Tanto el ADN mitocondrial (ADNmt) como el cromosoma Y han sido ampliamente utilizados por paleoantropólogos moleculares en intentos de reconstruir linajes humanos. Ambos se heredan de manera haploide: ADNmt a través de la hembra y Y a través del macho. Para el ADNmt, la herencia materna está garantizada por un mecanismo específico de la especie de proteólisis de la pieza media del esperma en la embriogénesis temprana, basado en la ubiquitinación de las mitocondrias durante la espermiogénesis. Se cree que ambos genomas carecen de recombinación y, por lo tanto, son susceptibles a altas tasas de mutación neutra. Para el cromosoma Y humano, ahora está claro que ha habido una selección de genes que controlan la espermatogénesis, lo que resulta en un éxito reproductivo diferencial a largo plazo. Esto está corroborado por estudios de genealogías y sociedades de caza y recolección, aunque carecen del rigor proporcionado por los marcadores moleculares modernos de herencia. La selección se complica por una concentración de genes que controlan las características sexuales secundarias en el cromosoma X. Del mismo modo, el ADNmt afecta la bioenergética de la gametogénesis y el desarrollo embrionario, así como la longevidad, la enfermedad y el proceso de envejecimiento. Tanto el cromosoma Y como los haplotipos mitocondriales muestran asociaciones significativas con patrones de infertilidad masculina que podrían distorsionar su uso para la reconstrucción filogenética. Además, el análisis molecular del ADNmt se complica por la presencia de numerosos pseudogenes mitocondriales nucleares (Numts) que pueden ser amplificados erróneamente por técnicas moleculares como la PCR. Esta revisión examina algunas de estas interacciones complejas y sugiere que algunos de los temas más controvertidos en la comprensión de la evolución humana pueden resolverse considerando la biología de estos marcadores genéticos.