Archaea hebben wellicht de atmosfeer van de jonge aarde van het eerste beetje zuurstof voorzien door (per)chloraat te reduceren. De hyperthermofiele oerbacterie A. fulgidus kan het nog steeds: hij reduceert (per)chloraat, en laat daarbij een deel van de afbraak tot chloride en zuurstof over aan zijn omgeving.

Chloraat (Cl₃^-) en perchloraat (ClO₄^-), samen (per)chloraat, schiet de lucht in via raketbrandstof en explosieven. Het ontstaat ook bij natuurlijke processen, zoals door interactie van bliksem met zeezout-dampen en bij op elektrische ontlading gebaseerde reacties tussen ozon en chloride verbindingen. Zo kan het al in de vroege atmosfeer van de aarde ontstaan zijn.

Het is niet verwonderlijk dat verschillende bacteriën zo’n alomtegenwoordige stof als (per)chloraat voor hun groei kunnen gebruiken. Ze beschikken daarvoor over (per)chloraatreductases die de enzymatische reductie tot chloriet voor hun rekening nemen, en chlorietdismutases die het verder afbreken tot zuurstof en chloride. Nu is voor het eerst gevonden dat een oerbacterie het ook kan.

Archaeoglobus fulgidus doet het wel een beetje anders. Hij heeft enzymen die (per)chloraat in chloriet kunnen omzetten, maar geen enzym dat chloriet kan splitsen. Dat er toch geen chloriet-ophoping is, heeft A. fulgidus te danken aan zijn omgeving. Daarin zijn sulfiden aanwezig die met chloriet reageren, waarbij chloride en geoxideerde zwavelverbindingen ontstaan. A. fulgidus neemt het proces dan weer over en recyclet de zwavelverbindingen enzymatisch terug tot sulfide.

De (per)chloraat reductie door A. fulgidus lijkt afhankelijk van een op zwavel gebaseerde kringloop, gedreven door biologische en abiotische reacties. In de natuur kan dat bijvoorbeeld bestaan in nabijheid van andere, sulfaat reducerende organismen of alternatieve reductors.

Als (per)chloraat inderdaad al aanwezig was in de vroege atmosfeer van de aarde, kunnen dit soort mechanismen al heel vroeg geëvolueerd zijn, mogelijk al voor de zuurstof producerende fotosynthese.

Bron: Science