A világon szinte az összes élőlény, növény, állat és az ember szoros kapcsolatban él számos egysejtű élőlénnyel, köztük baktériumokkal, ősbaktériumokkal, gombákkal, és vírusokkal. A mikrobiom vagy mikrobiális közösség kifejezés ezen egysejtűek olyan speciális gyűjteményére utal, melyek meghatározott helyeken találhatóak, mint a bőr vagy a bélrendszer. Ha alaposabban megnézzük, ezek a mikrobiális közösségek nem csak a környezetben megtalálható rengeteg faj közül véletlenszerűen összeválogatott egyedekből állnak, hanem bizonyos szabályszerűségek határozzák meg az összetételüket, mint például hogy mely fajokból épülnek fel ezek a közösségek, vagy hogy milyen arányban vesznek részt egyes fajok és milyen feladatokat töltenek be. Néhány ezek közül létfontosságú a gazda túlélése szempontjából: fontos szerepet töltenek be az emésztési folyamatban, a különféle antibiotikumokat termelő fajok természetes védelmet nyújtanak a kórokozók ellen, a mikrobiomok segítenek az immunválaszok képződésében és megakadályozhatják az allergiás reakciók kialakulását, sőt, egyes esetekben a gazdaszervezet viselkedését is befolyásolhatják. Nem meglepő módon a mikrobiális közösségeknek evolúcióját befolyásoló tényezők állnak számos kutatás fókuszában.
A megfigyelések és a kísérletek rávilágítottak, hogy a gazdaszervezet képes befolyásolni a mikróbák versengését, illetve képes segíteni egyes, számára hasznos fajok megtelepedését és növekedését a még még be nem népesített felületeken. Azon fajok melyek a gazda számára hasznosak, mondjuk antibiotikum termelő képességük okán, valóban segítségre szorulnak. Egyrészről segítség nélkül a környezetben állandóan jelen lévő rengeteg különféle fajból rendkívül kicsi az esélye, hogy pont a megfelelő, hasznos fajok telepednének meg először. Ezenkívül a hasznos fajok komoly költségek árán, úgy mint idő, nyersanyag, és energia befektetés, képesek csak bizonyos vegyületeket termelni (mint mondjuk az antibiotikumot). Ennek eredményeként lassabban tudnak szaporodni és növekedni, ellentétben a parazitákkal, melyeknek nincsenek efféle költségei, gyorsabban növekszenek és végül kiszorítják a hasznos kolóniákat. Azonban ha a hasznos kolónia által termelt mérgező anyagok, mint az antibiotikum, koncentrációja elér egy köszöbértéket, az anyagra érzékeny parazita fajok betelepedését és elterjedését meg lehet állítani.
A mikrobiális közösségek kapcsolatrendszerei és a bennük zajló folyamatok rendkívül összetettek. A HPC szuperszámítógépek segítségével Dr. Boza Gergely és munkatársai ezen komplex rendszerek egyszerűsített modelljét vizsgálják. Céljuk, hogy megértsék a hasznos és a parazita fajok közt fellépő kölcsönhatásokat miközben azok egy üres gazdafelszín kolonizációjáért küzdenek egymással. A model segítségével nyomon követve a sejtek tulajdonságait, úgy mint a rátermettségük, tulajdonságaik, vagy a viselkedésük, illetve a a környezetben lezajló változásokat, érdekes eredmények születtek. Megmutatták például, hogyha a gazda segítséget nyújthat ún. privát vagy zártkörű erőforrás formájában mely más fajok számára elérhetetlen, de amelyet a hasznos faj a saját szaporodási és versengési képességeinek növelésére tud fordítani. Ezt a segítséget elég addig nyújtania, amíg a hasznos mikróba kolóniájának a mérete elér egy kritikus méretet, amikortól ugyanis ez a kolónia önfenntartóvá válhat, és vissza tudja szorítani a paraziták invázióját akár további segítség hiányában is.
A fent leírtakhoz hasonló jelenség figyelhető meg például a levélvágó hangyák (Acromyrmex) esetében. Az újonnan született hangyák külső kutikula felszínein a kikelést követő 24 órában minden esetben ugyanannak az antibiotikum termelő mikrobának az elburjánzása figyelhető meg. A hangyák speciális mechanizmusok és erőforrások segítségével biztosítják, hogy ez a faj tudjon minden más mikroba előtt kolóniát alapítani. A későbbiekben, bár más fajok is megtelepszenek, az első faj végig jelen van és folyamatosan védettséget biztosít a parazitákkal szemben az egyed és az egész hangyakolónia számára.
