Фамилия Понамареву — один из ярких примеров того, как церковная должность превратилась в наследственное родовое имя, но с неожиданным грамматическим поворотом. В основе лежит слово «пономарь» (в старом произношении — «панамарь»). Так называли низшего церковнослужителя, в обязанности которого входило звонить в колокола, зажигать свечи, подавать кадило и следить за порядком в алтаре. Должность была невысокой, но заметной: пономарь постоянно на виду у прихожан. Поэтому прозвище Пономарь (или Понамарь) легко закреплялось за человеком — либо по его реальной службе, либо по сходству с ним (например, за громкий голос или суетливость).

От прозвища Понамарь образовали фамилию стандартным для русского севера и центра способом: через суффикс -ев, который присоединяли к основам на мягкий согласный или на -й. Получилось Понамарев — «сын пономаря». Но в вашем случае окончание -у указывает на дательный падеж: Понамареву — это форма, отвечающая на вопрос «кому?». В современном русском языке фамилии в такой форме не склоняются в именительном падеже, но в исторических документах (например, в метрических книгах или ревизских сказках) часто встречается запись «Понамареву» как исходная. Это может говорить о том, что фамилия закрепилась в форме, которую давали при переписи: «Понамареву сыну» или «Понамареву внуку», а потом так и осталась. Такие случаи нередки в южнорусских и украинских говорах, где падежные окончания могли переходить в фамилию.

Любопытно, что написание через «а» во втором слоге (Понамарев, а не Пономарев) отражает акающее произношение — типичное для московских и рязанских земель. В официальных документах XIX века обе формы встречаются, но «Понамарев» считалась более простонародной. Дворянские ветви, если они были, писались почти всегда через «о».

Таким образом, фамилия Понамареву напрямую отсылает к предку, который либо служил в церкви пономарем, либо получил такое прозвище. Форма на -у — редкий, но документально зафиксированный вариант, который не меняет сути, а лишь подсказывает, в какой губернии или у какого писаря фамилию записали.