Een deel van de moderne synthese van de evolutietheorie betreft populatiebiologie en, op een nog kleiner niveau, populatiegenetica. Omdat evolutie wordt gemeten in eenheden binnen populaties en alleen populaties kunnen evolueren en niet individuen, dan zijn populatiebiologie en populatiegenetica ingewikkelde delen van de Theorie van Evolutie door Natuurlijke selectie.
Wanneer Charles Darwin publiceerde voor het eerst zijn ideeën over evolutie en natuurlijke selectie, het veld van de genetica moest nog ontdekt worden. Aangezien het opsporen van allelen en genetica een zeer belangrijk onderdeel is van populatiebiologie en populatiegenetica, heeft Darwin die ideeën niet volledig in zijn boeken behandeld. Nu we meer technologie en kennis onder onze riem hebben, kunnen we meer populatiebiologie en populatiegenetica opnemen in de Theory of Evolution.
Een manier om dit te doen is door de samensmelting van allelen. Populatiebiologen kijken naar de genetische verzameling en alle beschikbare allelen binnen de populatie. Vervolgens proberen ze de oorsprong van deze allelen terug te vinden in de tijd om te zien waar ze zijn begonnen. De allelen zijn terug te voeren via verschillende lijnen op a
fylogenetisch boom om te zien waar ze samenvloeien of weer samenkomen (een alternatieve manier om ernaar te kijken is wanneer de allelen vertakt van elkaar). Eigenschappen komen altijd samen op een punt dat de meest recente gemeenschappelijke voorouder wordt genoemd. Na de meest recente gemeenschappelijke voorouder zijn de allelen gescheiden en geëvolueerd naar nieuwe eigenschappen en hoogstwaarschijnlijk hebben de populaties nieuwe soorten voortgebracht.De Coalescent Theory lijkt veel op Hardy-Weinberg Equilibrium, heeft een paar aannames die veranderingen in allelen elimineren door toevallige gebeurtenissen. De Coalescent Theory gaat ervan uit dat er geen willekeurige genetische stroom of genetische drift van allelen in of uit de populaties is, natuurlijke selectie is niet werken aan de geselecteerde populatie gedurende de gegeven tijdsperiode, en er is geen recombinatie van allelen om nieuw of complexer te vormen allelen. Als dit waar is, kan de meest recente gemeenschappelijke voorouder worden gevonden voor twee verschillende afstammingslijnen van vergelijkbare soorten. Als een van de bovenstaande zaken in het spel is, zijn er verschillende obstakels die moeten worden overwonnen voordat de meest recente gemeenschappelijke voorouder voor die soorten kan worden vastgesteld.
Naarmate technologie en begrip van de Coalescent Theorie gemakkelijker beschikbaar komen, is het wiskundige model dat daarbij hoort, aangepast. Deze veranderingen in het wiskundige model maken enkele van de voorheen remmende en complexe problemen met populatiebiologie mogelijk en er is voor populatiegenetica gezorgd en alle soorten populaties kunnen vervolgens worden gebruikt en onderzocht met behulp van de theorie.