Análisis (CR)2 | Desvelando la identidad y diversidad de virus marinos de las aguas de la Patagonia chilena

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    Por Marianne Buscagliaa, b, Wilson Castilloa, b y Beatriz Díeza, b, c

    Durante los últimos años, y probablemente a raíz de la pandemia de COVID-19, hemos visto cómo se ha acrecentado la asociación negativa que tenemos hacia los virus. Sin embargo, ellos son agentes biológicos fundamentales de la biodiversidad, que ayudan a mantener el equilibrio de cualquier ecosistema y, por tanto, los debemos estudiar y proteger.

    En el caso de los ecosistemas marinos, los virus son los microorganismos más abundantes y diversos, con concentraciones promedio de 10 millones de partículas virales por cada mililitro de agua de mar. Si ponemos esto en perspectiva, el número de virus que encontramos en un litro de agua de mar superficial es mayor que el número de humanos en nuestro planeta. Además de su gran abundancia, los virus juegan un papel importante en el reciclaje de nutrientes en los océanos y actúan como reguladores del ciclo del carbono global. Por otra parte, se presume que todos los organismos marinos son infectados por virus, por lo que, además, estos cumplen un rol como moduladores y biocontroladores de todas las poblaciones que habitan los océanos, manteniendo el equilibrio ecosistémico.

    Un buen ejemplo de cómo los virus permiten el biocontrol de las especies marinas está relacionado con las floraciones algales nocivas (FAN), también conocidas como “mareas rojas”, eventos en que ciertas especies de microalgas aumentan excesivamente su abundancia, generando un impacto negativo en el ecosistema. Se ha visto en ambientes marinos que, en ciertos eventos de FAN, han sido las infecciones virales las que han detenido la multiplicación de estas microalgas.

    En nuestro país, y específicamente en la Patagonia chilena, este tipo de relaciones virus-hospedero es importante de estudiar, particularmente, por dos razones: 1. Los eventos de FAN durante los últimos años se han hecho más recurrentes, con consecuencias perjudiciales tanto para los ecosistemas como para la economía de la zona afectada; y 2. La Patagonia chilena, al ser un ecosistema frío, es especialmente vulnerable a los efectos del calentamiento global. Debido a esto último, es relevante conocer los efectos que podría tener el aumento en la temperatura del océano y la disminución de la salinidad superficial de las aguas producto de la deglaciación, entre otros, sobre las comunidades virales y las posibles repercusiones sobre este ecosistema.

    Sin embargo, a pesar de la relevancia que tienen los virus en los océanos, y la urgencia de estudiarlos en los ecosistemas más vulnerables a los efectos del cambio climático, hasta la fecha no existen estudios publicados sobre los virus que habitan las aguas de la Patagonia chilena. Por esta razón, hemos estado estudiando las comunidades virales que habitan los fiordos y canales de esta zona austral, en el marco de varios proyectos de investigación[1]. Se han recolectado muestras de virus desde el Canal Messier, en la región de Aysén del General Carlos Ibáñez del Campo, hasta el estrecho de Magallanes, en la región de Magallanes y la Antártica Chilena (Imagen 1). Mediante diferentes análisis (Imagen 2), por primera vez se pudo identificar a los principales virus de ADN que habitan esas aguas, tanto pertenecientes a familias virales que infectan a las microalgas (muchos de ellos llamados “virus gigantes” por su gran tamaño) como también bacteriófagos (virus que infectan a bacterias).

    Imagen 1:  La bioquímica Marianne Buscaglia recolectando agua de mar de la Patagonia chilena para el análisis de las comunidades virales a bordo del buque AGS-61 Cabo de Hornos. Crédito de la foto: equipo Dra. Beatriz Diez.

    Además, los resultados han mostrado que en este ecosistema la temperatura es el principal factor ambiental que modula la estructura de estas comunidades virales, y no así, por ejemplo, la salinidad. Por otra parte, encontramos que las comunidades virales que habitan las aguas marinas frías de la Patagonia chilena (inferiores a 8 °C) tienen una menor diversidad de especies en comparación con las aguas de mayor temperatura (superior a 8 °C), no detectándose todas las especies virales en todas las temperaturas. Esto es especialmente relevante en ciertos grupos de virus, como los virus gigantes, donde solo un pequeño porcentaje fue detectado en estas aguas.

    Imagen 2: Bioquímicos Wilson Castillo y Marianne Buscaglia filtrando y concentrando virus de aguas marinas de la Patagonia chilena, en el laboratorio húmedo del buque «AGS-61 Cabo de Hornos”. Crédito de la foto: equipo Dra. Beatriz Diez.

    Considerando estos resultados, es relevante seguir estudiando esta componente biológica de las aguas australes, ya que el aumento de la temperatura producto del calentamiento global podría generar cambios en las estructuras de sus comunidades virales, generando, a su vez, cambios en el resto de las comunidades que habitan en estos ecosistemas. Los diversos efectos que esto podría tener sobre este ecosistema es aún algo que debe estudiarse en profundidad, considerando tanto el impacto sobre el reciclaje de nutrientes, como las relaciones con sus hospederos bacterianos y planctónicos (en especial aquellos que forman florecimientos algales nocivos), entre otros.

    Foto de portada: Nicolás García

    Notas

    [1] Algunos de estos proyectos son “Identidad y cambios en la estructura de la comunidad viral en respuesta a gradientes ambientales en el Canal Trinidad y boca oriental del Estrecho de Magallanes – CIMAR 25 Fiordos”, financiado por el SHOA-CONA; el proyecto “Plataforma para la prospección glaciar-oceánica de floraciones algales nocivas en la región de Magallanes y la Antártica Chilena (PROFAN Magallanes)”, financiado por ANID; y los proyectos “RT_04-19” y “DG_06-20”, financiados por el Instituto Antártico Chileno (INACH).

    Filiaciones

    a. Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR)2
    b. Departamento Genética Molecular y Microbiología, de la Pontificia Universidad Católica de Chile
    c. Millennium Institute Center for Genome Regulation (CRG)