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Les micro-organismes ressemblent aux organismes plus complexes en ce sens qu'ils ont besoin d'une variété de matériaux de leur environnement pour fonctionner et atteindre deux objectifs principaux: fournir assez d'énergie pour gérer leurs processus et extraire des éléments de base pour se réparer ou procréer. Outre ce qu’ils absorbent, les micro-organismes se développent également dans des environnements particuliers. Ces environnements varient autant que les organismes eux-mêmes, et même la quantité et la distribution des éléments dans un environnement particulier peuvent être très importantes. Les scientifiques utilisent ces informations pour cultiver des microorganismes dans des laboratoires d'expérimentation.
Nutriments
Tous les microorganismes ont besoin de nourriture. Les sources de nourriture peuvent varier, mais les organismes extraient principalement le carbone et l'azote de substances telles que les protéines, les lipides et les glucides. Certains microorganismes recherchent et absorbent de telles particules. D'autres peuvent effectuer des réactions chimiques avec des éléments environnants tels que le dioxyde de carbone pour obtenir ce dont ils ont besoin, tandis que d'autres encore peuvent produire leurs propres sucres simples par photosynthèse, à la manière des plantes. L'azote, utilisé pour la synthèse des protéines, peut être prélevé dans l'atmosphère environnante ou dans d'autres matières organiques.
Température
En général, plus la température est élevée, plus les micro-organismes peuvent facilement se développer jusqu'à un certain point. Les températures très élevées et les températures très basses entravent les processus enzymatiques dont dépendent les micro-organismes pour survivre, mais des espèces individuelles de micro-organismes se sont développées pour préférer des niveaux de température différents. Les scientifiques les divisent généralement en trois groupes différents: psychrophiles, mésophiles et thermophiles. Les psychrophiles préfèrent des températures de 0 à 5 degrés Celsius; les mésophiles aiment cela au milieu, 20-45 degrés Celsius; et les thermophiles l'aiment chaud, à des températures avoisinant les 55 degrés.
niveaux de pH
Les micro-organismes préfèrent également un certain pH dans la substance ou l'environnement dans lequel ils se développent, c'est-à-dire qu'ils préfèrent avoir des qualités acides particulières dans leur environnement. La plupart des micro-organismes, y compris la plupart des agents pathogènes humains, sont des neutrophiles, des organismes qui préfèrent un pH neutre. Certains aiment les pH élevés, mais le plus souvent, si les conditions sont trop acides, les enzymes de l'organisme se décomposent.
Humidité
La libre circulation de l'eau est vitale pour les microorganismes car leurs cellules échangent des matériaux et pour leurs processus métaboliques. Tous les micro-organismes nécessitent un certain niveau d’eau, mais quelques-uns peuvent survivre dans des conditions de faible humidité en conservant toute l’eau qu’ils trouvent et en restant dans un environnement riche en humidité. En règle générale, plus il y a d'humidité, plus il y a de micro-organismes.
Éléments présents
En plus de l'eau, les micro-organismes nécessitent généralement la présence de certains éléments dans l'air, à savoir les gaz qu'ils absorbent pour produire les nutriments nécessaires. L'azote est un élément nécessaire, de même que l'oxygène. De nombreux micro-organismes ont besoin d'un environnement riche en oxygène pour survivre, mais d'autres s'épanouissent réellement dans un environnement pauvre en oxygène. Entre ces deux extrêmes, il existe une grande variété qui peut préférer plus ou moins d'oxygène et qui sera capable de s'épanouir de manière égale, quelle que soit la quantité d'oxygène présente.