Elk levend organisme kan worden beschouwd als een verzameling eigenschappen. Elk van deze eigenschappen wordt gecodeerd door een gen of genen in het DNA van dat organisme. Bacteriën hebben slechts één kopie van elk gen, planten en de meeste dieren hebben er twee. Wanneer er lichte variaties van het gen in de populatie bestaan, wordt elke variatie een allel genoemd. Veel kenmerken, zoals oogkleur, kunnen door meer dan één allel worden bepaald, maar de meeste eigenschappen hebben er slechts één.

Allele fixatie

Voor de meeste genen zou je niet meer dan één optie willen hebben . Tenzij er iets niet in orde is, worden mensen geboren met twee benen, tien vingers en een hart met vier kamers. Het basisplan voor de lay-out van een organisme heeft slechts één optie voor de meeste componenten, omdat elke variatie zou betekenen dat het organisme niet zo goed of helemaal niet zou werken. Wanneer een gen bestaat als slechts een enkel allel in een populatie, wordt dit allelfixatie genoemd. Polymorfe genen daarentegen hebben meer dan één allel. Een onderzoek uit 1999 schatte dat 30 procent van de menselijke genen polymorf is.

16S rRNA

Het 16S-rRNA-gen is een stukje DNA dat door alle bacteriën wordt gedeeld. Het is zeer geconserveerd, wat betekent dat zijn rol zo kritiek is dat het slechts één allel heeft voor elke populatie en elke soort bacterie. Het codeert, zoals de naam zou suggereren, voor een stukje rRNA of ribosomaal RNA, dat deel uitmaakt van het ribosoom. Ribosomen zijn waar eiwitten in de cel worden gesynthetiseerd, dus je kunt zien waarom het gen niet veel veranderd is in de loop van de millennia.

Witte fruitvliegen

Zeer geconserveerde genen hebben één allel omdat ze ervaring hebben sterke selectiedruk die dat allel bevoordeelt. Kleine populaties kunnen ook een allel verliezen door genetische drift, in wezen willekeurige kans. Peter Buri deed een experiment waarin hij begon met 107 afzonderlijke populaties van elk 16 fruitvliegjes, waarbij elke populatie een gelijke verdeling van rood-oranje en witte kleuren allelen had. Vanwege de willekeurige kans op paren en de kleine populatie waren de nakomelingen na verschillende generaties bijna helemaal rood of bijna allemaal wit. Sommige van de populaties bereikten allelfixatie, waardoor kleur voor die populaties een allel-eigenschap werd.

Alcoholdehydrogenase in maïs

Een experiment in de vroege jaren zestig toonde het belang aan van het Adh1-gen, dat codes voor alcohol dehydrogenase in maïs. Het gen had slechts één allel en de onderzoekers induceerden een mutatie met behulp van een mutageen - een stof die fouten in het DNA-kopieproces veroorzaakt. De planten met de mutatie ontsproten en groeiden prima onder normale omstandigheden, maar wanneer de wortels van de plant te nat waren, stierven de planten zonder alcoholdehydrogenase. Maïs krijgt vaak genoeg wateroverlast zodat alle maïsplanten dezelfde vitaal belangrijke versie van het Adh1-gen hebben.