Questi vecchi batteri furono i primi a colonizzare la terraferma più di 400 milioni di anni fa
L’indagine approfondita di alcuni fossili recentemente scoperti in Scozia sta aiutando gli scienziati a comprendere meglio in che modo la vita microbica ha influenzato i primi ecosistemi terrestri. In particolare, un’antica specie batterica, nota con il nome di Langiella scourfieldii, sarebbe stata tra le prime ad essere uscita dall’ambiente acquatico e ad aver colonizzato la terraferma, oltre 400 milioni di anni fa. L. scourfieldii è una specie di cianobatteri, che fa parte della famiglia delle Hapalosiphonaceae. Questi microrganismi, precisano i ricercatori in un nuovo studio pubblicato su iScience, prosperavano tra le prime piante terrestri durante il Devoniano inferiore, un periodo dell’era paleozoica compreso tra 416 e 397 milioni di anni fa. In precedenza, questi minuscoli microrganismi sono stati ben documentati nelle rocce marine, ma ora si cerca di saperne di più su come abbiano colonizzato per la prima volta la terraferma.
I cianobatteri e il loro ruolo nell’evoluzione della vita
I cianobatteri sono un antico gruppo di microrganismi. I loro fossili sono tra i primi mai scoperti, di cui i più antichi risalgono a circa 2 miliardi di anni fa. Oggi, i cianobatteri sono tra i più grandi e importanti gruppi di batteri, che vivono praticamente ovunque sulla Terra: si possono trovare sia in acque dolci sia in quelle salate, così come in rocce e suoli umidi, anche in ambienti estremamente inospitali, come le caldissime acque delle sorgenti termali e i gelidi laghi antartici.
Sebbene piccoli e tipicamente unicellulari, i cianobatteri spesso crescono in colonie abbastanza grandi da poter essere viste ad occhio nudo e sono noti per le loro estese fioriture che rendono la superficie dell’acqua di colore blu-verde: una caratteristica per cui sono impropriamente conosciuti con il nome di alghe verdi-azzurre.
I cianobatteri hanno svolto un ruolo fondamentale nel plasmare la storia della vita sul nostro pianeta, contribuendo a renderlo ospitale per la vita complessa e, più in generale, a influenzandone l’evoluzione. Circa 2,4 miliardi di anni fa, attraverso la loro fotosintesi, hanno infatti contribuito a creare l’ossigeno di cui abbiamo bisogno per vivere: in tal modo hanno probabilmente dato inizio al Grande Evento di Ossigenazione (2,4-2,1 miliardi di anni), nel corso del quale il metano – che a quel tempo era il gas predominante sul pianeta – fu sostituito dall’ossigeno, che divenne uno dei principali componenti dell’atmosfera terrestre. Ciò portò a quella che molti scienziati hanno descritto come la prima estinzione di massa della Terra, poiché gli organismi adattati alla vita anaerobica iniziarono a estinguersi.
I cianobatteri hanno probabilmente avuto origine in ambienti di acqua dolce, dunque gli scienziati ritengono che a un certo punto della loro storia siano usciti dall’acqua e abbiano iniziato a colonizzare la terraferma. “I cianobatteri del Devoniano inferiore svolgevano lo stesso ruolo che svolgono oggi” ha spiegato la dottoressa Christine Strullu-Derrien, paleobiologa del National History Museum nel Regno Unito che ha condotto la nuova ricerca che ha portato all’identificazione di L. scourfieldii come la più antica specie di cianobatteri ad aver colonizzato la terraferma. “Alcuni organismi usano questi microrganismi come cibo, ma questi batteri sono importanti anche per la fotosintesi – ha aggiunto Strullu-Derrien – . Abbiamo scoperto che erano già presenti quando le piante iniziarono a colonizzare la terra e potrebbero persino essere entrati in competizione con loro lo spazio”.
La scoperta di Langiella scourfieldii
L. scourfieldii fu scoperto per la prima volta nel 1959 insieme ad altre due specie da un frammento di roccia trovato nel sito di Rhynie Chert, nell’area dell’Aberdeenshire, in Scozia. Tuttavia, tali campioni sono risultati difficili da esaminare in maniera approfondita, il che ha spinto gli scienziati ad analizzare altri fossili trovati più recentemente nella stessa area. In questi campioni, i ricercatori hanno cercato i segni di una “vera ramificazione”, una caratteristica di L. scourfieldii ritenuta chiave da Strullu-Derrien e i suoi colleghi, che si verifica quando i singoli batteri, che solitamente crescono uno accanto all’altro in fila, si staccano in una direzione diversa per formare una struttura ramificata.
Non tutti i cianobatteri mostrano questa ramificazione, per cui trovarla nei campioni di Rhynie Chert consente agli scienziati di confermare la presenza L. scourfieldii negli ecosistemi terrestri umidi di quell’area. In altre parole, questi batteri sono stati in grado di fare il salto dall’acqua alla terraferma e in grado di prosperare nell’area.
Durante il Devoniano inferiore, questa parte di Scozia era molto diversa da oggi, in quanto si ritiene che fosse vicina all’equatore e abbia sperimentato un clima tropicale molto più caldo. Ciò avrebbe reso il sito di Rhynie Chert un’area coperta da umide pianure sabbiose e pozze poco profonde di acqua salmastra. In quel periodo non esistevano alberi e altre forme di vita complesse, per cui il territorio era probabilmente un ambiente molto meno rigoglioso, dove funghi, batteri e alghe provavano a proliferare vicino ai margini delle pozze.
In questo contesto, le piante non avevano ancora sviluppato radici profonde complesse per cui, secondo gli studiosi, sarebbero cresciute su tappeti microbici formati da questi microrganismi, formando un’importante interazione in questa fase iniziale della vita sulla Terra. “Il Rhynie Chert è un sito iconico perché ha 400 milioni di anni e gran parte dell’ambiente di quel periodo è stato preservato – ha concluso Strullu-Derrien- . È l’unico sito in cui si trovano tracce di tutti gli organismi insieme, piante, animali, funghi, batteri e alghe, e dove possiamo osservare le interazioni tra le prime specie”.
