I cianobatteri sono organismi molto interessanti per comprendere l’evoluzione della vita sulla Terra. Questi organismi sono stati i primi a sviluppare la fotosintesi ossigenica in una Terra primordiale. Comparsi circa 3,5 miliardi di anni fa, hanno dovuto affrontare numerose difficoltà dettate dai parametri ambientali. Le condizioni della Terra primordiale erano infatti molto più stressanti in termini di radiazioni ionizzanti, ultraviolette, temperatura rispetto a quelle attuali, inoltre era quasi totalmente assente l’ossigeno. Proprio grazie alla fotosintesi ossigenica cianobatterica si è verificato il cosiddetto Great Oxygenation Event dell’atmosfera del nostro pianeta attorno ai 2,2-2,5 miliardi di anni fa dando un impulso all’evoluzione di nuove forme di vita più complesse che attualmente conosciamo. I cianobatteri, tuttavia, grazie alla loro plasticità genetica, e alla loro capacità di adattare le proprie caratteristiche morfofisiologiche in relazione agli stress ambientali non solo sono sopravvissuti ai cambiamenti da loro stessi generati, ma si sono diffusi in tutto il globo colonizzando nicchie ecologiche inaccessibili ad altre forme di vita. Questi organismi riescono a vivere perfino in sorgenti termali, grotte e biofilm stromatolitici. La maggior parte dei cianobatteri sono fotoautotrofi perciò è fondamentale che percepiscano la quantità e la qualità di luce ambientale per rispondere ottimizzando il processo fotosintetico. Recentemente si è compresa meglio l’elevata plasticità fotosintetica dei cianobatteri grazie alla scoperta di ceppi in grado di effettuare fotosintesi ossigenica utilizzando la sola luce Far-Red, attivando la Far-Red Light Photoacclimation (FaRLiP) o utilizzando luce visibile di bassissima intensità attivando la Low Light Photoacclimation (LoLiP). Queste due forme di acclimatazione hanno permesso ai cianobatteri di migliorare l’assorbimento di diversi spettri di luce anche in quegli ambienti dove la luce è un fattore limitante. Il presente lavoro di tesi ha previsto lo studio di due cianobatteri, uno coccoide (Chroocuccus sp. ETS-10), l’altro filamentoso (Leptolyngbya sp. ETS-13), isolati da sorgenti del Distretto Termale Euganeo, testando le loro risposte di crescita e di variazione dell’assetto pigmentario dopo l’esposizione a basse intensità di luce bianca o a luce Far-Red. Questo studio ha contribuito ad ampliare le conoscenze nel campo dell’acclimatazione e adattamento a diversi regimi di luce, incrementando le informazioni sulla biodiversità fotosintetica e le nicchie ecologiche occupate dai cianobatteri.

ACCLIMATAZIONE A DIVERSI REGIMI DI LUCE in Chroococcus sp. ETS-10 e in Leptolyngbya sp. ETS-13

CONTARIN, SAMUELE
2021/2022

Abstract

I cianobatteri sono organismi molto interessanti per comprendere l’evoluzione della vita sulla Terra. Questi organismi sono stati i primi a sviluppare la fotosintesi ossigenica in una Terra primordiale. Comparsi circa 3,5 miliardi di anni fa, hanno dovuto affrontare numerose difficoltà dettate dai parametri ambientali. Le condizioni della Terra primordiale erano infatti molto più stressanti in termini di radiazioni ionizzanti, ultraviolette, temperatura rispetto a quelle attuali, inoltre era quasi totalmente assente l’ossigeno. Proprio grazie alla fotosintesi ossigenica cianobatterica si è verificato il cosiddetto Great Oxygenation Event dell’atmosfera del nostro pianeta attorno ai 2,2-2,5 miliardi di anni fa dando un impulso all’evoluzione di nuove forme di vita più complesse che attualmente conosciamo. I cianobatteri, tuttavia, grazie alla loro plasticità genetica, e alla loro capacità di adattare le proprie caratteristiche morfofisiologiche in relazione agli stress ambientali non solo sono sopravvissuti ai cambiamenti da loro stessi generati, ma si sono diffusi in tutto il globo colonizzando nicchie ecologiche inaccessibili ad altre forme di vita. Questi organismi riescono a vivere perfino in sorgenti termali, grotte e biofilm stromatolitici. La maggior parte dei cianobatteri sono fotoautotrofi perciò è fondamentale che percepiscano la quantità e la qualità di luce ambientale per rispondere ottimizzando il processo fotosintetico. Recentemente si è compresa meglio l’elevata plasticità fotosintetica dei cianobatteri grazie alla scoperta di ceppi in grado di effettuare fotosintesi ossigenica utilizzando la sola luce Far-Red, attivando la Far-Red Light Photoacclimation (FaRLiP) o utilizzando luce visibile di bassissima intensità attivando la Low Light Photoacclimation (LoLiP). Queste due forme di acclimatazione hanno permesso ai cianobatteri di migliorare l’assorbimento di diversi spettri di luce anche in quegli ambienti dove la luce è un fattore limitante. Il presente lavoro di tesi ha previsto lo studio di due cianobatteri, uno coccoide (Chroocuccus sp. ETS-10), l’altro filamentoso (Leptolyngbya sp. ETS-13), isolati da sorgenti del Distretto Termale Euganeo, testando le loro risposte di crescita e di variazione dell’assetto pigmentario dopo l’esposizione a basse intensità di luce bianca o a luce Far-Red. Questo studio ha contribuito ad ampliare le conoscenze nel campo dell’acclimatazione e adattamento a diversi regimi di luce, incrementando le informazioni sulla biodiversità fotosintetica e le nicchie ecologiche occupate dai cianobatteri.
2021
ACCLIMATION TO DIFFERENT LIGHT REGIMES in Chroococcus sp. ETS-10 and in Leptolyngbya sp. ETS-13
Cyanobacteria
Far-Red Light
Low Light
FaRLiP
LoLiP
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