L’evoluzione dei microrganismi

I microrganismi si trovano sulla terra da almeno 3500 milioni di anni ed a quel tempo erano l’unica forma vivente sul nostro pianeta.  L’ampia diversità del mondo microbico può essere spiegato dal lungo periodo nel quale essi hanno avuto modo di evolversi in confronto alle piante ed agli animali.

A raffreddamento della terra avvenuto, si formò acqua liquida ed apparvero le prime forme di vita microbica. In condizioni proibitive i primi organismi a colonizzare furono i procarioti (I procarioti sono i batteri ed i virus; essi non hanno nella loro cellula un nucleo morfologicamente distinto, in quanto privo di membrana cellulare). Per la mancanza di ossigeno, erano presenti anche anaerobi. I primi microrganismi furono gli estremofili in grado di vivere in ambienti estremi, come le alte temperature del pianeta in fase di raffreddamento. 

Durante questo primo periodo, lo strato di ozono non si era ancora formato completamente e la superficie terrestre era esposta alle radiazioni ultraviolette. In tali condizioni, la maggior parte dei microrganismi viveva probabilmente sotto la superficie terrestre e nel mare per proteggersi dagli effetti delle radiazioni UV. E’ possibile che il batterio Deinococcus radiodurans sia stato in grado di sopravvivere sulla superficie terrestre grazie alla sua capacità “poliestremofila”. Per questo motivo il D. radiodurans è entrato a far parte dei “Guiness dei Primati” come “il batterio più resistente”. Esso è infatti in grado di sopportare dosi radioattive 3000 volte più grandi di quelle fatali per l’ Homo sapiens grazie ad un efficiente sistema di riparazione del DNA nel giro di poche ore.

I cianobatteri

I cianobatteri (un tempo denominati alghe blù – verdi) apparvero sul nostro pianeta probabilmente 2.800 milioni di anni fa. Si trattò di un importante passo in avanti nel corso della evoluzione in quanto furono i primi organismi capaci di eseguire la fotosintesi aerobica, usando l’energia della luce per produrre glucosio ed ossigeno da anidride carbonica e acqua. Sino a questo momento si aveva la sola fotosintesi anaerobica. I cianobatteri furono probabilmente i microrganismi che determinarono l‘innalzamento del livello di ossigeno sul nostro pianeta portandolo dall’1% al 21% attuale.   Con la presenza dell’ossigeno nell’atmosfera si ebbe anche la formazione dello strato di ozono. Ciò facilitò la evoluzione di nuove specie aerobiche di microrganismi che iniziarono a colonizzare ogni nicchia ecologica.

Differenti specie di cianobatteri formarono complesse comunità microbiche che ci hanno lasciato una notevole massa di fossili come ad esempio i “stromatoliti” (alcuni di essi si trovano ancora vivi sulla costa Australiana e potrebbero essere vecchi di millenni!).

Gli eucarioti

Si pensava che i primi eucarioti (organismi animali o vegetali costituiti da cellule dotate di un nucleo delimitato da una membrana all’interno del quale è racchiuso il materiale genetico) fossero comparsi 2.000 milioni di anni or sono quando il livello di ossigeno era sufficientemente alto per la loro esistenza. Ma alcuni protozoi possono sopravvivere in mancanza di ossigeno ed è pertanto possibile che i protozoi siano apparsi prima, circa 3.000 milioni di anni or sono.

I fossili evidenziano l’esistenza di animali multi cellulari, compresi i primi artropodi, circa 650 milioni di anni or sono. 400 milioni di anni or sono si svilupparono le prime piante terrestri unitamente ai funghi. I mammiferi e le piante che fioriscono sono relativamente giovani in quanto apparvero solo 100 milioni di anni or sono.