Le alghe blu-verdi, più comunemente conosciute come cianobatteri, sono una delle forme di vita più semplici, più comuni e più antiche del pianeta. I fossili creati da colonie di cianobatteri risalgono a 2,8 miliardi di anni fa, i primi fossili conosciuti, esistenti più di 2 miliardi di anni prima della vita multicellulare. A differenza di altre forme di “alghe”, come le alghe verdi, rosse e marroni, le alghe blu-verdi sono costituite da batteri, non da cellule eucariotiche. Le cellule batteriche sono circa dieci volte più piccole delle cellule eucariotiche e mancano di nuclei e organelli complessi (organi cellulari).
Quando le alghe blu-verdi sono apparse per la prima volta sulla scena circa 2,8 miliardi di anni fa, ha messo in moto cambiamenti biochimici e atmosferici che alla fine hanno reso possibile l’esistenza di una vita complessa. Quando si sono evolute le alghe blu-verdi, l’atmosfera terrestre era composta principalmente da azoto (come oggi), ma l’altro gas, che costituisce circa il 25%, era anidride carbonica. Le alghe blu-verdi sono state le prime forme di vita capaci di fotosintesi ossigenata, che assorbono anidride carbonica e i raggi del sole per produrre energia, ossigeno e acqua.
Dopo aver lavorato per circa 500 milioni di anni, le alghe blu-verdi hanno trasformato l’anidride carbonica atmosferica principalmente in ossigeno. Ciò rese molto disponibile l’energia gratuita per tutti gli organismi successivi, ma uccise tutti i batteri anaerobici (che odiavano l’aria) che prima avevano dominato il pianeta. A causa della massiccia estinzione, questo evento è noto come la catastrofe dell’ossigeno. La prova di questo evento viene lasciata indietro sotto forma di formazioni di ferro fasciato, rocce costituite da bande di composti ossidati di ferro che si alternano a minerali poveri di ferro come lo scisto. Questi composti di ferro si formarono quando i cianobatteri bloccavano il ferro in composti che poi affondavano nel fondo del mare.
I cianobatteri si trovano principalmente negli oceani, dove sono produttori primari e vengono mangiati da molti altri organismi. La sfumatura blu-verde che danno all’acqua è la fonte del loro nome, alghe blu-verde. Il colore verde viene dalla clorofilla nelle loro cellule. Negli oceani, dove c’è ampio azoto disponibile nell’acqua di mare e anidride carbonica disponibile nell’atmosfera, il principale fattore limitante nella loro crescita è il ferro. Alcuni scienziati hanno iniziato a sperimentare la fertilizzazione degli oceani con ferro per aumentarne la crescita, che può sequestrare l’anidride carbonica presente nell’atmosfera e frenare il riscaldamento globale.
I cianobatteri sono anche famosi per la loro capacità di riparare l’azoto – o convertirlo da forma gassosa in forma solida – un’altra caratteristica essenziale di qualsiasi ecosistema. Tutti gli organismi hanno bisogno di fonti di azoto fisse per sopravvivere. Altri organismi convertono i composti fissati dell’azoto in proteine ??e acidi nucleici.