Estimating viral timescales is fundamental in understanding the evolutionary biology of viruses. Molecular clocks are widely used to reveal the recent evolutionary histories of viruses but may severely underestimate their longer-term origins because of the inverse correlation between inferred rates of evolution and the timescale of their measurement. Here, we provide a predictive mechanistic model that readily explains the rate decay phenomenon over a wide range of timescales and recapitulates the ubiquitous power-law rate decay with a slope of −0.65. We show that standard substitution models fail to correctly estimate divergence times once the most rapidly evolving sites saturate, typically after hundreds of years in RNA viruses and thousands of years in DNA viruses. Our model successfully recreates the observed pattern of decay and explains the evolutionary processes behind the time-dependent rate phenomenon. We then apply our model to re-estimate the date of diversification of genotypes of hepatitis C virus to 423,000 (95% highest posterior density [HPD]: 394,000–454,000) years before present, a time preceding the dispersal of modern humans out of Africa, and show that the most recent common ancestor of sarbecoviruses dates back to 21,000 (95% HPD: 19,000–22,000) years ago, nearly thirty times older than previous estimates. This creates a new perspective for our understanding of the origins of these viruses and also suggests that a substantial revision of evolutionary timescales of other viruses can be similarly achieved.

估计病毒时间尺度是理解病毒进化生物学的基础。分子钟被广泛用于揭示病毒最近的进化历史，但由于推断的进化速率与其测量的时间尺度之间存在负相关，因此可能会严重低估它们的长期起源。在这里，我们提供了一个预测机制模型，可以很容易地解释各种时间尺度上的速率衰减现象，并以 -0.65 的斜率概括普遍存在的幂律速率衰减。我们表明，一旦最快速进化的位点饱和，标准替代模型就无法正确估计发散时间，通常在 RNA 病毒数百年后和 DNA 病毒数千年后。我们的模型成功地重现了观察到的衰减模式，并解释了随时间变化的速率现象背后的进化过程。然后，我们应用我们的模型将丙型肝炎病毒基因型多样化的日期重新估计到 423,000（95% 最高后验密度 [HPD]：394,000-454,000）年前，这是现代人类从非洲分散之前的时间，并表明 sarbecoviruses 的最新共同祖先可以追溯到 21,000（95% HPD：19,000-22,000）年前，比先前估计的年龄大近 30 倍。这为我们理解这些病毒的起源创造了一个新的视角，也表明可以类似地实现对其他病毒进化时间尺度的实质性修改。然后，我们应用我们的模型将丙型肝炎病毒基因型多样化的日期重新估计到 423,000（95% 最高后验密度 [HPD]：394,000-454,000）年前，这是现代人类从非洲分散之前的时间，并表明 sarbecoviruses 的最新共同祖先可以追溯到 21,000（95% HPD：19,000-22,000）年前，比先前估计的年龄大近 30 倍。这为我们理解这些病毒的起源创造了一个新的视角，也表明可以类似地实现对其他病毒进化时间尺度的实质性修改。然后，我们应用我们的模型将丙型肝炎病毒基因型多样化的日期重新估计到 423,000（95% 最高后验密度 [HPD]：394,000-454,000）年前，这是现代人类从非洲分散之前的时间，并表明 sarbecoviruses 的最新共同祖先可以追溯到 21,000（95% HPD：19,000-22,000）年前，比先前估计的年龄大近 30 倍。这为我们理解这些病毒的起源创造了一个新的视角，也表明可以类似地实现对其他病毒进化时间尺度的实质性修改。并表明，sarbecoviruses 的最新共同祖先可以追溯到 21,000（95% HPD：19,000-22,000）年前，比之前估计的年龄大近 30 倍。这为我们理解这些病毒的起源创造了一个新的视角，也表明可以类似地实现对其他病毒进化时间尺度的实质性修改。并表明，sarbecoviruses 的最新共同祖先可以追溯到 21,000（95% HPD：19,000-22,000）年前，比之前估计的年龄大近 30 倍。这为我们理解这些病毒的起源创造了一个新的视角，也表明可以类似地实现对其他病毒进化时间尺度的实质性修改。