Un’ortologia è un tratto in due o più specie che è stato ereditato da un antenato comune. Può essere contrastato con un’analogia evolutiva, che è un tratto simile che si è evoluto indipendentemente. I geni trasmessi dai genitori alla prole possono rimanere intatti, il che spesso si tradurrà nella manifestazione di tratti fisici simili. Se i geni mutano molte volte, tuttavia, possono finire per produrre tratti esteriori simili attraverso la selezione naturale. L’ortologia in specie diverse si riferisce a tratti simili i cui geni hanno un’origine ereditata, piuttosto che mutata.
Specie diverse presentano caratteristiche diverse, ma alcuni di questi tratti possono essere molto simili. Ad esempio, molti animali hanno le mani con cinque dita, sebbene queste dita possano variare in modo significativo per dimensioni o forma. L’ortologia riguarda l’origine dei geni responsabili di tratti fisici come le dita. Questi geni possono evolversi in due modi diversi: indipendentemente attraverso la mutazione o ereditariamente attraverso l’ortologia.
La natura è piena di esempi di tratti che si sono evoluti indipendentemente. Ad esempio, sia gli squali che i delfini hanno corpi aerodinamici con una pinna verticale sulla schiena. L’anatomia interna di squali e delfini, tuttavia, è molto diversa; infatti, sono evolutivamente abbastanza distanti. Il loro antenato comune più vicino ha vissuto molto tempo nel passato. Piuttosto che essere ereditati, i geni responsabili di molti dei loro tratti simili si sono evoluti indipendentemente a causa del loro ambiente simile.
Le specie strettamente imparentate, d’altra parte, ereditano molti degli stessi tratti da un antenato comune. Quando ciò accade, i modelli in una molecola di acido desossiribonucleico (DNA) vengono trasmessi intatti alla prole per molte generazioni. Senza alcuna mutazione per alterare i geni, saranno ereditati dalla prole e spesso si tradurranno negli stessi tratti esteriori degli organismi antenati. Se l’ereditarietà è la causa di un particolare gene, si dice che è ortologa.
Quando si verifica un’ortologia, il gene in questione può avere o meno la stessa funzione nella vita e nella riproduzione del suo ospite. In molti casi, il gene svolgerà lo stesso ruolo. Le dita nei primati, ad esempio, hanno tipicamente funzioni simili: raccogliere cibo, muoversi tra gli alberi e combattere i nemici. Tuttavia, i geni ortologhi svolgeranno occasionalmente ruoli diversi. Gli umani hanno cinque dita, ma non possono afferrare i rami come le dita di un gorilla.
L’identificazione dell’ortologia è fondamentale per confrontare la funzione genica tra gli organismi. È anche utile nella classificazione della vita sulla Terra, che si chiama tassonomia. Conoscere le origini di particolari geni può aiutare gli scienziati a capire perché alcuni animali, come squali e delfini, sembrano simili ma si comportano in modo molto diverso.