Jedna část moderní syntéza evoluční teorie zahrnuje populační biologii a na ještě menší úrovni populační genetiku. Protože se evoluce měří v jednotkách v rámci populací, mohou se vyvíjet pouze populace jednotlivci, pak populační biologie a populační genetika jsou složitými částmi Teorie Evoluce skrz Přírodní výběr.
Když Charles Darwin nejprve publikoval jeho myšlenky na evoluci a přirozený výběr, pole genetiky ještě muselo být objeveno. Protože trasování alel a genetiky je velmi důležitou součástí populační biologie a populační genetiky, Darwin tyto myšlenky ve svých knihách plně nepokryl. Nyní, s více technologiemi a znalostmi pod našimi pásy, můžeme začlenit více populační biologie a populační genetiku do Teorie evoluce.
Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je prostřednictvím koalescence alel. Biologové populace se dívají na genový fond a všechny dostupné alely v populaci. Potom se pokusí vysledovat původ těchto alel zpět v čase a zjistit, kde začali. Alely lze vystopovat přes různé linie na a
fylogenetický strom, aby zjistili, kde se spojí nebo se vrátí dohromady (alternativní způsob pohledu na něj je, když alely rozvětvené jedna od druhé). Znaky se vždy spojí v místě zvaném nejnovější společný předek. Po posledním společném předku se alely rozdělily a vyvinuly se v nové rysy a populace pravděpodobně způsobila vznik nových druhů.Teorie koalescentů Hardy-Weinbergova rovnováha, má několik předpokladů, které eliminují změny v alelách prostřednictvím náhodných událostí. The Coalescent Theory předpokládá, že neexistuje žádný náhodný genetický tok nebo genetický posun alel do populací nebo z populací, přirozený výběr je nepracuje na vybrané populaci v daném časovém období a neexistuje žádná rekombinace alel za vzniku nových nebo komplexnějších alely. Pokud to platí, je možné najít nejnovějšího společného předka pro dvě různé linie podobných druhů. Pokud je některá z výše uvedených věcí ve hře, musí existovat několik překážek, které je třeba překonat, než je možné pro tyto druhy určit nejnovějšího předka.
Jak technologie a chápání Coalescent teorie jsou dostupnější, matematický model, který doprovází to byl vyladěn. Tyto změny matematického modelu umožňují některé dříve inhibující a složité problémy s populační biologií a populační genetika byla postarána a všechny typy populací mohou být poté použity a prozkoumány pomocí teorie.