Es una hipótesis que suscita un encontrado debate en los campos de la genómica y la evolución molecular, y sugiere que los genomas de los linajes de los vertebrados basales sufrieron una duplicación genómica más o menos completa y por ello los vertebrados modernos reflejan una paleopoliploidía.
Basándose en el tamaño relativo de los genomas, sugirió que los peces o anfibios ancestrales sufrieron uno y quizá más casos de "evolución tetraploide".
Ohno exponía que se debería esperar ligamiento en el caso de duplicaciones en tándem individuales (en las que se añade un gen duplicado al original en el mismo cromosoma), pero esto no sucede en el caso de existir duplicaciones cromosómicas.
Algunos análisis de familias genéticas en los cromosomas humanos muestran patrones que no son consistentes con la hipótesis 2R.
Makałowski afirma que el balance global de la evidencia actual parece ir en contra, pero que no puede falsibilizar porque se puede modificar para acomodarse a un amplio rango de datos.