Los virus invisibles que sostienen los fiordos patagónicos están a punto de enfrentar su mayor desafío: el calor
En las aguas más australes del planeta, un estudio revela que comunidades virales extraordinariamente diversas y desconocidas responden con una sensibilidad sorprendente al aumento de temperatura. La advertencia llega desde los fiordos de la Patagonia chilena.
Navegar por los fiordos de la Patagonia chilena es adentrarse en uno de los paisajes más inhóspitos y magnéticos del planeta. Entre los 41° y 55° de latitud sur, donde los glaciares se deslizan hacia el mar y el agua dulce de los deshielos se mezcla con el Pacífico, existe un mundo invisible que hasta ahora permanecía casi completamente inexplorado: el viroma marino de estas aguas subantárticas.
Un nuevo estudio publicado en Environmental Microbiome por la Dra. Marianne Buscaglia y el estudiante Wilson Castillo del laboratorio de la Dra. Beatriz Díez, junto a colaboradores tanto nacionales como internacionales, acaba de cambiar eso. Lo que encontraron en esas aguas frías (y la señal de alarma que transmiten) debería importarnos a todos.
Un censo viral en el confín del mundo
Durante la primavera austral de 2019, a bordo del buque de investigación Cabo de Hornos, el equipo de investigación recorrió más de 500 kilómetros a lo largo de los fiordos patagónicos, desde la región de Aysén hasta Magallanes. En 13 estaciones de muestreo, colectaron agua de mar y la procesaron con una meticulosidad casi artesanal: filtraciones sucesivas para separar diferentes tamaños de partículas hasta poder concentrar los virus, seguidas de la secuenciación masiva del ADN viral mediante metagenómica shotgun.
El resultado fue un inventario sin precedentes. Los investigadores identificaron 126 virus gigantes afiliados mayormente a Prasinoviridae que comúnmente infectan al fitoplancton, junto a más de 9.000 bacteriófagos Caudoviricetes que infectan a bacterias y arqueas. Pero la cifra más impactante no es la cantidad, sino la novedad: el 94% de los virus gigantes identificados no tenía correspondencia en las bases de datos existentes, subrayando la diversidad inexplorada de estos organismos en esta región de alta latitud.
Estamos hablando, en otras palabras, de un territorio mayoritariamente desconocido para la ciencia en términos de su componente viral.
¿Qué es exactamente un virus gigante?
Para entender la relevancia del hallazgo, conviene detenerse en uno de los protagonistas menos familiares de esta historia: los virus gigantes, o Nucleocytoviricota.
A diferencia de los virus que solemos imaginar (partículas minúsculas y simplistas que secuestran células para replicarse), los genomas y tamaños de partícula de estos virus son inusualmente grandes, donde con frecuencia codifican genes metabólicos auxiliares capaces de alterar el metabolismo del hospedero durante la infección, reprogramando la fotosíntesis, el metabolismo del carbono y otros procesos clave.
En los fiordos patagónicos, la mayoría de los virus gigantes se agrupó dentro de la familia Prasinoviridae, conocida por infectar microalgas verdes picoplantónicas de los géneros Bathycoccus, Micromonas y Ostreococcus, organismos fotosintéticos tan pequeños que caben varios miles en el punto al final de esta frase, pero que en conjunto constituyen una fracción sustancial de la productividad primaria oceánica global.
El termómetro que todo lo ordena
Descubrir miles de virus desconocidos ya es extraordinario. Pero la pregunta que siguió fue aún más fascinante: ¿qué decide qué virus viven en cada lugar?
Los investigadores midieron todo lo que pudieron (la sal del agua, la profundidad, el oxígeno, la cantidad de algas) esperando que alguna combinación de estos factores explicara los patrones encontrados de distribución. La respuesta los sorprendió por su claridad: la temperatura del agua lo explica casi todo.
Donde el agua es más cálida, en el norte del transecto, hay más tipos de virus y mayor variedad. Donde el agua es más fría, en el sur, la comunidad viral se vuelve más escasa y diferente. Es como si cada grado de temperatura actuara como un filtro invisible que decide quién puede vivir ahí y quién no.
Y no solo cambia la cantidad de virus, sino los protagonistas. En las aguas más frías dominan unos grupos; en las templadas aparecen otros; y en las más cálidas toman el control los virus que infectan las microalgas verdes que sostienen gran parte de la productividad del océano. Como en un teatro donde el mismo escenario tiene un elenco completamente distinto según la estación del año, producto del efecto de la temperatura del agua.
Más que un termómetro: un mecanismo
¿Por qué la temperatura organiza de forma tan determinante el mundo viral? Los investigadores proponen varios mecanismos que operan simultáneamente.
Primero, la temperatura afecta directamente a los virus: modifica sus tasas de degradación, su infectividad y la dinámica del interruptor lisogénico-lítico, es decir, si un virus permanece “dormido” integrado en el genoma del hospedero o desencadena su destrucción activa. Segundo, la temperatura actúa indirectamente al remodelar la comunidad de organismos hospederos disponibles: sin hospederos susceptibles, no hay virus que los infecten. La temperatura puede reestructurar la comunidad hospedera misma, alterando tanto la composición como la abundancia de los hospedadores susceptibles, lo que a su vez tiene efectos en cascada sobre la estructura de la comunidad viral.
Sin embargo, además de la temperatura, en el caso de los virus de procariotas (bacterias y arqueas), la salinidad emerge como un factor adicional relevante. Esto es consistente con los efectos conocidos de la salinidad sobre la eficiencia de adsorción de los fagos durante la infección; además, los bacteriófagos marinos parecen requerir condiciones iónicas específicas para mantener su estabilidad estructural, ya que el estrés salino puede afectar la presión de la cápside. En un sistema como la Patagonia, donde el deshielo glaciar y los ríos generan gradientes de salinidad extremadamente dinámicos, este factor adquiere una dimensión adicional de complejidad.
Un espejo del futuro climático
Aquí es donde el estudio adquiere su dimensión más urgente.
Los fiordos de la Patagonia chilena son altamente susceptibles al cambio climático. Se espera que el aumento de temperaturas impacte la dinámica de las comunidades microbianas y virales, alterando los ciclos biogeoquímicos y en particular los procesos de exportación de carbono. Como sumidero global de CO₂, los ecosistemas marinos de la Patagonia cumplen una función climática crítica que apenas comenzamos a entender y cuantificar.
Los virus no son meros pasajeros del ecosistema. A través de la infección y la lisis celular, redirigen el carbono y los nutrientes hacia el pool orgánico disuelto, influenciando el reciclado de nutrientes y reduciendo la eficiencia de la transferencia trófica. Cuando un virus destruye una célula de fitoplancton, el carbono que esa célula contiene no asciende por la cadena trófica: se dispersa en el agua como materia orgánica disuelta. Eso tiene consecuencias directas sobre cuánto carbono termina en las profundidades del océano —y cuánto regresa a la atmósfera.
Si la temperatura es el principal organizador de las comunidades virales, y la temperatura está cambiando en esta región, la lógica es directa: estas comunidades son sensibles al cambio ambiental, y sus alteraciones podrían tener consecuencias sobre los ciclos del carbono, la regeneración de nutrientes y la dinámica de la red trófica microbiana en los sistemas de fiordos de la Patagonia.
Lo que aún no sabemos
Los autores son cuidadosos en señalar los límites del estudio y los caminos que aún restan por explorar. La disponibilidad de nutrientes inorgánicos y la luz solar (factores que en la Patagonia tienen una marcada estacionalidad) podrían también modular adicionalmente las dinámicas virales de maneras que este trabajo, centrado en la primavera austral, no captura del todo.
Queda también la pregunta fundamental de la taxonomía. Una proporción sustancial de las secuencias de virus tanto gigantes como de procariotas no pudo clasificarse a niveles taxonómicos de géneros o especies, lo que refleja un desafío más amplio en la taxonomía viral y la necesidad de ampliar las bases de datos de referencia. En cierto sentido, no tenemos aún el vocabulario para nombrar lo que estamos encontrando.
Una frontera que merece atención
El estudio del laboratorio de la Dra. Díez y sus colaboradores, representa un punto de inflexión para la virología marina en el hemisferio sur. Por primera vez, tenemos un retrato amplio y cuantitativo de los virus que habitan los fiordos más australes del planeta, y una comprensión inicial de las fuerzas que los organizan.
Lo que esos virus nos dicen (con la frialdad imparcial de los datos) es que son sensibles a los cambios de temperatura, donde en particular el aumento de la temperatura en la región puede ser decisivo en su distribución.
En un planeta que se calienta, los fiordos de la Patagonia no son solo un paisaje de postal. Son un laboratorio natural donde el cambio climático se escribe primero, en los idiomas más antiguos de la vida: en el ADN y puede estudiarse en las partículas más abundantes en el mar que son los virus que aunque invisibles, incansablemente dan forma al mundo marino.
En palabras muy simples….
En los fiordos patagónicos viven millones de virus invisibles que controlan la salud del océano. Por primera vez, científicos chilenos hicieron un censo de estos virus y descubrieron que la gran mayoría son completamente desconocidos para la ciencia. Lo más importante: encontraron que la temperatura del agua es un factor que decide qué tipos de virus sobreviven en cada lugar. Como el océano se está calentando por el cambio climático, estas comunidades virales van a cambiar, y con ellas el impacto en los ciclos de carbono y nutrientes que mantienen vivo el ecosistema marino patagónico — uno de los pulmones de carbono más importantes del planeta.
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El estudio fue financiado, entre otras instituciones, por el Instituto Milenio Centro de Regulación del Genoma (ICN2021_044), el Instituto Antártico Chileno (INACH) y el Centro de Investigación Dinámica de Ecosistemas Marinos de Altas Latitudes (IDEAL).