虽然蛋白质、RNA和DNA等生物大分子均可提供生物进化的信息,但并不等于所有这些大分子都能适合生物系统发育的研究。大量的研究表明,在生物大分子中最适合于揭示各类生物亲缘关系的是rRNA基因,尤其是16S rRNA基因(真核生物为18S rRNA基因)。16S rRNA基因之所以被公认是一把好的谱系分析“分子尺”,这是因为:①16S rRNA基因在生物中具有高度的稳定性,其二级结构中含有9个高度保守区和15个中度保守区。②在不同的生物中16S rRNA基因以不同的速率发生变化;这样可以测定生物的进化距离。③16S rRNA基因分子大小适中。在5S rRNA、16S rRNA和23S rRNA三种核酸分子中,sS rRNA约,120 bp,虽然它也可以作为一-种信息分子,但信息量小,应用上受很大限制; 23S rRNA基因虽然蕴藏着大量的信息,.但由于DNA分子较大(约2: 906 bp),,当时的技术水平测定该序列难度较大;而16S rRNA约1500bp(真核生物18SrRNA基因约1800bp);含有比较各类生物的信息量,大小适中。④16SrRNA基因可以进行序列测定与分析。⑤它在生物细胞中的含量高,约占细胞中RNA的90%,而且很容易分离纯化。
20世纪70年代前,生物进化的研究之所以没有取得突破性进展,重要原因就是没有找到一把可以测量所有生物进化关系的尺子。美国学者伍斯(Carl Woese)虽当时不是毕业于生物学科,但是他有从事核糖体研究的经历,他就是利用这把尺子进行了开拓性的研究,1970 年发现了生命的第三种形式———古细菌( Arehabacteria), 1977 年提出了著名的三域( domain )概念。