Los científicos descubrieron que durante los últimos 41.000 años, las comunidades virales han variado significativamente entre períodos de clima frío y cálido. Enormes estructuras de hielo, como los glaciares, sirven como congeladores de la naturaleza, archivando registros de climas y ecosistemas pasados, incluidos los virus. Un equipo de microbiólogos y paleoclimatólogos que estudian microorganismos antiguos, incluidos virus, conservados en el hielo de los glaciares, están investigando la interacción de los virus y sus hábitats en los núcleos de hielo del glaciar Ghulia en la meseta tibetana.
Al vincular los genomas de comunidades virales antiguas con condiciones climáticas específicas preservadas en el hielo glacial, un estudio recientemente publicado proporciona información sobre cómo estos virus se han adaptado al clima cambiante de la Tierra durante los últimos 41.000 años.
En primer lugar, se utilizaron metagenomas (colecciones de genomas que capturan el contenido genético total de todos los microorganismos presentes en muestras ambientales) para reconstruir genomas virales a partir de nueve intervalos de tiempo separados en el núcleo de hielo de Gulia. Estos horizontes temporales abarcan tres ciclos principales de frío a calor, lo que brinda una oportunidad única para observar cómo las comunidades virales han cambiado en respuesta a diferentes condiciones climáticas.
Los científicos han reconstruido los genomas de aproximadamente 1.705 tipos de virus, multiplicando por más de cincuenta el número de virus antiguos conocidos conservados en el glaciar.
Sólo alrededor de una cuarta parte de las especies virales detectadas compartían similitudes a nivel de especie con cualquiera de los virus identificados en los casi 1.000 metagenomas registrados previamente en conjuntos de datos globales. La mayoría de estas especies superpuestas también eran de la meseta tibetana. Esto sugiere que al menos algunos de los virus conservados en el glaciar Gulia se originaron localmente en la región, pero también sugiere la relativa ausencia de virus glaciales en las bases de datos disponibles.
Uno de los hallazgos clave fue que las comunidades virales diferían significativamente entre los períodos de clima frío y cálido. La comunidad más distinta de especies virales en el glaciar apareció hace unos 11.500 años, coincidiendo con la principal transición de la última etapa glacial al Holoceno. Esto sugiere que las condiciones climáticas únicas durante los períodos fríos y cálidos tuvieron un profundo impacto en la composición de las comunidades virales. Estas influencias probablemente fueron causadas por virus de otros lugares, traídos por patrones cambiantes del viento y sujetos a presiones de selección debido a los cambios de temperatura en el glaciar.
Luego determinaron cómo interactúan los virus con sus huéspedes. Para ello, se utilizaron modelos informáticos para comparar los genomas virales con los genomas de otros microbios que también se encuentran en este entorno. Los virus infectan secuencialmente Flavobacterium, un género de bacterias que se encuentran comúnmente en ambientes glaciales.
Al parecer, los virus del glaciar Gulia deben “robar” genes de sus huéspedes para poder manipular su metabolismo. Los genomas virales codificaron 50 genes metabólicos accesorios relacionados con el metabolismo, incluida la síntesis y descomposición de vitaminas, aminoácidos y carbohidratos. Algunos de estos genes fueron comunes en los nueve momentos estudiados, lo que sugiere que ayudan a los huéspedes microbianos a hacer frente a las duras condiciones de la superficie de los glaciares y, por lo tanto, mejoran la aptitud viral.
Por lo tanto, los virus no sólo infectan y matan células, sino que también probablemente alteran la aptitud de sus huéspedes durante la infección, lo que a su vez afecta su capacidad para sobrevivir en los extremos de los ambientes glaciales.
Comprender estas interacciones antiguas brinda una oportunidad única para futuras investigaciones tanto en virología como en ciencia climática. Al estudiar cómo respondieron los virus antiguos a los cambios climáticos pasados, los investigadores pueden obtener información valiosa sobre cómo los virus se adaptan a los cambios climáticos globales actuales. El hielo glacial, que preserva información sobre los microorganismos y sus ecosistemas a lo largo del tiempo en cada capa, sigue siendo un recurso fundamental para estudiar la historia del clima de la Tierra y la vida que sustentaba, especialmente porque los suministros de hielo glacial están disminuyendo rápidamente.