Основным конкурентом мультирегиональной модели была гипотеза африканского происхождения человека, которую к тому моменту начали формулировать ученые из Англии и Германии. Они заявляли, что в палеоантологической летописи, какой бы скудной она ни была, первые указания на современную человеческую анатомию относятся к Африке. Вскоре у их гипотезы появилась неожиданная поддержка. В то время технологии молекулярной систематики постоянно улучшались и дорабатывались, и быстрее всего эти процессы проходили в лаборатории Алана Уилсона в Беркли, где работал Винсент Сарич. Ученым уже давно было известно, что физически гены состоят из последовательностей базовых элементов, расположенных в длинной цепочке ДНК. Таких базовых элементов насчитывается четыре — А, Т, Ц и Г. Расположенные в определенном порядке, эти «буквы» кодируют врожденные генетические инструкции, на основании которых строится новый организм. В 1970-х годах начали появляться технологии, позволяющие прочесть эти инструкции, и внимание ученых постепенно смещалось от белков (таких как альбумины, которые исследовали Сарич и Уилсон), кодируемых генами, к самой структуре ДНК.
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).