Las algas verdeazuladas, más comúnmente conocidas como cianobacterias, son una de las formas de vida más simples, más comunes y de aparición más temprana en el planeta. Los fósiles creados por colonias de cianobacterias datan de hace 2.800 millones de años, los fósiles más antiguos conocidos, existiendo más de 2.000 millones de años antes de la vida multicelular. A diferencia de otras formas de “algas”, como las algas verdes, rojas y marrones, las algas verdeazuladas consisten en bacterias, no en células eucariotas. Las células bacterianas son aproximadamente diez veces más pequeñas que las células eucariotas y carecen de núcleos y orgánulos complejos (órganos celulares).
Cuando las algas azulverdes aparecieron por primera vez en la escena hace unos 2.800 millones de años, se pusieron en marcha cambios bioquímicos y atmosféricos que eventualmente hicieron posible que existiera vida compleja. En el momento en que evolucionaron las algas azul-verdes, la atmósfera de la Tierra estaba compuesta principalmente de nitrógeno (como hoy), pero el otro gas, que representa aproximadamente el 25%, era dióxido de carbono. Las algas verdeazuladas fueron las primeras formas de vida capaces de la fotosíntesis oxigenada, que absorbe dióxido de carbono y los rayos del sol para producir energía, oxígeno y agua.
Después de trabajar durante unos 500 millones de años, las algas azul-verdes transformaron el dióxido de carbono atmosférico en oxígeno principalmente. Esto hizo mucho para la energía libre disponible para cualquier organismo posterior, pero eliminó todas las bacterias anaerobias (que odian el aire) que habían dominado el planeta antes. Debido a la muerte masiva, este evento se conoce como la catástrofe de oxígeno. La evidencia de este evento se deja atrás en forma de formaciones de hierro en bandas, rocas que consisten en bandas de compuestos de hierro oxidados que se alternan con minerales pobres en hierro como el esquisto. Estos compuestos de hierro se formaron cuando las cianobacterias encerraron el hierro en compuestos que luego se hundieron en el fondo del mar.
Las cianobacterias se encuentran principalmente en los océanos, donde son productores primarios y son consumidos por muchos otros organismos. El tinte verde azulado que le dan al agua es la fuente de su nombre, algas verdeazuladas. El color verde proviene de la clorofila en sus células. En los océanos, donde hay suficiente nitrógeno disponible en el agua de mar y dióxido de carbono de la atmósfera, el principal factor limitante en su crecimiento es el hierro. Algunos científicos han comenzado a experimentar con la fertilización de los océanos con hierro para impulsar su crecimiento, que puede secuestrar el dióxido de carbono de la atmósfera y frenar el calentamiento global.
Las cianobacterias también son conocidas por su capacidad para fijar nitrógeno, o convertirlo de forma gaseosa a sólida, otra característica esencial de cualquier ecosistema. Todos los organismos necesitan fuentes fijas de nitrógeno para sobrevivir. Otros organismos convierten compuestos de nitrógeno fijos en proteínas y ácidos nucleicos.