Zwavel wordt in veel verschillende verbindingen over de hele wereld aangetroffen – niet alleen in de atmosfeer, maar ook in de oceanen en op het land. Al deze manifestaties zijn verbonden in een cyclus. Om de dingen eenvoudig te zeggen, het element in zijn minerale vorm wordt gereduceerd en omgezet in organische verbindingen. Deze worden door organismen doorgegeven voordat ze uiteindelijk de atmosfeer bereiken, waar ze worden geoxideerd voordat ze in de regen terugkeren naar het land en de zeeën. Hoewel dit al een tijdje bekend is, scheikundigen van de Friedrich Schiller Universiteit Jena (Duitsland) en hun Amerikaanse collega's hebben nu een volkomen onverwachte kortere weg in de cyclus ontdekt. Dit proces wordt bepaald door kleine organismen in het plankton van de oceaan. De wetenschappers hebben hun ontdekking beschreven in de nieuwste editie van het gerenommeerde onderzoekstijdschrift Natuur .

"We hebben ontdekt dat bepaalde eencellige algen en bacteriën, die deel uitmaken van het plankton in de zee, een nieuwe chemische verbinding produceren met de ingewikkelde naam dimethylsulfoniopropionaat, of kortweg DMSOP, " legt Prof. Dr. Georg Pohnert van de Universiteit van Jena uit. "Hierdoor hebben we waardevolle informatie kunnen afleiden over de wereldwijde zwavelcyclus, en we kunnen nu een nieuwe verklaring geven voor de enorme hoeveelheden zwavel die in de cyclus stromen. Hoewel één microalg slechts verwaarloosbare hoeveelheden van de verbinding produceert, we hebben het in totaal over meerdere teragrammen, dus enkele miljarden kilo's per jaar." Dit komt omdat eencellige algen ongelooflijk actief zijn in de oceanen van de wereld. De bevindingen van Jena's chemici geven ons een beter begrip van de zwavelcyclus van de aarde, die belangrijke kennis biedt voor atmosferische en klimatologische modellen.

Stressbescherming voor algen

Echter, de wetenschappers vonden ook een reden voor de productie van DMSOP door te onderzoeken hoe de algen zich aanpassen aan hun omgeving. "Deze eencellige organismen verplaatsen zich permanent in de zee, en dus worden ze constant blootgesteld aan verschillende zoutgehaltes en oxidatieve stress, " legt Pohnert uit. "De nieuwe verbinding laat nu zien hoe deze stress kan worden gecompenseerd door een geavanceerd systeem van chemische reacties. Een manier om dit te doen is door zeer polaire organische moleculen te produceren en af ​​te breken. En het nieuwe zwavelhoudende stofwisselingsproduct speelt daarbij een sleutelrol."

Jena's wetenschappers, wiens werk werd ondersteund door het ChemBioSys collaboratief onderzoekscentrum van de Duitse Onderzoeksstichting, onderzocht watermonsters uit verschillende regio's van de oceanen, om vast te stellen of de productie van de zwavelhoudende verbinding een wereldwijd fenomeen was. "We vonden DMSOP in alle monsters van het noordpoolgebied tot de Middellandse Zee, " legt prof. Pohnert uit. "Dus, producenten van de zwavelverbinding zijn overal te vinden."

Deze nieuwe resultaten hebben de scheikundigen van de Universiteit van Jena belangrijke informatie opgeleverd over het functioneren van microbiële gemeenschappen in de oceaan, en de resultaten zijn ook relevant voor mogelijke toepassingen. "In de aquacultuur worden steeds meer algen gekweekt om diervoeder te produceren, voeding en energie. Daarom is het belangrijk om hun metabolisme volledig te begrijpen, ", zegt de expert uit Jena. "Onze huidige inzichten hebben eens te meer aangetoond wat een ongelooflijk complex en effectief systeem er in plankton verborgen zit."