染色体説
染色体説提唱の背景には、全ての細胞は細胞から生じるとする細胞説と、当時再発見されたばかりのメンデルの法則がある。20世紀初頭、黎明期の遺伝学と、先行して発展していた細胞学の融合から、遺伝の染色体説が誕生した。
保存配列
DNAの遺伝における役割の発見と、1949年のフレデリック・サンガーによる動物種間のインスリンの差異についての報告は、初期の分子生物学者たちを分子レベルの観点からの系統学の研究へと促した 。 1960年代、DNAハイブリダイゼーションやタンパク質の交差反応性 (cross-reactivity)に基づいた研究によって、ヘモグロビンやシトクロムc のような既知のオルソログタンパク質間の類似性が測定された。1965年、Émile Zuckerkandl とライナス・ポーリングは分子時計の概念を導入し 、定常的な突然変異率を2つの生物が分枝してからの時間の推定のために用いることができると提唱した。初期の系統発生は化石記録とよく一致している一方で、いくつかの遺伝子については異なる速度で進化しているように思われ、そこから分子進化の理論のさらなる発展がもたらされた 。1966年のMargaret Dayhoff によるフェレドキシンの配列比較は、自然選択は生命に必須のタンパク質の配列を保存し最適化するように作用する、と示した。