Evoluzione ed ecologia dei batteri

I batteri sono i più antichi organismi conosciuti: risalgono a circa 3,5 miliardi di anni fa. Grazie alla semplicità di organizzazione e alla mancanza di competizione con gli eucarioti, hanno avuto enorme diffusione, adattandosi in tutti gli ambienti naturali (terreno, acque), oltre che in ambienti "particolari" costituiti da animali e piante (sia all'esterno, sia all'interno di essi).

I batteri sono estremamente specializzati, perché una volta adattati al loro particolare ambiente non possono vivere in altre condizioni.

Alcuni batteri possono vivere solo in presenza di ossigeno e sono detti aerobi obbligati; altri, detti anaerobi obbligati, non possono vivere in presenza di ossigeno; altri ancora, infine, possono vivere sia in presenza, sia in assenza di ossigeno e sono detti anaerobi facoltativi.

Per quanto riguarda la temperatura, i batteri psicrofili vivono solo a temperature inferiori a 20 °C, i mesofili tra 20 e 45 °C, i termofili a temperature superiori ai 45 °C. I batteri possono condurre vita libera, o essere parassiti o simbionti.

In relazione al modo in cui ricavano l'energia necessaria per vivere, i batteri possono essere autotrofi (in grado di sintetizzare le sostanze organiche necessarie) oppure eterotrofi (che utilizzano sostanze organiche già elaborate). I batteri autotrofi includono forme capaci di fotosintesi al pari delle piante (come i cianobatteri descritti alla pagina seguente) e forme capaci di chemiosintesi, cioè in grado di ricavare energia da reazioni in cui l'ossigeno si combina con composti inorganici (quali sulfuri e ammoniaca). Molti batteri eterotrofi sono decompositori e partecipano ai più importanti cicli biogeochimici.

Alcuni batteri sono azotofissatori: sono aerobici, in genere flagellati, capaci di utilizzare l'azoto atmosferico per la sintesi di sostanze organiche azotate. Alcuni sono a vita libera, altri (Rhizobium ) vivono nei tubercoli radicali delle leguminose, realizzando una forma di simbiosi. Altri batteri simbionti vivono nell'apparato digerente di numerosi animali, uomo compreso (nel quale costituiscono la flora intestinale).

Numerosi batteri, infine, sono patogeni, cioè causano malattie sia alle piante sia agli animali, uomo compreso (nei cui confronti possono agire attaccando i tessuti direttamente o producendo tossine).

  Sistematica

Una relativamente recente proposta di classificazione generale delle monere, che sembra destinata a soppiantare le classificazioni tradizionali (alquanto controverse), è quella che distingue due raggruppamenti: quello molto piccolo degli archeobatteri (o batteri antichi) e quello degli eubatteri (o batteri veri), che riunisce la maggior parte di questi organismi.

Gli archeobatteri (studiati a fondo solo di recente) presentano una serie di caratteristiche peculiari: per esempio, i lipidi della membrana plasmatica, la composizione della parete e l'RNA ribosomico sono differenti da quelli delle altre cellule procarioti e di quelle eucarioti. Sono probabilmente batteri primitivi, che vivono in condizioni oggi considerate estreme, ma che un tempo dovevano essere quelle più comuni sulla Terra.

Fanno parte degli archeobatteri, tra gli altri:

i metanobatteri, che producono metano riducendo CO 2 e H 2 ; i batteri termoacidofili, che vivono nelle sorgenti termali sulfuree, acide e calde; i batteri alofili, che vivono in acque salate molto concentrate (come quelle del Mar Morto).

Gli eubatteri riuniscono, come detto, la maggior parte delle classi di batteri conosciute, di cui fanno parte specie di grande utilità per l'uomo, come pure specie patogene.

Particolare importanza tra gli eubatteri rivestono i cianobatteri, capaci, come detto, di fotosintesi.

  cianobatteri

I cianobatteri sono batteri aerobi fotosintetici. Sono detti anche cianoficee, o alghe azzurre, perché contengono, oltre alla clorofilla, la ficocianina, pigmento che conferisce il caratteristico colore blu-verde. La parete cellulare è rinforzata da uno strato di mucillagine che tiene uniti gli individui in colonie; la fotosintesi avviene nei tilacoidi, non inseriti in un cloroplasto . Si riproducono agamicamente.

Vivono nelle acque salate o dolci, spesso putride e ricche di detriti organici, che possono utilizzare direttamente. Nei periodi di particolare crescita o "fioritura" si accumulano in superficie, creando problemi agli impianti idrici e agli altri organismi poiché riducono l'ossigeno disponibile per gli altri organismi; molte specie producono tossine. Si trovano anche nel terreno, sulle cortecce degli alberi o sulle rocce umide vicino a sorgenti termali.

I cianobatteri sono tipici organismi pionieri, capaci anche di fissare l'azoto atmosferico (sono importanti nella produttività delle risaie); alcune specie vivono in simbiosi con ife fungine formando i licheni .

Si pensa che i cianobatteri siano stati tra i primi organismi viventi, insieme ai batteri fotosintetici anaerobi: lo testimonierebbero le stromatoliti, accumuli di calcare depositati dai cianobatteri in ambienti di acqua bassa datati circa 3,5 miliardi di anni fa.