Bangalore: Virólogos de Estados Unidos, que recogieron muestras de núcleos de hielo del glaciar Guliya en la meseta tibetana, descubrieron los genomas de más de 1.700 virus antiguos, de los cuales el más antiguo data de hace más de 40.000 años. Los virus, preservados en el hielo, habían existido a lo largo de nueve períodos de tiempo distintos con condiciones climáticas globales muy variables.
El equipo de virólogos, dirigido por Zhi-Ping Zhong del Grupo de Paleontología de Núcleos de Hielo de la Universidad Estatal de Ohio, analizó los genomas del virus para comprender su evolución y cómo desarrollan la capacidad de sobrevivir en condiciones ambientales adversas.
Utilizaron métodos de extracción de ADN y metagenómicos (estudio de material genético derivado de muestras ambientales) para secuenciarlos del núcleo de hielo de 310 metros de largo y analizaron las diferencias entre ellos.
Los virólogos descubrieron que los virus tienen grandes diferencias genéticas, que dependen de si estuvieron activos en períodos de clima frío o cálido. Descubrieron varias comunidades virales que eran endémicas de la región, sin conexión con virus externos. Estas comunidades virales estuvieron activas hace unos 11.000 años, cuando el clima del mundo pasó de la última edad de hielo (que comenzó hace unos 100.000 años y terminó hace unos 11.000 años) al período interglacial cálido que comenzó hace unos 11.000 años.
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Antiguos microbios escondidos en el hielo
La mayor parte del agua dulce de la Tierra se encuentra almacenada en forma de hielo glacial y polar. Las mayores cantidades de hielo se encuentran en los polos Norte y Sur, y en la región del Himalaya, a menudo llamada el Tercer Polo.
Estas regiones han estado bajo condiciones de hielo permanente desde su formación y desde la última edad de hielo, que terminó hace unos 11.000 años, y tienen restos bien conservados de vida pasada a lo largo de los siglos, incluidos microbios. También se sabe que el permafrost y los glaciares albergan cientos de miles de especies de bacterias y virus que estuvieron activos en el pasado en la región antes de quedar congelados en el hielo.
A medida que la Tierra se calienta y grandes cantidades de glaciares y permafrost se derriten, estos virus corren el riesgo de quedar expuestos al medio ambiente, lo que podría provocar nuevas enfermedades e infecciones que nunca antes habían ocurrido.
Los núcleos de hielo son estructuras largas, similares a tubos, que se obtienen perforando los glaciares y permiten a los científicos analizar las condiciones paleoambientales capa por capa a lo largo del tiempo, lo que les permite echar un vistazo a miles de años en el pasado.
Los investigadores secuenciaron los virus y realizaron análisis genómicos en nueve muestras diferentes de un núcleo de hielo cilíndrico de 310 metros. Cada muestra representaba períodos de tiempo distintos en el pasado, separados por miles de años.
Cómo los virólogos obtuvieron material genético
El equipo descubrió un total de 1.705 especies distintas de virus, de las cuales las más antiguas datan de hace al menos 41.000 años.
El equipo realizó varios descubrimientos importantes sobre los virus antiguos a partir de sus genomas. En primer lugar, los virus que estaban vivos durante los períodos fríos eran muy diferentes de los que estaban vivos durante los períodos más cálidos, especialmente en términos de secuencias genómicas.
“Los análisis biogeográficos muestran que aproximadamente una cuarta parte de las unidades taxonómicas operativas del virus Guliya se superponen con el conjunto de datos globales”, explicaron los autores en el artículo.
Los autores querían ir un paso más allá y comprender cómo estos diferentes virus sobrevivieron a lo largo del tiempo y se adaptaron metabólicamente a condiciones climáticas cambiantes a gran escala.
Observaron que cada virus atacaba a las bacterias en las muestras de la Flavobacteria familia, que se encuentra comúnmente en los glaciares. Por ello, analizaron los genomas de los virus y los compararon con los cambios en los genomas bacterianos.
Los investigadores descubrieron que cuando los virus infectaban a las bacterias, robaban genes de estas, incorporando secuencias bacterianas a su propia estructura. Estas secuencias, llamadas secuencias auxiliares, permitían a los virus “enriquecerse” y modificar su metabolismo para sobrevivir a condiciones ambientales adversas.
Los virus antiguos no sólo realizaban transferencia genética, sino que también debilitaban genéticamente al huésped.
Los virus modernos también hacen esto. Este fenómeno se observa con frecuencia en el plancton marino, donde se produce la transferencia de genes entre los hospedadores y los virus.
Además de esto, los autores teorizaron a partir de sus datos que durante los cambios de frío a calor en el clima de la región, los vientos cambiantes trajeron otros virus, lo que ejerció presión de selección o presión evolutiva sobre los virus existentes para sobrevivir en la región.
El estudio de estos genomas virales ayuda a comprender cómo funcionan hoy, qué hacen después de la infección y cómo los virus pueden sobrevivir a futuras condiciones más cálidas.
Los científicos señalaron en su artículo cómo sus hallazgos resaltan la falta de datos sobre los núcleos de hielo que desaparecen rápidamente en todo el mundo, que pueden brindar una gran cantidad de información sobre el pasado, especialmente sobre “los virus eucariotas y sus roles en la historia del sistema de la Tierra, con suerte antes de que el calentamiento del Antropoceno comprometa todo el hielo glacial esencial para contar tales historias”.
La época actual en la que vivimos se conoce como la era del Antropoceno, y el calentamiento global se denomina calentamiento del Antropoceno.
(Editado por Radifah Kabir)
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