Svavel finns i många olika föreningar över hela världen – inte bara i atmosfären, men också i haven och på land. Alla dessa manifestationer är sammankopplade i en cykel. För att uttrycka saker enkelt, grundämnet i sin mineralform reduceras och överförs till organiska föreningar. Dessa skickas runt av organismer innan de slutligen når atmosfären, där de oxideras innan de återvänder till land och hav i regnet. Även om detta har varit känt ett tag, kemister vid Friedrich Schiller University Jena (Tyskland) och deras amerikanska kollegor har nu upptäckt en helt oväntad genväg i cykeln. Denna process bestäms av små organismer i havets plankton. Forskarna har beskrivit sin upptäckt i den senaste upplagan av den berömda forskningstidskriften Natur .

"Vi har funnit att vissa encelliga alger och bakterier, som utgör en del av planktonet i havet, producera en ny kemisk förening med det komplicerade namnet dimetylsulfoniopropionat, eller DMSOP för kort, " förklarar Prof. Dr. Georg Pohnert från University of Jena. "Detta har gjort det möjligt för oss att härleda värdefull information om den globala svavelcykeln, och vi kan nu ge en ny förklaring till enorma mängder svavelflöde i kretsloppet. Även om en mikroalg bara producerar försumbara mängder av föreningen, vi pratar om flera teragram totalt, så flera miljarder kilo om året. "Detta beror på att encelliga alger är otroligt aktiva i världshaven. Fynden från Jenas kemister ger oss en bättre förståelse av jordens svavelcykel, som ger viktig kunskap för atmosfäriska och klimatiska modeller.

Stressskydd för alger

Dock, forskarna hittade också en anledning till produktionen av DMSOP genom att undersöka hur algerna anpassar sig till sin miljö. "Dessa encelliga organismer rör sig permanent i havet, och så de utsätts ständigt för olika salthalter och oxidativ stress, "förklarar Pohnert." Den nya föreningen visar nu hur denna stress kan balanseras genom ett sofistikerat system av kemiska reaktioner. Ett sätt att göra detta är genom att producera och bryta ner högpolära organiska molekyler. Och den nya svavelhaltiga metaboliska produkten spelar en nyckelroll här."

Jennas forskare, vars arbete stöddes av den tyska forskningsstiftelsens samarbetsforskningscenter ChemBioSys, undersökte vattenprover från olika delar av haven, för att fastställa om produktionen av svavelföreningen var ett globalt fenomen. "Vi hittade DMSOP i alla prover från Arktis till Medelhavet, " förklarar prof. Pohnert. "Så, producenter av svavelföreningen finns överallt."

Dessa nya resultat har gett kemister vid universitetet i Jena viktig information om hur mikrobiella samhällen fungerar i havet, och resultaten är också relevanta för möjliga tillämpningar. "Fler och fler alger odlas i vattenbruket för att producera djurfoder, livsmedel och energi. Därför är det viktigt att till fullo förstå deras ämnesomsättning, " säger experten från Jena. "Våra nuvarande insikter har återigen avslöjat vilket otroligt komplext och effektivt system som är gömt i plankton."