在我们细胞中的DNA秘藏着长达三十几亿年的生物进化史。对这种“分子罗塞塔石碑”加以破译；也许能再现进化的宏伟史剧。在这部杰作的驱使下，“分子生物学的香坡利翁”们在该学科创立之后不久便赶紧着手破译，并很快掌握了线索，这就是所谓“分子钟”的发现。
1962年，祖卡坎德尔（Zuckerkandl）和鲍林（Pauling）在对比了来源于不同生物系统的同一血红球蛋白分子的氨基酸排列顺序之后，发现氨基酸随着时间的推移而以几乎一定的比例相互置换着。也就是说，氨基酸单位时间的置换率（即分子进化速度）大体上是恒定的。氨基酸的置换以同样的速度进行，这便是“分子钟”名称的由来。后来，根据对若干代表性蛋白质的分析，近年来又通过直接对比基因的碱基排列顺序，证实了分子进化速度的恒定性大致成立，并由中立说在理论上奠定了基础。
分子钟的发现迈出了分子进化学发展中最早的一大步。特别是它提供了分子一级分析生物系统进化的手段，这一点更是意义深远。费奇（Fitch）和马戈利亚希（Margoriash）利用由现存动植物和菌类这一广泛范围的生物种采集来的细胞色素C的氨基酸排列顺序，首次再现了这些生物所走过的进化历程。利用这种分子对比而绘制的生物系统树，与以往依据化石绘制的系统树拓扑性质非常一致，证明了生化学方法的有效性。
沙里奇（Sarich）和威尔逊（Wilson）用分子钟研究灵长类的进化问题，得出了耸人听闻的结论。关于人与类人猿的系统关系及二者的分化时期，这一结论与历来古生物学的解释大相径庭。因此长期以来，在古生物学家与分子进化学家之间一直争论激烈，直到最近才终于以大体符合分子钟研究结果的形式初步有了定论。
比起依据化石的传统方法来，利用分子钟绘制系统树的方法有几个优点：第一，只要比较“现存”生物基因或蛋白质的排列顺序即可绘出系统树；仅仅在确定分子钟的走速、量度时间时才需要化石资料。第二，与收集化石相比，工作要简易得多。特别是最近已能轻而易举地确定基因的碱基排列顺序，这一优点就更为突出了。第三，客观而且是定量性的，具有再现性。关于这一点的重要性，大概已不容置辩。但是另一方面，必须注意到分子进化速度的恒定性并不是在严密的意义上成立的，而是在观察整个漫长的进化过程后平均得出的结论。因此，为了绘出正确的系统树和推算人与类人猿的分化年代，就需要在大量数据的基础上进行考察。由于种种原因，进化速度会有波动，仅由一种数据得出的结果有可能导致局部错误的结论。
就一种蛋白质来看，在整个漫长的进化过程中，进化速度大体恒定；但是，一旦改变蛋白质的种类，速度就会按照作用于各种蛋白质的机能性制约的差异程度而大不相周。例如，在属于进化最快一类的纤维蛋白肽与进化非常缓慢的组蛋白之间，速度上就有两位数之差。另外，在基因方面的置换和编码领域发生同义密码子变化的部位（同义部位），进化速度很快，往往超过蛋白质的速度。而且，与蛋白质的情况成为对照，不同基因之间，进化速度相似。
一般来说，蛋白质进化缓慢，所以适合于研究远缘种间的系统关系；反之，DNA一级的分子钟速度快，最宜于分析近缘种间的进化。而且后者具有如下种种优点：速度均一，不因基因而异，所以只要知道平均值就可以适用于任何基因；还可以叠合由不同基因获得的结果，等等。
在利用分子钟时，除去其生理学外，还必须先了解它的病理学。分子钟的等时性往往在某个系统上发生紊乱。“偏离”等时性有种种原因，有时是因为突然变异率与其他系统的平均值相差较大所致。这是一个棘手问题，必须就该系统重新确定进化速度。与其他哺乳类相比，啮齿类（小鼠和大鼠）任何基因的进化速度都同样至少高出两倍。其原因不一定已经搞清，也许同传代时间极短而造成突然变异率，上升有关。不过，影响分子进化速度的突然变异究竟由何种因素发生，这一点还不清楚。
就灵长类而言，近年来已经在DNA一级查明：在直到类人猿的系统中，进化速度上呈现出延缓现象。根据我们最近的分析，速度的延缓在旧世界猿类与类人猿分道扬镳之后的类人猿系统中最为显著。虽然还得依据更多的数据来加以验证，但是如果真是这样，那将会给推算人与黑猩猩、大猩猩的分化年代以重大影响。
这就是说，根据以往无视延缓现象的分子钟来推算分化年代，所得的数值太小了。如果将速度的延缓考虑在内重新计算，那么人与黑猩猩、大猩猩分化的时期可以推断为大约在一千万年之前。
分子钟把拉玛古猿从人类直接祖先的地位上拉了下来，成功地表明：人类的出现是：比在那之前人们一直相信的年代晚得多。沙里奇与威尔逊的先驱性功绩应当得到高度评价。但是，关于人类出现的准确时期，可能还留有问题未得解决，其中之一便是类人猿分子进化速度的延缓现象。必须根据大量数据尽快予以验证。
分子钟实质上可能存在，但是将它应用于一个个实例时却应当慎重。因为它的等时性绝不是准确无误的。“人在何时由猿进化而来”一一要阐明这个对我们人类来说都同样饶有趣味的问题，相信有关各学科的配合具有重要意义，尤其是分子进化学家与古生物学家的密切合作，更是必不可少。
[科学，（日）1986年第4期]
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* 1799年拿破仑的埃及远征军在尼罗河口的罗塞塔城发现玄武岩石碑。碑文是用古埃及象形文字，民用文字和希腊文三种文字铭刻的古埃及王普托莱玛伊奥斯五世颂辞。1822年，法国埃及学家J. F. 香坡利翁（Jean Francois Champollion）根据该石碑成功地破译了古埃及象形文字。 ——译注