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配列の比較による方法のほか、塩基配列に基づく性質、たとえば複数の遺伝子の位置を生物種間で比較する方法(多数の種で[[ゲノムプロジェクト]]が進行することにより可能となってきた)なども用いられる。
 
分子系統学に基づく分類体系の代表的なものとしては[[被子植物]]の[[APG植物分類体系]]がある。それ以前には、[[DNA - DNA分子交雑法]]に基づいた[[鳥類]]の[[Sibley-Ahlquist鳥類分類|Sibley-Ahlquist体系]]が発表されている。これら以外の生物についても分子系統学による系統・[[分類学|分類]]研究が盛んに行われている。[[哺乳類#真獣類分類・系統研究の動向|哺乳類]]、[[昆虫#分岐分類|昆虫]]を参照。
 
配列を直接扱うものではないが、配列決定がまだ容易でなかった1960-70年代には、[[アイソザイム]]などタンパク質の分子種の違いを分類に用いる研究が、盛んに行われた。