette kaldes homoplasi i evolutionær biologi.

Forfædres tegn

Endelig repræsenterer simplesiomorphies de forfædre karakterer. Det vil sige dem, der deles af to beslægtede taxaer af fælles stamfar. Synapomorfier adskiller naturligvis de to taxaer og definerer dem som sådan (det vil sige adskilte).

Eksempler på synapomorfier

Eksemplerne, som vi senere vil give, vedrører to store grupper af levende væsener. Imidlertid kan synapomorfier findes på ethvert niveau i den hierarkiske skala af klassificering af levende væsener.

Det vil sige, enhver taxon er defineret på den måde netop fordi der er mindst en synapomorfi, der definerer det.

chordater

Chordater er en gruppe dyr (med filylrang), der er kendetegnet ved at præsentere en notokord eller rygsnor på et tidspunkt i deres udvikling.

De præsenterer adskillige evolutionære fremskridt og har været i stand til at kolonisere stort set alle tilgængelige levesteder på planeten.

Den største gruppe af kordater er gruppen af ​​Vertebrata. Chordates har unikke eller eksklusive karakterer (synapomorphies), der definerer dem, herunder:

- Tilstedeværelse af en rygsnor mellem fordøjelsesrøret og nervøs rør.

- Tilstedeværelse af et rygg neuralt rør.

- Segmentale langsgående muskler.

- Pharyngeal åbninger.

- Endostyle (tunicates, amphoxes, lamprey larver): den avancerede homologe karakter er skjoldbruskkirtlen i hvirveldyr.

- Postanal hale.

Mange af disse synapomorfier gav anledning til unikke evolutionære specialiseringer inden for disse grupper af dyr. Notokorden gav for eksempel anledning til rygsøjlen i hvirveldyrene.

frøplanter

Spermatophytter repræsenterer den monophyletiske gruppe af karplanter, der inkluderer alle dem, der producerer frø.

Derfor er synapomorfien, der definerer gruppen, produktion af frø, ikke tilstedeværelsen af ​​et vaskulært system, da andre frøfrie planter også har den. Det vil sige, at hver frøplanteplante er vaskulær, men ikke hver karplante producerer frø.

Det er gruppen af ​​planter, der har den største biologiske mangfoldighed, den mest omfattende geografiske distribution og den mest succesrige økologiske tilpasning. Blandt synapomorfierne af frøplanter finder vi:

- Frøproduktion.

- Produktion af en "sekundær" xylem, i det mindste på en forfædres måde.

- Axillær forgrening.

Spermatophytter er til gengæld opdelt i to store monofyletiske grupper: gymnospermer og angiospermer eller blomstrende planter. Hver af dem har synapomorfier fælles for de arter, der udgør dem.

Molekylær synapomorfi

Det skal ikke forstås, at al synapomorfi er morfologisk, strukturel eller funktionel. Det vil sige, at ikke alle slægtningsforhold er etableret gennem fænotyper. Tværtimod har molekylær systematik og molekylær udvikling demonstreret den opløselige kraft for sekvenserne af biologiske makromolekyler.

Dette gælder især takket være fremskridt inden for stigende kraftfulde og tilgængelige DNA-sekventeringsteknikker. Analysen af ​​DNA- og proteinsekvenser har fuldstændigt revolutioneret vores syn på slægtningsforhold mellem arter. Faktisk har de givet selve livets træ en helt ny topologi.

Hvis vi sammenligner nukleotidsekvensen for et bestemt gen mellem forskellige arter, kan vi også finde synapomorfier. Aminosyresekvenserne af proteiner kan også give denne information.

Disse har vist sig at være meget nyttige i studier af systematik, fylogeni og evolution. Faktisk skal ethvert forslag om et fylogenetisk slektskabsforhold, beskrivelse af arter, evolutionær bane etc. understøttes af molekylære data.

Denne integrerende og tværfaglige vision har klarlagt mange af de tvivl, som simpel morfologi og fossiloptegnelsen ikke tillader at løse i fortiden.

Referencer

1. Hall, BK (2003) Nedstigning med ændring: den enhed, der ligger til grund for homologi og homoplasy, set gennem en analyse af udvikling og evolution. Biologiske anmeldelser af Cambridge Philosophical Society, 78: 409-433.
2. Hall, BK (2007) Homoplasy og homologi: dikotomi eller kontinuum? Journal of Human Evolution, 52: 473-479.
3. Loconte, H., Stevenson, DW (1990) Cladistics of the Spermatophyta. Brittonia, 42: 197-211.
4. Page, RDM, Holmes, EC (1998). Molekylær evolution: en fylogenetisk tilgang. Blackwell Publishing Ltd.
5. Scotland, RW (2010) Deep homology: a view from systematics. BioEssays, 32: 438-449.