Virus...en el fondo del Mar

Por Lionel Valenzuela Pérez

No es el título de una novela de terror o de ciencia ficción, sino el resultado de una investigación llevada a cabo por la Universidad Politécnica de Marche en Italia y publicada en la revista científica Nature.

Siempre ha llamado la atención que los fondos marinos muy ricos en materia orgánica, mantuvieran tan pocos animales. Se conocía que tal abundancia de carbono y nutrientes, podría mantener una enorme cantidad de bacterias heterotróficas, que a su vez podrían ser el alimento de otros organismos, como protozooarios, gusanos, filtradores y otros animales.

De esta forma la materia organica y las bacterias descomponedoras-fermentadoras, podrían mantener un ecosistema completo, con un abundante flujo de materia y energía. Sin embargo, nada de esto ocurre, y los nutrientes y el carbono quedan atrapados en el fondo oceánico. Una verdadera paradoja.

¿ Por qué en los fondos oceánicos de todo el mundo no hay organismos mayores a un microbio?

La respuesta podría estar en los bacteriofagos.

Los bacteriofagos, virus de bacterias fueron descubiertos en 1917 por el investigador franco-canadiense Félix d'Herelle (inventor de la terapia fágica y de una vida notable que recomiendo conocer).

D´Herelle observó que un agente invisible estaba destruyendo sus cultivos de bacilos disentéricos (bacterias que producen disentería). Este agente atravesaba los filtros que retenían a las bacterias y sólo se multiplicaba en presencia de bacterias vivas, haciendo que estas se hincharan y lisaran.

Recordemos que existen dos tipos básicos de bacteriofagos, los virus líticos (hacen ciclo lítico) y los virus lisogénicos o atemperados (hacen ciclo lisogénico).




Los virus líticos infectan la bacteria, tomando los genes virales el control del metabolismo bacteriano, así rápidamente se producen las nuevas proteínas virales y nuevas copias del genoma viral. Las proteínas virales se autoensamblan para formar la cápsides con su respectivo genoma viral. Finalmente se produce la lisis de la bacteria huésped (destrucción de la bacteria).

En el ciclo lisogénico el fago temperado, infecta la bacteria y se integra al genoma bacteriano, replicándose el ADN viral junto con el ADN bacteriano. El bacteriofago tambien pude mantenerse estable como plásmido, sin integrarse. De esta forma las bacterias infectadas por fagos temperados pueden llevar la informacion genética del virus durante múltiples generaciones, sin liberar fago al exterior (este ciclo fué descubierto por André Lwoff). El fago queda "latente" hasta que en determinadas condiciones puede reactivarse (por ejemplo si el ADN de la bacteria es dañado, por falta de nutrientes, cambios de temperatura, rayos U.V, agentes químicos mutágenos, etc.). Una vez reactivado el fago, comenzará a multiplicarse lo que llevará a la lisis bacteriana.

En algunos casos los bacteriofagos otorgan nuevas propiedades a las bacterias mientras permanecen en estado lisogénico, este fenómeno se conoce como conversión lisogénica. El caso más conocido es el del vibrión colérico (Vibrio cholerae), responsable de las epidemias de cólera. Cepas inocuas de esta bacteria pueden pueden volverse muy patógenas por la conversión lisogénica, es decir por la acción de un fago.

Recién en 1939, Helmut Ruska, observa los bacteriofagos en el microscopio eléctronico. Recuerdan por su estructura al módulo lunar, y por la forma en que se fijan a las bacterias.





En la micrografía de arriba obtenida con microscopio electrónico podemos ver una bacteria rodeada de decenas de bacteriofagos que ya se le han adherido.

Virus en el mar y en el fondo del mar.

Hace relativamente poco se descubrió la inmesa cantidad de fagos que existen en el mar, podrían existir mil millones de fagos y otros virus por mililitro de agua de mar, y el 70% de las bacterias marinas estar infectadas.

Esto nos lleva nuevamente al mar, más precisamente al fondo. De muestras recolectadas de distintas partes del mundo Roberto Danovaro de la universidad Italiana de Marche, descubrió que un gramo de sedimento marino posee mil millones de particulas virales. Resultado que se mantuvo en sedimentos obtenidos desde pocos cientos de metros hasta fondos abisales de 6.000 metros.

Esta cantidad de virus explicaría por que no hay nada más grande que microorganismos en los fondos marinos. Las bacterias utilizan la materia organica como fuente de energía y se multiplican, pero son infectadas inevitablemente por la extraordinaria cantidad de bacteriofagos, estas bacterias se lisan y liberan inmediatamente la materia orgánica nuevamente al fondo marino, sin que ningun otro organismo la pueda utilizar...salvo otra bacteria. Recomenzando nuevamente el ciclo. Por lo tanto los bacteriofagos, interrumpen el flujo de materia y energía, a esto se lo denomina "desviación viral" (viral shunt en inglés).

De esta forma se resolvería la paradoja que resulta de considerar que los 10 cm superiores de los fondos marino son depositarios del 30-45% de la materia orgánica (según imvestigaciones anteriores) y sin embargo casi no haya animales que utilicen esos recursos.

Si bien este sistema priva a los animales de los inmensos depósitos de nitroógeno, fósforo y carbono, permite mantener una enorme masa de bacterias, realiza además una importante contribucion al metabolismo bacteriano y permite sobrellevar las severas restricciones de materia orgánica que sufren los ecositemas del mar profundo.

Sin duda es sorprendente que los bacteriofagos tengan tal nivel de impacto en el flujo de materia y energía, opina Jed Fuhrman uno de los padres de la virología marina.

Seguramente no será esta la última sorpresa de los bacteriofagos y de los virus en general.


Traducción y adaptación de un artículo de New Scientist:

http://www.newscientist.com/article/dn14616-how-viruses-shortcircuit-the-deep-sea-food-chain.html?DCMP=ILC-hmts&nsref=news5_head_dn14616

Biografía de Félix d´ Herelle y sus interesantes ideas y métodos, tal vez dentro de poco debamos recurrir a la terapia fágica como alternativa de peso a nivel mundial para los antibióticos:

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%A9lix_d%27Herelle

Artículo original de Nature:

http://www.nature.com/nature/journal/v454/n7208/abs/nature07268.html;jsessionid=A1F8E62D740321CE3B173B3360EB8677

Trabajo orifinal sobre la abundancia de materia oránica en los fondos marinos:

Proceedings of the National Academy of Sciences, vol 95, p 6578