חלק אחד של סינתזה מודרנית התיאוריה האבולוציונית כוללת ביולוגיה של האוכלוסייה, ובמידה עוד יותר קטנה, גנטיקה של האוכלוסייה. מכיוון שהאבולוציה נמדדת ביחידות בתוך אוכלוסיות ורק אוכלוסיות יכולות להתפתח ולא אנשים, אז ביולוגיה של אוכלוסייה וגנטיקה של אוכלוסייה הם חלקים מורכבים של התיאוריה של התפתחות דרך ברירה טבעית.
מתי צ'ארלס דארווין לראשונה פרסם את רעיונותיו להתפתחות ולברירה טבעית, תחום הגנטיקה טרם התגלה. מכיוון שהתחקות של אללים וגנטיקה היא חלק חשוב מאוד בביולוגיה של האוכלוסייה ובגנטיקה של האוכלוסייה, דארווין לא כיסה את רעיונותיהם במלואם בספריו. כעת, עם יותר טכנולוגיה וידע תחת חגורותינו, אנו יכולים לשלב יותר ביולוגיה של אוכלוסייה וגנטיקה של אוכלוסיה בתורת האבולוציה.
דרך אחת לעשות זאת היא באמצעות התגבשות של אללים. ביולוגים באוכלוסייה מסתכלים על מאגר גנים וכל האללים הזמינים בתוך האוכלוסייה. לאחר מכן הם מנסים להתחקות אחר מקורם של האללים הללו לאורך הזמן לראות איפה הם התחילו. ניתן לאתר את האללים דרך שושלות שונות על גבי א פילוגנטית עץ כדי לראות היכן הם מתלכדים או חוזרים יחדיו (דרך חלופית להסתכל על זה היא כאשר ה
אללים מסועפים זה מזה). תכונות תמיד מתלכדות בנקודה הנקראת האב הקדמון השכיח ביותר. לאחר האב הקדום השכיח ביותר, האללים נפרדו והתפתחו לתכונות חדשות וכנראה שהאוכלוסיות הולידו מינים חדשים.התיאוריה הקואליצנטית, כמו שיווי משקל הרדי-וויינברג, יש כמה הנחות המבטלות שינויים באללים באמצעות אירועים מקריים. התיאוריה הקואליצנטית מניחה כי אין זרימה גנטית אקראית או סחף גנטי של אללים לאוכלוסיות או מחוצה להן, הברירה הטבעית היא לא עובד על האוכלוסייה שנבחרה בפרק הזמן הנתון, ואין שום שילוב של אללים ליצירת חדש או מורכב יותר אללים. אם זה אכן נכון, ניתן למצוא את האב הקדמון השכיח ביותר לשני שושלות שונות של מינים דומים. אם אחד מהדברים לעיל מופיע במשחק, ישנם כמה מכשולים שיש להתגבר עליהם לפני שניתן יהיה לאתר את האב הקדמון השכיח ביותר עבור אותם מינים.
ככל שהטכנולוגיה וההבנה של התיאוריה הקואליצנטית הופכים לזמינים יותר, המודל המתמטי המלווה אותה הותאם. שינויים אלה במודל המתמטי מאפשרים חלק מהנושאים המעכבים והמורכבים שהיו בעבר בביולוגיה של האוכלוסייה וטופלו על גנטיקה של אוכלוסיות ואז ניתן להשתמש ולבחון את כל סוגי האוכלוסיות באמצעות תיאוריה.