الصفات المشتقة والصفات المشتركة المشتقة

في علم الوراثة العرقي ، تُعرف السمة المشتقة (أو الصفة المشتقة ) بأنها سمة جديدة أو حالة سمة تطورت من شكلها السلفي (أو السمة البدائية ). ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} أما السمة المشتقة المشتركة فهي سمة مشتقة مشتركة بين مجموعتين تصنيفيتين أو أكثر، ويُفترض بالتالي أنها تطورت في سلفهما المشترك الأحدث . ^{[ 1 ] [ 5 ] [ 3 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

في علم التصنيف التفرعي ، يشير مصطلح "التشابه المورفولوجي" إلى التماثل . ^{[ 5 ]}

من أمثلة الصفات المشتقة وجود المشية المنتصبة ، والفراء ، وتطور ثلاث عظام في الأذن الوسطى ، والغدد الثديية في الثدييات دون غيرها من الفقاريات ، كالبرمائيات والزواحف ، التي احتفظت بصفاتها الأصلية المتمثلة في المشية المترامية الأطراف وانعدام الفراء. ^{[ 10 ]} لذا، تُعد هذه الصفات المشتقة أيضاً سمات مشتركة مشتقة للثدييات عموماً ، إذ لا تشترك فيها الفقاريات الأخرى. ^{[ 10 ]}

إن كلمة synapomorphy - التي صاغها عالم الحشرات الألماني ويلي هينيج - مشتقة من الكلمات اليونانية القديمة σύν ( sún )، والتي تعني "مع، معًا"؛ ἀπό ( apó )، والتي تعني "بعيدًا عن"؛ و μορφή ( morphḗ )، والتي تعني "الشكل، الهيئة".

يُطلق على تحديد ما إذا كانت السمة مشتقة أم أصلية اسم قطبية السمة. ولأن التصنيفات الجينية تعتمد على السمات المشتركة المشتقة، فلا بد من وجود طريقة لتحديد أي السمة مشتقة وأيها أصلية (أو ما هو خاص وما هو عام، بتعبير أقل تعقيدًا من الناحية التطورية) دون الرجوع إلى التصنيفات الجينية، لتجنب الدخول في جدال دائري. وقد اعتُرف ببعض السمات على أنها فريدة لمجموعات تصنيفية معينة منذ آلاف السنين (مثل الريش لدى الطيور، أو الهيكل العظمي الداخلي لدى الفقاريات)، وتوفر هذه الأنواع من السمات البديهية (وجود/غياب) أساسًا يمكن من خلاله استنتاج قطبية السمات الأخرى: فالحيوانات ذات الريش تُشكل مجموعة طبيعية؛ أما الكائنات التي تفتقر إلى الريش فهي مجرد مجموعة مكملة - كل ما عدا ذلك (الثدييات، أسماك القرش، النباتات، البكتيريا). وبمجرد التعرف على مجموعة تصنيفية تُسمى "الطيور" وتُعرف بالسم المشترك المشتق "وجود الريش"، يُمكن حينها اكتشاف وتقييم قطبية السمات الأخرى الموجودة بمستويات شمولية متفاوتة. قد يؤدي هذا إلى تحديد مجموعات أكبر، مثل جمجمة ثنائيات الأقواس التي تحدد ثنائيات الأقواس، أو مجموعات أقل شمولاً، مثل المصفار الذي يحدد الطيور المغردة.

تتشابه أسماك الجريث وأسماك القرش في بعض الخصائص، كالجهاز العصبي ، التي لا تُعدّ سمات مشتركة مشتقة، لأنها مشتركة أيضاً بين اللافقاريات . في المقابل، يُشير وجود الفكين والزوائد المزدوجة ^{[ 11 ]} في كل من أسماك القرش والكلاب، دون وجودها في أسماك الجريث أو اللافقاريات القريبة منها، إلى أن هذه السمات تُعدّ سمات مشتركة مشتقة. وهذا يدعم فرضية أن الكلاب وأسماك القرش أقرب صلةً ببعضها من صلتها بأسماك الجريث.

يعتمد مفهوم السمة المشتركة المشتقة (synapomorphy) على فرع حيوي معين في شجرة الحياة. تُعدّ المخططات التفرعية (scladograms) رسومًا بيانية تُصوّر العلاقات التطورية داخل مجموعات التصنيفات. تُعتبر هذه الرسوم أداة تنبؤية دقيقة في علم الوراثة الحديث، وعادةً ما تُعرض إما على شكل شجرة أو سلم. تُقدّم السمات المشتركة المشتقة أدلةً على العلاقات التاريخية وبنيتها الهرمية. من الناحية التطورية، تُمثّل السمة المشتركة المشتقة مؤشرًا على السلف المشترك الأحدث للمجموعة أحادية النمط التي تتكون من مجموعة من التصنيفات في المخطط التفرعي. ^{[ 12 ]} ما يُعتبر سمة مشتركة مشتقة لفرع حيوي ما قد يكون سمة بدائية أو سمة سلفية في فرع حيوي أقل شمولًا أو متداخلًا. على سبيل المثال، يُعدّ وجود الغدد الثديية سمة مشتركة مشتقة للثدييات فيما يتعلق بالرباعيات، ولكنه سمة سلفية مشتركة للثدييات فيما بينها - كالقوارض والرئيسيات، على سبيل المثال. لذا يمكن فهم المفهوم أيضًا من حيث "صفة أحدث من" ( صفة ذاتية ) و"صفة أقدم من" ( صفة بدائية ) الصفة المشتقة: الغدد الثديية أحدث تطوريًا من العمود الفقري، لذا فإن الغدد الثديية هي صفة ذاتية إذا كان العمود الفقري صفة مشتقة، ولكن إذا كانت الغدد الثديية هي الصفة المشتقة التي يتم النظر فيها فإن العمود الفقري هو صفة بدائية.

تُستخدم هذه المصطلحات التطورية لوصف أنماط مختلفة من الصفات أو  السمات السلفية والمشتقة  كما هو موضح في الرسم البياني أعلاه، وذلك بالارتباط مع الصفات المشتقة والصفات المشتركة المشتقة. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

• التآلف المورفولوجي – سمة سلفية مشتركة بين مجموعتين تصنيفيتين أو أكثر.
  • البليسيومورفية – وهي سمة بدائية تمت مناقشتها بالإشارة إلى حالة أكثر تطوراً.
  • شبه السلفية – سمة لا يمكن تحديدها على أنها سلفية أو مشتقة، وهي انعكاس. ^{[ 15 ]}
• الانعكاس – فقدان السمة المشتقة الموجودة في السلف وإعادة تأسيس السمة البدائية.
• التقارب – التطور المستقل لسمة مماثلة في مجموعتين تصنيفيتين أو أكثر.
• الصفة المشتقة (Apomorphy) هي صفة مشتقة. الصفة المشتقة المشتركة بين مجموعتين تصنيفيتين أو أكثر، والموروثة من سلف مشترك، تُسمى الصفة المشتقة المشتركة (synapomorphy). أما الصفة المشتقة الفريدة لمجموعة تصنيفية معينة فتُسمى الصفة المشتقة الذاتية (autapomorphy). ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}
  • التشابه المشتق / التماثل - سمة مشتقة موجودة في بعض أو كل المجموعات الطرفية من فرع حيوي، وموروثة من سلف مشترك، والذي كانت فيه سمة فريدة (أي غير موجودة في سلفها المباشر).
  • السمة المشتركة الأساسية – سمة مشتركة فُقدت مجدداً لدى العديد من أفراد المجموعة. إذا فُقدت لدى جميع أفراد المجموعة باستثناء فرد واحد، فقد يصعب تمييزها عن السمة الذاتية.
  • السمة المشتقة المميزة - سمة مشتقة مميزة فريدة من نوعها لتصنيف أو مجموعة معينة. ^{[ 20 ]}
• التشابه المتقارب في علم التصنيف البيولوجي هو اكتساب أو فقدان سمة ما بشكل مستقل في سلالات منفصلة خلال التطور. يؤدي هذا التطور التقاربي إلى اشتراك الأنواع بشكل مستقل في سمة تختلف عن السمة التي يُفترض وجودها في سلفها المشترك. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}
  • التشابه المتوازي - سمة مشتقة موجودة في مجموعتين أو نوعين بدون سلف مشترك بسبب التطور التقاربي . ^{[ 24 ]}
  • التماثل العكسي - سمة موجودة في أحد الأسلاف ولكنها غير موجودة في الأحفاد المباشرين، ثم تظهر مرة أخرى في الأحفاد اللاحقين. ^{[ 25 ]}
• يُعرف التماثل الجزئي بأنه الحالة التي يكون فيها للصفة التي تبدو متماثلة ظاهريًا في شجرة الأنواع أصل واحد فقط في شجرة الجينات المرتبطة بها. ^{[ 26 ] [ 27 ]} ويعكس التماثل الجزئي عدم التوافق بين شجرة الجينات وشجرة الأنواع نتيجةً لظاهرة اندماج الأنواع المتعددة .

• علم التصنيف التفرعي ، بيركلي