Cómo once virus marinos pueden mitigar el cambio climático, según la ciencia

Hace casi un mes, el descubrimiento de más de 5.500 nuevos virus en el océano ganó los titulares, ya que no solo se advirtió sobre el impacto del calentamiento global, sino que, además, los científicos detectaron un eslabón perdido en la evolución viral. Ahora, de este “universo viral”, los expertos detectaron 11 que pueden mitigar el cambio climático al colaborar en conducir el carbono que es absorbido de la atmósfera al fondo del océano para almacenarlo.

Los métodos optimizados de descubrimiento y clasificación de los datos de la secuencia de ARN de los virus marinos fueron realizados por la organización Tara Oceans, los cuales, también, permitieron duplicar la lista conocida de estos patógenos. La investigación, que fue publicada en la revista Science, asegura que estos virus detectados recientemente “asimilaron” genes de los organismos a los cuales infectaron. Con lo cual, los científicos podrán identificar supuestos huéspedes y “funciones en los procesos marinos”.

Ahmed Zayed, primer coautor del estudio y científico investigador en microbiología de la Universidad Estatal de Ohio, destacó que estos “hallazgos son importantes para el desarrollo de modelos y la predicción de lo que ocurre con el carbono en la dirección y la magnitud correctas”, ya que podrán comprender de una forma más completa el rol que tienen en el ecosistema oceánico.

“A medida que los seres humanos introducen más carbono en la atmósfera, dependemos de la enorme capacidad de amortiguación del océano para frenar el cambio climático. Cada vez somos más conscientes de que podríamos necesitar ajustar la bomba a escala del océano”, explicó Matthew Sullivan, autor principal de la investigación y profesor de microbiología de la Universidad Estatal de Ohio. Asimismo, afirmó que la identificación de estos virus puede provocar que, diseñados a escala masiva, se posicionen como “una bomba biológica que afecte a la forma en que se almacena el carbono en el océano”.

En ese sentido, según el documento, “cada vez se reconoce más que los virus de ADN influyen en los microbios marinos y en los ciclos biogeoquímicos mediados por microbios”. En este estudio, los científicos pudieron descubrir “patrones y predictores de la comunidad de virus de ARN marino y la diversidad a nivel de ‘especies’”, al tiempo que contextualizaron “sus impactos ecológicos de polo a polo”.

“Nuestros análisis revelaron cuatro zonas ecológicas, patrones de diversidad latitudinal y de profundidad, y correlatos ambientales para los virus de ARN. Nuestros hallazgos solo son parcialmente paralelos a los del plancton co-muestreado y muestran interacciones ecológicas polares inesperadamente altas”, afirmó el documento y agregó: “La influencia de los virus de ARN en los ecosistemas parece ser grande, ya que los huéspedes previstos son ecológicamente importantes”.

En palabras de Sullivan, el interés de los científicos se centra en afinar la predisposición que tienen estos virus para que trabajen hacia un “carbono más digerible, que permita al sistema crecer, producir células cada vez más grandes y hundirse. Si se hunde, ganamos otros cientos o miles de años frente a los peores efectos del cambio climático. Creo que la sociedad cuenta básicamente con ese tipo de arreglo tecnológico, pero es un problema científico fundacional complejo de desmenuzar”.

Por otro lado, los expertos aclararon que estos virus no representan una amenaza para la salud pública, en especial la humana. Pese a que su comportamiento como virus se mantiene regido por la biología, infectando a otros organismo y utilizándolos para replicarse, su actividad viral puede impulsar grandes beneficios para el medio ambiente. Para conocer exactamente dónde deberían aplicarse, los expertos desarrollaron técnicas computacionales que les permiten detectar y extraer, de pequeños fragmentos del genoma viral, información sobre sus funciones virales y los huéspedes afectados.

Guillermo Domínguez-Huerta, también coautor de este estudio y ex investigador postdoctoral del laboratorio de Sullivan, aseguró que dejaron “los datos nos guiaran”. Y fue esta mismo información la cual les permitió, tras un análisis estadístico de 44.000 secuencias, cuáles eran los patrones estructurales de dicha comunidad. Luego, fue el turno de identificar comunidades de virus de ARN y asignarlos a 4 zonas ecológicas: Ártico; Antártico; Epipelágico Templado y Tropical (cercano a la superficie); y Mesopelágico Templado y Tropical (de 200 a mil metros de profundidad).

Pese a que se esperaba que las zonas más cálidas del planeta fueran las que mostraran una mayor actividad, los científicos destacaron el comportamiento identificado en los polos Ártico y el Antártico. “En lo que respecta a la diversidad, a los virus no les importa la temperatura. Había más interacciones aparentes entre los virus y la vida celular en las zonas polares, que se debe básicamente a que tenemos más especies virales compitiendo por el mismo huésped. Vemos menos especies de huéspedes, pero más especies virales que infectan a los mismos huéspedes”, profundizó Domínguez-Huerta.

La identificación de estos patógenos y sus huéspedes se realizó mediante tres métodos: infiriendo sobre quién había sido el hospedador con base en la “clasificación de los virus en el contexto del plancton marino”, estimando sobre las cantidades de virus y hospedadores en relación a su variación conjunta; y encontrando pruebas de la “integración de los virus de ARN en los genomas celulares”.

“Los virus que estudiamos no se insertan en el genoma del huésped, pero muchos se integran en el genoma por accidente. Cuando esto ocurre, es una pista sobre el huésped, porque si se encuentra una señal de virus dentro del genoma del huésped, es porque en algún momento el virus estuvo dentro de la célula”, detalló Domínguez-Huerta.

De las 1.243 especies de virus analizados que se relacionan con el carbono, los científicos redujeron su lista a 11, los cuales son responsables de llevarlo al fondo del mar y almacenarlo. Incluso, 2 fueron catalogados como “más prometedores”. “El modelado está llegando al punto en el que podemos tomar bolsas de genes de estos estudios genómicos a gran escala y pintar mapas metabólicos hacia el carbono que necesitamos. Es a través de esa actividad metabólica como probablemente tengamos que actuar”, concluyó Sullivan.

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