Botanica - nozioni

I cianobatteri: un gruppo monofiletico

I cianobatteri sono i primi organismi procarioti, comparsi sulla Terra 2.5 miliardi di anni fa, capaci di compiere la fotosintesi ossigenica. I cianobatteri sono organismi unicellulari di dimensioni esigue (0.2-5µm), solitari o riuniti in colonie; la forma più comune della colonia è il filamento o trichoma. Questi procarioti si trovano in ogni ambiente concepibile della Terra, poiché sono dotati di facile adattabilità e grandi risorse per la sopravvivenza.

Caratteristiche uniche dei cianobatteri

Diversamente da altri batteri fototrofi già esistenti, essi possedevano la clorofilla a e il fotosistema II, che utilizza l’acqua come donatore di elettroni. Poiché il prodotto secondario di questo tipo di fotosintesi è l’ossigeno gassoso, nel corso di milioni di anni i primordiali cianobatteri arricchirono di ossigeno l’atmosfera terrestre. Molti di essi, al pari di batteri terrestri, sono in grado di sintetizzare sostanze organiche azotate mediante la fissazione biologica dell’azoto atmosferico.

Prima del Pre-Paleozoico, l’atmosfera terrestre aveva una composizione diversa da quella attuale, non adatta alla vita di organismi aerobi. I cianobatteri rappresentano una svolta decisiva nell’evoluzione del processo fotosintetico; il periodo Precambriano dell’Era paleozoica è stato dominato per lungo tempo dalla presenza dei cianobatteri che, insieme ad altri batteri, formarono le cosiddette statoliti, rocce calcaree sedimentate finemente stratificate.

I progenitori degli organismi vegetali

I cianobatteri sono ritenuti i progenitori di tutti gli organismi vegetali; questa ipotesi è avvalorata dalla teoria endosimbiontica. I cianobatteri sono così importanti anche perché formano associazioni simbiotiche con altri organismi. In passato erano conosciuti con il nome di alghe azzurre, ma da quando studi filogenetici hanno assicurato che essi formano un gruppo monofiletico vengono riuniti nella divisione Cyanobacteria in molteplici classi:

• Cyanophyceae
• Oscillatoriales: i tricomi (colonie) sono uni seriati non ramificati; la propagazione vegetativa avviene per frammentazione casuale dei tricomi e non c’è il differenziamento in eterocisti ed acineti.
• Nostocales: colonie filamentose non ramificate; le cellule si dividono per scissione binaria.
• Prochlorophyceae: Organismi unicellulari marini del picoplancton (0.2-2µm). Le cellule sono tondeggianti o ovoidali, solitarie o formanti tricomi non ramificati.

La teoria endosimbiontica

Gli organismi costituiti da cellule procariote sono stati l’unica forma di vita sul nostro pianeta prima della comparsa di quelli formati da cellule eucariote. Attualmente, vi sono diverse teorie sul modo in cui questo passaggio potrebbe essere avvenuto. Una delle più accreditate è la teoria endosimbiontica. Secondo questo modello, i mitocondri e i cloroplasti deriverebbero da antichi procarioti che si sono introdotti in cellule più grandi. Qui i procarioti avrebbero dato origine a un rapporto di simbiosi, cioè uno scambio reciproco di favori: la cellula più grande avrebbe fornito biomolecole e sali minerali, mentre i procarioti avrebbero fornito...