I cianobatteri sono tra i più diffusi e diversificati gruppi di batteri, spaziando da specie unicellulari ad altre filamentose e multicellulari. Tra le caratteristiche peculiari dei cianobatteri, inoltre, vi è la capacità di compiere fotosintesi.

Se oggi la diversità di questi organismi è abbastanza nota, poco si conosce sulla loro storia evolutiva: per le loro caratteristiche, si ritiene che i cianobatteri siano stati tra i primi organismi autotrofi, e che abbiano quindi contribuito fortemente all’accumulo di ossigeno nell’atmosfera, favorendo il grande evento di ossidazione (Great Oxidation Event) che avvenne tra 2,45 e 2,32 miliardi di anni fa. In questo periodo, considerato l’evento climatico più importante nella storia della Terra, la concentrazione di ossigeno nell’atmosfera aumentò bruscamente, ponendo così le condizioni per il metabolismo aerobico e la diversificazione delle forme viventi pluricellulari.

Partendo da questo dato di fatto, però, molte incertezze si dipanano sulle tempistiche del processo che portò alla pluricellularità e quanto le prime putative forme pluricellulari possano aver influenzato questo grande evento di ossidazione. In altre parole, la pluricellularità fu un’immediata conseguenza del grande evento di ossidazione, oppure le forme pluricellulari fotosintetiche contribuirono al cambiamento climatico che sconvolse la storia della vita sulla Terra?

Un nuovo studio pubblicato sulla prestigiosa rivista PNAS sembrerebbe fornire le prime risposte a questa domanda. Mediante l’analisi di RNA ribosomiale di tutti i maggiori gruppi esistenti di di cianobatteri, rappresentanti le principali linee evolutive di questo gruppo di organismi, un gruppo di ricercatori dell’Università di Zurigo ha calcolato i tassi di diversificazione e stimato la collocazione temporale dell’origine dei diversi gruppi nel corso dell’intera storia evolutiva dei cianobatteri.

Dai risultati emerge che le prime forme pluricellulari si originarono intorno a 2,3 miliardi di anni or sono, proprio in concomitanza del grande evento di ossidazione (circa 1 miliardo di anni prima delle prime forme di vita pluricellulari eucariote), in seguito a cui si verificò un’imponente fase di diversificazione in cui i tassi evolutivi accelerarono considerevolmente.

E’ possibile, concludono i ricercatori, che le forme primitive di cianobatteri abbiano beneficiato di un aumento dell’ossigeno per evolvere in forme pluricellulari, le quali, a loro volta, furono determinanti nel promuovere il grande evento di ossidazione. E da qui, prima si diversificarono tutti i principali gruppi di cianobatteri e solo in seguito tutte le forme di vita più complesse come oggi le conosciamo.

Andrea Romano

B. E. Schirrmeister, J. M. de Vos, A. Antonelli, H. C. Bagheri. Evolution of multicellularity coincided with increased diversification of cyanobacteria and the Great Oxidation Event. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2013; DOI: 10.1073/pnas.1209927110