CO TO JEST APOMORFIA? (Z PRZYKŁADAMI) - BIOLOGIA - 2025

Apomorfia w kladystycznym terminologii, to stan pochodzący z charakterem. Ten stan można by sklasyfikować jako „nowy”, jeśli porównamy go z bliskimi przodkami.

Jeśli znak apomorficzny jest współdzielony między dwiema lub więcej grupami, jest znany jako synapomorfia, a jeśli znak jest unikalny dla grupy, nazywa się to autapomorfią. Synapomorfie są kluczowymi elementami kladyzmu.

U ssaków włosy są uważane za apomorfię.
Źródło: pixabay.com

Odwrotną koncepcją apomorfii jest pleziomofia, która odnosi się do charakteru przodków lub prymitywów.

Definiowanie znaku jako absolutnie apormoficznego byłoby niepoprawne, ponieważ pojęcia te mają zastosowanie w sposób względny. Oznacza to, że wymagają porównania z inną grupą, aby określić status postaci.

Na przykład kręgosłup jest postacią apomorficzną z grupy kręgowców. Ale jeśli przyjmiemy pozycję tej struktury u ptaka w stosunku do innych kręgowców, cecha jest plezjomorficzna.

Ta terminologia jest szeroko stosowana w dziedzinie biologii ewolucyjnej i jest bardzo przydatna przy opisywaniu istniejących związków filogenetycznych między istotami organicznymi.

Co to jest apomorfia?

Apomorfia odnosi się do stanu wywodzącego się z określonego charakteru, to znaczy do ewolucyjnej nowości w grupie, jeśli porównuje się go z innym pobliskim taksonem przodków, któremu brakuje badanej cechy.

Cechy te pojawiają się u ostatniego wspólnego przodka omawianej grupy lub jest to cecha, która ewoluuje niedawno i pojawia się tylko w grupie gatunków pokrewnych.

Natomiast terminem przeciwnym jest pleziomorfia. W nich postacie powstają w odległym wspólnym przodku, więc są określane jako prymitywne.

Jednak terminy „zaawansowany” i „prymitywny” są często pomijane przez biologów ewolucyjnych, ponieważ implikują one skalę doskonałości, na którą nie ma miejsca pod pryzmatem ewolucji.

W rzeczywistości plezjomorfie można uznać za apomorfie, które są „głębsze” w filogenezie. Stanie się to jaśniejsze dzięki przykładom, które zostaną omówione w następnej sekcji.

Synapormorfie i autopomorfie

Wspominając o apomorfiach, konieczne jest rozróżnienie między terminami, które się z niej wywodzą: synapormorfie i autopomorfie.

Gdy cechą jest apomorfia i jest ona również wspólna dla członków grupy, używany jest termin synapormofia lub wspólne znaki pochodne.

Z drugiej strony, gdy pochodny charakter jest unikalny dla taksonu, nazywane jest to samo-morfingiem. Na przykład jedną z takich nieanatomicznych postaci jest mowa u ludzi, ponieważ jesteśmy jedyną grupą z tą osobliwą cechą.

Źródło: Biotoscano, źródło Wikimedia Commons

Przykłady apomorfii

Apomorfie u ptaków

Ptaki to latające kręgowce składające się z około 18 000 gatunków. Można wyróżnić kilka apomorfii, które pozwalają na odróżnienie ptaków od pozostałych kręgowców.

Pióra są uważane za apomorfię na skrzydłach. Ponieważ są unikalne dla klasy Aves, są autapomorfiami. Jeśli weźmiemy grupę w obrębie ptaków, przypuśćmy, jakąś rodzinę lub jakiś rodzaj, pióra byłyby przodkami.

Apomorfie u ssaków

Ssaki to grupa kręgowców owodniowych, składająca się z prawie 5500 gatunków. W ramach tej grupy istnieje szereg ewolucyjnych nowości, które niewątpliwie charakteryzują tę grupę.

Włosy ssaków są uważane za charakter apomorficzny, ponieważ pozwalają odróżnić ssaki od innych grup kręgowców, takich jak na przykład gady.

Ponieważ włosy są cechą wspólną dla wszystkich ssaków, jest to również synapomorfia ogólnie ssaków. To samo dotyczy gruczołów mlecznych lub trzech małych kości ucha środkowego.

W obrębie ssaków istnieje kilka grup. Każdy z tych porządków ma swoje własne apomorfie. Na przykład u naczelnych wyraźnie widać, że kciuk przeciwstawny jest cechą pochodną, ​​której nie ma w żadnej innej grupie ssaków.

Jednak, jak widzieliśmy, rozróżnienia między apomorfiami i innymi stanami charakteru są względne. To, co uważamy za charakter apomorficzny dla dużego kladu, może być uznane za plezjomorficzne, jeśli spojrzymy na to z punktu widzenia mniejszego kladu zagnieżdżonego w większym.

Apomorfie u owadów

U owadów istnieje podklasa zwana Pterygota, zdefiniowana przez obecność skrzydeł. W rzeczywistości termin „Pterygota” pochodzi od greckiego pterygous, co oznacza „skrzydlaty”.

W ten sposób we wspomnianej podklasie skrzydła mają charakter apormorficzny. Jeśli przejdziemy do rzędu owadów Lepidoptera, skrzydła mają charakter plezjomorficzny.

Kladyzm i synapomorfie

Co to jest kladyzm?

Kladyzm - znany również jako systematyka filogenetyczna lub klasyfikacja filogenetyczna - to szkoła klasyfikacji, która opiera swój system na wspólnych cechach pochodnych jednostek.

W ten sposób istoty organiczne, które mają wspólne specyficzne cechy pochodne, są grupowane i oddzielane od tych grup, które nie posiadają danej cechy.

Grupy utworzone za pomocą tej metodologii nazywane są kladami i składają się z ostatniego wspólnego przodka i wszystkich jego potomków.

Relacje te są przedstawiane graficznie w hierarchicznym wzorze rozgałęzienia (lub drzewie) zwanym kladogramem. Klady mogą być zagnieżdżane, jeden w drugim.

Grupy monofiletyczne, parafiletyczne i polifiletyczne

Teraz, korzystając z poprzedniego przykładu skrzydlatych i nieskrzydłych owadów, możemy zrozumieć, jak cladism odnosi się do terminów omówionych w tym artykule.

Krytycznym aspektem rozpoznawania grup monofiletycznych są synapomorfie, a nie plezjomorfie. Dlatego grupowanie na podstawie plezjomorfii tworzy grupy parafiletyczne.

Na przykład skrzydła są synapomorfiami, które jednoczą skrzydlate owady w monofiletycznej grupie Pterygota. Zanim pojawiła się ewolucyjna nowość skrzydeł, owadom wyraźnie ich brakowało. Tak więc brak skrzydeł ma charakter prymitywny.

Jeśli pogrupujemy owady posługując się cechą braku skrzydeł, otrzymamy parafiletyczną grupę Apterygota.

Dlaczego jest parafiletyczna? Ponieważ niektóre bezskrzydłe owady są bliżej spokrewnione z owadami skrzydlatymi niż inne bezskrzydłe gatunki owadów.

Wreszcie, grupy polifiletyczne są oparte na zbieżnych postaciach, które nie mają wspólnego ewolucyjnego pochodzenia. Gdybyśmy utworzyli grupę latających zwierząt, z owadami, ptakami i nietoperzami, byłaby to wyraźnie grupa polifiletyczna - te trzy grupy zwierząt nie odziedziczyły ruchu powietrznego po wspólnym przodku.

Bibliografia

1. Choudhuri, S. (2014). Bioinformatyka dla początkujących: geny, genomy, ewolucja molekularna, bazy danych i narzędzia analityczne. Elsevier.
2. Grimaldi, D., Engel, MS i Engel, MS (2005). Ewolucja owadów. Cambridge University Press.
3. Hawksworth, DL (2010). Terminy używane w bionomenklaturze. GBIF.
4. Losos, JB (2013). Przewodnik po ewolucji Princeton. Princeton University Press.
5. Singh, G. (2016). Systematyka instalacji: podejście zintegrowane. CRC Press.