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Comme les humains, les bactéries ont besoin de trois ressources fondamentales pour survivre et prospérer :des nutriments qui fournissent de l'énergie, de l'eau pour l'hydratation cellulaire et un environnement qui correspond à leurs préférences physiologiques spécifiques.
Les bactéries tirent leur énergie des atomes de carbone, d’azote, de phosphore et de soufre présents dans leur source de nourriture. Au cours de la respiration cellulaire, ces éléments sont oxydés pour produire de l'adénosine triphosphate (ATP), la monnaie énergétique universelle de la cellule. Les cultures en laboratoire utilisent des milieux riches en nutriments qui fournissent du C, N, S et P facilement disponibles, ainsi que des vitamines et minéraux essentiels. La composition exacte est adaptée au profil métabolique de l'organisme cible.
L’eau constitue environ 70 % de la masse d’une cellule bactérienne. Étant donné que les organismes unicellulaires ne peuvent pas ingérer d’eau, ils dépendent de l’humidité ambiante pour maintenir l’équilibre osmotique et soutenir les réactions biochimiques. De nombreuses espèces peuvent survivre à la dessiccation pendant de longues périodes, mais sans eau, elles ne peuvent ni croître ni se diviser.
Au-delà des nutriments et de l'humidité, chaque espèce bactérienne possède des plages optimales de pH, de température, d'oxygène, de dioxyde de carbone et de pression :
Bien que chaque espèce ait une fenêtre « idéale » définie, les bactéries font preuve d’une flexibilité remarquable. Les scientifiques cultivent des microbes en recréant aussi fidèlement que possible les conditions environnementales de leurs habitats naturels, en ajustant la composition des milieux, la température, le pH et les niveaux de gaz pour qu'ils correspondent aux paramètres observés.
