Сравнив ДНК человека и шимпанзе, Уилсон и его студентка Мэри-Клер Кинг в 1975 году пришли к выводу, что структурные различия в их ДНК, в частности в генах, кодирующих белки, были слишком незначительными для объяснения существенных анатомических различий. Соответственно, они должны были объясняться разницей в активности генов в процессе развития. Это было весьма дальновидное и крайне важное заключение, подтвержденное более поздними исследованиями: ключевыми факторами эволюции являлись изменения в регуляции активности генов и их экспрессии. Данные факторы имеют огромное значение для процесса развития. В свою очередь, встречающиеся в избытке «факторы транскрипции», которые и активируют деятельность генов, кодирующих белки, почти наверняка могут помочь заполнить многочисленные анатомические пробелы в палеонтологической летописи. Вполне вероятно, что такие пробелы включают в себя внезапные появления современных анатомических черт (таких как у мальчика из Нариокотоме) и в результате возникновение анатомически уникальных Homo sapiens.
Вскоре Уилсон и его сотрудники сконцентрировались на ДНК определенного типа. Большая часть ДНК хранится в ядрах наших клеток, но небольшая доля находится в митохондриях — одном из типов органелл, расположенных в цитоплазме клетки между ядром и мембраной и отвечающих за клеточное функционирование. В митохондриях содержится гораздо меньше ДНК, чем в ядре, но клетка имеет несколько митохондрий, а значит, одна и так же молекула ДНК дублируется в ней несколько раз. Так называемая мтДНК имеет огромный потенциал для молекулярной систематики. Большая часть ядерной ДНК перемешивается после слияния яйцеклетки и сперматозоида, поэтому проследить ее между поколениями невозможно. Митохондриальная же ДНК дает четкое представление о наследственности, потому что она передается без всяких изменений по материнской линии (сперматозоиды отца, по сути, представляют собой всего лишь ядра клеток). Соответственно, любые различия в мтДНК между двумя особями, когда-то имевшими общего предка, объясняются исключительно мутациями (то есть спонтанными изменениями, постоянно возникающими в четырех возможных типах нуклеотидов).
В 1987 году Уилсон и его студенты Ребекка Кэнн и Марк Стоункинг исследовали мтДНК 147 человек из разных регионов мира. Предположив, что скорость изменчивости должна быть постоянной, и приняв во внимание количество различий между образцами, они рассчитали, что наш вид возник около 200,000 лет назад. Более того, полученное ими «дерево мтДНК» указывало на происхождение
