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El origen de los virus, un enigma que nos ayudará a entender la evolución

Reciente estudio sitúa esta superpoblación en una escala más humana: cada día una media de 800 millones de virus caen (pegados a partículas de polvo) en cada metro cuadrado de la superficie de la Tierra.

El origen de los virus, un enigma que nos ayudará a entender la evolución

(Martes 4/05/2021).- Vivimos en un planeta de virus. Esta afirmación pudo parecer demasiado provocadora cuando en 2011 Carl Zimmer la utilizó como punto de partida para su libro Un planeta de virus. Ahora, en 2020, puede parecer premonitoria, después de que el nuevo coronavirus SARS-CoV-2 haya logrado infectar a humanos y extenderse rápidamente por todo el mundo, provocando una pandemia que ha cambiado nuestras vidas. Pero independientemente de que esta afirmación suene provocadora o premonitoria, lo cierto es que cada vez tiene más fundamento científico.

Un reciente estudio estima en 10 quintillones (un 1 seguido de 31 ceros: 1031) el número de virus individuales que existen en la Tierra. Eso los convierte no solo en el tipo de organismo más abundante de nuestro planeta, sino que hay muchos más virus en nuestro mundo que estrellas en todo el universo. 

Otro reciente estudio sitúa esta superpoblación en una escala más humana: cada día una media de 800 millones de virus caen (pegados a partículas de polvo) en cada metro cuadrado de la superficie de la Tierra. Realmente están en todas partes. En cualquier ecosistema terrestre o marino, e incluso a muchos metros bajo tierra, en unas extrañas cuevas llenas de gigantescos cristales. Todo está impregnado de estos organismos tan diminutos que hasta hace 121 años ignorábamos su existencia, pues no pueden verse con microscopios ópticos. 

“Durante miles de años solo supimos de los virus por sus efectos en la enfermedad y en la muerte. Solo muy recientemente [a finales del siglo XIX] fuimos capaces de conectar esos efectos con su causa”, afirma Zimmer en su exitoso libro de divulgación para acercarse a la ciencia de la virología.

“Los virus son unos actores invisibles pero dinámicos en la ecología de la Tierra. Mueven ADN entre especies, proporcionan nuevo material genético para la evolución y regulan vastas poblaciones de organismos — explica Judy Diamond, directora del proyecto “Un mundo de virus”—. Cuando consideramos cómo cada animal, planta o microbio ha ido tomando forma a lo largo de la historia de la evolución, debemos tener en cuenta el determinante papel jugado por los diminutos y poderosos virus”. Según esta investigadora, la virología no solo nos puede ayudar a luchar contra esta y futuras pandemias, sino a entender nuestra evolución.
 
Mientras tanto, la propia evolución de los virus es todo un enigma. Su definición nos lleva a un clásico dilema de “¿Qué fue antes, el huevo o la gallina?”. Los virus son parásitos intracelulares extremos: solo son capaces de reproducirse si entran dentro de una célula de un ser vivo y toman el control de sus mecanismos biológicos, convirtiéndola en una fábrica de viriones —las partículas víricas individuales, que básicamente están formados por un puñado de genes (en forma de ADN o ARN), rodeados por una cápsula de proteínas—. 

El descubrimiento de esta composición y forma de reproducción de los virus nos ha llevado a ver a los virus como “ladrones de genes celulares”, asumiendo su origen como subproductos de los genomas de las células de las bacterias, hongos, plantas, animales y demás organismos vivos que infectan. Su evolución se explicaría entonces porque en ese proceso de multiplicación los virus reclutan genes de la célula infectada.

TRES GRANDES IDEAS PARA ACLARAR EL ENIGMA

Esa visión tradicional de la evolución de los virus ha tropezado recientemente con una potente contradicción. La mayoría de las proteínas de los virus que conocemos no tienen su equivalente en las células de los organismos vivos que conocemos, lo que sugiere que podrían haberse originado en células muy primitivas, anteriores a LUCA (las siglas en inglés del “último antepasado común universal”, del que descienden todos los seres vivos actuales). 

El origen de los virus es muy complicado de aclarar, entre otras cosas, porque no forman fósiles. Así que lo único que nos queda es aplicar técnicas de biología molecular para escrutar sus genes en busca de pistas. Esos estudios han llevado a tres explicaciones principales:

Hipotesis de la reducción: los virus fueron originalmente un tipo de células pequeñas que parasitaban células más grandes. Con el paso del tiempo fueron perdiendo genes, quedándose con los imprescindibles para parasitar. Algo parecido sucede con algunas bacterias —de los géneros Rickettsia y Chlamydia—, que solo pueden reproducirse dentro de células huésped.

Hipótesis del escape: los virus podrían haberse originado a partir de fragmentos de material genético de células, que escaparon de ellas. El descubrimiento de los transposones (también conocidos como “genes saltarines”) por Barbara McClintock en 1950 ayuda a entender los mecanismos biomoleculares por los que esto podría producirse.

Hipótesis de la coevolución: los virus podrían tener su origen en complejas biomoléculas (proteínas y ácidos nucleicos), al mismo tiempo que aparecieron las más primitivas células, y desde entonces han sido dependientes de ellas. Virus y células habrían evolucionado juntos desde el principio.
Hasta ahora no se ha podido demostrar que una de esas tres hipótesis sea la correcta, y todas ellas contradicen de alguna manera la definición o la composición de los virus. 

El estudio comparativo de los genomas de virus y células no ha logrado aún aclarar el origen de los virus, pero sí empieza a consolidar la idea de que los virus son ancestrales y anteriores a la división de la vida en tres dominios. También parece claro que —al contrario que la vida celular, que proviene toda de LUCA—, los virus actuales no tienen un único antepasado común, sino que habían aparecido varias veces a lo largo de la evolución por uno o varios de los mecanismos expuestos en esas tres hipótesis.

Sea como sea, estos descubrimientos nos llevan a pensar en los virus como algo más que una diminuta e invisible amenaza para nuestra salud y nuestro estilo de vida: mucho más que eso, son esenciales para la vida en la Tierra y para su evolución. Son una rica fuente de diversidad genética. 

Los virus evolucionan mucho más rápido que cualquier otro organismo, y por eso al infectar a los seres vivos que parasita les proporciona también acceso a nuevo material genético que puede ayudarles a adaptarse y sobrevivir. Los biólogos evolutivos están empezando a asumir que los avances en la ciencia de la virología nos deberían traer, por tanto, nuevas claves sobre el origen de la vida y sobre la evolución.

Fuente: OpenMind 

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