Los virus en los glaciares arrojan luz sobre el mecanismo evolutivo

Un equipo internacional de científicos dirigido por Christopher Bellas que estudia la vida en la superficie de los glaciares del Ártico y los Alpes cuestiona las suposiciones sobre la evolución del virus. Su estudio, ahora publicado en Nature Communications, muestra que, contrariamente a las expectativas, los virus que se encuentran en los glaciares de los Alpes, Groenlandia y Spitsbergen son notablemente estables en el medio ambiente.

Los virus a menudo se ven como un problema humano, sin embargo, son las entidades biológicas más abundantes en el planeta. Hay millones de virus en cada cucharadita de agua de río, lago o mar, y se encuentran en todas partes donde hay vida y potencialmente infectan a todos los seres vivos. La mayoría son completamente inofensivos para los humanos e infectan animales, plantas y bacterias microscópicas, que secuestran y reprograman para producir nuevas partículas virales, a menudo destruyendo estas células en el proceso. Todos los días, los virus destruyen una gran cantidad de microorganismos en el medio ambiente, cambiando el flujo de energía en las redes alimentarias a escala global. «Comprender cómo evolucionan y funcionan los virus nos permite predecir su papel en el medio ambiente y cómo interactúan con sus anfitriones», dice Christopher Bellas, del Departamento de Ecología de la Universidad de Innsbruck. Junto con colegas de las Universidades de Bristol, Reading y Aberystwyth en el Reino Unido, la Universidad de Minnesota en los EE. UU. y la Universidad de Aarhus en Dinamarca, secuenció y comparó los genomas (ADN total) de virus que infectan microbios en la superficie del glaciar. El estudio, publicado ahora en Nature Communications, muestra que los virus que se encuentran en los glaciares de los Alpes, Groenlandia y Spitsbergen tienen genomas casi idénticos entre estos lugares aislados, lo que contradice lo que sabemos sobre la rápida evolución de los virus.

Una carrera armamentista evolutiva

Se sabe a partir de estudios de laboratorio que los virus evolucionan rápidamente para mantenerse al día con sus anfitriones, quienes también desarrollan simultáneamente defensas contra la infección por virus, y esta carrera armamentista evolutiva significa que deben permanecer en equilibrio entre sí. Esto se conoce como la hipótesis de la «Reina Roja» por el personaje de Alicia en el País de las Maravillas que dice: Se necesita correr tanto como puedas para permanecer en el mismo lugar. «Esto significa que cuando secuenciamos los genomas de virus de dos lugares aislados y de larga data, no deberíamos encontrar exactamente los mismos genomas de virus dos veces», dice Christopher Bellas. Los virus estudiados por el equipo de investigación se originaron en hábitats muy inusuales en la superficie de los glaciares y las capas de hielo, llamados agujeros de crioconita. Estas pequeñas piscinas de agua de deshielo en los glaciares son lugares ideales para probar cómo evolucionan los virus porque son comunidades de microbios en miniatura replicadas que se encuentran en los glaciares que están ampliamente dispersos por todo el mundo.

máquina de frutas genéticas

Cuando los investigadores observaron los genomas de virus de agujeros de crioconita aislados, a miles de kilómetros de distancia, esperaban encontrar que cada uno contenía diferentes virus relacionados entre sí a distancia. Lo que realmente encontraron fue que la mayoría de los virus que causan las bacterias (fagos) eran casi idénticos entre el Ártico y los Alpes. Sin embargo, cuando observaron de cerca sus genomas estables, vieron que había muchas secciones pequeñas en cada genoma donde el ADN de otros virus relacionados se intercambia con frecuencia, en un proceso conocido como recombinación. En cada sitio diferente, los virus han intercambiado los genes en estas regiones intercambiables como una especie de máquina genética de frutas. «Esto significa que en el entorno natural, el intercambio de genes entre virus por recombinación conduce a una gran diversidad de poblaciones de virus, específicamente en genes que están involucrados en el reconocimiento y la unión a diferentes huéspedes, lo que podría dar a los virus la capacidad de adaptarse rápidamente a diferentes anfitriones» en el medio ambiente», explica Christopher Bellas.

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