为什么分子钟可以推测生物的起源时间

生物体内其实也存在着另外一种计时的钟，它就是分子钟。分子钟的计时载体是位于生物体内的DNA和蛋白质等生物大分子，平时它们看不到摸不着，只有通过分子生物学的特定分析手段才能读出其中的数值。分子钟的计时单位不是分钟，也不是小时，甚至不是年，而是万年。

分子钟为什么能计时呢？因为生命会随着时间的推进而不断发生演化。生命的演化不仅体现为生物形态的变化，更重要的是体现在DNA中碱基对和蛋白质中氨基酸排列顺序的变化。1962年，美国科学家祖卡坎德尔和鲍林在对比了几种动物的血红蛋白后，发现组成这些蛋白质的氨基酸分子，会以恒定的速率进行相互置换和取代。这种取代速率在不同的生物大家族中大致相同，也就是说，在分子水平上生物演化的速度是恒定的。据此，祖卡坎德尔和鲍林于1965年提出了分子钟的假说。该假说认为，在生命演化过程中，生物体内的分子演化速率近似恒定。因此，可以据此推测生物类群的演化方向发生分歧的时间和其他演化事件发生的情况。这个假说掀起了生物学家利用大分子研究演化问题的热潮。

分子钟可推测生物的起源时间和相互关系

分子钟理论有一个先决条件，那就是一个特定的生物大分子（如蛋白质或DNA）在所有的物种演化过程中取代速率恒定。但在自然界中，对于蛋白质分子而言，这种速率并不总是恒定的。在物种快速形成的过程中，其演化速率可能会大大加快；物种形成之后的平衡期，其演化速率可能又会减慢。所以，以蛋白质为基础的恒定演化速率并非理想的分子钟。对于DNA分子而言，不同DNA片断的演化速率并不相同，并且同一DNA片断在不同的生物类群间可能存在显著差异。因此，目前有关分子钟的研究也面临着分子演化速率不同所带来的挑战。

尽管如此，分子钟的使用已经成为演化生物学的一个热点。大多数现代分子生物学家常用它研究分子演化机制，推断一些重要生物类群的起源时间。为了提高分子钟的准确性，科学家采取各种方式对其进行优化，借助数学方法消除分子演化速率不稳定带来的不利影响。