Divergence génétique
La divergence génétique est le processus par lequel deux ou plusieurs populations d'une même espèce ancestrale accumulent des changements génétiques indépendants (mutations) à travers le temps, souvent après que les populations sont devenues isolées génétiquement pendant un certain temps. Dans certains cas, des sous-populations vivant dans des environnements périphériques écologiquement distincts peuvent présenter une divergence génétique par rapport au reste d'une population, surtout lorsque l'aire de répartition d'une population est très importante (voir spéciation parapatrique). Les différences génétiques entre les populations divergentes peuvent impliquer des mutations silencieuses (qui n'ont aucun effet sur le phénotype) ou donner lieu à d'importants changements morphologiques et physiologiques. La divergence génétique accompagnera toujours l'isolement reproductif, soit en raison de nouvelles adaptations par sélection naturelle, soit en raison de la dérive génétique, et est le mécanisme principal sous-jacent à la spéciation.
Évolution des taux de mutation
L'horloge moléculaire normale présente malgré tout des facteurs qui limitent son utilisation. Tout d'abord des erreurs de calibrage, car la découverte du plus vieux fossile d’un groupe taxonomique n’est jamais garantie ; le nombre limité d'espèces et de gènes pouvant entraîner une erreur stochastique ; le temps de génération différent et l’existence d’hétérogénéités du taux d’évolution entre lignées, soit par des différences entre espèces, soit par un problème de saturation car pour de longues échelles de temps, plusieurs mutations peuvent avoir eu lieu sur un nucléotide : de nombreux sites ont donc subi plusieurs changements mais il n'est possible de détecter que le dernier.