In passato gli oceani della Terra erano verdi: ecco cosa rivela un nuovo studio

Miliardi di anni fa gli oceani del nostro pianeta non sarebbero stati blu, ma verdi. Questa l'ipotesi supportata da un nuovo condotto da un team internazionale guidato da ricercatori del Dipartimento di Fisica dell’Università di Nagoya, in Giappone, e pubblicato sulla rivista Nature Ecology & Evolution. Questa conclusione è stata raggiunta attraverso l’analisi delle caratteristiche fotosintetiche dei cianobatteri dell’Archeano, ritenuti tra i primi organismi unicellulari a popolare gli oceani terrestri. Questi microrganismi sono anche considerati i principali responsabili del Grande Evento Ossidativo, avvenuto circa 2,4 miliardi di anni fa, che avrebbe stravolto radicalmente la composizione chimica dell’atmosfera e degli oceani, aumentandone significativamente il contenuto di ossigeno.

I cianobatteri sono organismi fotosintetici, ossia capaci di svolgere la fotosintesi. Come le piante, utilizzano i pigmenti della clorofilla per assorbire la luce solare, in particolare le lunghezze d’onda del blu e del rosso. Tuttavia, i primi cianobatteri avrebbero sviluppato dei pigmenti accessori, organizzati in strutture proteiche chiamate ficobilisomi, contenenti molecole come la ficoeritrobilina, in grado di assorbire luce in lunghezze d’onda complementari alla clorofilla.

A questo punto, gli scienziati si sono posti una domanda fondamentale: perché mai i cianobatteri avrebbero dovuto dotarsi di altri pigmenti oltre alla clorofilla? Per trovare una risposta soddisfacente, gli autori dello studio hanno integrato modelli numerici, in grado di simulare la composizione chimica oceanica e lo spettro luminoso subacqueo durante l’Archeano e la Grande Crisi di Ossidazione, con tecniche di ingegneria genetica volte a identificare le condizioni ambientali favorevoli allo sviluppo della ficoeritrobilina. Hanno inoltre condotto analisi filogenetiche per ricostruire le caratteristiche evolutive dei primi cianobatteri. I risultati hanno rivelato che lo sviluppo di pigmenti supplementari avvenne come risposta adattiva a specifici cambiamenti ambientali, nello specifico, alla vita in oceani dominati da tonalità di verde.

non perderti questo articolo

Il fondale dell’Oceano Pacifico si sta fratturando nelle zone interne: il nuovo studio

Durante il Grande Evento Ossidativo, l’ossigeno prodotto dai cianobatteri reagì con il ferro ferroso (Fe(II)) abbondante negli oceani dell’epoca, formando particelle di idrossido ferrico (Fe(OH)₃). Queste particelle, insolubili, modificarono radicalmente lo spettro luminoso penetrante nelle acque, assorbendo preferenzialmente le lunghezze d’onda rosse e blu, e lasciando passare principalmente la luce verde (lunghezza d'onda tra 500 e 660 nanometri). Di conseguenza, gli oceani assunsero un aspetto verdognolo.

In risposta al cambio dello spettro luminoso subacqueo, i cianobatteri avrebbero specializzato la proteina ficoeritrobilina per assorbire efficacemente la luce verde, adattandosi quindi al nuovo ambiente ricco in ferro e permettendone la diffusione e continua evoluzione.