因?yàn)樯鼤?huì)隨著時(shí)間的推進(jìn)而不斷發(fā)生演化。生命的演化不僅體現(xiàn)為生物形態(tài)的變化，更重要的是體現(xiàn)在DNA中堿基對(duì)和蛋白質(zhì)中氨基酸排列順序的變化。

生物體內(nèi)其實(shí)也存在著另外一種計(jì)時(shí)的鐘，它就是分子鐘。分子鐘的計(jì)時(shí)載體是位于生物體內(nèi)的DNA和蛋白質(zhì)等生物大分子，平時(shí)它們看不到摸不著，只有通過分子生物學(xué)的特定分析手段才能讀出其中的數(shù)值。分子鐘的計(jì)時(shí)單位不是分鐘，也不是小時(shí)，甚至不是年，而是萬年。

分子鐘為什么能計(jì)時(shí)呢？因?yàn)樯鼤?huì)隨著時(shí)間的推進(jìn)而不斷發(fā)生演化。生命的演化不僅體現(xiàn)為生物形態(tài)的變化，更重要的是體現(xiàn)在DNA中堿基對(duì)和蛋白質(zhì)中氨基酸排列順序的變化。1962年，美國科學(xué)家祖卡坎德爾和鮑林在對(duì)比了幾種動(dòng)物的血紅蛋白后，發(fā)現(xiàn)組成這些蛋白質(zhì)的氨基酸分子，會(huì)以恒定的速率進(jìn)行相互置換和取代。這種取代速率在不同的生物大家族中大致相同，也就是說，在分子水平上生物演化的速度是恒定的。據(jù)此，祖卡坎德爾和鮑林于1965年提出了分子鐘的假說。該假說認(rèn)為，在生命演化過程中，生物體內(nèi)的分子演化速率近似恒定。因此，可以據(jù)此推測(cè)生物類群的演化方向發(fā)生分歧的時(shí)間和其他演化事件發(fā)生的情況。這個(gè)假說掀起了生物學(xué)家利用大分子研究演化問題的熱潮。

分子鐘理論有一個(gè)先決條件，那就是一個(gè)特定的生物大分子（如蛋白質(zhì)或DNA）在所有的物種演化過程中取代速率恒定。但在自然界中，對(duì)于蛋白質(zhì)分子而言，這種速率并不總是恒定的。在物種快速形成的過程中，其演化速率可能會(huì)大大加快；物種形成之后的平衡期，其演化速率可能又會(huì)減慢。所以，以蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的恒定演化速率并非理想的分子鐘。對(duì)于DNA分子而言，不同DN**斷的演化速率并不相同，并且同一DN**斷在不同的生物類群間可能存在顯著差異。因此，目前有關(guān)分子鐘的研究也面臨著分子演化速率不同所帶來的挑戰(zhàn)。

盡管如此，分子鐘的使用已經(jīng)成為演化生物學(xué)的一個(gè)熱點(diǎn)。大多數(shù)現(xiàn)代分子生物學(xué)家常用它研究分子演化機(jī)制，推斷一些重要生物類群的起源時(shí)間。為了提高分子鐘的準(zhǔn)確性，科學(xué)家采取各種方式對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，借助數(shù)學(xué)方法消除分子演化速率不穩(wěn)定帶來的不利影響。