In Milieus ohne Sauerstoff können Bakterien das Sonnenlicht aber auch auf einem anderen Weg nutzen. Rote und grüne Schwefelbakterien oxidieren beispielsweise Schwefelwasserstoff mit Hilfe von Sonnenlicht zu Schwefel oder Sulfat. Bei dieser Form der Photosynthese kann nur ein Elektron für den Aufbau von Kohlehydraten genutzt werden. Sie ist chemisch einfacher als die oxygene Photosynthese und gilt als evolutionsgeschichtlich älter.
Im kalifornischen Mono Lake existieren Tümpel mit einer salzigen, giftigen, arsen- und schwefelreichen Brühe, deren Boden von Biofilmen in den schillerndsten Farben bedeckt ist. Die Forscher um Kulp hatten den Verdacht, dass die Bakterien auch Arsen für ihren Stoffwechsel nutzen und untersuchten Proben von roten und grünen Biofilmen im Labor. In einem Versuch setzten sie den Einzellern Arsen als einzige Elektronenquelle vor. Sie stellten fest, dass die Mikroben ohne Licht nicht gediehen. Wenn Licht vorhanden war, oxidierten die Biofilme Arsen-III-Verbindungen zu so genanntem Arsen-V. Die arsenliebenden Einzeller, stellten sie fest, gehörten zur Gruppe der Purpurbakterien und der Cyanobakterien.
Die Evolutionsgeschichte des Arsenstoffwechsels muss nun womöglich neu geschrieben werden. Mikroben, die das stark oxidierte Arsen-V als Nahrungsquelle nutzen, sind relativ weit verbreitet. Bislang hatten Mikrobiologen aber angenommen, dass sie erst nach der Erfindung der Sauerstoff-Photosynthese entstanden. Denn die einzigen bislang bekannten Bakterien, die Arsen-V herstellen können, brauchen dafür Sauerstoff. Kulp und seine Kollegen vermuten nun, dass alle Varianten von Arsenbakterien schon früh auf der Erde existierten.
Womöglich hat die Entdeckung auch einen praktischen Wert: Experten hoffen, die neu entdeckten mikrobiellen Fähigkeiten für die Reinigung von arsenverseuchtem Trinkwasser nutzen zu können.