分子時計
1955年頃から、アメリカのライナス・ポーリングとエミール・ズッカーカンドルは、ヘモグロビンのα鎖を構成するアミノ酸に注目した。ヘモグロビンα鎖は141個のアミノ酸からなることが知られていた。また、動物により配列が異なることから、ポーリングらはいろいろな動物間でこのアミノ酸の配列の異なる個数を調べたところ、以下の結果を得た。
ヒト - ゴリラ:1個
ヒト - イヌ:23個
ヒト - イモリ:62個
ヒト - 鯉:68個
生物の類縁度が高いほどアミノ酸の配列が異なる個数は少なくなることが分かった。これ以外にも色々な動物間のアミノ酸の配列の違いを測定。さらに、化石上ですでに分岐時期が判明しているものとの相関関係を取ると、アミノ酸α鎖の配列の差と分岐時期に直線関係があることが分かった。
これらのことからアミノ酸配列の突然変異が常に一定速度で発生すると仮定すると、生物間の分子構造の違いと分子構造の時間あたりの変化量から進化系譜が構築できるのではないかという考えが生まれた。1962年、ポーリングらはこれを分子時計と名付けた。
この分子時計の考え方は、木村資生の中立進化説などに大きな影響を与えた。
元々、様々な生物は進化によって分かれてきたものと考えられてきたが、その分岐がいつ頃起こったものかを推定する方法はなかった。
化石による推定は行われたが、発掘された化石がどの程度古いかの判断は、その化石の地層から判断される。地層による年代判定は誤差が大きく、炭素14を用いた年代測定(放射性炭素年代測定)も6万年前程度が理論的限界である。このため、発見された場所が遠く離れたところにある化石同士がどちらが古いかを判断することは、常に古生物学上の論争の種となっていた。また、そもそも化石からのみで生物の進化系譜を構築することは、非常に困難であった。
また、化石に残らない生物は、その進化系譜を推定すること自体が困難であった。そこで、生物を構成する分子構造の差から進化の系譜を模索する研究が始まった。