SYNAPOMORFIE: DEFINICE A PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Synapomorphy je libovolný znak, který je jedinečný pro skupinu druhů a společného předka, který je definuje. Termín pochází z řečtiny a znamená „na základě sdílené formy“.

Synapomorfie umožňují definovat taxony v oblasti evoluční biologie. Proto mají interpretační hodnotu pouze v rámci taxonomické úrovně, na které mluví. To znamená, že jsou relativní.

Savci

Synapomorfie jsou odvozené znaky, které definují bod divergence, při kterém taxon sledoval jinou evoluční cestu než sesterský taxon. Synapomorfie je homologie mezi druhy stejného taxonu, které je sdílejí.

Například mléčné žlázy jsou synapomorfou savců, kterou definují. Je to postava sdílená všemi členy třídy Mammalia, která má být monofyletická. Jinými slovy, všichni jeho členové sdílejí stejný původ a žádný není mimo takto definovaný taxon.

Synapomorfie je termín používaný kladistickou školou systematické biologie. Podle toho lze všechny živé bytosti klasifikovat na základě odvozených charakteristik. Kromě toho lze na základě této analýzy vzít v úvahu také evoluční historii druhu a příbuzenské vztahy mezi nimi.

Užitečnost synapomorfií v evoluční analýze

Pouze synapomorfie definují monofonii daného taxonu. Ačkoli se zdá, že některé druhy nevykazují přítomnost postavy, existují dva způsoby, jak ji interpretovat.

Někdy se v jedinečných a skupinově specifických vývojových trajektoriích charakter ztratil sekundárním způsobem. To znamená, že druh nebo skupiny druhů pocházejí od předků, kteří sdílejí charakter.

Klasický případ je u kytovců, kteří, přestože jsou savci, nemají vlasy. Vlasy jsou další synapomorfou savců.

Druhým důvodem je výskyt pokročilého stádia změny postav ve skupině, která se zdá, že ji nemá. To znamená, že představují modifikovanou synapomorfii. To je případ redukce zadních křídel transformovaných na ohlávku u hmyzu třídy Diptera.

Unikátní trajektorie

Synapomorfie jsou v každém případě znaky používané k definování evolučních studijních skupin v kladistice. Synapomorfie musí být výsledkem jedinečné trajektorie.

To znamená, že ke složité řadě mutací (na všech úrovních a všeho druhu), které vedly k jeho zjevení v předku a jeho potomcích, došlo jen jednou.

Pokud se zdá, že jiná skupina ukazuje postavu, lze ji analyzovat, pokud to, co bylo pozorováno, není analogie místo homologie. To znamená, že dvě různé skupiny mohly dosáhnout podobného charakteru různými způsoby. To je to, co se v evoluční biologii nazývá homoplasie.

Předkové postavy

Nakonec simplesiomorfie představují předkové postavy. To znamená, že jsou sdíleny dvěma příbuznými taxony společným předkem. Synapomorfie očividně oddělují dvě taxony a definují je jako takové (to je odlišné).

Příklady synapomorfií

Příklady, které uvedeme později, se týkají dvou velkých skupin živých bytostí. Synapomorfie však lze nalézt na jakékoli úrovni hierarchické stupnice klasifikace živých bytostí.

To znamená, že každý taxon je takto definován přesně proto, že existuje alespoň jedna synapomorfie, která jej definuje.

Akordové

Chordáti jsou skupina zvířat (s hodností kmene), která jsou charakterizována prezentací notochordu nebo dorzální šňůry v určitém okamžiku jejich vývoje.

Představují četné evoluční pokroky a dokázali kolonizovat v podstatě všechny dostupné stanoviště na planetě.

Největší skupina akordů je skupina Vertebrata. Chordáty mají jedinečné nebo exkluzivní znaky (synapomorfie), které je definují, včetně:

- Přítomnost hřbetní šňůry mezi trávicí a nervovou trubicí.

- Přítomnost hřbetní nervové trubice.

- Segmentální podélné svaly.

- Otvory hltanu.

- Endostyle (pláštěnky, ampule, lampy larev): pokročilým homologním znakem je štítná žláza u obratlovců.

- Postnatální ocas.

Mnoho z těchto synapomorfií vyvolalo v těchto skupinách zvířat jedinečné evoluční specializace. Například notochord vedl ke stavovcům v obratlovcích.

Spermatofyty

Spermatofyty představují monofytickou skupinu vaskulárních rostlin, která zahrnuje všechny rostliny produkující semena.

Proto synapomorfie, která definuje skupinu, je produkce semen, nikoli přítomnost vaskulárního systému, protože ji mají i jiné bezsemenné rostliny. To znamená, že každá sazenice je vaskulární, ale ne každá vaskulární rostlina produkuje semena.

Je to skupina rostlin, která má největší biologickou rozmanitost, nejrozsáhlejší geografické rozšíření a nejúspěšnější ekologické adaptace. Mezi synapomorfiemi semenných rostlin najdeme:

- Produkce osiva.

- Výroba „sekundárního“ xylému, alespoň rodovým způsobem.

- Axilární větvení.

Spermatofyty jsou zase rozděleny do dvou velkých monofyletických skupin: gymnospermy a angiospermy nebo kvetoucí rostliny. Každá z nich má společné synapomorfie pro druhy, které je tvoří.

Molekulární synapomorfie

Nelze pochopit, že veškerá synapomorfie je morfologická, strukturální nebo funkční. To znamená, že ne všechny příbuzenské vztahy jsou vytvářeny fenotypy. Naopak molekulární systematika a molekulární evoluce prokázaly rozlišovací schopnost sekvencí biologických makromolekul.

To platí zejména díky pokroku ve stále výkonnějších a přístupnějších technikách sekvenování DNA. Analýza DNA a proteinových sekvencí zcela převratila náš pohled na příbuzenské vztahy mezi druhy. Ve skutečnosti dali zcela nové topologii samotnému stromu života.

Pokud porovnáme nukleotidovou sekvenci konkrétního genu mezi různými druhy, můžeme také najít synapomorfie. Aminokyselinové sekvence proteinů mohou také poskytovat tuto informaci.

Ukázalo se, že jsou velmi užitečné ve studiích systematiky, fylogeneze a evoluce. Ve skutečnosti musí být v současnosti jakýkoli návrh fylogenetického příbuzenství, popis druhu, vývojová trajektorie atd. Podložen molekulárními daty.

Tato integrativní a multidisciplinární vize objasnila mnoho pochybností, které jednoduchá morfologie a fosilní záznamy v minulosti neumožnily vyřešit.

Reference

1. Hall, BK (2003) Sestup s úpravou: jednota, která je základem homologie a homoplasie, jak je vidět prostřednictvím analýzy vývoje a vývoje. Biological Reviews of Cambridge Philosophical Society, 78: 409-433.
2. Hall, BK (2007) Homoplasie a homologie: dichotomie nebo kontinuum? Journal of Human Evolution, 52: 473-479.
3. Loconte, H., Stevenson, DW (1990) Cladistics of Spermatophyta. Brittonia, 42: 197-211.
4. Page, RDM, Holmes, EC (1998). Molekulární evoluce: fylogenetický přístup. Blackwell Publishing Ltd.
5. Scotland, RW (2010) Hluboká homologie: pohled ze systematiky. BioEssays, 32: 438-449.