En microbiologie, la phyllosphère est l'ensemble des parties des plantes situées au-dessus du niveau du sol et considéré comme habitat pour les micro-organismes. Notamment en raison du caractère mortel ou inhibiteur des UV solaires pour de nombreux microbes de la phyllosphère, les habitats microbiens et fongiques sont préférentiellement situés au-dessous du niveau du sol (et surtout dans la mince partie du sol qui gaine les racines et des tiges souterraines) sont considérés comme, respectivement, la rhizosphère et la (ou laïmosphère). La phyllosphère abrite une discrète mais intense vie microbienne, dont une partie forme le microbiote de la plante, dont on s'est aperçu au début du qu'elle était plus complexe qu'on ne l'avait précédemment imaginé. Le microbiote présent sur les feuilles, tiges et tronc évolue après la chute des feuilles ou la mort de tout ou partie du végétal, pouvant aussi jouer un rôle dans le processus de décompositioin et de cyclage de la matière organique. Le microbiote peut dans la phyllosphère former de véritables biofilms que l'on commence à mieux caractériser voire à quantifier On parle même depuis plus d'un demi-siècle de et depuis peu d' . La phyllosphère peut être subdivisée en caulosphère (tiges), phylloplan (feuilles), anthosphère (fleurs) et carposphère (fruits). Les feuilles et le milieu intérieur des plantes sont un habitat important pour les microbes (bactéries, microchampignons). Ce mode de vie constitue un véritable succès évolutif si l'on en juge par l'hyperdiversité foliaire : une feuille de plante contient généralement entre un million et dix millions de microbes par centimètre carré, avec 10 espèces différentes dans les feuilles d'arbres de forêts tempérées, plus de 100 espèces différentes dans les feuilles d'arbres de forêts tropicales. Une estimation de la communauté microbienne à l'échelle du microbiome endophyte des feuilles est de à (jusqu'à ). La plupart des plantes hébergent diverses communautés de micro-organismes, dont des bactéries, des champignons, des archées et des protistes.

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