Spargel, Knoblauch und „Prinz-Luitpoldbad“ – Der Schwefel in unserem Leben

Am Anfang war der Schwefel

Vor ca. 2.5 Milliarden Jahren hat sich die Energetik der ersten „Prokaryonten“ auf der Basis von „energiereichen“ Schwefelverbindungen entwickelt und diese besteht bis heute. Was macht den Schwefel aber so einzigartig und was unterscheidet ihn vom chemisch verwandten Sauerstoff? Es ist die Tatsache, dass der Schwefel weniger „elektroaffin“ ist als der Sauerstoff, der, im Gegensatz zum Schwefel, Doppelbindungen eingeht und dadurch in seinen Estern mehrere mesomere Grenzstrukturen erlaubt und dadurch stabiler, also auch weniger reaktiv ist. Außerdem: was blieb den ersten „tüchtigen“ Einzellern schon übrig, es gab noch keinen Sauerstoff.

Urzeit war's, da Ymir hauste: eine kurze Naturgeschichte der Oberpfalz

In der Urzeit, lange noch bevor grüne Algen und Landpflanzen durch die „heutige“ Photosynthese Sauerstoff erzeugten, lebten „Schwefelbakterien“ von der Oxidation des Schwefels: erst einmal lichtabhängig, indem reduzierter Schwefel (H2S) als Elektronenspender für das eine Photosystem (I) diente. Später, als schon (ein wenig!) Sauerstoff vorhanden war (s.u.), kamen oxidative Prozesse dazu und blieben so seit Beginn des Kambriums (also vor ca. 6 x 108 J.): Die Cyanobakterie Beggiatoa und die Bakteriengattung Thiotrix leben, neben zahlreichen anderen, heute noch in heißen Schwefelquellen von der kooperativen Oxidation des Schwefelwasserstoffs zur Schwefelsäure (Abb. 1).