60年代早期“分子進(jìn)化鐘”的發(fā)現(xiàn)與60年代末期“中性理論”的提出是本世紀(jì)進(jìn)化學(xué)的重大事件，是古老的進(jìn)化學(xué)與新生的分子生物學(xué)兩者“雜交”的產(chǎn)物。它們的相繼問世極大地推動了進(jìn)化尤其是分子進(jìn)化研究，填補(bǔ)了人們對分子進(jìn)化即微觀進(jìn)化認(rèn)識上的空白，并在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域產(chǎn)生了廣泛影響。

隨著不同生物來源的大量蛋白質(zhì)序列的確定，Zucherkandl等發(fā)現(xiàn)：某一蛋白在不同物種間的取代數(shù)與所研究物種間的分歧時間接近正線性關(guān)系，進(jìn)而將分子水平的這種恒速變異稱為“分子鐘”。

支持進(jìn)化鐘存在的證據(jù)來自哺乳動物與其它脊椎動物諸如血清白蛋與轉(zhuǎn)鐵蛋白等的免疫學(xué)（如微量補(bǔ)體固定）定量比較。人們發(fā)現(xiàn)多肽間的免疫距離（如抗原性）與其氨基酸取代百分?jǐn)?shù)成良好的線性相關(guān)，如鳥溶菌酶、哺乳動物RNase、細(xì)胞色素C與白蛋白、大腸桿菌色氨酸合成酶等。雖然這種相關(guān)性的分子基礎(chǔ)尚不清楚，但這種客觀存在經(jīng)過反復(fù)驗證后是不容置疑的。免抗血清由此成為初步估算球形單體蛋白間序列差異的有效工具，但其適用范圍0-30%的氨基酸差異。

自從進(jìn)化鐘假設(shè)提出之后，存在許多反駁它的相反事實與異議。這些異議主要針對序列進(jìn)化的恒速。分子進(jìn)化鐘的最明顯的例外之一是分子序列證據(jù)與化石證據(jù)在人類起源時間上的差異。60年代中期，許多人類學(xué)家認(rèn)為人類在3000年前與我們最近的親屬-- 非洲猿分歧。根據(jù)分子鐘假設(shè)，分歧3000萬年的物種氨基酸序列差異的應(yīng)達(dá)4-5%、非重復(fù)序列DNA差異應(yīng)約為8%，但實測值分別為0.8%與1.1%。對這種6倍左右的差別有兩種解釋。許多人類學(xué)家傾向于懷疑鐘的存在，并認(rèn)為在高等靈長類中分子進(jìn)化速率下降。總之，雖然大部分分子進(jìn)化學(xué)家同意序列進(jìn)化與分歧時間密相關(guān)，但進(jìn)化是以年限還是以代限為刻度則仍有分歧與爭議；而且因為縱多因素的影響，與進(jìn)化鐘相左的數(shù)據(jù)，無論是用氨基酸、核苷酸序列差異、免疫學(xué)距離，還是用DNA雜交復(fù)性等參數(shù)，均不斷有所報道，其論爭預(yù)計將繼續(xù)下去。自從60年代初發(fā)現(xiàn)分子進(jìn)化鐘--“分子進(jìn)化速率在不同種系中恒定”以來，人們又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)中氨基酸的置換是隨機(jī)而非模式性的；DNA在哺乳動物種系的總變異速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于形態(tài)上的變異速率并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人們的預(yù)期的大于0.5核苷酸/ 基因組/ 年；蛋白質(zhì)電泳表明物種內(nèi)存在大量的變異即廣泛的種內(nèi)多態(tài)性，且這些多態(tài)性并無可見的表型效應(yīng)，與環(huán)境條件亦無明顯相關(guān)。以上這些都是新達(dá)爾文主義與綜合進(jìn)化理論所難以解釋的。

面對上述問題，日本群體遺傳學(xué)家木村資生（Motoo Kimura）提出：(1) 進(jìn)化過程中的核苷酸置換其絕大部分是中性或近似中性的突變隨機(jī)固定的結(jié)果而不是正向達(dá)爾文選擇的結(jié)果：(2) 許多蛋白質(zhì)多態(tài)性必須在選擇上為中性或近中性，并在群體中由突變引入與隨機(jī)滅絕間兩者的平衡維持。