Virus. La palabra evoca imágenes de enfermedad y temores a brotes. Sin embargo, en los océanos, no todos los virus son malas noticias. Algunos desempeñan un papel útil, incluso crítico, en el sostenimiento de la vida marina.
En un nuevo estudio, nosotros y un equipo internacional de científicos examinamos el comportamiento de los virus marinos en una gran franja de agua rica en osígeno justo bajo la superficie del océano Atlántico. Lo que descubrimos allí —y su papel en la red trófica— muestra a los virus marinos bajo una nueva perspectiva.
Estudiar algo tan pequeño
Los virus son increíblemente pequeños, normalmente no superan decenas de nanómetros de diámetro, casi cien veces más pequeños que una bacteria y más de mil veces más pequeños que el ancho de un mechón de cabello.
De hecho, los virus son tan pequeños que no pueden verse con microscopios convencionales.
Hace décadas, los científicos pensaban que los virus marinos no eran ni abundantes ni ecológicamente relevantes, a pesar de la clara relevancia de los virus para humanos, plantas y animales.
Luego, los avances en el uso de microscopios electrónicos de transmisión a finales de los años 80 lo cambiaron todo. Los científicos pudieron examinar el agua de mar a un aumento muy alto y vieron diminutos objetos circulares que contenían ADN. Eran virus, y había decenas de millones por mililitro de agua, decenas de miles de veces más de lo que se había estimado en el pasado.
Una teoría sobre cómo los virus alimentan el mundo marino
La mayoría de los virus marinos infectan las células de los microorganismos, las bacterias y algas que sirven como base de la red trófica oceánica y son responsables de aproximadamente la mitad del oxígeno generado en el planeta.
A finales de los años 90, los científicos se dieron cuenta de que la actividad viral probablemente estaba moldeando cómo el carbono y los nutrientes circulaban a través de los sistemas oceánicos. Planteamos la hipótesis, en lo que se conoce como el modelo de derivación viral, que los virus marinos rompen las células de los microorganismos y liberan su carbono y nutrientes en el agua.
Este proceso podría aumentar la cantidad de nutrientes que llegan al fitoplancton marino. El fitoplancton proporciona alimento para krill y peces, que a su vez alimentan la vida marina más grande a través de los océanos. Eso significaría que los virus son esenciales para una red trófica que impulsa una vasta industria mundial de pesca y acuicultura que produce cerca de 200 millones de toneladas métricas de mariscos.
Observando virus en acción
En el nuevo estudio publicado en la revista Nature Communications dirigido por los biólogos Naomi Gilbert y Daniel Muratore, nuestro equipo internacional demostró el shunt viral en acción.
El equipo tomó muestras de una banda de oxígeno de varios metros de grosor que se extiende a lo largo de cientos de millas a través del océano Atlántico subtropical. En esta región, parte del mar de los Sargazos, cianobacterias unicelulares conocidas como Prochlorococcus dominan la fotosíntesis marina, con cerca de 50,000 a más de 100,000 células en cada mililitro de agua de mar. Estos Prochlorococcus pueden infectarse con virus.
Al secuenciar ARN comunitario —moléculas que llevan instrucciones genéticas dentro de las células— nuestro equipo pudo observar lo que casi todos los virus y sus huéspedes intentaban hacer a la vez.
Descubrimos que la tasa de infección viral en esta banda oceánica rica en oxígeno es aproximadamente cuatro veces mayor que en otras partes del océano circundante, donde las cianobacterias no se reproducen tan rápido. Y observamos virus que causaban infecciones masivas en Prochlorococcus.
Los virus atacaban células y derramaban materia orgánica, que las bacterias absorbían y usaban para alimentar nuevo crecimiento. Las bacterias respiraban el carbono y liberaban nitrógeno en forma de amonio. Y este nitrógeno parece haber estado estimulando la fotosíntesis y el crecimiento de más células de Prochlorococcus, lo que resultó en una mayor producción que generó la cinta de oxígeno.
La infección viral estaba teniendo un impacto a escala ecosistémica.
Entender el mundo microscópico es importante
Los virus pueden causar efectos agudos, crónicos y catastróficos en la salud humana y animal. Pero esta nueva investigación, posible gracias a una expedición a océano abierto apoyada por la National Science Foundation, se suma a una creciente gama de estudios que demuestran que los virus son actores centrales en el funcionamiento de los ecosistemas, incluyendo su papel en el almacenamiento de carbono en las profundidades oceánicas.
Vivimos en un planeta cambiante. Monitorizar y responder a los cambios en el entorno requiere comprender los microbios y los mecanismos que impulsan los procesos globales.
Este nuevo estudio nos recuerda lo importante que es explorar más a fondo el mundo microscópico, incluyendo la vida de los virus que moldean el destino de los microbios y cómo funciona el sistema terrestre.
Fuente: forbes
