Lo studio di batteri offre nuovi indizi sull’evoluzione della fotosintesi


Un articolo pubblicato sulla rivista “Trends in Plant Science” riporta sviluppi di una teoria sull’evoluzione della fotosintesi. Tanai Cardona e A. William Rutherford dell’Imperial College London hanno studiato vari batteri appartenenti a specie capaci di fotosintesi. La loro conclusione è che la fotosintesi che noi conosciamo oggi grazie alle piante sia stata possibile molto prima di quanto si pensasse e non sia stata un’evoluzione di un’altra forma che in genere è considerata più primitiva e non porta al rilascio di ossigeno.

La fotosintesi, cioè la capacità di organismi come le piante di usare l’energia solare per produrre zuccheri emettendo ossigeno, è ben conosciuta ma è estesa a gruppi di alghe e batteri. Non è l’unica forma di fotosintesi esistente dato che esistono batteri capaci di una forma che utilizza molecole diverse dall’acqua per alimentarla e non emette ossigeno.

Secondo una ricostruzione, in origine era comune tra i batteri la forma di fotosintesi anossigenica e stiamo parlando di batteri davvero primitivi perché quella capacità potrebbe essere apparsa almeno 3,5 miliardi di anni fa, forse addirittura 3,8 miliardi di anni fa, quindi più o meno con le prime forme di vita che potremmo definire come batteri. Secondo questa ricostruzione, la forma ossigenica che conosciamo comunemente si era evoluta ben dopo.

Il dottor Tanai Cardona ha già compiuto varie ricerche sull’evoluzione della fotosintesi: in un articolo pubblicato su “PLOS ONE” nel marzo 2016 aveva affrontato il problema della sua diversificazione mentre in un articolo pubblicato su “Heliyon” nel marzo 2018 aveva affrontato anche il problema dell’origine della fotosintesi ossigenica. Nel nuovo articolo pubblicato su “Trends in Plant Science” assieme al collega A. William Rutherford sviluppa la teoria che la fotosintesi ossigenica possa essere stata possibile anche un miliardo di anni prima di quanto si pensasse.

I ricercatori hanno analizzato i batteri della specie Heliobacterium modesticaldum (immagine cortesia Madigan et al.), che si trovano in ambienti come sorgenti calde e sono capaci di fotosintesi anossigenica, e hanno paragonato le loro strutture a quelle che cianobatteri moderni usano per la fotosintesi ossigenica. I cianobatteri sono considerati i primi capaci di fotosintesi ossigenica ma hanno in comune con l’Heliobacterium modesticaldum strutture in grado di spezzare i legami molecolari dell’acqua, fondamentale nella fotosintesi ossigenica.

Secondo il dottor Tanai Cardona la scoperta di strutture comuni a specie di batteri così diverse suggerisce che la fotosintesi ossigenica potrebbe essersi evoluta molto prima di quanto si pensasse, in parallelo se non addirittura prima della versione anossigenica. Secondo lui l’idea che la fotosintesi ossigenica si sia evoluta da quella anossigenica non è basata su fatti e secondo le sue ricostruzioni potrebbe essere apparsa addirittura 3,6 miliardi di anni fa.

Le ricerche del dottor Tanai Cardona mostrano che la storia di un processo chimico fondamentale nella storia della vita sulla Terra potrebbe richiedere un cambio di prospettiva per essere compresa. Gli studi genetici possibili con gli strumenti odierni aiuteranno a rispondere alle domande ancora esistenti e a ricostruire fasi dell’evoluzione della vita che hanno influenzato enormemente il pianeta e tutta la storia successiva.

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