Y cuanto más sabemos acerca de ellos, más extraños nos parecen
Por Amorina Kingdon, 21 de julio de 2017
Cuando oímos la palabra virus enseguida nos vienen a la mente cosas como los resfriados o la gripe porcina, pero estos microorganismos son mucho más que los causantes de algunas molestias a los seres humanos: juegan un papel fundamental en la vida del planeta, y un nuevo estudio viene a demostrar que en lo que se refiere a los virus presentes en los océanos, su papel es mucho más complejo de lo que pensábamos.
Los virus son la forma de vida más numerosa sobre la Tierra. En el océano, superan en número a las bacterias, en una asombrosa relación de 10 a 1. Pero, ¿qué es lo que hace que los virus se desarrollen o mueran? Dado que los virus se reproducen infectando a las células de otros organismos (de todos los tamaños, pero la mayoría microorganismos), y cada tipo de virus infecta a un huésped muy específico, el lógico pensar que a mayor cantidad de huéspedes mayor cantidad de virus. Pero poco se sabe realmente de la relación entre el medio oceánico y la cantidad de virus, dice Curtis Suttle, oceanógrafo de la Universidad de la Columbia Británica. Así que Suttle y sus colegas* trataron de dar contestación a esta pregunta y publicaron sus conclusiones en la revista Virus.
Este equipo hizo un recuento de los virus y sus huéspedes de los mares templados y polares de Canadá. Al mismo tiempo, midieron determinadas variables ambientales tales como la temperatura, la salinidad, los niveles de oxígeno y los nutrientes disponibles. Encontraron que el ambiente físico tiene tanta influencia sobre la cantidad de virus presentes como del número de huéspedes disponibles para infectar, un descubrimiento que tiene una amplia trascendencia en un océano en constante cambio.
Los virus tienen una estructura aparentemente muy simple: una cápsula de proteínas en cuyo interior se encuentra el material genético (ADN o ARN). Son tan extraños que los investigadores siguen debatiendo si deben considerarse o no como una forma de vida. Sin embargo, los virus son una parte esencial del ecosistema oceánico.
Los virus ayudan a mantener la biodiversidad marina manteniendo a las poblaciones bajo control: en particular a las bacterias y algas, que constituyen la mayor parte de la materia viva de los océanos.
“Los virus son probablemente los responsables de la muerte de entre el 25 al 30% de la materia viva de los océanos, cada día. La rueda de la vida y de la muerte gira muy deprisa en el océano”, dijo Suttle.
Los virus también realizan un servicio clave denominado “derivación viral”. Cuando infectan y matan a un organismo, nutrientes como el carbono y el fósforo son segregados al océano. Esto hace que los microorganismos y el fitoplancton prospere.
“Si no hubiese virus en el agua del mar, la fotosíntesis se detendría”.
Y la fotosíntesis que realizan las algas marinas y el fitoplancton es la responsable de más de la mitad del oxígeno del planeta. Así que los virus serán sumamente pequeños, pero los servicios que realizan son esenciales.
A medida que cambia el clima, la temperatura, la salinidad, otras variables físicas también cambian, Suttle dice que el siguiente paso será observar estos ecosistemas en cambio y la relación entre los virus y su anfitrión con mucho más detalle.
“Es una cantidad ingente de trabajo, pero ciertamente es una investigación necesaria”, dijo Jed Fuhrman, biólogo marino de la Universidad del Sur de California.
Cuanto más sepamos de las complejas relaciones entre los virus, sus anfitriones y su entorno, dice Fuhrman, mejor. Después de todo, los virus son una parte esencial de la vida, lo que puede ser un cierto consuelo la próxima vez que tengamos un resfriado.
* La investigación de Curtis y sus colegas fue financiada en parte por una subvención de la Fundación Tula, que también financia la revista Hakai y el Instituto Hakai. La revista es independiente del Instituto y la Fundación.
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En los océanos hay tres veces más tipos de virus de lo que se pensaba
Un trabajo eleva a 867 el número de tipos de virus conocidos que viven en los océanos, y aporta nuevos datos sobre su relevancia ecológica. También hallan en los virus muchos genes funcionales con papel biogeoquímico en el océano, y que probablemente son transportados por los virus de una célula a otra. El nuevo catálogo de virus oceánicos se ha publicado en Nature.
Las entidades biológicas oceánicas más pequeñas, los virus, aparte de muy abundantes, son mucho más diversos de lo que se pensaba, y son mediadores y moduladores de funciones biogeoquímicas oceánicas esenciales.
Así lo demuestra un trabajo en el que han participado investigadores del Instituto de Ciencias del Mar de Barcelona (ICM), del CSIC, y que está liderado por la Ohio State University (EE.UU). El trabajo se publica hoy en la revista Nature.
El trabajo ha sido posible gracias a las muestras recogidas por las expediciones Tara Oceans y Malaspina-2010, que dieron la vuelta al mundo estudiando los océanos. Los investigadores recogieron muestras del océano Atlántico, Pacífico, Índico y Mediterráneo, desde la superficie hasta los 4.000 metros de profundidad. A partir de las muestras recogidas, concentraron los virus y utilizaron herramientas bioinformáticas para analizarlas.
«Hemos logrado reconstruir y catalogar una gran cantidad de virus genéticamente diferentes que se agrupan en grupos que comparten propiedades similares«, explica Simon Roux, del laboratorio del profesor Matthew Sullivan, en la Ohio State University, que ha liderado el trabajo. «Este trabajo no sólo ha generado un catálogo relativamente completo de los virus oceánicos sino que también revela nuevos mecanismos con los que cuales los virus modulan los gases de efecto invernadero y la energía en los océanos«, dice Matt Sullivan.
867 tipos de virus
El trabajo utiliza las herramientas de la metagenómica y la bioinformática para unir los fragmentos de ácidos nucleicos de las muestras como si fueran un rompecabezas, con lo que se genera un «virioma del océano» de los virus de ADN de doble cadena representan 15.222 poblaciones virales que se pueden agrupar en, como mínimo, 867 grupos con propiedades similares, y muy diferentes unos grupos de otros.
«Esto triplica el número de virus oceánicos conocidos», afirma Silvia G. Acinas, investigadora del ICM y que participó en las dos expediciones. «De estos 867 grupos, 38 son abundantes y comprenden la mayor parte de virus oceánicos. Y dos tercios de las 15.222 poblaciones se describen por primera vez en este trabajo«.
«Estos resultados servirán para entender mejor el papel de los virus en las redes tróficas microbianas«, dice Dolores Vaqué, investigadora del ICM y coordinadora de la investigación en virus a la expedición Malaspina.
Los virus transportan genes funcionales entre células
Otro aspecto interesante es que en los genomas de los virus se han detectado varios cientos de genes funcionales, que tienen un papel biogeoquímico en el océano. Probablemente, estos genes provienen de los huéspedes de los virus, los cuales trasladan los genes de unos huéspedes a otros.
Cada vez que un virus infecta una célula del océano, además de la infección, le puede aportar genes nuevos. De esta forma, los virus «intervienen en los ciclos del nitrógeno y del azufre, probablemente modulando el funcionamiento de estos ciclos en el océano», dice José M Gasol, profesor de investigación del Instituto de Ciencias del Mar (ICM) y coordinador de la investigación en microorganismos en la expedición Malaspina.
«Hace sólo diez años era impensable poder hacer este tipo de catálogo con muestras de todo el mundo. Muchos investigadores de todo el mundo están describiendo cómo los microbios afectan a nuestros cuerpos, el suelo, el aire y los océanos. A medida que aumentamos nuestra capacidad de estudiar los virus, nos damos cuenta de que juegan un papel esencial en muchas de las funciones microbianas del océano. Las herramientas desarrolladas en nuestro laboratorio son muy útiles para entender esto, y las herramientas y los datos presentados serán esenciales para otros investigadores«, dice Matt Sullivan, coordinador del trabajo.
El catálogo de los virus oceánicos que se presenta en este trabajo en la revista Nature, será útil para la integración de los virus en modelos de los ecosistémicos oceánicos donde tienen un papel esencial en los ciclos de nutrientes y en las redes tróficas.
Artículo de referencia:
Roux, S., J. R. et al. … C. M. Duarte, J. M. Gasol, D. Vaqué, Tara Oceans Coordinators, P. Bork, S. G. Acinas, P. Wincker, M. B. Sullivan. 2016. Ecogenomics and potential biogeochemical impacts of uncultivated globally abundant ocean viruses. Nature doi:10.1038/nature19366
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature19366.html
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