I biologi, hva er homologi?

Homologi er et biologisk begrep som beskriver likheter mellom arter som er et resultat av felles aner. Det er en sentral idé i evolusjonsstudiet fordi den gjenspeiler forgreningen til det fylogenetiske treet. Generelt sett, hvis to arter har mange egenskaper og gener, vil de sannsynligvis ha avviket fra hverandre - det vil si - spesiellt - relativt nylig i evolusjonstiden.

Alle organismer er relatert til andre organismer gjennom evolusjon fra et lite antall vanlige aner. Følgelig florerer homologier i den biologiske verden. Oksidativ fosforylering, prosessen med å bruke oksidasjon for å produsere adenosintrifosfat, er en nesten universell biologisk homologi. Prosessen ble brukt av de tidligste organismer, og den påfølgende utviklingen i utviklingen har endret, men ikke erstattet den.

Hjerner derimot vises ikke i alle organismer. De er en funksjon som bare tilhører dyr. Ikke alle dyr har hjerner, men de fleste gjør det. Hvorvidt en art besitter en hjerne, gir en klar indikasjon på dens posisjon i det evolusjonære treet. Noen organismer som har gjennomgått mindre endring siden dette tidspunktet, har hjerner som ligner de tidligste. Det er imidlertid viktig å huske at disse organismene har overlevd og endret seg i løpet av like mye evolusjonstid som mer kompliserte.

Homologi diskuteres ofte i motsetning til analogi. Ikke alle likheter mellom to organismer er resultatet av vanlige evolusjonære aner. Hvis to arter befinner seg i et miljø som bidrar til en viss tilpasning, kan denne tilpasningen dukke opp uavhengig av begge arter. For eksempel utviklet opossum motsatte tommelen uavhengig av primater. Dette utfallet er ikke så overraskende, siden motsatte tommelen er nyttige. Siden evolusjon er uforutsigbar og kaotisk, er analogi imidlertid mye mindre vanlig enn homologi.

Studien av genetikk har foredlet homologibegrepet med direkte sammenligning mellom DNA-sekvenser. Før det var mulig å lese genetisk informasjon direkte, måtte forskere gjette om homologi - og taksonomi generelt - på grunnlag av fysiologiske observasjoner. Nå kan den relative likheten mellom alleler som finnes i forskjellige organismer gi sterke bevis for deres evolusjonsrelaterte forhold. Usikkerhet om en delt egenskap er homolog eller analog kan løses fullstendig ved undersøkelse av DNA; statistisk sett kunne et visst nivå av likhet mellom sekvensene ikke ha skjedd på egen hånd.

Genetikk har også skapt behovet for underklassifiseringer innenfor begrepet homologi. Ortologi viser til likheter som skyldes spesiasjon. Paralogi beskriver homologier mellom gener som fulgte av duplisering innenfor et enkelt organisms genom. Xenolgy er eksistensen av homologi som følge av lateral genoverføring: genetisk materiale som overføres gjennom et virus eller for eksempel av forskere. Eksistensen av xenologe homologier kompliserer ideen om en perfekt ensrettet gren av det evolusjonære treet.