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Virus en el mar
Alberto González Fairén
Los virus manipulan el entorno marino, afectando a bacterias, arqueas y organismos eucarióticos, además de ser componentes fundamentales de la cadena alimentaria de los mares y océanos.
a mayoría de los estudios sobre virus se han centrado en su papel como predadores y parásitos, pero las interacciones entre los virus marinos y sus hospedadores son mucho más complicadas. Los virus pueden llegar a manipular las historias evolutivas de sus hospedadores, mediante la transferencia global de genes para la adaptación a nuevos nichos, o la modificación de la ontogenia, la fisiología o la ecología de organismos marinos. Tanto los bacteriófagos como, en menor medida, los virus de eucariotas, son capaces de transferir y transportar una enorme variedad de genes de sus hospedadores.

Mediante transformación bacteriana, los fagos (Figura 1) son capaces de inducir cambios sustanciales en sus hospedadores. El ejemplo más conocido es el de Vibrio cholerae (Figura 2), una bacteria muy común en las franjas costeras que normalmente es inocua, pero que se convierte en un patógeno letal al incorporar los genes de la toxina del cólera que transporta un tipo concreto de fagos. Casos similares son extraordinariamente comunes: estudios metagenómicos han demostrado que los virus contienen un gran número de genes virulentos, incluyendo algunos que otorgan resistencia a antibióticos, toxicidad, o capacidad de adhesión o invasión del hospedador. Al incorporar estos genes, las bacterias pueden extender sus nichos ecológicos. Pero los virus marinos no incorporan únicamente genes de virulencia, sino muchos otros involucrados en vías metabólicas y funcionales. Por ejemplo, al comparar genomas bacterianos y virales marinos, se ha comprobado que los viromas contienen más genes bacterianos relacionados con el metabolismo de los ácidos nucleicos, los carbohidratos, las proteínas, la síntesis de vitaminas y cofactores, la respuesta al estrés, la motilidad, el quimiotactismo y la adaptación a las presiones y temperaturas elevadas que los propios bacteriomas.
Estructura de un virus bacteriófago
Figura 1: Estructura de un virus bacteriófago.
(Editorial Médica Panamericana)
Vibrio cholerae
Figura 2: Vibrio cholerae. (M. K. Waldor y D. RayChaudhuri) Click para ampliar!
Los virus marinos también infectan a metazoos y alteran de forma fundamental su biología. Un ejemplo interesante lo proporciona la babosa de mar, Elysia chlorotica (Figura 3), un molusco que se alimenta de algas, y que recoge los cloroplastos de éstas mediante células especializadas en el epitelio de su intestino. La babosa conserva los cloroplastos durante meses, y gracias a ellos puede realizar fotosíntesis. Pero el genoma de los cloroplastos fagocitados sólo codifica para un 10-20% de los genes necesarios para la fotosíntesis, las algas tienen la mayoría de los genes para la fotosíntesis en el ADN nuclear. La babosa consigue completar el equipo génico necesario para realizar la fotosíntesis gracias a la transferencia de ADN nuclear de células del alga al núcleo de sus propias células. Esta transferencia horizontal de genes entre una planta y un animal la lleva a cabo un virus eucariótico.
Elysia chlorotica
Figura 3: Ejemplar de Elysia chlorotica. (S. Piece)
Si los viromas son reservorios de genes, es importante determinar la tasa de intercambio génico entre los virus y sus hospedadores. Investigaciones pioneras de hace una década apuntaban que hasta 1024 genes experimentan transducción desde los virus hacia sus hospedadores cada año en los océanos terrestres. Pero investigaciones más recientes han demostrado la existencia de agentes de transducción generalizados, similares morfológicamente a los fagos pero mucho más pequeños, capaces de transportar cantidades menores de ADN. Estos agentes aparecen ubicuamente en todos los océanos de la Tierra y únicamente trasportan ADN de las bacterias hospedadoras, configurándose como vehículos altamente efectivos. Además, aunque es cierto que la mayoría de los fagos y los agentes de transducción tienen limitado el rango de hospedadores y que no se conocen fagos capaces de moverse entre los tres dominios de la vida, existen partículas víricas capaces de transferir genes entre bacterias, arqueas y eucariotas (Figura 4), abriendo un camino alternativo a la transferencia horizontal de genes. Estas partículas también son capaces de transferir material genético de un ecosistema a otro: se ha demostrado que varias secuencias génicas de fagos están dispersas ubicuamente por la biosfera, y fagos de ecosistemas marinos concretos pueden infectar bacterias de otros ecosistemas no relacionados. Los virus, en definitiva, pueden moverse por todo el mundo y contribuir a la masa genética global. El intercambio genético entre los virus marinos y sus hospedadores es, por lo tanto, de magnitudes colosales, lo que lo convierte en una de las vías evolutivas principales de los ecosistemas marinos.
Los tres reinos de seres vivos
Figura 4: Los tres reinos de seres vivos. (C. Woese) Click para ampliar!
 
 
San Francisco (California), EEUU, 05 de Diciembre de 2009.
 
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