Evolūcijas teorija ir pielāgojama arī mikroorganismiem. Pētot mikroorganismus, ir iespējams tieši novērot evolūcijas procesu, jo mikroorganismi vairojas ātri un īsā laika periodā dod daudz pēcnācēju. Piemēram, baktērijām vienas cilvēku paaudzes laika veidojas 100000 paaudžu. Baktērijām viena gada laikā ir vairāk paaudžu, nekā cilvēkam vispār ir bijis. Kad cilvēks atklāja antibiotikas, radās pārliecība, ka ir pienācis laiks aizmirst par infekcijas slimībām. Bet cilvēks nenovērtēja dabiskās izlases spēku. Baktērijas spēj ātri adaptēties, jo to populācijā ir tādas, kas ir izturīgas pret antibiotikām. Izturīgākās izdzīvo, vairojas un rada pret antibiotikām izturīgus pēcnācējus.
Apmēram pirms 60 gadiem visas baktērija bija jutīgas pret antibiotiku penicilīnu. Mūsdienās pret to ir izturīgas(rezistentas) 50% baktēriju. Daži tuberkulozes mikobaktēriju celmi ir multirezistenti - izturīgi pret visām antibiotikām.
20. gs. astoņdesmitajos gados ir izveidota jauna zinātnes nozare evolucionārā medicīna. Tā pētī slimību ierosinātāju evolūcijas problēmas un to, kā evolūcijas spēku varētu izmantot cilvēka labā. Galvenā evolucionārās medicīnas tēze: slimību ierosinātāju evolūcijas procesu vērst cilvēkam par labu.
Baktērija - holēras vibrions
Pagājušā gadsimta deviņdesmitajos gados Amerikā plosījās holēras epidēmija. Holēra ir akūta zarnu infekcijas slimība, ko izraisa baktērija Vibrio cholerae - holēras vibrions. Cilvēki ar to var inficēties, lietojot uzturā ūdeni vai pārtiku, kas satur šī tipa baktērijas. Inkubācijas periods ilgst līdz piecām dienām. Slimība sākas ar caureju, kas kļūst aizvien biežāka. Gvatemalā cilvēki ņem ūdeni no atklātām ūdenskrātuvēm, notekūdeņi netiek attīrīti un tur cilvēki saslimst ar ļoti agresīvu holēras formu ar lielu mirstību. Čīlē ūdensapgāde ir laba, tur cilvēki saslimst ar holēras formu, kura ir "maigāka". Baktērijai bija jākļūst maigākai, lai saimnieku nenogalinātu, pirms nav atrasts jauns saimnieks un lai pēc iespējas ilgāk varētu uzturēties vienā saimniekā. Teksasas štatā lieliskas ūdensapgādes dēļ holēras vibrions ir kļuvis tik maigs un izdala tik maz toksīnu, ka cietušie nemaz nenojauš, ka ir saslimuši ar holēru.