第三，現代人類mtDNA祖先大約出現於距今20萬年前。根據以上的發現來估計現代mtDNA起源於非洲及祖先離開非洲向世界各地遷移的時間，需要首先確定自現代人類mtDNA祖先以來積累的mtDNA序列歧異量和人類mtDNA序列歧異率。序列歧異量可以通過所建立的係統樹容易獲得，雖然對通過係統分析方法來推斷現代人起源地點還有爭議，但以此估算的平均歧異量不大可能受到很大的影響。例如采用幾種不同的係統分析法，可以獲得若幹種相異的樹狀圖，但卻得到基本相同的序列歧異量估計值。伯克利研究組最初根據公認的人類定居新幾內亞、澳大利亞及新大陸的時間來計算人類mtDNA序列歧異率。但目前較為常用的確定人類mtDNA序列歧異率的方法是用人類與其最近的近親（如黑猩猩）之間的平均歧異量除以人類-黑猩猩之間的分離時間獲得人類mtDNA的歧異率。
一般采用的人類與黑猩猩的分離時間是400萬至600萬年。這一數據已得到越來越多的證據支持，其中包括對mtDNA的研究結果。如Horai等人根據對包括人類在內的6種人猿超科成員近5000種mtDNA核苷序列的分析，發現黑猩猩與人類的親緣關係最為密切，並計算出人與黑猩猩的分離時間為470萬年。最後，用累積的人類mtDNA序列歧異量除以mtDNA序列歧異率就得到了現代人類mtDNA祖先起源於非洲的時間。伯克利研究組以此獲得的現代人類mtDNA祖先生存於非洲的時間分別是14萬至29萬年和16.6萬至24.9萬年，平均年代都是距今大約20萬年。此外，值得一提的是，上述時間指的是現代人類mtDNA的祖先起源於非洲的時間，並不意味著現代人類一定在等同的時間起源於非洲。因為此時的人類也許還不具有現代人的解剖學特征，也就是說遺傳學上的分化時間先於人類群體的分化時間。所以現代人類的祖先離開非洲的時間要晚於上述的現代人類mtDNA祖先形成於非洲的時間。伯克利研究組提出現代人類的祖先離開非洲向世界各地擴散的時間可能在距今10萬年前左右。
第四，起源於非洲的現代人祖先向舊大陸擴散並取代了當地的原住居民。到目前為止掌握的資料顯示人類mtDNA的祖先存在於距今大約20萬年前的非洲，而尚無證據表明早於這一時間非洲以外的人類mtDNA參與構成了現代人類的mtDNA，由此可以推測居住在世界各地的現代人類是來自於非洲的祖先取代了當地的原住民之後留下的後代。伯克利研究組還認為：非洲祖先在向世界各地擴散並取代當地居民的過程中幾乎沒有與當地居民發生融和，或者即便發生了融和也未能留下後代，否則，在現代人群中就會發現更多的mtDNA序列歧異類型。
這一假說提出後，在學術界引起了激烈的爭論。
一些學者的進一步研究為其提供了新的支持。但在遺傳學家內部同樣也有不同的意見。對於從人類遺傳學的知識推導出所有現代人類mtDNA類型均來自於一個共同的祖先這一點，所有的遺傳學家幾乎沒有異議。爭論的焦點是：是否可以通過對人類mtDNA的研究準確地得出現代人類mtDNA的祖先起源於非洲及起源的時間為20萬年。其中以美國聖路易斯華盛頓大學的遺傳學家坦普頓提出的意見較具有代表性，並在一些著名國際學術雜誌上引發了直接的爭論。坦普頓采用伯克利研究組的原始數據進行了重新分析並從以下幾個方麵對伯克利研究組的研究結果提出懷疑：
第一，關於現代人類mtDNA祖先起源於非洲問題。首先，伯克利研究組采用係統分析法對原始數據分析建立的係統樹顯示所有mtDNA類型分為兩大支，其中一支完全由非洲人類型組成，而另一支則由包括非洲人在內的全部其他類型組成，並據此為一個證據而提出現代人類mtDNA祖先起源於非洲的觀點。坦普頓指出這一結論的錯誤在於未能正確地使用並過分地相信了係統分析結果，計算機軟件並不能保證提供最佳的係統樹，因為處理這樣大的數據時，可能得出多種不同的樹狀圖。並且用於係統分析的統計軟件的製造商也告誡使用者，在處理大量數據時不能保證得到最理想的樹狀圖。mtDNA數據以擁有大量的單倍體型為特征，這樣的數據在PAUP環境下趨向於隻能在局部得到最佳聚合，而是否得到局部理想聚合又與數據輸入的順序有關。所以，減少這種誤差的唯一辦法是隨機輸入數據，反複多次運算。伯克利研究組的兩個樹狀圖都是采用一種數據輸入順序的運算結果。