En biologie, qu'est-ce que l'homologie?
L'homologie est un concept biologique décrivant les similitudes entre les espèces résultant d'une ascendance commune. C’est une idée centrale dans l’étude de l’évolution, car elle reflète la ramification de l’arbre phylogénétique. De manière générale, si deux espèces partagent de nombreuses propriétés et gènes, elles ont probablement divergé l'une de l'autre - c'est-à-dire spéciées - relativement récemment au cours de l'évolution.
Tous les organismes sont liés à d’autres par l’évolution d’un petit nombre d’ancêtres communs. Par conséquent, les homologies abondent dans le monde biologique. La phosphorylation par oxydation, qui consiste à utiliser l’oxydation pour produire de l’adénosine triphosphate, est une homologie biologique presque universelle. Le processus a été utilisé par les premiers organismes et les développements ultérieurs de l'évolution l'ont modifié mais ne l'ont pas remplacé.
Les cerveaux, en revanche, n'apparaissent pas dans tous les organismes. Ils sont une caractéristique appartenant uniquement aux animaux. Tous les animaux n'ont pas de cerveau, mais la plupart en ont. Qu'une espèce possède ou non un cerveau donne une indication claire de sa position dans l'arbre évolutif. Certains organismes, qui ont subi moins de changements depuis ce temps, ont un cerveau semblable à celui des premiers. Cependant, il est important de rappeler que ces organismes ont survécu et évolué au cours de la même période d'évolution que ceux plus compliqués.
L'homologie est souvent discutée par opposition à l'analogie. Toutes les similitudes entre deux organismes ne sont pas le résultat d'une ascendance évolutionnaire commune. Si deux espèces se retrouvent dans un environnement propice à une adaptation particulière, cette adaptation peut émerger indépendamment chez les deux espèces. Par exemple, les opossums ont développé des pouces opposables indépendamment des primates. Ce résultat n’est pas surprenant, car les pouces opposables sont utiles. Puisque l'évolution est imprévisible et chaotique, toutefois, l'analogie est beaucoup moins commune que l'homologie.
L’étude de la génétique a affiné le concept d’homologie avec une comparaison directe entre les séquences d’ADN. Avant de pouvoir lire directement les informations génétiques, les scientifiques devaient deviner l'homologie - et la taxonomie en général - sur la base d'observations physiologiques. Maintenant, la similarité relative des allèles trouvés dans différents organismes peut fournir des preuves solides concernant leur relation évolutive. L'incertitude quant à savoir si une propriété partagée est homologue ou analogue peut être complètement résolue lors de l'examen de l'ADN; statistiquement, un certain niveau de similitude entre les séquences n'aurait pas pu se produire seul.
La génétique a également créé le besoin de sous-classifications dans le concept d'homologie. Orthologie fait référence aux similitudes géniques résultant de la spéciation. La paralogie décrit les homologies entre gènes résultant de la duplication dans le génome d'un seul organisme. Xenolgy est l'existence d'une homologie résultant d'un transfert de gène latéral: matériel génétique transmis par un virus ou par des scientifiques, par exemple. L’existence d’homologies xénologiques complique l’idée d’une ramification parfaitement unidirectionnelle de l’arbre de l’évolution.