Sinapomorfia: qué es, definición y ejemplos
¿Qué es una sinapomorfia?
Una sinapomorfia es todo carácter exclusivo y compartido por un grupo de especies y del ancestro común que los define. El término proviene del griego y significa “con base en la forma compartida”.
Las sinapomorfias permiten definir los taxones en el campo de la biología evolutiva. Son caracteres derivados que definen un punto de divergencia en el cual un taxón siguió una trayectoria evolutiva distinta a un taxón hermano. Una sinapomorfia es una homología entre las especies del mismo taxón que la comparten.
Son útiles para definir la monofilia del grupo de taxones que la comparten. Recordemos que la monofilia es un grupo en el que todos los organismos han evolucionado a partir de una población ancestral común, y todos sus descendientes están incluidos en el grupo.
Por ejemplo, las glándulas mamarias son una sinapomorfia de los mamíferos, a los cuales define. Es un carácter compartido por todos los miembros de la clase Mammalia, que se supone es monofilética. Es decir, todos sus miembros comparten el mismo origen, y ninguno queda por fuera del taxón así definido.
La sinapomorfia es un término empleado por la escuela cladista de la biología sistemática. Según esta, todos los seres vivos pueden clasificarse a partir de sus características derivadas.
Además, de este análisis puede también plantearse la historia evolutiva de las especies y las relaciones de parentesco entre ellas.
Utilidad de las sinapomorfias en el análisis evolutivo
Solo las sinapomorfias definen la monofilia de un taxón dado. Aunque algunas especies parecieran no mostrar la presencia del carácter, hay dos maneras de interpretarlo.
En ocasiones, en trayectorias evolutivas únicas y específicas de un grupo, el carácter se perdió de manera secundaria. Es decir, la especie o grupos de especies derivan de ancestros que compartían el carácter.
Un caso clásico es el de los cetáceos que, a pesar de ser mamíferos, no presentan pelos. Los pelos son otra sinapomorfia de los mamíferos.
Una segunda razón es la aparición de un estadio avanzado de cambio del carácter en un grupo que pareciera no tenerlo. Es decir, presentan una sinapomorfia modificada. Este es el caso de la reducción de las alas posteriores transformadas en halterios en los insectos de la clase Díptera.
Trayectoria única
En cualquier caso, las sinapomorfias son los caracteres empleados para definir los grupos de estudio evolutivo en la cladística. Para ser considerado como tal, una sinapomorfia debe haber resultado de una trayectoria única.
Es decir, la serie compleja de mutaciones (a todo nivel y de todo tipo) que condujo a su aparición en el ancestro y sus descendientes ocurrió solo una vez.
Si otro grupo pareciera mostrar el carácter, se puede analizar si lo observado no es analogía en lugar de homología. Es decir, dos grupos distintos pueden haber llegado a un carácter semejante por vías distintas. Es lo que en biología evolutiva se denomina homoplasia.
Caracteres ancestrales
Las simplesiomorfias representan los caracteres ancestrales. Es decir, aquellos compartidos por dos taxones emparentados por ancestro común. Las sinapomorfias, obviamente, separan los dos taxones y los definen como tales (es decir, distintos).
Ejemplos de sinapomorfias
Los ejemplos que daremos más adelante conciernen a dos grandes grupos de seres vivos. Sin embargo, las sinapomorfias pueden ser encontradas a cualquier nivel de la escala jerárquica de clasificación de los seres vivos.
Es decir, todo taxón es definido así precisamente porque hay al menos una sinapomorfia que lo define.
Cordados
Los cordados son un grupo de animales (con rango de filo) que se caracterizan por presentar un notocordio o cuerda dorsal en algún momento de su desarrollo.
Presentan numerosos avances evolutivos y han sido capaces de colonizar básicamente todos los hábitats disponibles del planeta.
El grupo más numeroso de cordados es el de la clase Vertebrata. Los cordados poseen caracteres únicos o exclusivos (sinapomorfias) que los definen, y que incluyen:
– Presencia de una cuerda dorsal entre el tubo digestivo y el nervioso.
– Presencia de un tubo neural dorsal.
– Musculatura longitudinal segmentaria.
– Aberturas faríngeas.
– Endostilo (tunicados, anfioxos, larvas de lampreas): el carácter homólogo avanzado es la glándula tiroides en los vertebrados.
– Cola postanal.
Muchas de estas sinapomorfias dieron origen a especializaciones evolutivas únicas dentro de estos grupos de animales. El notocordio, por ejemplo, dio origen a la columna vertebral en vertebrados.
Espermatofitas
Las espermatofitas representan al grupo monofilético de plantas vasculares que agrupa a todas las que producen semillas.
Por lo tanto, la sinapomorfia que define al grupo es la producción de semillas, no la presencia de un sistema vascular, ya que otras plantas sin semillas también lo tienen. Es decir, toda planta con semilla es vascular, pero no toda planta vascular produce semillas.
Es el grupo de plantas que presenta la diversidad biológica más grande, la distribución geográfica más extensa y las adaptaciones ecológicas más exitosas. Entre las sinapomorfias de las plantas con semillas encontramos:
– Producción de semillas.
– Producción de un xilema “secundario”, al menos de forma ancestral.
– Ramificación axilar.
Las espermatofitas, a su vez, se dividen en dos grandes grupos monofiléticos: las gimnospermas, y las angiospermas, o plantas con flores. Cada una de ellas presenta sinapomorfias comunes a las especies que las comprenden.
Sinapomorfia molecular
No debe entenderse que toda sinapomorfia es morfológica, estructural o funcional. Es decir, no toda relación de parentesco se establece a través de fenotipos. Por el contrario, la sistemática molecular y la evolución molecular han demostrado el poder resolutivo de las secuencias de las macromoléculas biológicas.
Esto es particularmente cierto, gracias al avance en técnicas de secuenciación del ADN cada vez más poderosas y accesibles. El análisis de las secuencias de ADN y proteínas han revolucionado completamente nuestra visión de las relaciones de parentesco entre las especies. De hecho, le han dado una topología completamente nueva al mismo árbol de la vida.
Si comparamos la secuencia de nucleótidos de un gen particular entre distintas especies, podemos encontrar también sinapomorfias. Las secuencias de aminoácidos de las proteínas también pueden brindar esta información.
Estas han demostrado ser muy útiles en los estudios de sistemática, filogenia y evolución. De hecho, en la actualidad toda propuesta de relación de parentesco filogenético, descripción de especies, trayectoria evolutiva, etc., debe estar sustentada con datos moleculares.
Esta visión integrativa y multidisciplinaria ha permitido aclarar muchas de las dudas que la simple morfología y el registro fósil no permitían resolver en el pasado.
Referencias
- Loconte, H., Stevenson, D. W. (1990) Cladistics of the Spermatophyta. Brittonia.
- Page, R. D. M., Holmes, E. C. (1998). Molecular evolution: a phylogenetic approach. Blackwell Publishing Ltd.
- Scotland, R. W. (2010). Deep homology: a view from systematics. BioEssays.