Solo un mililitro de agua costera puede contener hasta 10 millones de virus
El mar está lleno de microorganismos. Más pequeños de un milímetro y a menudo compuestos por una sola célula, vienen en todas las formas y tamaños imaginables, desde bacterias y microalgas hasta protozoos. Pero también hay virus, entidades incompletas que necesitan un anfitrión para replicarse y sobrevivir.
Las partículas de virus independientes tienen una estructura increíblemente simple. Están compuestas de material genético, en forma de ADN o ARN, y están rodeadas por una capa de proteína. Cada una mide entre 20 y 200 nanómetros.
Aunque puedan parecer insignificantes, los virus son las entidades más abundantes del océano. Solo un mililitro de agua costera extraído de la superficie del océano puede contener hasta 10 millones de virus. La cantidad de virus disminuye más lejos de la costa y más profundamente en el agua, y cuando llegamos al mar abierto, es probable que haya alrededor de 100.000 virus por mililitro a una profundidad de 4.000 metros.
Imagen: Virus y microorganismos marinos. a) virus; b) bacterias; c) protozoario; d) microalgas (cloroplastos rojo anaranjado) y protozoos (amarillo); e) microalgas; f) protozoario. Crédito: E. Lara, D. Vaqué y J.M. Gasol
Más virus que estrellas
Se estima que los océanos contienen un nonillón de virus, es decir, un número igual a uno seguido de 54 ceros, que es mucho más que las estrellas de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Entonces, ¿Cómo pueden sobrevivir tantos?
Si bien este número permanece más o menos constante a lo largo del tiempo, innumerables virus son devorados por microorganismos o desactivados por radiación, mientras que muchos más brotan de hospedadores infectados. En el agua de mar existe un equilibrio dinámico entre la desaparición de virus y la aparición de nuevos.
La mayoría de los virus marinos tienen ADN de doble hebra y pertenecen a una de tres familias: Myoviridae, que presenta largas colas que pueden contraerse; Syphoviridae, que tiene una cola curva, no contráctil; y Podoviridae, con colas no contráctiles muy cortas.
Imagen: Diferentes familias de virus de ADN bicatenario. De arriba a abajo: Myoviridae, Podoviridae y Syphoviridae. Crédito: Dolors Vaqué (pinchar en la imagen para ver dos más)
Virus y sus víctimas
Los virus marinos generalmente se consideran asesinos de microbios. Una vez que un virus ha encontrado una célula huésped, la identifica por los receptores de superficie de la célula e inserta su material genético y secuestra la maquinaria dentro de la célula para replicarse. Después de la lisis (ruptura de la membrana celular), se pueden diseminar entre 20 y 300 virus por célula, cada uno de ellos listo para infectar a un nuevo anfitrión.
Los virus marinos pueden infectar a cualquier organismo, desde bacterias hasta ballenas. Pero la abundancia de bacterias oceánicas (1 millón por mililitro de agua de mar, lo que las convierte en el microorganismo más dominante en el océano) significa que las bacterias son sus hospedadores más probables.
Se estima que 1023 (el número diez, seguido de 23 ceros) ocurren en el mar cada segundo, liberando nuevos virus pero también 109 toneladas de carbono de las células que revientan. En todo el océano, los virus liberan alrededor de 140 gigatoneladas de carbono al año como resultado de este proceso.
En ocasiones, el virus no altera al anfitrión que infecta, sino que inserta parte de su genoma en el ADN de él. Estos virus se conocen como profagos o virus lisogénicos, que pueden controlar qué genes expresa el anfitrión e incluso su metabolismo. Pero cuando un virus lisogénico detecta un cambio adverso en el medio ambiente, o si el anfitrión es defectuoso, el profago se vuelve virulento y destruye la célula anfitrión.
Cada nueva infección ofrece la posibilidad de introducir nuevos genes en el anfitrión, y cada nueva progenie de virus que se disemina puede haberle robado genes al anfitrión. De esta manera, los virus son el mayor reservorio de diversidad en el océano.
El papel de los virus en el océano
Imagen: Red alimentaria microbiana vinculada a la cadena alimentaria. DOM: materia orgánica disuelta. Crédito: Clara Ruiz-González, proporcionada por la autora
Los virus marinos forman parte de la red alimentaria microbiana y ayudan a controlar la abundancia y diversidad de bacterias y algas.
Se estima que los virus matan cada día aproximadamente el 20% de todos los microbios oceánicos. Además de producir nuevos virus, la ruptura de estas células hospedantes de bacterias y algas libera el material contenido en su interior, que permanece en la columna de agua como nutrientes orgánicos e inorgánicos disueltos.
Esta materia disuelta será nuevamente utilizada para crecer por otros microorganismos, que serán devorados por criaturas más grandes, como el zooplancton y los peces, que a su vez serán devorados por tiburones, ballenas y humanos. De esta forma, los virus microscópicos reciclan los materiales necesarios para que florezca la vida. Y dado que el océano cubre más del 70% de la superficie de la Tierra, influyen fuertemente en la vida en gran parte de este planeta.
Este artículo se vuelve a publicar desde The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lee el artículo original en inglés: Marine viruses: the tiny microbes that orchestrate life in the ocean
