Molekyylifylogeneettinen tutkimus on organismeja molekyylitasolla tiedon keräämiseksi eri organismien välisistä fylogeneettisistä suhteista. Tätä kurinalaisuutta käytetään kartoittamaan organismin tai eliöryhmän evoluutiohistoriaa. Niille, jotka ovat ihmetelleet, miksi tiedemiehet voivat olla niin tarkkoja, kun he antavat arvioita siitä, milloin evoluutiohistorian eri tapahtumia tapahtui, vastaus löytyy molekyylifylogeneettisestä.
Tämä tieteenhaara perustuu siihen tosiasiaan, että geneettinen muutos on vakio. Jokaisen sukupolven aikana organismit muuttuvat hieman, ja muutosnopeudella on taipumus olla vakio ja luotettava. Käyttämällä näitä tietoja ihmiset voivat verrata geneettistä tietoa eri lajien välillä ja määrittää, milloin ne poikkesivat toisistaan, tutkimalla niiden samankaltaisuuden ja eroavuuden astetta. Tutkijat voivat myös käyttää näitä tietoja kehittääkseen aikajanan.
Jos esimerkiksi tutkitaan kissan ja linnun DNA, on merkittäviä eroja, mikä osoittaa, että nämä kaksi lajia eroavat toisistaan kauan sitten. Sitä vastoin kissalla ja rotalla voi olla enemmän yhtäläisyyksiä, mikä osoittaa uudemman yhteisen esi -isän. Molekyylifylogeneettistä voidaan rakentaa fylogeneettinen puu, jossa yhteinen esi -isä on esitetty juurina ja oksat kuvaavat ajan mittaan tapahtuneita eroja.
Elävien lajien geneettisen materiaalin tutkiminen voi paljastaa mielenkiintoista tietoa tavallisista esi -isistä ja siitä, milloin lajit poikkesivat yhteisistä esi -isistään. Esimerkiksi ihmiset näyttävät olevan sukua suurille apinoille, mutta ne liittyvät läheisemmin joihinkin apinoihin kuin toiset, mikä osoittaa, että ihmiset ja apinalajit poikkesivat yhteisestä esi -isästä eri kohdissa. Käyttämällä tietoa sukulaislajien välisistä eroista ja geneettisten muutosten tunnetusta nopeudesta tutkijat voivat kertoa, milloin erilaiset erot yhteisestä esi -isästä tapahtuivat.
Molekyylifylogenetiikka ei voi selittää, miksi evoluutio tapahtuu, mutta sitä voidaan käyttää evoluutiopolun jäljittämiseen oppiakseen lisää maapallon elämän historiasta. Tutkijat, jotka ovat kiinnostuneita aiheista, kuten miksi eri organismit kuolivat sukupuuttoon, millaiset paineet ajoivat evoluutiota toisissa ja miten elämä maapallolla syntyi, voivat käyttää molekyylifylogenetiikkaa osana tiedonkeruutyökaluja.
Useille tutkijoille on myönnetty lainaus, joka suunnilleen kulkee “mitään maapallon elämässä ei ole järkeä ilman evoluutiota” -viivan mukaan ja viittaa maapallon elämän monimutkaisuuteen, fossiilisista tiedoista löytyvään ilmeiseen historiaan ja Organismien DNA siili -sienistä sinivalaisiin. Molekyylifylogenetiikkaa käytetään purkamaan evoluution monimutkainen verkko niin, että evoluutio on tutkijoiden kannalta järkevää.