СИНАПОМОРФИЯ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЯ - 2025

А synapomorphy е всеки знак, който е уникален за група от видове и общ прародител, който ги определя. Терминът идва от гръцки и означава „въз основа на споделената форма“.

Синапоморфиите позволяват да се определят таксоните в областта на еволюционната биология. Следователно те имат интерпретационна стойност само в рамките на таксономичното ниво, на което говорят. Тоест, те са относителни.

Бозайниците

Синапоморфиите са производни знаци, които определят точка на дивергенция, при която таксон последва различен еволюционен път от сестрински таксон. Синапоморфия е хомология между видовете от един и същ таксон, които я споделят.

Млечните жлези например са синапоморфия на бозайниците, която те определят. Това е характер, споделян от всички членове на класа Mammalia, който се предполага, че е монофилетен. С други думи, всички негови членове имат един и същ произход и никой не е извън така дефинирания таксон.

Синапоморфия е термин, използван от кладистичната школа на систематичната биология. Според това всички живи същества могат да бъдат класифицирани въз основа на техните производни характеристики. Освен това от този анализ може да се вземе предвид и еволюционната история на вида и родствените връзки между тях.

Полезност на синапоморфиите в еволюционния анализ

Само синапоморфиите определят монофилията на даден таксон. Въпреки че някои видове изглежда не показват присъствието на характера, има два начина да се интерпретира.

Понякога, в уникални и специфични за групата еволюционни траектории, характерът се губи по вторичен начин. Тоест видовете или групите видове произлизат от предци, които са споделяли характера.

Класически случай е този на китоподобните, които, въпреки че са бозайници, нямат коса. Космите са друга синапоморфия на бозайниците.

Втора причина е появата на напреднал етап на промяна на характера в група, която изглежда не я има. Тоест, те представят модифицирана синапоморфия. Такъв е случаят с намаляването на задните крила, превърнати в халтери в насекомите от клас Diptera.

Уникална траектория

Във всеки случай синапоморфиите са знаците, използвани за определяне на еволюционните проучвателни групи в кладистиката. За да се счита за такава, синапоморфията трябва да е резултат от уникална траектория.

Тоест сложната поредица от мутации (на всички нива и от всякакъв вид), които доведоха до появата му в прародителя и неговите потомци, се случиха само веднъж.

Ако друга група изглежда показва характера, тя може да бъде анализирана, ако наблюдаваното не е аналогия, а не хомология. Тоест две различни групи може да са достигнали подобен характер по различен начин. Това е, което в еволюционната биология се нарича хомоплазия.

Прародителни герои

И накрая, симплезиоморфиите представят героите на предците. Тоест тези, които се споделят от две свързани таксони от общ прародител. Синапоморфиите очевидно разделят двата таксона и ги определят като такива (тоест различни).

Примери за синапоморфии

Примерите, които ще дадем по-късно, се отнасят за две големи групи живи същества. Синапоморфиите обаче могат да бъдат открити на всяко ниво на йерархичната скала на класификация на живите същества.

Тоест, всеки таксон е дефиниран по този начин точно, защото има поне една синапоморфия, която го определя.

Chordates

Хордатите са група животни (с ранг на тила), които се характеризират с представяне на нотохорда или дорзална връв в определен момент от развитието си.

Те представят множество еволюционни постижения и успяха да колонизират основно всяко налично местообитание на планетата.

Най-голямата група хордати е тази от клас Vertebrata. Хордатите имат уникални или изключителни знаци (синапоморфии), които ги определят, включително:

- Наличие на дорзална връв между храносмилателната и нервната тръба.

- Наличие на гръбначна неврална тръба.

- Сегментарни надлъжни мускули.

- фарингеални отвори.

- Ендостил (платнища, амфокси, ларви от ламбре): напредналият хомоложен характер е щитовидната жлеза при гръбначните животни.

- Пост-анална опашка.

Много от тези синапоморфии породиха уникални еволюционни специализации в рамките на тези групи животни. Нотохордът например създава гръбначния стълб при гръбначните животни.

семенни растения

Сперматофитите представляват монофилетичната група съдови растения, която включва всички, които произвеждат семена.

Следователно, синапоморфията, която определя групата, е производството на семена, а не наличието на съдова система, тъй като други растения без семена също имат такава. Тоест всяко растение за разсад е съдово, но не всяко съдово растение произвежда семена.

Това е групата растения, която има най-голямо биологично разнообразие, най-широко географско разпространение и най-успешните екологични адаптации. Сред синапоморфиите на семенните растения откриваме:

- Семепроизводство.

- Производство на "вторичен" ксилем, поне по предци.

- Аксиларно разклоняване.

Сперматофитите от своя страна се разделят на две големи монофилетни групи: gymnosperms и покритосеменни растения или цъфтящи растения. Всеки от тях има синапоморфии, общи за видовете, които ги съставят.

Молекулярна синапоморфия

Не трябва да се разбира, че цялата синапоморфия е морфологична, структурна или функционална. Тоест не всички родствени отношения се установяват чрез фенотипове. Напротив, молекулярната систематика и молекулярната еволюция демонстрират разделителната сила на поредиците от биологични макромолекули.

Това е особено вярно благодарение на напредъка във все по-мощните и достъпни техники за секвениране на ДНК. Анализът на ДНК и протеиновите последователности напълно промени революцията ни по отношение на родствените връзки между видовете. Всъщност те са дали изцяло нова топология на самото дърво на живота.

Ако сравним нуклеотидната последователност на определен ген между различни видове, можем да открием и синапоморфии. Аминокиселинните последователности на протеините също могат да предоставят тази информация.

Те се оказаха много полезни при проучвания на систематиката, филогенезата и еволюцията. Всъщност понастоящем всяко предложение за филогенетична родствена връзка, описание на видове, еволюционна траектория и т.н., трябва да бъде подкрепено от молекулярни данни.

Тази интегративна и мултидисциплинарна визия е изяснила много от съмненията, че обикновената морфология и изкопаемите данни не позволяват да се разрешат в миналото.

Препратки

1. Хол, BK (2003) Спускане с модификация: единството в основата на хомологията и хомоплазията, както се вижда чрез анализ на развитието и еволюцията. Биологични рецензии на Философското общество в Кеймбридж, 78: 409-433.
2. Хол, BK (2007) Хомоплазия и хомология: дихотомия или континуум? Journal of Human Evolution, 52: 473-479.
3. Loconte, H., Stevenson, DW (1990) Кладистика на сперматофитите. Бритония, 42: 197-211.
4. Page, RDM, Holmes, EC (1998). Молекулярна еволюция: филогенетичен подход. Blackwell Publishing Ltd.
5. Scotland, RW (2010) Дълбоката хомология: възглед от систематиката. BioEssays, 32: 438-449.