Les algues bleu-vert, plus communément appelées cyanobactéries, sont l’une des formes de vie les plus simples, les plus courantes et les plus précoces de la planète. Les fossiles créés par des colonies de cyanobactéries remontent à 2.8 milliards d’années, les premiers fossiles connus, existant plus de 2 milliards d’années avant la vie multicellulaire. Contrairement à d’autres formes d’« algues », comme les algues vertes, rouges et brunes, les algues bleu-vert sont constituées de bactéries et non de cellules eucaryotes. Les cellules bactériennes sont environ dix fois plus petites que les cellules eucaryotes et manquent de noyaux et d’organites complexes (organes cellulaires).
Lorsque les algues bleu-vert sont apparues pour la première fois sur la scène il y a environ 2.8 milliards d’années, elles ont déclenché des changements biochimiques et atmosphériques qui ont finalement permis à une vie complexe d’exister. À l’époque où les algues bleu-vert ont évolué, l’atmosphère terrestre était principalement composée d’azote (comme aujourd’hui), mais l’autre gaz, représentant environ 25 %, était du dioxyde de carbone. Les algues bleu-vert ont été les premières formes de vie capables de photosynthèse oxygénée, qui absorbe le dioxyde de carbone et les rayons du soleil pour produire de l’énergie, de l’oxygène et de l’eau.
Après avoir travaillé pendant environ 500 millions d’années, les algues bleu-vert ont transformé le dioxyde de carbone atmosphérique en principalement de l’oxygène. Cela a fait beaucoup pour l’énergie gratuite disponible pour tous les organismes ultérieurs, mais a tué toutes les bactéries anaérobies (qui détestent l’air) qui avaient dominé la planète auparavant. En raison de la mortalité massive, cet événement est connu sous le nom de catastrophe de l’oxygène. La preuve de cet événement est laissée sous la forme de formations de fer rubanées, des roches constituées de bandes de composés de fer oxydés alternant avec des minéraux pauvres en fer tels que le schiste. Ces composés de fer se sont formés lorsque les cyanobactéries emprisonnaient le fer dans des composés qui ont ensuite coulé au fond de la mer.
Les cyanobactéries se trouvent principalement dans les océans, où elles sont des producteurs primaires et sont consommées par de nombreux autres organismes. La teinte bleu-vert qu’ils donnent à l’eau est à l’origine de leur nom, algues bleu-vert. La couleur verte provient de la chlorophylle dans leurs cellules. Dans les océans, où il y a beaucoup d’azote disponible dans l’eau de mer et de dioxyde de carbone disponible dans l’atmosphère, le principal facteur limitant de leur croissance est le fer. Certains scientifiques ont commencé à expérimenter la fertilisation des océans avec du fer pour stimuler leur croissance, ce qui peut séquestrer le dioxyde de carbone de l’atmosphère et freiner le réchauffement climatique.
Les cyanobactéries sont également bien connues pour leur capacité à fixer l’azote – ou à le convertir de la forme gazeuse en forme solide – une autre caractéristique essentielle de tout écosystème. Tous les organismes ont besoin de sources d’azote fixes pour survivre. D’autres organismes convertissent les composés azotés fixés en protéines et en acides nucléiques.