在清除石油方面，撇油器、打撈器和數千公里的圍油欄都無法與細菌和其他微生物相提並論。自然棲息於墨西哥灣的微生物是對抗深水地平線石油洩漏的唯一真正防禦力量。當研究人員研究微生物如何清理殘局時，他們仍然警惕這些救星也可能扼殺海洋生物。
考慮到幾十年來，基因工程師一直吹捧創造一種吞噬石油的超級細菌——第一項轉基因生物專利就是為這樣一種吞噬碳氫化合物的微生物頒發的，那麼天然微生物比人類的清理工作更有效率可能會令人驚訝。但南密西西比大學的海洋微生物學家傑伊·格里姆斯說，這種微生物“在很大程度上無效”。
工程微生物效果不佳的部分原因是，沒有哪一種單一的生物，無論其增強程度有多大，能夠勝過由個體生物組成的群落的力量，每個生物都有其自身消耗碳氫化合物的專長。路易斯維爾大學的微生物學家羅納德·M·阿特拉斯說：“在我們觀察的每一個海洋中，從南極到北極，都有降解石油的細菌。”他在埃克森·瓦爾迪茲號油輪洩漏事故後評估了轉基因微生物和其他清理方案。“石油有數千種化合物。它很複雜，以它為食的群落也很複雜。超級細菌之所以失敗，是因為它與這個適應環境的群落競爭。”
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如果不能打敗它們，為什麼不加入它們呢？理論上，透過使用肥料，如鐵、氮和磷，有可能鼓勵這些細菌更努力地工作。事實上，這種方法加速了瓦爾迪茲號災難後阿拉斯加海岸沿線沉積物中的微生物活動。“我們看到生物降解率提高了三到五倍，”阿特拉斯回憶道。
然而，這項技術不太可能在墨西哥灣奏效。“在海洋中，你如何將營養物質與石油保持在一起？”加拿大漁業和海洋部離岸石油、天然氣和能源研究中心主任微生物生態學家肯尼斯·李問道。他指出，“你在公海看不到生物修復。”即使在陸地上施肥也可能存在問題。李嘗試在氧氣有限的新斯科舍省的含油溼地中耕作，以增加微生物活動。“那沒有奏效。結果，我們發生了嚴重的侵蝕，”他說。
化學分散劑可能是提高墨西哥灣微生物活性的唯一途徑，它可以分解油膜。“如果石油變成非常小的液滴，微生物降解的速度就會快得多，”一直在測量油滴以確定分散劑效果的李說。
然而，微生物對石油的消耗在溫暖的表層水域效果最佳。“溫度每下降10攝氏度，新陳代謝就會減慢大約二到三倍，”加州大學聖巴巴拉分校的生物地球化學家戴維·瓦倫丁指出，他正在研究微生物對石油洩漏的反應。他評論說，深水中石油的分解“將非常緩慢，因為溫度太低了。”
不幸的是，這正是深水地平線原油似乎最終到達的地方。北卡羅來納大學教堂山分校的微生物生態學家安德烈亞斯·P·特斯克說，研究人員“在水下800至1400米處發現了石油”。他的研究生盧克·麥凱當時在鵜鶘號研究船上，該船首次報告了這種地下羽流。微生物活動是在深處分解石油的唯一過程。（在表面，蒸發和波浪等物理過程有助於從水中去除石油。）
吞噬深水地平線災難規模的石油洩漏的微生物也帶來了陰暗面。微生物在吞噬石油的同時，也消耗了水中的氧氣，有可能使需氧生物窒息。石油洩漏幾周後對氧氣消耗的測量顯示，墨西哥灣海水中氧氣含量下降了多達30%。儘管這種程度的消耗對可移動的海洋生物影響不大，但科學家們擔心深處的缺氧效應，因為深處與富氧表層水的混合極少。這對石油的快速分解以及珊瑚和其他固著性深海生物來說都是壞訊息。已經有來自海底的死海參漂浮到水面，這可能是正在形成的死亡區的跡象，也可能是石油本身毒性的跡象。
要了解微生物將如何工作以及它們需要多長時間才能完成工作，需要更好地瞭解那裡的原油量。佐治亞大學的微生物地球化學家薩曼莎·B·喬伊說，這些預測是“大小的函式，而我們不知道大小”。“我們無法開始對潛在的氧氣需求或任何其他因素進行任何計算。”隨著時間的推移，估計量已從最初的每天1000桶石油增加到6月中旬的每天多達60000桶。
無論如何，石油將在環境中停留很長時間。阿特拉斯解釋說，微生物分解碳氫化合物需要“幾周到幾個月到幾年”的時間。大自然提供了一種解決方案，儘管這種方案很緩慢。