SYNAPOMORPHIE: DEFINITION UND BEISPIELE - BIOLOGIE - 2025

Eine Synapomorphie ist jedes Zeichen, das für eine Gruppe von Arten und den gemeinsamen Vorfahren, der sie definiert, einzigartig ist. Der Begriff stammt aus dem Griechischen und bedeutet "basierend auf der gemeinsamen Form".

Synapomorphien ermöglichen die Definition von Taxa im Bereich der Evolutionsbiologie. Daher haben sie nur innerhalb der taxonomischen Ebene, auf der sie sprechen, einen interpretativen Wert. Das heißt, sie sind relativ.

Säugetiere

Synapomorphien sind abgeleitete Zeichen, die einen Divergenzpunkt definieren, an dem ein Taxon einen anderen Entwicklungspfad als ein Schwestertaxon eingeschlagen hat. Eine Synapomorphie ist eine Homologie zwischen Arten desselben Taxons, die sie teilen.

Die Brustdrüsen zum Beispiel sind eine Synapomorphie von Säugetieren, die sie definieren. Es ist ein Charakter, den alle Mitglieder der Klasse Mammalia teilen, der monophyletisch sein soll. Mit anderen Worten, alle seine Mitglieder haben denselben Ursprung, und keiner liegt außerhalb des so definierten Taxons.

Synapomorphie ist ein Begriff, der von der kladistischen Schule für systematische Biologie verwendet wird. Demnach können alle Lebewesen anhand ihrer abgeleiteten Eigenschaften klassifiziert werden. Darüber hinaus können aus dieser Analyse auch die Evolutionsgeschichte der Arten und die Verwandtschaftsbeziehungen zwischen ihnen berücksichtigt werden.

Nützlichkeit von Synapomorphien in der Evolutionsanalyse

Nur Synapomorphien definieren die Monophyse eines bestimmten Taxons. Obwohl einige Arten das Vorhandensein des Charakters nicht zu zeigen scheinen, gibt es zwei Möglichkeiten, ihn zu interpretieren.

Manchmal ging in einzigartigen und gruppenspezifischen Entwicklungspfaden der Charakter auf sekundäre Weise verloren. Das heißt, die Arten oder Artengruppen stammen von Vorfahren ab, die den Charakter geteilt haben.

Ein klassischer Fall sind Wale, die, obwohl sie Säugetiere sind, keine Haare haben. Haare sind eine weitere Synapomorphie von Säugetieren.

Ein zweiter Grund ist das Auftreten eines fortgeschrittenen Stadiums der Charakteränderung in einer Gruppe, die es scheinbar nicht hat. Das heißt, sie präsentieren eine modifizierte Synapomorphie. Dies ist der Fall bei der Reduktion der Hinterflügel, die bei den Insekten der Klasse Diptera in Halfter umgewandelt wurden.

Einzigartige Flugbahn

In jedem Fall sind Synapomorphien die Zeichen, die zur Definition der evolutionären Studiengruppen in der Kladistik verwendet werden. Um als solche betrachtet zu werden, muss eine Synapomorphie aus einer eindeutigen Flugbahn resultiert haben.

Das heißt, die komplexe Reihe von Mutationen (auf allen Ebenen und aller Art), die zu ihrem Auftreten beim Vorfahren und seinen Nachkommen führten, trat nur einmal auf.

Wenn eine andere Gruppe den Charakter zu zeigen scheint, kann analysiert werden, ob das Beobachtete keine Analogie statt Homologie ist. Das heißt, zwei verschiedene Gruppen können auf unterschiedliche Weise einen ähnlichen Charakter erreicht haben. Dies wird in der Evolutionsbiologie als Homoplasie bezeichnet.

Ahnenfiguren

Schließlich repräsentieren die Simplesiomorphien die Ahnenzeichen. Das heißt, diejenigen, die von zwei verwandten Taxa von gemeinsamen Vorfahren geteilt werden. Synapomorphien trennen offensichtlich die beiden Taxa und definieren sie als solche (dh verschieden).

Beispiele für Synapomorphien

Die Beispiele, die wir später geben werden, betreffen zwei große Gruppen von Lebewesen. Synapomorphien können jedoch auf jeder Ebene der hierarchischen Skala der Klassifikation von Lebewesen gefunden werden.

Das heißt, jedes Taxon wird genau so definiert, weil es mindestens eine Synapomorphie gibt, die es definiert.

Akkordaten

Chordaten sind eine Gruppe von Tieren (mit Phylum-Rang), die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie zu einem bestimmten Zeitpunkt in ihrer Entwicklung ein Notochord oder Rückenmark aufweisen.

Sie stellen zahlreiche evolutionäre Fortschritte dar und konnten praktisch jeden verfügbaren Lebensraum auf dem Planeten besiedeln.

Die größte Gruppe von Akkordaten ist die der Klasse Vertebrata. Chordaten haben eindeutige oder exklusive Zeichen (Synapomorphien), die sie definieren, einschließlich:

- Vorhandensein eines Rückenmarks zwischen Verdauungs- und Nervenschlauch.

- Vorhandensein eines dorsalen Neuralrohrs.

- Segmentale Längsmuskulatur.

- Rachenöffnungen.

- Endostil (Manteltiere, Amphoxen, Neunauge-Larven): Der fortgeschrittene homologe Charakter ist die Schilddrüse bei Wirbeltieren.

- Postanaler Schwanz.

Viele dieser Synapomorphien führten zu einzigartigen evolutionären Spezialisierungen innerhalb dieser Tiergruppen. Der Notochord zum Beispiel führte bei Wirbeltieren zur Wirbelsäule.

Spermatophyten

Spermatophyten stellen die monophyletische Gruppe von Gefäßpflanzen dar, zu der alle gehören, die Samen produzieren.

Daher ist die Synapomorphie, die die Gruppe definiert, die Produktion von Samen, nicht das Vorhandensein eines Gefäßsystems, da dies auch bei anderen kernlosen Pflanzen der Fall ist. Das heißt, jede Sämlingspflanze ist vaskulär, aber nicht jede Gefäßpflanze produziert Samen.

Es ist die Gruppe von Pflanzen mit der größten biologischen Vielfalt, der größten geografischen Verbreitung und den erfolgreichsten ökologischen Anpassungen. Unter den Synapomorphien von Samenpflanzen finden wir:

- Samenproduktion.

- Herstellung eines "sekundären" Xylems, zumindest auf angestammte Weise.

- Achselverzweigung.

Spermatophyten wiederum werden in zwei große monophyletische Gruppen unterteilt: Gymnospermen und Angiospermen oder Blütenpflanzen. Jeder von ihnen hat Synapomorphien, die den Arten, aus denen sie bestehen, gemeinsam sind.

Molekulare Synapomorphie

Es versteht sich nicht, dass jede Synapomorphie morphologisch, strukturell oder funktionell ist. Das heißt, nicht alle Verwandtschaftsbeziehungen werden durch Phänotypen hergestellt. Im Gegenteil, die molekulare Systematik und die molekulare Evolution haben das Auflösungsvermögen der Sequenzen biologischer Makromoleküle gezeigt.

Dies gilt insbesondere dank der Fortschritte bei immer leistungsfähigeren und zugänglicheren DNA-Sequenzierungstechniken. Die Analyse von DNA- und Proteinsequenzen hat unsere Sicht auf Verwandtschaftsbeziehungen zwischen Arten völlig revolutioniert. Tatsächlich haben sie dem Baum des Lebens selbst eine ganz neue Topologie gegeben.

Wenn wir die Nukleotidsequenz eines bestimmten Gens zwischen verschiedenen Spezies vergleichen, können wir auch Synapomorphien finden. Die Aminosäuresequenzen von Proteinen können diese Information ebenfalls liefern.

Diese haben sich in Studien zu Systematik, Phylogenie und Evolution als sehr nützlich erwiesen. Tatsächlich muss derzeit jeder Vorschlag für eine phylogenetische Verwandtschaftsbeziehung, die Beschreibung von Arten, die Entwicklungsbahn usw. durch molekulare Daten gestützt werden.

Diese integrative und multidisziplinäre Vision hat viele der Zweifel geklärt, die die einfache Morphologie und der Fossilienbestand in der Vergangenheit nicht lösen konnten.

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