微生物叢
この課題を解決したのが2010年頃からの次世代シーケンサーの登場である。454をはじめとした第二世代シーケンサーとも呼ばれるDNAシーケンサーはサンガー法に比べ、圧倒的に多数の配列を同時に解析することができる。このDNAシーケンサーの技術革新により、より網羅的に微生物叢を解析することが可能となった。
これに伴って研究の規模も巨大化しており、例えば2006年に公表された初期のメタゲノム解析は、サンガー法による2人の被験者の腸内細菌を対象としたものであったが、2016年に公表された研究では、イルミナ社製の次世代シーケンサーが用いられ、解析対象者の数は1135人に及ぶ。
また、Oxford Nanopore Technologies社のMinIONやPacific Biosciences社の1分子リアルタイムシーケンサーは第三世代シーケンサーやロングリードシーケンサーとも呼ばれ、解析時のエラーが多いという欠点と引き換えに、ショートリードシーケンサーとも呼ばれる第二世代シーケンサーに比べ長い配列を読むことができる。この利点を活かし、2010年代後半からは第三世代シーケンサーも微生物叢解析に用いられている。
初期の微生物叢を確認できる化石として、ストロマトライトがある。これはシアノバクテリアによる堆積物であり、先カンブリア時代の地層で主に発見される。シアノバクテリアによる光合成が、地球の大気に酸素が含まれる原因になったと推測されており、ストロマトライトはその痕跡でもある。現在でも、塩分濃度が高く捕食者のいない浅瀬にストロマトライトが現生し、オーストラリアのシャーク湾には1万年前からストロマトライトが形成されている。外観は岩石のようだが、スポンジ状の部分もある