Yksi osa moderni synteesi evoluutioteorian osa sisältää väestöbiologian ja vielä pienemmällä tasolla populaatiogenetiikan. Koska evoluutio mitataan yksiköissä yksiköissä ja vain populaatiot voivat kehittyä eikä yksilöitä, sitten väestöbiologia ja väestögenetiikka ovat monimutkaisia osia Evoluutio läpi Luonnonvalinta.
Kun Charles darwin Kun ensin julkaistiin ideoitaan evoluutiosta ja luonnollisesta valinnasta, genetiikan kenttä oli vielä löytämättä. Koska alleelien ja genetiikan jäljittäminen on erittäin tärkeä osa väestöbiologiaa ja väestögenetiikkaa, Darwin ei käsitellyt näitä ajatuksia kokonaan kirjoissaan. Nyt, kun vyöllämme on enemmän tekniikkaa ja tietoa, voimme sisällyttää enemmän väestöbiologiaa ja väestögenetiikkaa evoluutioteoriaan.
Yksi tapa tehdä tämä on alleelien yhdistymisen kautta. Väestöbiologit tarkastelevat geeniallas ja kaikki väestön käytettävissä olevat alleelit. Sitten he yrittävät jäljittää näiden alleelien alkuperän ajan myötä nähdäkseen, mihin ne alkoivat. Alleelit voidaan jäljittää erilaisten linjojen kautta a
fylogeneettiseen puu nähdäksesi missä ne yhdistyvät tai tulevat takaisin yhteen (vaihtoehtoinen tapa katsoa sitä on, kun alleelit haarautunut toisistaan). Ominaisuudet yhtyvät aina kohtaan, jota kutsutaan viimeisimmäksi yhteiseksi esi-isäksi. Viimeisimmän yhteisen esi-isänsä jälkeen alleelit erottuivat ja kehittyivät uusiksi piirteiksi ja todennäköisesti populaatiot aiheuttivat uusia lajeja.Coalescent-teoria, aivan kuten Hardy-Weinbergin tasapaino, on muutama oletus, jotka eliminoivat muutokset alleeleissa sattumaltapahtumien kautta. Coalescent-teoria olettaa, ettei alleeleissa ole satunnaista geneettistä virtausta tai geneettistä siirtymistä populaatioihin tai niistä pois, luonnollinen valinta on ei toimi valitulla populaatiolla annetulla ajanjaksolla, eikä alleeleja rekombinoida uusien tai monimutkaisempien muodostamiseksi alleelit. Jos tämä pitää paikkansa, niin viimeisin yleinen esi-isä löytyy samanlaisten lajien kahdesta erilaisesta suvusta. Jos jokin edellä mainituista on pelissä, on olemassa useita esteitä, jotka on voitettava, ennen kuin viimeisin yhteinen esi-isä voidaan osoittaa kyseisille lajeille.
Kun tekniikka ja Coalescent-teorian ymmärtäminen tulevat helpommin saataville, siihen liittyvää matemaattista mallia on muokattu. Nämä matemaattisen mallin muutokset sallivat joitain aiemmin estävistä ja monimutkaisista asioista väestöbiologian suhteen ja väestögenetiikasta on huolehdittu, ja kaikenlaisia populaatioita voidaan sitten käyttää ja tutkia käyttämällä teoria.