L’évolution façonne les caractéristiques des organismes au fil du temps, en s’assurant qu’ils sont adaptés aux environnements dans lesquels ils vivent. Parfois, la pression de sélection conduit à la montée d’adaptations similaires mais sans rapport dans les organismes sans ancêtres communs récents, un processus connu sous le nom d’évolution convergente.

Les structures qui découlent de l’évolution convergente sont appelées structures analogues. Elles sont similaires dans la fonction même si elles sont différentes dans la structure. En outre, les structures peuvent être analogues tout en contenant des caractéristiques homologues, celles héritées d’un ancêtre commun. Les oiseaux et les chauves-souris ont des ailes analogues, mais les os des membres antérieurs dans leurs ailes sont homologues, adaptés d’un lointain ancêtre à quatre membres. Les ailes des papillons, d’autre part, sont analogues à celles des oiseaux et des chauves-souris, mais elles ne sont pas homologues.

Parfois, il est clair quand deux organismes partagent des traits en raison de l’évolution convergente, comme dans le cas des ailes d’oiseau, de chauve-souris et de papillon, mais à d’autres moments, c’est moins évident. Pour déterminer si les traits sont analogues et donc le résultat d’une évolution convergente ou homologue et le résultat d’un ancêtre commun, les scientifiques peuvent examiner les séquences d’ADN des organismes en question.

Les dauphins et de nombreuses chauves-souris utilisent l’écholocation pour se guider et chasser. Les données de séquence d’ADN ont indiqué que le gène Prestin, qui code une protéine dans la cochlée des mammifères censée conférer l’audition à haute fréquence, a évolué d’une manière convergente à travers les chauves-souris moins apparentées et d’une manière similaire chez les dauphins.

Les toxines et les venins structurellement similaires chez différentes espèces fournissent un autre exemple où les données de séquence d’ADN sont essentielles pour déterminer si un trait est analogue ou homologue.