很久以前，在欧洲文艺复兴时期，列奥纳多达芬奇写道，我们人类“更多地了解天体的运动而不是脚下的土壤。”五百年后，无数的技术和科学进步，他的情绪仍然是正确的。

但这很快就会改变。在自然通讯杂志发表的一份报告中，能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)的一组科学家详细介绍了首次成功使用一种名为BONCAT的技术来分离土壤样品中存在的活性微生物-使新的研究成为一股浪潮。

“土壤可能是地球上最多样化的微生物群落，”该研究的第一作者Estelle Couradeau说。“在每一克土壤中，有成千上万种物种的数十亿细胞共同进行重要的地球营养循环。它们是陆地生态系统的支柱，健康的土壤微生物组是可持续农业的关键。我们现在拥有看看这些物种是谁的工具，但我们还不知道他们是如何做的。这个概念验证研究表明，BONCAT是一种有效的工具，可以用来将活性微生物与环境过程联系起来。“

在过去的两年里，Couradeau，她的合着者以及来自美国各地的许多其他研究人员一直在伯克利实验室领导的科学重点领域进行合作，称为ENIGMA(用于与基因和分子组装相结合的生态系统和网络)，以便深入研究土壤微生物组的内部运作。

ENIGMA的项目是生物学家和能源以及地球科学家的首要任务，不仅因为它们有助于填补我们对环境如何运作的认识空白，而且因为这些基本见解可以帮助应用科学家更有效地利用微生物组来改善作物的抗旱性，从环境中去除污染物，并可持续生产燃料和其他生物产品。

然而，因为大多数土壤微生物不会在实验室的培养物中生长，并且由于它们在自然栖息地中真正令人难以置信的丰富，所以研究哪种微生物物种做了非常困难的事情。“测量微生物活动和相互作用存在许多障碍，”ENIGMA的主要作者兼生物技术主管Trent Northen说。“例如，在地表水库以下数百英尺处发现了从地下水库中清除废物的土壤微生物组。在某些生态系统中，高达95%的微生物在任何特定时间都处于非活动状态。”