Orologi evolutivi sono sequenze genetiche all'interno di geni che possono aiutare a determinare quando in passato le specie differivano da un antenato comune. Esistono alcuni schemi di sequenze di nucleotidi comuni tra le specie correlate che sembrano cambiare a intervalli regolari. Sapere quando queste sequenze sono cambiate in relazione al Scala temporale geologica può aiutare a determinare l'età dell'origine della specie e quando si è verificata la speciazione.
Gli orologi evolutivi furono scoperti nel 1962 da Linus Pauling ed Emile Zuckerkandl. Mentre studia la sequenza degli aminoacidi nell'emoglobina di varie specie. Hanno notato che sembrava esserci un cambiamento nella sequenza dell'emoglobina a intervalli di tempo regolari in tutta la documentazione fossile. Ciò portò all'affermazione che il cambiamento evolutivo delle proteine era costante nel tempo geologico.
Usando questa conoscenza, gli scienziati possono prevedere quando due specie divergevano sull'albero filogenetico della vita. Il numero di differenze nella sequenza nucleotidica della proteina dell'emoglobina indica un certo periodo di tempo trascorso da quando le due specie si sono separate dall'antenato comune. Identificare queste differenze e calcolare il tempo può aiutare a posizionare gli organismi nella posizione corretta sull'albero filogenetico rispetto alle specie strettamente correlate e all'antenato comune.
Ci sono anche limiti alla quantità di informazioni che un orologio evolutivo può fornire su qualsiasi specie. Il più delle volte, non può dare un'età o un tempo esatti in cui è stato diviso dall'albero filogenetico. Può solo approssimare il tempo relativo ad altre specie sullo stesso albero. Spesso, l'orologio evolutivo è impostato secondo prove concrete dai reperti fossili. La datazione radiometrica dei fossili può quindi essere confrontata con l'orologio evolutivo per ottenere una buona stima dell'età della divergenza.
Sebbene nella maggior parte dei casi questi fattori siano limitanti, esistono dei modi per spiegarli statisticamente nel calcolo dei tempi. Se questi fattori entrano in gioco, tuttavia, l'orologio evolutivo non è costante come in altri casi, ma è variabile nei suoi tempi.
Studiare l'orologio evolutivo può dare agli scienziati un'idea migliore di quando e perché si è verificata la speciazione per alcune parti dell'albero filogenetico della vita. Queste divergenze possono essere in grado di fornire indizi su quando accaddero eventi importanti nella storia, come le estinzioni di massa.