Darwinistisk populationsgenetik, eller helt enkelt populationsgenetik, är ett centralt inslag, om inte det centrala, i den moderna evolutionära syntesen, eller nydarwinismen. Den moderna evolutionära syntesen är en kombination av Darwins teori om arternas evolution genom naturligt urval, Mendels teori om genetik som grund för biologiskt arv och matematisk populationsgenetik. Sammansatt av dussintals forskare under 1930- och 1940-talen, är den darwinistiska populationsgenetiken vår bästa modell av den process som stegvis skapade allt liv på jorden, evolution och naturligt urval.
Populationsgenetik är studiet av den genetiska fördelningen och förändringen av allelfrekvens inom en given art – i grund och botten, vilka gener som är mer eller mindre framträdande inom den arten. Denna fördelning och hur den förändras kan förstås heltäckande genom fem krafter: naturligt urval, genetisk drift, mutation, migration och icke-slumpmässig parning. Matematisk populationsgenetik är en formalism som tillåter oss att exakt förutsäga framtida allelfrekvenser om fullständig information om dessa fem krafter finns tillgänglig. Naturligtvis är det aldrig, även om approximationer kan vara oerhört användbara. Populationsgenetik är bland de bäst verifierade modellerna inom vetenskapen.
Populationsgenetik kan förklara processen genom vilken nya anpassningar uppstår och fixeras i en art, hur artbildning uppstår, varför vissa adaptiva egenskaper utvecklas lättare än andra, utvecklingen av evolverbarhet och många andra frågor av vetenskapligt intresse. Eftersom evolutionen mestadels äger rum under miljontals år (dvs evolutionära tidsskalor), kan direkta experiment vara svårt. Principerna för populationsgenetik har dock testats och verifierats med arter vars replikationstider är mycket korta, såsom bakterier, som kan föröka sig på en halvtimme givet lämpligt utrymme och näringsämnen.
De fem evolutionära krafter som kvantifieras och studeras av populationsgenetik är intuitivt lätta att förstå. Naturligt urval sker när en organism dödas av sin miljö, rivaliserande arter eller medlemmar av samma art, oavsett anledning. Om döden inträffar före reproduktion, sägs organismen vara evolutionärt misslyckad. Vilka egenskaper som än är associerade med den förtida döden kommer så småningom att väljas ut ur genpoolen. Det naturliga urvalet är kanske den mest kraftfulla av de evolutionära krafterna, och den mest kända.
Genetisk drift sker slumpmässigt hos avkomman. När en viss egenskap inte påverkar en organisms förmåga att överleva eller föröka sig på ett eller annat sätt, kan den utvecklas och fixeras enbart som en konsekvens av det genetiska lotteriet. Mutationer är också en bieffekt av kopieringsfel av DNA, och blir sällan synliga eller signifikanta, även om de ibland kan resultera i en fördelaktig överlevnadsegenskap.
Migration uppstår när medlemmar av en art flyttar från en plats till en annan, vilket skär av reproduktiva band med andra medlemmar av arten. När en del av en art blir reproduktivt isolerad från en annan del av en geografisk barriär, artificeras de två grupperna så småningom i olika varianter. Detta observerades berömt på Galapagosöarna av Charles Darwin. Icke-slumpmässig parning är en annan mycket kraftfull kraft inom populationsgenetik. Mer attraktiva medlemmar av en art förvärvar i allmänhet fler kompisar under längre perioder och upplever större reproduktiv framgång som ett resultat.
Populationsgenetik är ett enormt område som har studerats av många miljoner forskare, inte bara biologer, och kommer att fortsätta att studeras av miljoner framöver. Tyvärr lärs det bara ut på den mest grundläggande nivån i de offentliga skolsystemen.