Il grande evento di ossidazione (GOE) avvenuto circa 2,4 miliardi di anni fa ha stabilito l’atmosfera ricca di ossigeno da cui dipendono molti esseri viventi oggi. Curiosamente, quando si trattava di evolvere modi per utilizzare attivamente l’elemento per la respirazione, alcuni ceppi di batteri avevano un vantaggio.
- 1 Scoperta di batteri aerobici antichi
- 2 Transizioni genetiche prima del GOE
- 3 Implicazioni per l’evoluzione della fotosintesi ossigenica
- 4 Un nuovo approccio per studiare l’evoluzione
- 5 Conferme e nuove prospettive
- 6 Calibrazione dell’evoluzione batterica
- 7 Evoluzione lenta dei cianobatteri
- 8 Un metodo innovativo per colmare le lacune
Scoperta di batteri aerobici antichi
Un team internazionale di ricercatori ha utilizzato una combinazione di dati genomici batterici, marcatori geologici e tecniche di apprendimento automatico per individuare i batteri aerobici più antichi. Mentre la maggior parte dei ceppi ha acquisito la capacità di tollerare e utilizzare l’ossigeno dopo il GOE, i ricercatori hanno individuato alcune eccezioni: certi batteri erano aerobici circa 900 milioni di anni prima che i livelli di ossigeno aumentassero rapidamente nell’atmosfera terrestre.
Transizioni genetiche prima del GOE
Tra 1007 specie di batteri correlati, i ricercatori hanno identificato oltre 80 transizioni genetiche da metabolismi che non potevano utilizzare l’ossigeno a quelli che potevano. Le stime basate sul tasso di accumulo delle mutazioni suggeriscono che almeno alcune di queste transizioni sono avvenute prima che i livelli di ossigeno aumentassero significativamente nell’atmosfera terrestre.
Implicazioni per l’evoluzione della fotosintesi ossigenica
“Almeno tre transizioni hanno preceduto il GOE, suggerendo che la respirazione aerobica si è evoluta prima della ossigenazione atmosferica diffusa e potrebbe aver facilitato l’evoluzione della fotosintesi ossigenica nei cianobatteri”, scrivono i ricercatori nel loro articolo pubblicato. In altre parole, questi primi respiratori di ossigeno potrebbero aver gettato le basi per i loro discendenti per utilizzare acqua e anidride carbonica per catturare la luce solare, liberando ossigeno immagazzinato in quello che sarebbe diventato il grande evento di ossidazione.
Un nuovo approccio per studiare l’evoluzione
Abbiamo molto da ringraziare questi piccoli microbi. Con l’aumento dei livelli di ossigeno, i batteri che già utilizzavano l’elemento potevano tollerarne gli effetti e diversificarsi più rapidamente rispetto ai loro cugini anaerobici. Il gioco della sopravvivenza era cambiato, portandoci infine dove siamo ora.
Conferme e nuove prospettive
Ci sono alcune ipotesi fatte qui, su come i geni nei batteri moderni potrebbero collegarsi ai geni nei batteri antichi e svolgere lo stesso lavoro di elaborazione dell’ossigeno, ma i ricercatori sono fiduciosi di aver incluso abbastanza specie batteriche e prove corroboranti per confermare il collegamento.
Calibrazione dell’evoluzione batterica
“Questo ci ha permesso di calibrare l’evoluzione batterica al record di ossigenazione biosferica, aumentando notevolmente il limitato record fossile della vita primordiale e portando un nuovo livello di risoluzione allo studio dell’evoluzione nel tempo profondo”, scrivono i ricercatori.
Evoluzione lenta dei cianobatteri
Oltre a convalidare l’idea che i batteri aerobici abbiano una storia che risale a molto tempo fa, questi risultati ci forniscono ulteriori prove che l’evoluzione dei cianobatteri è avvenuta relativamente lentamente, con radici che si estendono ben prima del GOE.
Un metodo innovativo per colmare le lacune
I ricercatori sono fiduciosi che la combinazione di tecniche utilizzate qui, unendo diversi strumenti per colmare le lacune nella nostra conoscenza, potrebbe aiutare a esaminare lo sviluppo di altri tratti sulla Terra.
Fonte: Science Alert
Ricevi le ultime attualità sul mondo tech!
