Serielle Homologie ist die Entwicklung spezieller Merkmale aus einer Struktur, die in jedem Abschnitt des Körpers eines Organismus vorkommt. Ein häufiges Beispiel für serielle Homologie ist die spezialisierte Gliedmaßenstruktur von Arthropoden. Jeder Abschnitt eines Arthropodenkörpers hat ein Paar Anhängsel. Diese Anhängsel können sich im Embryo als Beine, Flügel oder Fühler entwickeln.
Die Fähigkeit, ganze Gruppen von Gliedmaßen an neue Herausforderungen anzupassen, ist ein wesentlicher Teil des Erfolgs, den Arthropoden genossen haben. Aus einer tausendfüßerähnlichen Ahnenform haben Insekten sechs Beine, zwei oder vier Flügel, empfindliche Fühler und komplexe Mundwerkzeuge entwickelt.
Wirbeltiere weisen auch eine serielle Homologie auf, obwohl die Segmentierung von Wirbeltieren weniger ausgeprägt ist als bei Arthropoden. Ein gutes Beispiel für diese Segmentierung ist die serielle Wiederholung von Wirbelabschnitten mit ihren Knochen, Nervenkomplexen und Blutgefäßen. Luftatmende Wirbeltiere, bekannt als Tetrapoden, haben alle vier Gliedmaßen, zwei zu einem Abschnitt, die manchmal auf eine für die Art einzigartige Weise modifiziert wurden.
Serielle Homologie wirkt sich in mehrfacher Hinsicht zum Vorteil von Organismen aus. Es macht das Hinzufügen oder Löschen von Abschnitten so einfach wie eine Single-Point-Mutation zu einem Controller-Gen. Es ermöglicht die Ausarbeitung spezialisierter Strukturen im Körper und gewährleistet sogar bilaterale Symmetrie, da eine einzelne Genverschiebung gleichzeitig beide Seiten des Schnittes betrifft.