В эволюционной биологии развития концепция глубокой гомология используется для описания случаев, когда процессы роста и дифференциации регулируются генетическими механизмами, которые гомологичны и глубоко законсервированы по широкий спектр видов.
В 1822 году французский зоолог Этьен Жоффруа Сен-Илер вскрыл рака и обнаружил, что его тело устроено как позвоночное, но перевернуто брюшком к спине (дорсовентрально) :
Я только что обнаружил, что все мягкие органы, то есть главные органы жизни, находятся у ракообразных и, следовательно, у насекомых, в том же порядке, в тех же отношениях и с одинаковым расположением. nt как их аналоги у высших позвоночных животных... Каково было мое удивление, и я могу добавить, мое восхищение, увидев [такое] правило...
Гомологичные гены hox в такие разные животные, как насекомые и позвоночные, контролируют эмбриональное развитие и, следовательно, форму взрослых тел. Эти гены были высококонсервативными на протяжении сотен миллионов лет эволюции.Теория гомологии Жоффруа была опровергнута ведущим французским зоологом того времени Жоржем Кювье, но в 1994 году было показано, что Джеффруа прав. В 1915 году Сантьяго Рамон-и-Кахал нанес на карту нейронные связи зрительных долей мухи, обнаружив, что они напоминают таковые у позвоночных. В 1978 году Эдвард Б. Льюис помог открыть эволюционную биологию развития, обнаружив, что гомеотические гены регулируют эмбриональное развитие плодовых мух
. В 1997 г. термин «глубокая гомология» впервые появился в статье Нила Шубина, Клиффа Табина и Шона Б. Кэрролла, в которых описывается очевидное родство в генетических регуляторных аппаратах, что указывает на эволюционное сходство в несопоставимых особенности животных.
В то время как обычная гомология проявляется в структуре структур, таких как кости конечностей млекопитающих, которые очевидно связаны между собой, глубокая гомология может применяются к группам животных с совершенно разной анатомией: позвоночные (с эндоскелетами из кости и хрящом ) и членистоногими (с экзоскелетами сделаны из хитина ), тем не менее, имеют конечности, построенные с использованием аналогичных рецептов или «алгоритмов».
В пределах метазоа, гомеотические гены контролируют разницу ференция вдоль основных осей тела и гены pax (особенно PAX6 ) помогают контролировать развитие глаза и других органы чувств. Глубокая гомология применяется к широко разделенным группам, таким как глаза млекопитающих и совершенно разные по структуре сложные глаза у насекомых.
Аналогичным образом hox-гены помогают сформировать модель сегментации животного. HoxA и HoxD, которые регулируют формирование пальцев рук и ног у мышей, контролируют развитие лучевых плавников у рыбок данио ; эти структуры до этого считались негомологичными.
Существует возможная глубокая гомология среди животных, использующих акустическую коммуникацию, таких как певчие птицы и люди, которые могут иметь неизмененные версии FOXP2 ген.
В 2010 году группа под руководством Эдварда Маркотта разработала алгоритм, который идентифицирует глубоко гомологичные генетические модули в одноклеточных организмах, растениях. и животных на основе фенотипов (таких как признаки и дефекты развития). Метод выравнивает фенотипы организмов на основе ортологии (типа гомологии) генов, участвующих в фенотипах.