Tương tác của con người với vi sinh vật bao gồm cả ứng dụng vi sinh vật trong thực tiễn lẫn ý nghĩa biểu tượng, bên cạnh những tương tác tiêu cực dưới dạng bệnh ở người, động vật và cây trồng.
Vì con người chưa đến vi sinh vật cho đến tận thời kỳ cận đại, nên trước đó chúng xuất hiện gián tiếp trong văn học qua miêu tả làm bánh và chế biến bia. Chỉ đến khi ra đời phát minh kính hiển vi (được Robert Hooke sử dụng trong cuốn Micrographia vào năm 1665[2] và Antonie van Leeuwenhoek sử dụng ở thập niên 1670),[3]thuyết mầm bệnh và sự tiến bộ trong ngành vi sinh vật học ở thế kỷ 19 mới được xác định trực tiếp, con người nhận dạng chúng là sinh vật sống và đưa vào ứng dụng trên cơ sở khoa học. Kiến thức tương tự cũng tạo điều kiện cho vi sinh vật xuất hiện rõ trong văn học và nghệ thuật.[4]
Quá trình xử lý nước thải oxy hóa phụ thuộc vào vi sinh vật để làm oxy hóa thành phần hữu cơ. Vi sinh vật kỵ khí làm giảm chất rắn trong bùn - thứ tạo ra khí methan và bã khoáng hóa cằn cỗi. Trong xử lý nước uống, phương pháp lọc cát chậm sử dụng một lớp gelatin phức tạp gồm một lượng lớn vi sinh vật để loại bỏ vật liệu hòa tan lẫn hạt khỏi nước thô.[8]
Vi sinh vật được ứng dụng trong lên men để sản xuất ethanol,[9] và sản xuất methan trong lò phản ứng biogas.[10] Các nhà khoa học đang nghiên cứu ứng dụng của tảo để sản xuất nhiên liệu lỏng,[11] và vi khuẩn để chuyển đổi nhiều dạng chất thải nông nghiệp và đô thị thành nhiên liệu dùng được.[12]
Vi sinh vật có thể lập quan hệ nội cộng sinh với những sinh vật lớn hơn. Ví dụ, vi khuẩn sống trong hệ tiêu hóa của con người góp phần tăng sức đề kháng nhờ miễn dịch đường ruột, tổng hợp các vitamin như acid folic và biotin, đồng thời lên men những carbohydrat phức tạp khó tiêu.[20] Những loại thuốc và hóa chất thực phẩm trong tuơng lai có thể cần được thử nghiệm trên hệ vi sinh đường ruột; đây là bằng chứng rõ ràng cho thấy việc bổ sung probiotic có thể tăng sức đề kháng, và vi sinh vật đường ruột chịu tác động của cả chế độ ăn lẫn thuốc men.[21]
Vi sinh vật gây bệnh và những độc tố mà chúng sản sinh ra được phát triển thành các tác nhân có thể gây chiến tranh sinh học.[22] Những hình thức chiến tranh sinh học nguyên thủy đã có thời cổ đại.[23] Ở thế kỷ thứ 6 TCN, người Assyria đã đầu độc giếng của quân địch bằng một loại nấm để làm chúng hôn mê.[24] Năm 1346, thi thể của những chiến binh Mông Cổ ở Hàn quốc Kim Trướng mất mạng vì dịch hạch đã bị quăng qua tường thành Kaffa thuộc Krym đang cố thủ, có thể góp phần làm lây lan Cái Chết Đen sang châu Âu.[25][26][27] Những tiến bộ trong ngành vi khuẩn học ở thế kỷ 20 đã làm tăng tính phức tạp của tác nhân sinh học tiềm tàng trong chiến tranh. Phá hoại bằng sinh học — dưới dạng bệnh than và loét mũi truyền nhiễm — được tiến hành dưới thời chính phủ Đế quốc Đức trong Thế chiến I, song thu được kết quả không đáng kể. Trong Thế chiến II, Anh Quốc đã từng có ý định vũ khí hóa bệnh sốt thỏ, bệnh than, brucellosis và độc thịt, song chưa bao giờ đưa chúng vào thực dụng.[28] Tương tự, Hoa Kỳ cũng khám phá tác nhân chiến tranh sinh học,[29] phát triển bào tử bệnh than, brucellosis, và độc tố thịt để có thể ứng dụng trong quân sự.[30] Nhật Bản thì phát triển tác nhân chiến tranh sinh học nhờ ứng dụng thí nghiệm lên tù nhân và định sử dụng chúng khi chiến tranh kết thúc.[31][32][33][34]
Chế biến bia đã được tôn vinh trong vần thơ kể từ thời Sumer cổ đại (khoảng năm 1800 TCN), khi "Thánh ca về Ninkasi" được khắc lên tấm bia bằng đất sét. Ninkasi (nữ thần giám hộ bia, đồng thời là con gái của đấng sáng tạo Enki và "nữ hoàng nước thiêng" Ninki) "xử lý bột nhào bánh và dùng một cái xẻng lớn để xúc trộn trong hố, bappir bằng mật ong [quá hạn],... tưới mạch nha trên nền đất,... ngâm mạch nha trong lọ,... trải hỗn hợp rượu đã nấu lên chiếu sậy lớn, để nguội,... cầm hèm bia ngọt lịm bằng cả hai tay, ủ bia bằng mật ong".[38]
The Microbe là một bài thơ hài (1912) của Hilaire Belloc, bắt đầu bằng các câu "The microbe is so very small / You cannot make him out at all, / But many sanguine people hope / To see him through a microscope".[40]Microbes and Man là một cuốn sách "kinh điển" được nhiều độc giả ngưỡng mộ,[41] do "cha đẻ của vi sinh vật học Anh" lần đầu xuất bản vào năm 1969[42][43]John Postgate thì nhắc đến toàn thể đối tượng vi sinh vật và quan hệ của chúng với con người.[44]
Trong điện ảnh
Vi sinh vật có mặt trong nhiều tác phẩm điện ảnh kịch tính.[45][46]Hollywood nhanh chóng khai thác những tiềm năng của cốt chuyện liên quan đến bệnh dịch chết người, lây nhiễm hàng loạt và phản ứng quyết liệt của chính phủ. Bộ phim đầu tiên là là Nosferatu (1922). Trong Nosferatu, nhân vật dựa trên hình tượng Dracula là Bá tước Orlok, ngủ trong khu đất tạm bợ bị nhiễm Cái Chết Đen, dịch bệnh ấy theo chân đến bất cứ đâu mà nhân vật lui đến. Một bộ phim kinh điển khác là The Seventh Seal (1957) của Ingmar Bergman, khai thác dịch hạch theo cách rất khác, khi thần chết được một diễn viên đội nón thể hiện trực tiếp. Gần đây hơn, bộ phim The Andromeda Strain (1971) dựa trên tiểu thuyết của Michael Crichton, miêu tả vi sinh vật ngoài Trái Đất làm ô uế hành tinh xanh.[46]
Nghệ thuật vi sinh là ngành sáng tạo tác phẩm nghệ thuật bằng nuôi cấy vi khuẩn, thường trên đĩa agar để tạo thành các mẫu mong muốn. Chúng có thể được nhuộm huỳnh quang dưới ánh sáng tia cực tím với nhiều màu sắc khác nhau.[50]Alexander Fleming (người khám phá penicillin) đã chế tác "bức tranh vi trùng" nhờ sử dụng nhiều loại vi khuẩn khác nhau có những sắc tố tự nhiên khác nhau.[51]
Một ví dụ về sinh vật nguyên sinh trong tác phẩm nghệ thuật là bức điêu khắc Amoeba bằng đồng của nghệ sĩ Louise Bourgeois. Tác phẩm có một lớp gỉ đồng màu trắng và được thiết kế vào khoảng 1963–65, dựa trên bức vẽ bụng một người phụ nữ đang mang thai mà Louise Bourgeois thực hiện từ thập niên 1940. Theo Nhà trưng bày Tate, tác phẩm "là một dạng hữu cơ mô phỏng thô, những chỗ phồng và lỗ hở trong bức hình gợi đến sinh vật sống đang chuyển động trong giai đoạn tiến hóa".[52]
Con người thực hiện hành vi vệ sinh nhằm ngăn ngừa nhiễm trùng, làm sạch thực phẩm bằng cách loại bỏ vi sinh vật gây nhiễm độc, đặc biệt là vi khuẩn khỏi môi trường xung quanh.[55]
Trong nông nghiệp và làm vườn
Vi sinh vật (gồm vi khuẩn,[56][57] nấm và virus) có vai trò quan trọng, bởi chúng là mầm mống gây bệnh ở cây trồng. Nấm gây những bệnh nghiêm trọng ở cây trồng như bệnh gỉ sắt ở lá ngô, gỉ sắt ở thân lúa mì và bệnh phấn trắng. Vi khuẩn gây nên các bệnh ở thực vật gồm đốm lá và khối u ở ngọn cây. Virus gây các bệnh ở thực vật như bệnh khảm lá.[58][59]OomycotaPhytophthora infestans làm mốc khoai tây, góp phần gây nên Nạn đói lớn tại Ireland vào thập niên 1840.[60]
^Working, Russell (5 tháng 6 năm 2001). “The trial of Unit 731” (bằng tiếng Anh). The Japan Times. Lưu trữ bản gốc ngày 26 tháng 7 năm 2017. Truy cập ngày 3 tháng 2 năm 2024.
^“History of Diseases” (bằng tiếng Anh). McMaster University History of Diseases. Bản gốc lưu trữ ngày 11 tháng 10 năm 2017. Truy cập ngày 3 tháng 2 năm 2024.
^Belloc, Hilaire (1912). The Microbe. More Beasts for Worse Children. Duckworth. Bản gốc lưu trữ ngày 3 tháng 2 năm 2024. Truy cập ngày 29 tháng 6 năm 2016.
^“A Very Cellular Song Lyrics”. Metro Lyrics. Lưu trữ bản gốc ngày 9 tháng 3 năm 2016. Truy cập ngày 3 tháng 2 năm 2024.Quản lý CS1: URL hỏng (liên kết)
^Alberts, B.; Johnson, A.; Lewis, J. (2002). “Introduction to Pathogens”. Molecular Biology of the Cell (ấn bản thứ 4). Garland Science. tr. 1. Bản gốc lưu trữ ngày 9 tháng 1 năm 2020. Truy cập ngày 3 tháng 2 năm 2024.
^“Pathogen”. MetaPathogen.com (bằng tiếng Anh). Bản gốc lưu trữ ngày 31 tháng 12 năm 2009. Truy cập ngày 3 tháng 2 năm 2024.
^“Hygiene” (bằng tiếng Anh). Tổ chức Y thế Thế giới. Bản gốc lưu trữ ngày 23 tháng 8 năm 2004. Truy cập ngày 3 tháng 2 năm 2024.
^Dash, Mike (2001). Tulipomania: The Story of the World's Most Coveted Flower & the Extraordinary Passions It Aroused (bằng tiếng Anh). Luân Đôn: Gollancz. tr. 61. The mystery of breaking remained unsolved until well into the twentieth century, when the agent that cause the disease, sometimes call the mosaic virus, was finally identified by staff at John Innes Horticultural Institution in London.