GLI ENIGMI DELLA FOTOSINTESI

Con o senza ossigeno? Da rivedere l'evoluzione della fotosintesi

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa  (ENEA)

Le strutture cellulari fondamentali per la comparsa della fotosintesi clorofilliana erano già presenti in batteri evolutivamente molto antichi, in un'epoca in cui, secondo la visione tradizionale, esisteva solo la fotosintesi che non produce ossigeno. È un  batterio raro, che vive nei campi allagati dall’acqua o in posti inospitali come le sorgenti termali. Ma Heliobacterium modesticaldum ci rivela particolari importanti su uno dei passaggi cruciali per la formazione di un’atmosfera respirabile: l’avvento della fotosintesi che produce ossigeno, che sarebbe più antica di quanto ritenuto finora. Lo afferma sulla rivista “Trends in Plant Science”un gruppo di ricercatori dell’Imperial College di Londra, guidato da Tanai Cardona.

H. modesticaldum svolge infatti una fotosintesi anossigenica, che cioè non porta alla produzione di ossigeno. Un’ipotesi consolidata in biologia è che questo tipo di fotosintesi sia comparsa sulla Terra 3,5 miliardi di anni fa. Sarebbe cioè più primitiva di quella ossigenica, comune a tutte le piante e ai cianobatteri, evolutasi dalla prima un miliardo di anni più tardi. L’idea di Cardona e colleghi è che si possa capire come sia avvenuto il passaggio da un tipo di fotosintesi all'altro studiando analogie e differenze nelle strutture cellulari di H. modesticaldum e cianobatteri, che hanno tra loro una parentela così lontana che il più recente antenato comune ai due è vissuto sulla Terra alcuni miliardi anni fa. Analizzando la struttura cellulare di H. modesticaldum, Cardona e colleghi hanno evidenziato alcune inattese somiglianze con i cianobatteri. Hanno scoperto in particolare che condividono un sito cellulare che piante e cianobatteri usano esclusivamente per scindere le molecole di acqua, una fase cruciale della fotosintesi ossigenica. Ciò significa che le unità di base della fotosintesi ossigenica si erano già evolute prima che i rami filogenetici di H. modesticaldum e cianobatteri si separassero: sono quindi molto più antiche, e quindi anche la fotosintesi ossigenica stessa. Gli autori si spingono anche oltre, fino a ipotizzare che quest'ultima sia potuta emergere per prima. "Queste strutture per la fotosintesi ossigenica non dovrebbero esistere in un batterio come H. modesticaldum: nella visione tradizionale la fotosintesi anossigenica si è evoluta per prima ed è rimasta l’unica fotosintesi per circa un miliardo di anni prima che emergesse quella ossigenica”, ha commentato Cardona. "Questo risultato aiuta a spiegare con incredibile dettaglio perché questi sistemi responsabili della fotosintesi e della produzione di ossigeno hanno la forma che osserviamo attualmente, ma perché tutto questo abbia senso, occorre un cambio di prospettiva sull’evoluzione della fotosintesi”.

Da:

https://www.lescienze.it/news/2019/07/30/news/batterio_origine_fotosintensi_ossigenica-4494985/

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