SYNAPOMORPHY: DEFINITIE EN VOORBEELDEN - BIOLOGIE - 2026

Een synapomorfie is elk karakter dat uniek is voor een groep soorten en de gemeenschappelijke voorouder die ze definieert. De term komt uit het Grieks en betekent "gebaseerd op de gedeelde vorm".

Synapomorfieën maken het mogelijk taxa te definiëren op het gebied van evolutionaire biologie. Daarom hebben ze alleen interpretatieve waarde binnen het taxonomische niveau waarop ze spreken. Dat wil zeggen, ze zijn relatief.

Zoogdieren

Synapomorfieën zijn afgeleide karakters die een divergentiepunt definiëren waarop een taxon een ander evolutionair pad volgde dan een zustertaxon. Een synapomorfie is een homologie tussen soorten van hetzelfde taxon die het delen.

De melkklieren zijn bijvoorbeeld een synapomorfie van zoogdieren, die ze definiëren. Het is een personage dat wordt gedeeld door alle leden van de klasse Mammalia, die verondersteld wordt monofyletisch te zijn. Met andere woorden, al zijn leden hebben dezelfde oorsprong, en geen ervan bevindt zich buiten het aldus gedefinieerde taxon.

Synapomorfie is een term die wordt gebruikt door de cladistische school van systematische biologie. Volgens dit kunnen alle levende wezens worden geclassificeerd op basis van hun afgeleide kenmerken. Bovendien kunnen uit deze analyse ook de evolutionaire geschiedenis van de soort en de verwantschapsrelaties tussen hen worden beschouwd.

Gebruik van synapomorfieën in evolutionaire analyse

Alleen synapomorfieën definiëren de monofyie van een bepaald taxon. Hoewel sommige soorten de aanwezigheid van het personage niet lijken te tonen, zijn er twee manieren om het te interpreteren.

Soms ging in unieke en groepsspecifieke evolutionaire trajecten karakter verloren op een secundaire manier. Dat wil zeggen, de soort of groepen soorten zijn afkomstig van voorouders die het karakter deelden.

Een klassiek geval is dat van walvisachtigen die, ondanks dat ze zoogdieren zijn, geen haar hebben. Haren zijn een andere synapomorfie van zoogdieren.

Een tweede reden is het verschijnen van een vergevorderd stadium van karakterverandering in een groep die het niet lijkt te hebben. Dat wil zeggen, ze presenteren een gemodificeerde synapomorfie. Dit is het geval bij de verkleining van de achtervleugels die zijn omgevormd tot halsters bij de insecten van de klasse Diptera.

Uniek traject

In ieder geval zijn synapomorfieën de karakters die worden gebruikt om de evolutionaire studiegroepen in cladistiek te definiëren. Om als zodanig te worden beschouwd, moet een synapomorfie het resultaat zijn geweest van een uniek traject.

Dat wil zeggen, de complexe reeks mutaties (op alle niveaus en van alle soorten) die leidde tot zijn verschijning in de voorouder en zijn nakomelingen, kwam slechts één keer voor.

Als een andere groep het karakter lijkt te vertonen, kan worden geanalyseerd of wat wordt waargenomen geen analogie is in plaats van homologie. Dat wil zeggen dat twee verschillende groepen op verschillende manieren een soortgelijk karakter kunnen hebben bereikt. Dit is wat in de evolutiebiologie homoplasie wordt genoemd.

Voorouderlijke karakters

Ten slotte vertegenwoordigen de simplesiomorphies de voorouderlijke karakters. Dat wil zeggen, degenen die worden gedeeld door twee verwante taxa door een gemeenschappelijke voorouder. Synapomorfieën scheiden duidelijk de twee taxa en definiëren ze als zodanig (dat wil zeggen, onderscheiden).

Voorbeelden van synapomorfieën

De voorbeelden die we later zullen geven, hebben betrekking op twee grote groepen levende wezens. Synapomorfieën zijn echter te vinden op elk niveau van de hiërarchische classificatieschaal van levende wezens.

Dat wil zeggen, elk taxon wordt op die manier precies gedefinieerd omdat er ten minste één synapomorfie is die het definieert.

Chordaten

Chordaten zijn een groep dieren (met phylum-rangschikking) die worden gekenmerkt door het presenteren van een notochord of rugkoord op een bepaald punt in hun ontwikkeling.

Ze laten talrijke evolutionaire vorderingen zien en zijn in staat geweest om praktisch elke beschikbare habitat op de planeet te koloniseren.

De grootste groep chordaten is die van de klasse Vertebrata. Chordaten hebben unieke of exclusieve karakters (synapomorfieën) die ze definiëren, waaronder:

- Aanwezigheid van een rugkoord tussen de spijsverterings- en zenuwbuizen.

- Aanwezigheid van een dorsale neurale buis.

- Segmentale longitudinale spieren.

- Faryngeale openingen.

- Endostyle (manteldieren, amfoxen, lampreilarven): het geavanceerde homologe karakter is de schildklier bij gewervelde dieren.

- Post-anale staart.

Veel van deze synapomorfieën gaven aanleiding tot unieke evolutionaire specialisaties binnen deze groepen dieren. De notochord bijvoorbeeld gaf aanleiding tot de wervelkolom bij gewervelde dieren.

Spermatofyten

Spermatofyten vertegenwoordigen de monofyletische groep vaatplanten die alle zaden omvat.

Daarom is de synapomorfie die de groep definieert de productie van zaden, niet de aanwezigheid van een vasculair systeem, aangezien andere pitloze planten het ook hebben. Dat wil zeggen, elke zaailingplant is vasculair, maar niet elke vasculaire plant produceert zaden.

Het is de groep planten met de grootste biologische diversiteit, de meest uitgebreide geografische spreiding en de meest succesvolle ecologische aanpassingen. Onder de synapomorfieën van zaadplanten vinden we:

- Zaadproductie.

- Productie van een "secundair" xyleem, althans op voorouderlijke wijze.

- Axillaire vertakking.

Spermatofyten zijn op hun beurt verdeeld in twee grote monofyletische groepen: gymnospermen en angiospermen of bloeiende planten. Elk van hen heeft synapomorfieën die gemeenschappelijk zijn voor de soort waaruit ze bestaan.

Moleculaire synapomorfie

Het moet niet duidelijk zijn dat alle synapomorfie morfologisch, structureel of functioneel is. Dat wil zeggen, niet alle verwantschapsrelaties worden tot stand gebracht door middel van fenotypes. Integendeel, moleculaire systematiek en moleculaire evolutie hebben het oplossend vermogen van de sequenties van biologische macromoleculen aangetoond.

Dit is met name het geval dankzij de vooruitgang in steeds krachtigere en toegankelijkere technieken voor DNA-sequentiebepaling. De analyse van DNA- en eiwitsequenties heeft onze kijk op verwantschapsrelaties tussen soorten volledig radicaal veranderd. In feite hebben ze een geheel nieuwe topologie aan de levensboom zelf gegeven.

Als we de nucleotidesequentie van een bepaald gen tussen verschillende soorten vergelijken, kunnen we ook synapomorfieën vinden. De aminozuursequenties van eiwitten kunnen deze informatie ook leveren.

Deze zijn zeer nuttig gebleken in studies van systematiek, fylogenie en evolutie. In feite moet momenteel elk voorstel voor een fylogenetische verwantschapsrelatie, beschrijving van soorten, evolutietraject, enz., Worden ondersteund door moleculaire gegevens.

Deze integratieve en multidisciplinaire visie heeft veel van de twijfels opgehelderd die in het verleden niet konden worden opgelost door eenvoudige morfologie en het fossielenbestand.

Referenties

1. Hall, BK (2003) Afdaling met modificatie: de eenheid die ten grondslag ligt aan homologie en homoplasie zoals gezien door een analyse van ontwikkeling en evolutie. Biologische beoordelingen van de Cambridge Philosophical Society, 78: 409-433.
2. Hall, BK (2007) Homoplasie en homologie: dichotomie of continuüm? Journal of Human Evolution, 52: 473-479.
3. Loconte, H., Stevenson, DW (1990) Cladistics of the Spermatophyta. Brittonia, 42: 197-211.
4. Pagina, RDM, Holmes, EC (1998). Moleculaire evolutie: een fylogenetische benadering. Blackwell Publishing Ltd.
5. Schotland, RW (2010) Diepe homologie: een blik vanuit de systematiek. BioEssays, 32: 438-449.