O parte a sintezei moderne a teoriei evolutive implică biologia populației și, la un nivel și mai mic, genetica populației. Deoarece evoluția este măsurată în unități în cadrul populațiilor și numai populațiile pot evolua și nu indivizii, atunci biologia populației și genetica populației sunt părți complexe ale Teoriei evoluției prin selecția naturală.
Când Charles Darwin a publicat pentru prima dată ideile sale despre evoluție și selecție naturală, domeniul Geneticii nu trebuia încă descoperit. Întrucât urmărirea alelelor și geneticii este o parte foarte importantă în biologia populației și genetica populației, Darwin nu a acoperit în totalitate acele idei din cărțile sale. Acum, cu mai multă tehnologie și cunoștințe sub centurile noastre, putem încorpora mai multă biologie a populației și genetica populației în teoria evoluției.
O modalitate de a face acest lucru este prin coalescența alelelor. Biologii populației se uită la bazinul genic și la toate alelele disponibile din populație. Apoi încearcă să urmărească originea acestor alele în timp pentru a vedea de unde au început. Alelele pot fi urmărite prin diferite linii de pe un copac filogenetic pentru a vedea unde se înțeleg sau se întorc împreună (un mod alternativ de a privi este atunci când alelele s-au ramificat unul de la altul). Trăsăturile se împletesc întotdeauna într-un punct numit cel mai recent strămoș comun. După cel mai recent strămoș comun, alelele s-au separat și au evoluat în noi trăsături și, cel mai probabil, populațiile au dat naștere unor specii noi.
Teoria Coalescentului, la fel ca Hardy-Weinberg Equilibrium, are câteva presupuneri care elimină schimbările în alele prin evenimente întâmplătoare. Teoria Coalescent presupune că nu există un flux genetic aleatoriu sau o derivă genetică a alelelor în sau din populații, selecția naturală nu funcționează asupra populației selectate în perioada dată și nu există recombinarea alelelor pentru a forma noi sau mai complexe. alele. Dacă acest lucru este valabil, atunci cel mai recent strămoș comun poate fi găsit pentru două linii diferite de specii similare. Dacă se joacă oricare dintre cele de mai sus, atunci există mai multe obstacole care trebuie depășite înainte ca cel mai recent strămoș comun să poată fi identificat pentru acele specii.
Pe măsură ce tehnologia și înțelegerea Teoriei Coalescenților devin mai ușor disponibile, modelul matematic care îl însoțește a fost modificat. Aceste modificări ale modelului matematic permit unele dintre problemele anterior inhibitoare și complexe cu biologia populației și genetica populației au fost îngrijite și toate tipurile de populații pot fi apoi utilizate și examinate folosind teoria.