La homología es un concepto biológico que describe similitudes entre especies resultantes de ancestros compartidos. Es una idea central en el estudio de la evolución porque refleja la ramificación del árbol filogenético. En términos generales, si dos especies comparten muchas propiedades y genes, es probable que hayan divergido entre sí (es decir, se hayan especiado) relativamente recientemente en el tiempo evolutivo.
Todos los organismos están relacionados con otros organismos a través de la evolución de un pequeño número de ancestros comunes. En consecuencia, las homologías abundan en el mundo biológico. La fosforilación oxidativa, el proceso de utilizar la oxidación para producir trifosfato de adenosina, es una homología biológica casi universal. El proceso fue utilizado por los primeros organismos, y los desarrollos posteriores en la evolución lo han modificado pero no reemplazado.
Los cerebros, por el contrario, no aparecen en todos los organismos. Son una característica que pertenece solo a los animales. No todos los animales tienen cerebro, pero la mayoría sí. El hecho de que una especie posea o no un cerebro proporciona una clara indicación de su posición en el árbol evolutivo. Algunos organismos, que han sufrido menos cambios desde este momento, tienen cerebros similares a los primeros. Sin embargo, es importante recordar que estos organismos han sobrevivido y cambiado en el transcurso de tanto tiempo evolutivo como otros más complicados.
La homología se discute a menudo en contraste con la analogía. No todas las similitudes entre dos organismos son el resultado de una ascendencia evolutiva común. Si dos especies se encuentran en un entorno propicio para alguna adaptación particular, esta adaptación puede surgir de forma independiente en ambas especies. Por ejemplo, las zarigüeyas desarrollaron pulgares oponibles independientemente de los primates. Este resultado no es demasiado sorprendente, ya que los pulgares oponibles son útiles. Sin embargo, dado que la evolución es impredecible y caótica, la analogía es mucho menos común que la homología.
El estudio de la genética ha perfeccionado el concepto de homología con comparación directa entre secuencias de ADN. Antes de que fuera posible leer la información genética directamente, los científicos tenían que adivinar la homología, y la taxonomía en general, sobre la base de observaciones fisiológicas. Ahora, la relativa similitud de los alelos que se encuentran en diferentes organismos puede proporcionar una fuerte evidencia sobre su relación evolutiva. La incertidumbre acerca de si una propiedad compartida es homóloga o análoga puede resolverse completamente al examinar el ADN; estadísticamente, un cierto nivel de similitud entre secuencias no podría haber ocurrido por sí solo.
La genética también ha creado la necesidad de subclasificaciones dentro del concepto de homología. La ortología se refiere a las similitudes genéticas que resultan de la especiación. La paralogía describe homologías entre genes que resultan de la duplicación dentro del genoma de un solo organismo. La xenología es la existencia de homología resultante de la transferencia lateral de genes: material genético transmitido a través de un virus o por científicos, por ejemplo. La existencia de homologías xenólogas complica la idea de una ramificación perfectamente unidireccional del árbol evolutivo.