Pojawienie się nowej cechy u gatunku , jeśli zapewnia przewagę adaptacyjną nad poprzednimi formami, może czasami wytworzyć promieniowanie ewolucyjne, dając początek kilku potomnym gatunkom, które mają tę nową cechę. Mówimy wtedy o charakterze pochodnym w odniesieniu do charakteru przodków, czyli apomorfii. Wspólna cecha pochodna, czyli synapomorfia , definiuje nowy klad , który obejmuje w tej samej grupie wspólnego przodka i wszystkich jego potomków posiadających tę samą innowację ewolucyjną .
Kiedy kwalifikatory przodek i pochodna stosuje się do tej samej cechy fenotypowej , oznaczają one stany tej cechy , które następują po sobie czasowo w obrębie jednej linii organizmów . Wiedza z góry, który z dwóch stanów jest przodkiem, a który pochodzi, może pomóc zrekonstruować filogenezę , ale metody rekonstrukcji filogenetycznej, takie jak kladystyka, mogą również obejść się bez tej informacji i wywnioskować ją a posteriori z uzyskanego drzewa.
Rodowego cecha ( rodowego homologii lub plesiomorphy ) u gatunków w obrębie grupy taksonomicznej to cechy , które nie zostały poddane jakiejkolwiek zmiany w trakcie ewolucji .
Ten homologiczny charakter nie został więc zachowany od czasu pierwszego przodka prezentującej go grupy (przykład: „równi członkowie” poniżej, charakter plezjomorficzny), ale mógł ewoluować w gatunkach z niego wywodzących się (charakter ten jest zachowany, ale mógł apomorfia: nogi czworonogów są „równymi członkami”, ale nie są już płetwami).
Człowiek pentadaktyla jest często uważany za postać plezjomorficzną prosto od prymitywnego pentadaktyla naszych przodków czworonogów .
Odwrotnie, cecha pochodna (lub pochodna homologia ) lub apomorfia ( grecki rdzeń απο : modyfikacja, różnicowanie, odstępy, separacja) w obrębie taksonu jest nową cechą wynikającą z modyfikacji cechy przodków podczas ewolucji poprzedzającej ten takson. Ten charakter jest wspólny dla całej grupy gatunków i ich przodków.
Postać „parzyści członkowie” ma dwa stany: | |
---|---|
Stan przodków | Stan pochodny |
2 pary płetw rybnych (9 i 10) | 2 pary nóg ( jaszczurka ) |
![]() |
![]() |
Na przykład, niektóre ryby mają długą historię czterech „ sparowanych płetw ” (dwie płetwy piersiowe i dwie płetwy brzuszne ), które są cechą przodków (plesiomorfia). Ten stan charakteru przekształcił się w nowy stan: cztery chodzące kończyny czworonogów , które stanowią charakter pochodny (apomorfia) od charakteru rodowego.
W tym przykładzie wszystkie obecne ryby szczękowe nadal mają charakter przodków „płetwy w pary”. Charakter przodków nie jest zatem równoznaczny z charakterem zaginionym, ponieważ mógł być zachowany w wielu rodach.
Uwaga: Termin „ryba”, użyty w tym przykładzie w celu zilustrowania pojęcia apomorfii, jest rozumiany w znaczeniu nadklasy Ryb, taksonu parafiletycznego, który wyklucza agnaty bez szczęk ani par płetw.
Spośród okrytozalążkowych , pyłki są ancestrally charakteryzuje się obecnością jednego otworu , który tym samym stanowi postać plezjomorficznych współdzielony przez pierwotnych rośliny dwuliścienne i jednoliścienne .
Natomiast pojawienie się na pyłku trzech otworów jest charakterem pochodnym (apomorficznym), który determinuje klad prawdziwych roślin dwuliściennych .
W powyższym przykładzie początkową hipotezą jest intuicja, że noga wywodzi się z płetwy. Trudno jednak z całą pewnością stwierdzić, że nie było odwrotnie (płetwa wywodzi się z nogi pierwszych czworonogów).
Ustalenie opiera się zatem częściowo na intuicji : ogólnie stan pochodny przedstawia większą złożoność niż stan przodków. W przypadku trudności stosujemy zasadę skąpstwa : innowacje ewolucyjne są rzadkie, więc przede wszystkim przyjmujemy hipotezę, która zakłada najmniej innowacji.
Pojawienie się technik filogenetycznych do badania DNA i jego ewolucji sugeruje jednak naukową alternatywę dla tego podejścia empirycznego.
Zapis kopalny stanowi wreszcie z technik datowania wygodny sposób, ponieważ raz skamieniałości są datowane , kolejność pojawiania się znaków można ustalić, bardziej lub mniej dobrze.
Przykład, który był przedmiotem dyskusji w 2004 r.: dwunożność człowieka oraz poruszanie się szympansów i goryli na paliczkach dłoni ( chodzenie po kostkach) to dwa stany o tym samym charakterze. Naukowcy wciąż dyskutują o tym, która jest pochodna, a która przodków.
Obecność charakteru przodków „ par płetw ” może być również zakwalifikowana jako charakter pochodny, w stosunku do jeszcze bardziej przodków: braku kończyny.
Ponadto znak pochodny można zakwalifikować jako przodka, jeśli później uległ zmianie. Przykładowo u czworonogów znak "4 kończyny ruchowe" jest cechą przodków, w porównaniu do węża u którego kończyny te cofały się aż do zniknięcia.
Stan przodków | Stan pochodny | |||
Stan przodków | Stan pochodny | |||
Stan przodków | Stan pochodny | |||
Stan przodków | Stan pochodny | |||
Brak sparowanych płetw ( agnath ) | Nawet kończyny (płetwy piersiowe i brzuszne ryb ) |
Mięsista płetwa ( Sarcopterygian ) |
Łapy ( jaszczurka ) | Cofnięte kończyny ( wąż ) |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
|
Rozróżnienie między cechami pochodnymi i przodkami w kladystyce umożliwia względnie datowanie pojawienia się rozbieżności w obrębie linii ewolucyjnych, a tym samym ustanowienie drzew filogenetycznych . Drzewa te umożliwiają więc oszacowanie stopnia pokrewieństwa między obecnymi gatunkami.
I odwrotnie, niektóre numeryczne metody kladystyczne najpierw szacują odległości filogenetyczne między gatunkami, biorąc pod uwagę wszystkie różnice w charakterach, a tym samym rekonstruują drzewa nieukorzenione. Są one następnie zakorzenione przez porównanie cech wewnątrzgrupowych z cechami pozagrupowymi, co pozwala wywnioskować, które stany są przodkami lub pochodnymi.
Tradycyjnie, gdy gatunek miał większą liczbę cech wspólnych z drugim niż z trzecim, uważano, że pierwszy gatunek jest bliższy drugiemu niż trzeciemu. Ponieważ postacie nie były datowane, miały taką samą wartość. Zostało to później nazwane metodą fenetyczną .
W praktyce kladystów , kiedy możemy odróżnić cechy rodowe i pochodne, łączymy gatunki z najnowszymi cechami pochodnymi, niezależnie od ich bliskości fenotypowej. Znaki przodków są zatem ignorowane podczas etapu klasyfikacji .
W praktyce ewolucjonistów wszystkie cechy homologiczne (od przodków i pochodne) są brane pod uwagę w celu wytworzenia fenotypowo jednorodnych grup, ale cechy niehomologiczne są dobrze wykluczone. Taksonów zatem stanowić zmianę oceny , które nie są koniecznie klady , ale wszystkie są monophyletic w tym sensie, że ostatni wspólny przodek grupy zawsze jest w nim zawarte.
W praktyce fenetyków wszystkie cechy, homologiczne lub nie, są używane z jednakową wartością, co może tworzyć grupy polifiletyczne, potencjalnie nieistotne ewolucyjnie.