在清除石油方面，撇油器、打捞器和数千公里的围油栏都无法与细菌和其他微生物相提并论。自然栖息于墨西哥湾的微生物是对抗深水地平线石油泄漏的唯一真正防御力量。当研究人员研究微生物如何清理残局时，他们仍然警惕这些救星也可能扼杀海洋生物。
考虑到几十年来，基因工程师一直吹捧创造一种吞噬石油的超级细菌——第一项转基因生物专利就是为这样一种吞噬碳氢化合物的微生物颁发的，那么天然微生物比人类的清理工作更有效率可能会令人惊讶。但南密西西比大学的海洋微生物学家杰伊·格里姆斯说，这种微生物“在很大程度上无效”。
工程微生物效果不佳的部分原因是，没有哪一种单一的生物，无论其增强程度有多大，能够胜过由个体生物组成的群落的力量，每个生物都有其自身消耗碳氢化合物的专长。路易斯维尔大学的微生物学家罗纳德·M·阿特拉斯说：“在我们观察的每一个海洋中，从南极到北极，都有降解石油的细菌。”他在埃克森·瓦尔迪兹号油轮泄漏事故后评估了转基因微生物和其他清理方案。“石油有数千种化合物。它很复杂，以它为食的群落也很复杂。超级细菌之所以失败，是因为它与这个适应环境的群落竞争。”
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如果不能打败它们，为什么不加入它们呢？理论上，通过使用肥料，如铁、氮和磷，有可能鼓励这些细菌更努力地工作。事实上，这种方法加速了瓦尔迪兹号灾难后阿拉斯加海岸沿线沉积物中的微生物活动。“我们看到生物降解率提高了三到五倍，”阿特拉斯回忆道。
然而，这项技术不太可能在墨西哥湾奏效。“在海洋中，你如何将营养物质与石油保持在一起？”加拿大渔业和海洋部离岸石油、天然气和能源研究中心主任微生物生态学家肯尼斯·李问道。他指出，“你在公海看不到生物修复。”即使在陆地上施肥也可能存在问题。李尝试在氧气有限的新斯科舍省的含油湿地中耕作，以增加微生物活动。“那没有奏效。结果，我们发生了严重的侵蚀，”他说。
化学分散剂可能是提高墨西哥湾微生物活性的唯一途径，它可以分解油膜。“如果石油变成非常小的液滴，微生物降解的速度就会快得多，”一直在测量油滴以确定分散剂效果的李说。
然而，微生物对石油的消耗在温暖的表层水域效果最佳。“温度每下降10摄氏度，新陈代谢就会减慢大约二到三倍，”加州大学圣巴巴拉分校的生物地球化学家戴维·瓦伦丁指出，他正在研究微生物对石油泄漏的反应。他评论说，深水中石油的分解“将非常缓慢，因为温度太低了。”
不幸的是，这正是深水地平线原油似乎最终到达的地方。北卡罗来纳大学教堂山分校的微生物生态学家安德烈亚斯·P·特斯克说，研究人员“在水下800至1400米处发现了石油”。他的研究生卢克·麦凯当时在鹈鹕号研究船上，该船首次报告了这种地下羽流。微生物活动是在深处分解石油的唯一过程。（在表面，蒸发和波浪等物理过程有助于从水中去除石油。）
吞噬深水地平线灾难规模的石油泄漏的微生物也带来了阴暗面。微生物在吞噬石油的同时，也消耗了水中的氧气，有可能使需氧生物窒息。石油泄漏几周后对氧气消耗的测量显示，墨西哥湾海水中氧气含量下降了多达30%。尽管这种程度的消耗对可移动的海洋生物影响不大，但科学家们担心深处的缺氧效应，因为深处与富氧表层水的混合极少。这对石油的快速分解以及珊瑚和其他固着性深海生物来说都是坏消息。已经有来自海底的死海参漂浮到水面，这可能是正在形成的死亡区的迹象，也可能是石油本身毒性的迹象。
要了解微生物将如何工作以及它们需要多长时间才能完成工作，需要更好地了解那里的原油量。佐治亚大学的微生物地球化学家萨曼莎·B·乔伊说，这些预测是“大小的函数，而我们不知道大小”。“我们无法开始对潜在的氧气需求或任何其他因素进行任何计算。”随着时间的推移，估计量已从最初的每天1000桶石油增加到6月中旬的每天多达60000桶。
无论如何，石油将在环境中停留很长时间。阿特拉斯解释说，微生物分解碳氢化合物需要“几周到几个月到几年”的时间。大自然提供了一种解决方案，尽管这种方案很缓慢。