Các cơ quan ở những loài hoặc các nhóm phân loại khác nhau có thể thực hiện những chức năng rất khác nhau, nhưng có cùng nguồn gốc trong quá trình phát triển của phôi, được gọi là cơ quan tương đồng (tương đồng ở cấp độ hình thái). Nhiều ví dụ về cơ quan tương đồng được quan sát thấy ở các loài đang sống và cả ở các loài đã tuyệt chủng. Các xương giống nhau ở những vị trí khác nhau của chi trước ở loài chuột chũi, dơi và tay của người, nhưng chúng thực hiện các chức năng khác nhau. Mặc dù, các đặc điểm tương đồng không được sử dụng cho xếp nhóm sinh vật, nhưng nó phản ánh mối quan hệ tiến hóa về nguồn gốc chung giữa các nhóm sinh vật. Hiện tượng tương đồng cũng phát hiện ở cấp độ phân tử. Nhiều protein có chức năng rất khác nhau, nhưng giống nhau về trình tự axit amin và cấu trúc không gian. Chẳng hạn, lysozyme và lactallbumin là những phân tử có cấu trúc rất giống nhau, nhưng thực hiện những chức năng khác nhau. Lysozyme được xem là bức tường bảo vệ, vì nó có tác dụng phá hủy vách tế bào vi khuẩn, có ở tất cả các động vật. Còn lactalbumin liên quan đến sự tổng hợp lactose trong tuyến vú của thú.

Các cơ quan có cấu trúc khác nhau nhưng thực hiện chức năng giống nhau hoặc tương tự nhau trong các loài khác nhau được gọi là cơ quan tương tự. Hai loài phân biệt có lịch sử và chức năng khác nhau, nếu như cả hai loài tiến hóa cùng thực hiện một chức năng mới chúng có thể lấy các cấu trúc khác nhau để thực hiện chức năng mới này. Cũng như sự tương đồng, hiện tượng tương tự có thể phát hiện thấy ở cả mức độ vĩ mô của cơ thể và ở mức phân tử. Ba protein thuộc nhóm protease là subtilisin, carboxy peptidase II và chymotrysin đều là những serine protease giống nhau cả về chức năng, nhóm xúc tác ở vị trí hoạt động giống nhau và cơ chế xúc tác cũng giống nhau, nhưng chúng khác nhau về trình tự.

(Theo Nguyễn Xuân Viết, Giáo trình tiến hóa, NXB Giáo dục Việt Nam, 2017, trang 65 - 66)

Hiện tượng tương tự ở cấp độ phân tử được thể hiện ở ví dụ nào dưới đây?