СИНАПОМОРФІЯ: ВИЗНАЧЕННЯ ТА ПРИКЛАДИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Синапоморфія це будь-який символ , який є унікальним для групи видів і загального предка , який визначає їх. Термін походить від грецької мови і означає "заснований на загальній формі".

Синапоморфії дозволяють визначити таксони в галузі еволюційної біології. Тому вони мають інтерпретаційне значення лише в межах таксономічного рівня, на якому вони говорять. Тобто вони відносні.

Ссавці

Синапоморфії - це похідні символи, які визначають точку розбіжності, при якій таксон пройшов інший еволюційний шлях від сестринського таксону. Синапоморфія - це гомологія між видами того ж таксону, які поділяють її.

Наприклад, молочні залози - це синапоморфія ссавців, яку вони визначають. Це персонаж, який поділяють усі члени класу «Маммалія», який повинен бути монофілетичним. Іншими словами, всі його члени мають однакове походження, і жоден не знаходиться за межами визначеного таксону.

Синапоморфія - термін, що використовується кладистичною школою систематичної біології. Відповідно до цього, всі живі істоти можна класифікувати виходячи з їх похідних характеристик. Крім того, з цього аналізу також може бути врахована еволюційна історія виду та споріднені зв’язки між ними.

Корисність синапоморфій в еволюційному аналізі

Тільки синапоморфії визначають монофілію даного таксону. Хоча деякі види не виявляють присутності персонажа, є два способи його інтерпретувати.

Іноді в унікальних та групових специфічних еволюційних траєкторіях характер втрачався вторинним чином. Тобто вид або групи видів походять від предків, які поділяли характер.

Класичний випадок - це китоподібні, які, незважаючи на те, що вони ссавці, не мають волосся. Волосся - ще одна синапоморфія ссавців.

Друга причина - поява передової стадії зміни характеру в групі, яка, здається, її не має. Тобто вони представляють модифіковану синапоморфію. Це випадок скорочення задніх крил, перетворених у комах у комах класу Diptera.

Унікальна траєкторія

У будь-якому випадку, синапоморфії - це символи, які використовуються для визначення еволюційних дослідницьких груп у кладистиці. Щоб вважатись такою, синапоморфія повинна бути результатом унікальної траєкторії.

Тобто складна серія мутацій (на всіх рівнях і всіляких), що призвели до її появи у предка та його нащадків, відбулася лише один раз.

Якщо інша група, здається, демонструє характер, її можна проаналізувати, якщо те, що спостерігається, не є аналогією, а не гомологією. Тобто дві різні групи, можливо, різними способами досягли подібного характеру. Це те, що в еволюційній біології називають гомоплазією.

Родові символи

Нарешті, симплезіоморфії представляють предкових персонажів. Тобто ті, які поділяються двома спорідненими таксонами спільним предком. Синапоморфії, очевидно, розділяють два таксони і визначають їх як такі (тобто виразні).

Приклади синапоморфій

Приклади, які ми наведемо згодом, стосуються двох великих груп живих істот. Однак синапоморфії можна знайти на будь-якому рівні ієрархічної шкали класифікації живих істот.

Тобто кожен таксон визначається саме так, оскільки існує хоча б одна синапоморфія, яка його визначає.

Хордати

Хордати - це група тварин (з типовим рангом), які характеризуються наявністю нотохорди або спинного канатика в певний момент свого розвитку.

Вони представляють численні еволюційні досягнення і змогли колонізувати в основному всі наявні місця проживання на планеті.

Найбільша група хордатів - група вертебратів. Хордати мають унікальні або ексклюзивні символи (синапоморфії), які визначають їх, включаючи:

- Наявність спинного канатика між травною та нервовою трубами.

- Наявність спинної нервової трубки.

- Сегментарні поздовжні м’язи.

- глоткові отвори.

- Ендостиль (муніципати, амфокси, личинки мряного дерева): передовим гомологічним характером є щитовидна залоза у хребетних.

- Пост-анальний хвіст.

Багато з цих синапоморфій породили унікальні еволюційні спеціалізації в цих групах тварин. Наприклад, нотохорда породила хребетний стовп у хребетних.

Сперматофіти

Сперматофіти являють собою монофілетичну групу судинних рослин, яка включає всі ті, що дають насіння.

Тому синапоморфія, яка визначає групу, - це виробництво насіння, а не наявність судинної системи, оскільки інші рослини без насіння також мають її. Тобто кожна розсада є судинною, але не кожна судинна рослина виробляє насіння.

Саме група рослин має найбільше біологічне різноманіття, найширше географічне поширення та найуспішніші екологічні адаптації. Серед синапоморфій насінних рослин ми знаходимо:

- Виробництво насіння.

- Виробництво "вторинної" ксилеми, принаймні по-предковому.

- Пахвове розгалуження.

Сперматофіти, у свою чергу, поділяються на дві великі монофілетичні групи: голонасінні, і покритонасінні або квітучі рослини. Кожна з них має спільні для видів, що їх складають, синапоморфії.

Молекулярна синапоморфія

Не слід розуміти, що вся синапоморфія є морфологічною, структурною або функціональною. Тобто, не всі родинні стосунки встановлюються через фенотипи. Навпаки, молекулярна систематика та молекулярна еволюція продемонстрували вирішальну силу послідовностей біологічних макромолекул.

Це особливо вірно завдяки вдосконаленню все більш потужних і доступних методик послідовності ДНК. Аналіз послідовностей ДНК та білків повністю змінив наш погляд на спорідненість між видами. Насправді вони дали абсолютно нову топологію самому дереву життя.

Якщо порівняти нуклеотидну послідовність певного гена між різними видами, ми можемо також знайти синапоморфії. Амінокислотні послідовності білків також можуть надати цю інформацію.

Вони виявились дуже корисними у дослідженнях систематики, філогенезу та еволюції. Насправді в даний час будь-які пропозиції щодо філогенетичної спорідненості, опису видів, еволюційної траєкторії тощо повинні підтримуватися молекулярними даними.

Це інтегративне та мультидисциплінарне бачення прояснило багато сумнівів у тому, що проста морфологія та копалини не дозволяли вирішити минуле.

Список літератури

1. Холл, Б.К. (2003) Спуск з модифікацією: єдність, що лежить в основі гомології та гомоплазії, як видно з аналізу розвитку та еволюції. Біологічні огляди Кембриджського філософського товариства, 78: 409-433.
2. Hall, BK (2007) Гомоплазія та гомологія: дихотомія чи континуум? Журнал людської еволюції, 52: 473-479.
3. Loconte, H., Stevenson, DW (1990) Кладистика сперматофітів. Брітонія, 42: 197-211.
4. Page, RDM, Holmes, EC (1998). Молекулярна еволюція: філогенетичний підхід. Компанія Blackwell Publishing Ltd.
5. Scotland, RW (2010) Глибока гомологія: погляд із систематики. BioEssays, 32: 438-449.