SYNAPOMORPHY: DEFINISJON OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2026

En synapomorfi er enhver karakter som er unik for en gruppe arter og den felles stamfaren som definerer dem. Begrepet kommer fra det greske og betyr "basert på den delte formen."

Synapomorfier gjør det mulig å definere taxa innen evolusjonsbiologi. Derfor har de bare tolkningsverdi innenfor det taksonomiske nivået de snakker om. Det vil si at de er relative.

pattedyr

Synapomorfier er avledede karakterer som definerer et divergenspunkt der et takson fulgte en annen evolusjonsvei enn en søstertaxon. En synapomorfi er en homologi mellom arter av samme taxon som deler den.

Melkekjertlene er for eksempel en synapomorfi av pattedyr, som de definerer. Det er en karakter som deles av alle medlemmer av klassen Mammalia, som antas å være monofyletisk. Med andre ord, alle medlemmene har samme opprinnelse, og ingen er utenfor den således definerte taksen.

Synapomorphy er et begrep brukt av den kladistiske skolen for systematisk biologi. I samsvar med dette kan alle levende vesener klassifiseres basert på deres avledede egenskaper. I tillegg, fra denne analysen, kan også evolusjonshistorien til arten og slektskapsforholdene mellom dem vurderes.

Nytten av synapomorfier i evolusjonsanalyser

Bare synapomorfier definerer monofyen til en gitt taxon. Selv om noen arter ser ut til ikke å vise tilstedeværelsen av karakteren, er det to måter å tolke den på.

Noen ganger gikk karakteren tapt på en sekundær måte i unike og gruppespesifikke evolusjonsbaner. Det vil si at artene eller gruppene av arter stammer fra forfedre som delte karakteren.

En klassisk sak er den av hvaler som, til tross for at de er pattedyr, ikke har hår. Hår er en annen synapomorfi av pattedyr.

En annen grunn er utseendet til et avansert stadium av karakterendring i en gruppe som ser ut til ikke å ha det. Det vil si at de presenterer en modifisert synapomorfi. Dette er tilfellet med reduksjon av bakvingene transformert til grime hos insektene fra klassen Diptera.

Unik bane

I alle fall er synapomorfier tegnene som brukes til å definere evolusjonsstudiegruppene i kladistikk. For å bli betraktet som sådan, må en synapomorfi ha kommet fra en unik bane.

Det vil si at den komplekse serien av mutasjoner (på alle nivåer og av alle slag) som førte til dens utseende i forfederen og hans etterkommere bare skjedde en gang.

Hvis en annen gruppe ser ut til å vise karakteren, kan den analyseres om det som observeres ikke er analogi i stedet for homologi. Det vil si at to forskjellige grupper kan ha nådd en lignende karakter på forskjellige måter. Dette er hva i evolusjonsbiologien kalles homoplasia.

Forfedres tegn

Til slutt representerer simplesiomorphies de forfedrende karakterene. Det vil si de som deles av to beslektede taxa av felles stamfar. Synapomorphies skiller åpenbart de to taxaene og definerer dem som sådan (det vil si distinkte).

Eksempler på synapomorfier

Eksemplene som vi vil gi senere gjelder to store grupper av levende vesener. Imidlertid kan synapomorfier finnes på ethvert nivå av den hierarkiske klassifiseringen av levende vesener.

Det vil si at hvert takson er definert på den måten nettopp fordi det er minst en synapomorfi som definerer det.

chordatar

Chordates er en gruppe dyr (med filylrang) som er preget av å presentere en notokord eller ryggsnor på et tidspunkt i utviklingen.

De presenterer en rekke evolusjonsmessige fremskritt og har vært i stand til å kolonisere i utgangspunktet alle tilgjengelige habitater på planeten.

Den største gruppen av kordater er den av klassen Vertebrata. Chordates har unike eller eksklusive tegn (synapomorphies) som definerer dem, inkludert:

- Tilstedeværelse av en ryggsnor mellom fordøyelsesrørene og nervøs rør.

- Tilstedeværelse av et rygg nevralrør.

- Segmentale langsgående muskler.

- Fynyngeale åpninger.

- Endostyle (tunicates, amfoxes, lamprey larver): den avanserte homologe karakteren er skjoldbruskkjertelen i virveldyr.

- Postanal hale.

Mange av disse synapomorfiene ga opphav til unike evolusjonære spesialiseringer innen disse gruppene av dyr. Notokorden ga for eksempel opphav til ryggsøylen i virveldyr.

frøplanter

Spermatofytter representerer den monofyletiske gruppen av karplanter som inkluderer alle de som produserer frø.

Derfor er synapomorfien som definerer gruppen produksjon av frø, ikke tilstedeværelsen av et vaskulært system, siden andre såfrie planter også har det. Det vil si at hver frøplanteplante er vaskulær, men ikke hver karplante produserer frø.

Det er gruppen av planter som har størst biologisk mangfold, den mest omfattende geografiske distribusjonen og de mest vellykkede økologiske tilpasningene. Blant synapomorfiene til frøplanter finner vi:

- Frøproduksjon.

- Produksjon av en "sekundær" xylem, i det minste på en forfedermessig måte.

- Axillary forgrening.

Spermatofytter er på sin side delt inn i to store monofyletiske grupper: gymnospermer og angiospermer eller blomstrende planter. Hver av dem har synapomorfier som er felles for artene som utgjør dem.

Molekylær synapomorfi

Det skal ikke forstås at all synapomorfi er morfologisk, strukturell eller funksjonell. Det vil si at ikke alle slektskapsforhold etableres gjennom fenotyper. Tvert imot, molekylær systematikk og molekylær evolusjon har vist den løpende kraften til sekvensene av biologiske makromolekyler.

Dette gjelder spesielt takket være fremskritt innen stadig kraftigere og tilgjengelige DNA-sekvenseringsteknikker. Analysen av DNA- og proteinsekvenser har fullstendig revolusjonert vårt syn på slektskapsforhold mellom arter. Faktisk har de gitt en helt ny topologi til selve livets tre.

Hvis vi sammenligner nukleotidsekvensen til et bestemt gen mellom forskjellige arter, kan vi også finne synapomorfier. Aminosyresekvensene til proteiner kan også gi denne informasjonen.

Disse har vist seg å være veldig nyttige i studier av systematikk, fylogeni og evolusjon. Faktisk må for øyeblikket ethvert forslag om et fylogenetisk slektskapsforhold, beskrivelse av arter, evolusjonsforløp osv. Støttes av molekylære data.

Denne integrerende og flerfaglige visjonen har tydeliggjort mange av tvilene til at enkel morfologi og fossilprotokollen ikke tillot å løse tidligere.

referanser

1. Hall, BK (2003) Nedstigning med modifisering: enheten som ligger til grunn for homologi og homoplasy sett gjennom en analyse av utvikling og evolusjon. Biologiske anmeldelser av Cambridge Philosophical Society, 78: 409-433.
2. Hall, BK (2007) Homoplasy and homology: dichotomy or continuum? 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 evolusjon: en fylogenetisk tilnærming. Blackwell Publishing Ltd.
5. Scotland, RW (2010) Deep homology: a view from systematics. BioEssays, 32: 438-449.