深度同源性

在进化发育生物学中，深度同源性的概念用于描述生长和分化过程受遗传机制控制的情况，这些遗传机制在广泛的物种中是同源且高度保守的。

1822 年，法国动物学家 Étienne Geoffroy Saint-Hilaire 解剖了一只小龙虾，发现它的身体组织起来像脊椎动物，但腹部倒置到背部（背腹侧）。

Geoffroy 的同源理论遭到当时法国著名动物学家 Georges Cuvier 的谴责，但在 1994 年，Geoffroy 被证明是正确的。 1915 年，圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔 (Santiago Ramon y Cajal) 绘制了一只苍蝇视叶的神经连接图，发现它们与脊椎动物的相似。 1978 年，Edward B. Lewis 帮助建立了进化发育生物学，发现同源基因调节果蝇的胚胎发育。

1997 年，深度同源性一词首次出现在 Neil Shubin、Cliff Tabin 和 Sean B. Carroll 的一篇论文中，描述了遗传调控装置的明显相关性，表明不同动物特征的进化相似性。

普通同源性可见于结构模式，例如哺乳动物的四肢骨骼，它们明显相关，而深度同源性可适用于解剖结构非常不同的动物类群：脊椎动物（内骨骼由骨骼和软骨构成）和节肢动物（外骨骼） 由几丁质制成）仍然具有使用类似配方或算法构建的肢体。

在后生动物中，同源基因控制沿主要体轴的分化，而 pax 基因（尤其是 PAX6）有助于控制眼睛和其他感觉器官的发育。 深度同源性适用于广泛分离的群体，例如哺乳动物的眼睛和结构完全不同的昆虫复眼。

同样，hox 基因有助于形成动物的分割模式。 调节小鼠手指和脚趾形成的 HoxA 和 HoxD 控制斑马鱼鳍鳍的发育； 直到那时，这些结构才被认为是非同源的。

使用声音交流的动物之间可能存在深度同源性，例如鸣禽和人类，它们可能共享 FOXP2 基因的未突变版本。

2010 年，Edward Marcotte 领导的团队开发了一种算法，可以根据表型（如性状和发育缺陷）识别单细胞生物、植物和动物中深度同源的遗传模块。 该技术根据表型中涉及的基因的直系同源性（一种同源性）对生物体的表型进行比对。