Идея о «молекулярной палеонтологии»

Крушение дихотомической системы произошло в середине 1960-х годов. Появились данные, идущие в разрез с постулатом о монофилетичности прокариотов, а также не подтверждающие гипотезу об эволюционной преемственности между бактериями и эукариотами.

Если раньше биохимические характеристики использовались в качестве рядового таксономического признака, то теперь секвенирование белков и нуклеиновых кислот стало главным оружием хемосистематики. Полученные результаты позволили реконструировать филогенетические связи на всех уровнях эволюционного древа — от основания ствола до верха кроны.

В 1965 г. американские биохимики Полинг (L. Pauling, Нобелевская премия по химии, 1954 г.) и Закеркендл (Е. Zuckerkandl) пришли к принципиально новой идее о «молекулярной палеонтологии». Они поняли, что филогению можно изучать не только путем сравнения фенотипов, но и путем сравнения физической структуры геномов. Такая задача трудна и в наши дни, а тогда об этом не могло быть и речи. Поэтому в качестве индикаторов филогении предлагалось выбрать наиболее консервативные гены или закодированные в них белки.

Полинг и Закеркендл считали, что эволюция консервативных белков, происходящая путем накопления случайных мутаций, тесно связана с эволюцией генотипа в целом. Поэтому сравнение аминокислотных последовательностей таких белков у разных организмов служит мерой дистанции между видами и таксонами более высокого ранга.

Если допустить, что скорость мутирования относительно постоянна, то в качестве хронометра можно использовать макромолекулы, первичная структура которых несет в себе наследственную информацию. Они называются «семантидами» (греч. semaine — печатать и eidos — подобие). Этот хронометр объективно показывает время, прошедшее с момента дивергенции объектов А и В, т. е. эволюционная дистанция оценивается по гомологии семантид.