我们正在耗尽抗生素。
过去半个世纪，医学界一直将抗生素视为理所当然。与此同时，细菌世界一直在做它最擅长的事情：适应。如今，抗菌素耐药性已成为全球健康的最大威胁之一。超级细菌的进化速度已经超过了我们的制药能力。
寻找下一种青霉素的竞赛已将微生物学家变成了探险家，他们在未受破坏的雨林土壤中挖掘，在深海热液喷口的黑暗深渊中潜行。
1928年，亚历山大·弗莱明在伦敦圣玛丽医院实验室结束暑假归来时偶然发现了青霉素。他发现一个未盖盖子的培养皿中的金黄色葡萄球菌被一团霉菌(青霉菌)污染了。弗莱明注意到霉菌周围的细菌正在死亡和溶解，形成了一个清晰的环。他得出结论，这种霉菌分泌了一种能杀死细菌的物质，他将其命名为青霉素。
但真正的革命发生在20世纪40年代和50年代，当时科学家们意识到土壤是微生物的终极战场。
一克健康的土壤含有数十亿个细菌细胞和数万个不同物种。由于土壤中的空间和资源严格受限，这些微生物正在进行一场微观军备竞赛。为了生存，细菌和真菌分泌有毒的化学武器来杀死它们的邻居。
这些化学物质被称为抗生素。
如今我们使用的近70%的抗生素——包括链霉素、四环素和万古霉素——都是从土壤细菌中分离出来的。
但到了20世纪70年代，科学家们遇到了瓶颈。他们不断重新发现相同的化合物。
要找到超级细菌从未接触过的全新化学结构，研究人员必须进入新的环境。
在亚马逊深处或婆罗洲的偏远丛林中，地面上的生物多样性在地下得到了同样惊人的基因多样性的映射。在这里，土壤科学家正在研究专门的生态位：根际——这是环绕古老、未记录的热带植物根部的一个密集、化学活性的土壤区域；以及内生菌——这些微生物生活在雨林植物组织内部而不造成伤害，从而产生完全独特的防御性化学物质来保护它们的宿主。
在海洋表面以下数英里处，热液喷口将有毒、超热、富含矿物质的水喷入冰冷的海洋。这里的生命不依赖阳光，而是依赖化能合成。在这些条件下茁壮成长的微生物——极端压力、有毒硫化物和超过300°C的温度——具有截然不同的代谢途径。它们分泌的化学武器用于保护它们的热能位置，代表了药物设计的全新分子来源。
寻找新的微生物只是战斗的一半。几十年来，土壤科学一直受到一个令人沮丧的瓶颈的困扰，即"大平板计数异常"。历史上，在土壤样本中发现的微生物中，实际上能在标准实验室培养皿中生长的不到1%。其他微生物在没有原生土壤邻居和特定环境线索的情况下根本拒绝生长。
近来，开发了一种名为iChip(隔离芯片)的新技术，它允许研究人员从土壤样本中捕获单个细菌细胞，并将其放入一个微型容器中，然后将芯片重新埋入其原生土壤中。
通过复制自然条件，iChip允许50%至60%的先前无法培养的细菌存活并繁殖。细菌被"欺骗"生长，因为它们仍然浸泡在自然的化学环境中。
这已经彻底改变了药物发现，最著名的是导致了2015年替索巴汀的发现，这是一种强效抗生素，针对耐药病原体如MRSA，并且尚未显示出耐药性增强的迹象。这种抗生素的来源是缅因州的一片草地。
寻找新抗生素不再仅仅是一项科学追求；它是一场保护紧急事件。每一英亩为农业而砍伐的雨林，以及每一个受到海底采矿威胁的深海生态系统，都代表着一座潜在的救命药物图书馆被摧毁。
下一个医学奇迹不会由超级计算机设计出来。它已经存在于那里，埋在热带雨林落叶层下，或附着在太平洋底部的火山喷口上。我们只需在破坏这些环境之前找到它。
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