SYNAPOMORPHIE: DÉFINITION ET EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2025

Une synapomorphie est tout caractère qui est unique à un groupe d'espèces et l'ancêtre commun qui les définit. Le terme vient du grec et signifie «basé sur la forme partagée».

Les synapomorphies permettent de définir des taxons dans le domaine de la biologie évolutive. Par conséquent, ils n'ont une valeur interprétative qu'au niveau taxonomique auquel ils parlent. Autrement dit, ils sont relatifs.

Les mammifères

Les synapomorphies sont des caractères dérivés qui définissent un point de divergence auquel un taxon a suivi un chemin d'évolution différent d'un taxon frère. Une synapomorphie est une homologie entre des espèces du même taxon qui le partagent.

Les glandes mammaires, par exemple, sont une synapomorphie de mammifères, qu'elles définissent. C'est un personnage partagé par tous les membres de la classe Mammalia, qui est censée être monophylétique. En d'autres termes, tous ses membres partagent la même origine, et aucun n'est en dehors du taxon ainsi défini.

La synapomorphie est un terme utilisé par l'école cladistique de biologie systématique. Selon cela, tous les êtres vivants peuvent être classés en fonction de leurs caractéristiques dérivées. En outre, à partir de cette analyse, l'histoire évolutive des espèces et les relations de parenté entre elles peuvent également être considérées.

Utilité des synapomorphies dans l'analyse évolutive

Seules les synapomorphies définissent la monophylie d'un taxon donné. Bien que certaines espèces semblent ne pas montrer la présence du personnage, il existe deux façons de l'interpréter.

Parfois, dans des trajectoires évolutives uniques et spécifiques au groupe, le caractère a été perdu de manière secondaire. Autrement dit, les espèces ou groupes d'espèces dérivent d'ancêtres qui partageaient le caractère.

Un cas classique est celui des cétacés qui, bien que mammifères, n'ont pas de poils. Les cheveux sont une autre synapomorphie des mammifères.

Une deuxième raison est l'apparition d'un stade avancé de changement de caractère dans un groupe qui ne semble pas l'avoir. Autrement dit, ils présentent une synapomorphie modifiée. C'est le cas de la réduction des ailes postérieures transformées en licols chez les insectes de la classe des Diptères.

Trajectoire unique

Dans tous les cas, les synapomorphies sont les caractères utilisés pour définir les groupes d'étude évolutifs en cladistique. Pour être considérée comme telle, une synapomorphie doit résulter d'une trajectoire unique.

Autrement dit, la série complexe de mutations (à tous les niveaux et de toutes sortes) qui a conduit à son apparition chez l'ancêtre et ses descendants ne s'est produite qu'une seule fois.

Si un autre groupe semble montrer le caractère, il peut être analysé si ce qui est observé n'est pas une analogie au lieu d'une homologie. Autrement dit, deux groupes différents peuvent avoir atteint un caractère similaire par des moyens différents. C'est ce que l'on appelle en biologie évolutionniste l'homoplasie.

Personnages ancestraux

Enfin, les simplesiomorphies représentent les caractères ancestraux. Autrement dit, ceux qui sont partagés par deux taxons apparentés par un ancêtre commun. Les synapomorphies séparent évidemment les deux taxons et les définissent comme tels (c'est-à-dire distincts).

Exemples de synapomorphies

Les exemples que nous donnerons plus loin concernent deux grands groupes d'êtres vivants. Cependant, les synapomorphies peuvent être trouvées à n'importe quel niveau de l'échelle hiérarchique de classification des êtres vivants.

Autrement dit, chaque taxon est défini de cette façon précisément parce qu'il existe au moins une synapomorphie qui le définit.

Accords

Les cordés sont un groupe d'animaux (avec un rang de phylum) qui se caractérisent par la présentation d'une notocorde ou d'un cordon dorsal à un moment de leur développement.

Ils présentent de nombreuses avancées évolutives et ont pu coloniser pratiquement tous les habitats disponibles sur la planète.

Le plus grand groupe d'accords est celui de la classe Vertebrata. Les accords ont des caractères uniques ou exclusifs (synapomorphies) qui les définissent, notamment:

- Présence d'un cordon dorsal entre les tubes digestif et nerveux.

- Présence d'un tube neural dorsal.

- Muscles longitudinaux segmentaires.

- Ouvertures pharyngées.

- Endostyle (tuniciers, amphoxes, larves de lamproie): le caractère homologue avancé est la glande thyroïde chez les vertébrés.

- Queue post-anale.

Beaucoup de ces synapomorphies ont donné lieu à des spécialisations évolutives uniques au sein de ces groupes d'animaux. La notocorde, par exemple, a donné naissance à la colonne vertébrale chez les vertébrés.

Les spermatophytes

Les spermatophytes représentent le groupe monophylétique des plantes vasculaires qui comprend toutes celles qui produisent des graines.

Par conséquent, la synapomorphie qui définit le groupe est la production de graines, et non la présence d'un système vasculaire, puisque d'autres plantes sans pépins en ont également. Autrement dit, chaque plant de semis est vasculaire, mais toutes les plantes vasculaires ne produisent pas de graines.

C'est le groupe de plantes qui a la plus grande diversité biologique, la plus grande distribution géographique et les adaptations écologiques les plus réussies. Parmi les synapomorphies de plantes à graines, on trouve:

- Production de semences.

- Production d'un xylème "secondaire", au moins de manière ancestrale.

- Ramification axillaire.

Les spermatophytes, à leur tour, sont divisés en deux grands groupes monophylétiques: les gymnospermes et les angiospermes ou plantes à fleurs. Chacun d'eux possède des synapomorphies communes aux espèces qui les composent.

Synapomorphie moléculaire

Il ne faut pas comprendre que toute synapomorphie est morphologique, structurelle ou fonctionnelle. Autrement dit, toutes les relations de parenté ne sont pas établies par le biais de phénotypes. Au contraire, la systématique moléculaire et l'évolution moléculaire ont démontré le pouvoir de résolution des séquences de macromolécules biologiques.

Cela est particulièrement vrai grâce aux progrès des techniques de séquençage d'ADN de plus en plus puissantes et accessibles. L'analyse des séquences d'ADN et de protéines a complètement révolutionné notre vision des relations de parenté entre les espèces. En fait, ils ont donné une toute nouvelle topologie à l'arbre de vie lui-même.

Si nous comparons la séquence nucléotidique d'un gène particulier entre différentes espèces, nous pouvons également trouver des synapomorphies. Les séquences d'acides aminés des protéines peuvent également fournir ces informations.

Ceux-ci se sont avérés très utiles dans les études de systématique, de phylogénie et d'évolution. En fait, à l'heure actuelle, toute proposition de relation de parenté phylogénétique, de description d'espèces, de trajectoire évolutive, etc., doit être étayée par des données moléculaires.

Cette vision intégrative et multidisciplinaire a clarifié de nombreux doutes que la simple morphologie et les archives fossiles n'ont pas permis de résoudre dans le passé.

Références

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