L’ADN mitochondrial (ADNmt) et le chromosome Y ont été largement utilisés par les paléoanthropologues moléculaires pour tenter de reconstruire les lignées humaines. Les deux sont hérités de manière haploïde: ADNmt par la femelle et le Y par le mâle. Pour l’ADNmt, l’hérédité maternelle est assurée par un mécanisme spécifique à l’espèce de protéolyse de la pièce médiane du sperme au début de l’embryogenèse, basé sur l’ubiquitination des mitochondries pendant la spermiogenèse. On pense que les deux génomes manquent de recombinaison et sont donc susceptibles de taux élevés de mutation neutre. Pour le chromosome Y humain, il est maintenant clair qu’il y a eu une sélection sur les gènes contrôlant la spermatogenèse, ce qui a entraîné un succès reproducteur différentiel à long terme. Ceci est corroboré par des études de généalogies et de sociétés de chasse-cueillette, bien que celles-ci manquent de la rigueur fournie par les marqueurs moléculaires modernes de l’héritage. La sélection est rendue plus compliquée par une concentration de gènes contrôlant les caractéristiques sexuelles secondaires sur le chromosome X. De même, l’ADNmt affecte la bioénergétique de la gamétogenèse et du développement embryonnaire, ainsi que la longévité, la maladie et le processus de vieillissement. Les haplotypes du chromosome Y et des mitochondries montrent des associations significatives avec des modèles d’infertilité masculine qui pourraient fausser leur utilisation pour la reconstruction phylogénétique. De plus, l’analyse moléculaire de l’ADNmt est compliquée par la présence de nombreux pseudogènes mitochondriaux nucléaires (NUMT) qui peuvent être amplifiés par erreur par des techniques moléculaires telles que la PCR. Cette revue examine certaines de ces interactions complexes et suggère que certaines des questions les plus controversées dans la compréhension de l’évolution humaine peuvent être résolues en tenant compte de la biologie de ces marqueurs génétiques.