Botanica Generale - Parte VI - I Cianobatteri

BOTANICA I – PARTE V.I – I CIANOBATTERI

CAP. XVII – I CIANOBATTERI

Circa 2.5 miliardi di anni fa compaiono i primi procarioti in grado di compiere fotosintesi

ossigenica, i cianobatteri.

Diversamente da altri batteri fototrofi già esistenti, i cianobatteri possedevano già clorofilla “a” e

fotosistema II, che utilizza l’acqua come donatore di elettroni. Dato che il prodotto primario di

questo tipo di fotosintesi è ossigeno gassono, nel corso delle ere i cianobatteri hanno riempito di

ossigeno l’atmosfera terrestre.

Sono dotati di di facile adattabilità e grandi risorse di sopravvivenza. Possono effettuare fotosintesi

anossigenica ed una respirazione anaerobica, utilizzando zolfo elementare al posto dell’ossigeno.

Sono in grado di sintetizzare sostanze organiche azotate mediante fissazione biologica dell’azoto

atmosferico.

La forma più comune di colonia cianobatterica è la tricoma, o a filamento.

°CITOLOGIA

La cellula dei cianobatteri non contiene organelli cellulari. Nei cianobatteri inoltre, non esistono

specie flagellate. Nella cellula si distinguono tre parti:

parete cellulare – Gram-negativi (la colorazione di Gram è un esame che mette in evidenza

specifiche caratteristiche strutturali di parete dividendo in grampositivi e gramnegativi). La loro

parete cellulare infatti è formata da quattro strati (Gram-negativi). Il primo strato adiacente al

plasmalemma è trasparente agli elettroni, il secondo appare come una banda scura di 10nm ed è

composto di mureina, un glicopeptide caratteristico. Questo strato conferisce forma e protezione

meccanica alla cellula. I due strati esterni sono di natura pectica e presentano in aggiunta

lipopolisaccaridi. La parete cellulare è interamente perforata di piccoli pori attraverso i quali in

alcune specie è stato osservato il trasporto di metaboliti secondari tra cellule. Sono implicati anche

nella secrezione di mucillaggine che forma una guaina esterna alla parete. Sono stati recentemente

osservati dei pili, tipici dei gram-neativi, che sono delle fibre proteiche riconoscono ed aderiscono

al substrato.

cromatoplasma (parte periferica pigmentata) – Questa parte differisce a seconda delle due classi in

cui sono suddivisi i cianobatteri.

Nella classe Cyanphyceae il cromatoplasma ha struttura lamellare formata da tilacoidi singoli,

concentrici e paralleli. E’ colorato da pigmenti fotosintetici come clorofilla a, B-carotene, xantofille

e ficobiliproteine, abbondanti anche in gruppi algali. La ficocianina, azzurra, è così abbondante in

questa classe da mascherare il colore della clorofilla. In alcune specie, generalmente per adattamenti

ambientali risulta prevalente la ficoeritrina rossa. A questa è dovuta la denominazione del “mar

rosso”. Le ficobiliproteine formano granulazioni sullo strato esterno delle membrane dei tilacoidi, i

ficobilisomi. Ciascuno di essi formato da più subunità di alloticocianina e ficocianina.

Nella classe Prochlorophyceae il cromatoplasma è formato da lamelle fotosintetiche. I pigmenti

fotosintetici sono le divinilclorofille a e b, note come precursori delle clorofille.

In entrambe le classi nello spazio intertilacoidale sono presenti granuli di amido delle cianoficee,

principale sostanza di riserva derivante dalla fotosintesi.

Centroplasma – Nella zona più periferica del centroplasma si trovano corpi poliedrici, che

contengono enzimi ed hanno la stessa funzione dei pirenoidi delle cellule vegetali. Nella più

centrale si trovano le sostanze di riserva (amido, polifosfati, volutina). Come negli altri organismi il

centro della cellula è sede del genoma e svolge funzione di nucleo. Si DNA cromosomiale ed