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L'écologie microbienne aborde la place et le rôle des micro-organismes dans un habitat (environnement, écosystème) ainsi que les interactions des micro-organismes entre eux et avec leur milieu.
L'écologie microbienne consiste à caractériser la biodiversité microbienne d'un écosystème, à caractériser les interactions entre micro-organismes (chaînes trophiques), à identifier le rôle des micro-organismes dans l'écosystème, à étudier les interactions hôtes-microorganismes (symbiose, commensalisme, parasitisme, agent pathogène...).
Les micro-organismes étant très nombreux, ubiquiste (présent partout dans le monde), très diversifiés, très adaptatifs, ils ont une importance primordiale dans de nombreux domaines. L'écologie microbienne couvre donc des domaines très variés.
- Cycle biogéochimique de la matière : importance de la biodiversité microbiennes dans les cycle du carbone, cycle de l'azote, cycle du soufre, cycle du phosphate...
- Dépollution : dépollution naturelle des milieux grâce aux micro-organismes et utilisation des micro-organismes dans le traitement des eaux usées ou des sols pollués.
- Agriculture : interaction des micro-organismes avec les plantes (symbiose ou pathogène).
- Médecine humaine et vétérinaire : importance des parasites, des bactéries et virus pathogènes.
- Agroalimentaire : importance de la biodiversité microbienne dans des processus de transformation ou de fermentation de produit alimentaire (fromage, yaourt, vin, choucroute, saucisson...) ; rôle de certains micro-organismes dans l'altération de produits alimentaires.
- Biotechnologie : connaissance de la biodiversité microbienne pour caractériser des nouvelles molécules ayant des propriétés intéressantes pour les milieux pharmaceutiques et/ou industriels.
- Évolution : l'organisme ancestral ayant entraîné l'apparition de la vie était probablement proche des bactéries actuelles.
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