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Investigadores de la Universidad de Aarhus de Dinamarca publicaron en la edición del 17 de mayo de la revista Microbiome el artículo Giant viral signatures on the Greenland ice sheet en el que advierten que unos virus gigantes encontrados en el hielo de Groenlandia podrían ser empleados para controlar el crecimiento de las algas de la nieve.
Las algas de la nieve y del hielo glaciar oscurecen los entornos congelados y desempeñan un papel fundamental en la aceleración del deshielo superficial al reducir la reflectancia de la nieve y del hielo.
De tal forma que los virus gigantes podrían ser usados para reducir el crecimiento de las algas y frenar el deshielo de la región ártica. Abriéndose así nuevas alternativas en la lucha contra el cambio climático.
Características del casquete glaciar ártico
El casquete glaciar ártico está formado por una capa de hielo que se encuentra encima del océano Ártico y de Groenlandia (Figura 1).
Groenlandia es una isla situada en la zona nororiental de América del Norte, entre el océano Atlántico y el océano Ártico. Es la segunda isla más grande después de la Antártida.
El 80 % de su paisaje está cubierto por una capa de hielo de hasta 3 km de espesor que ayuda a regular el clima terrestre al reflejar la luz solar (propiedad conocida como efecto albedo).
¿Qué ocurriría si el hielo del casquete glaciar ártico se derritiese?
El derretimiento de los casquetes glaciares polares ha generado gran preocupación entre la población en los últimos años (Figura 2).
Si el casquete de Groenlandia desapareciera por completo, el hielo derretido elevaría el nivel de los océanos en 7,4 metros y en consecuencia aumentarían las inundaciones en comunidades costeras e insulares, la circulación de las corrientes oceánicas encargadas de transportar calor, nutrientes y vida a través de miles de kilómetros se verían modificadas, cambiarían patrones climáticos, la biodiversidad sufriría alteraciones e incluso la Tierra rotaría dos milisegundos más lentamente.
Figura 1. Casquete polar ártico. Imagen del Estudio de Visualización Científica de la NASA basada en datos del Sensor Especial de Imágenes/Sonda de Microondas (SSMIS) del Programa de Satélites Meteorológicos de Defensa (DMSP). https://visibleearth.nasa.gov/images/151115/arctic-sea-ice-below-average-in-winter-2023/151117l
El derretimiento del hielo es causado tanto por factores naturales como humanos, siendo el aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero un factor clave a causa de su participación protagónica en el incremento de la temperatura global.
La región del Ártico es especialmente susceptible a estos aumentos de temperatura debido a la amplificación ártica, un fenómeno que acelera el calentamiento y agrava la situación a través de ciclos de retroalimentación del derretimiento del hielo, la reducción del albedo y la absorción de la energía solar.
Figura 2. El hielo marino del Ártico hoy en día (en blanco) cubre una superficie menor en comparación con la que abarcaba entre 1981 y 2010 (en naranja). Centro Nacional de Datos de Nieve e Hielo, Universidad de Colorado, Boulder, CC BY-SA. El hielo del Ártico alcanzó su mínima extensión en 2023
Las algas de la nieve y los virus gigantes en el contexto del cambio climático
Durante el verano ocurre un fenómeno llamado floración. Sucede cuando las temperaturas suben ocasionando en consecuencia que la nieve y el hielo comiencen a derretirse, dejando así al descubierto superficies que pueden acumular sedimentos y nutrientes (Figura 3). Estas condiciones favorecen el crecimiento de algas, que oscurecen grandes áreas del hielo y reducen el efecto albedo acelerando el derretimiento del casquete glacial.
Figura 3. El hielo del Ártico sigue un ciclo estacional predecible, derritiéndose en primavera y verano (izquierda), alcanzando su punto más bajo a mediados de septiembre, y volviendo a crecer durante el otoño y el invierno (derecha). La capa de hielo en el verano en el Ártico equivale a aproximadamente la mitad de la que se forma en invierno. Imagen del Observatorio de la Tierra de la NASA por Jesse Allen, utilizando datos del Centro Nacional de Datos de Nieve e Hielo (NSIDC). https://visibleearth.nasa.gov/images/50365/arctic-sea-ice/50366w
El reciente hallazgo de la Universidad de Aarhus de Dinamarca destaca que los virus gigantes, también conocidos como virus nucleocitoplasmáticos de ADN de gran tamaño (NCLDV, por sus siglas en inglés) pertenecen al filo Nucleocytoviricota. Son notablemente más grandes (miden entre 200 y 1200 nanómetros) que los virus típicos (que miden entre 20 y 200 nanómetros), e incluso más grandes que numerosas bacterias de pequeño tamaño (Figura 4).
Si bien los virus típicos pueden tener ADN o ARN, de simple o doble hebra, los virus gigantes contienen ADN de doble hebra y su genoma complejo está compuesto por 2,5 millones de pares de bases.
La clave de estos virus gigantes
Actualmente se conocen 344 géneros diferentes de virus gigantes. Han sido ampliamente estudiados en ambientes marinos y de agua dulce donde son capaces de infectar células eucariotas. Sin embargo, aquellos que habitan regiones polares han sido poco estudiados, por lo que es un área de estudio emergente y prometedora.
El estudio danés señala que se han identificado genes relacionados con virus gigantes en muestras de algas de nieve, lo que indica que estos virus podrían ser componentes clave y activos en las comunidades microbianas de las regiones polares, influyendo en las comunidades de algas que habitan en esos entornos y funcionando como posible control biológico sobre sus poblaciones.
De esa forma, las investigaciones sobre la diversidad y función biológica de estos virus resultan prometedoras a la hora de ofrecer nuevas soluciones frente a los desafíos climáticos que enfrentamos hoy en día.
Figura 4. Comparativa de algunos tipos de virus con sus respectivos tamaños en relación al Mimivirus perteneciente a los virus gigantes. Mitch Leslie, Cell-like giant viruses found. Science Vol. 356, pp. 15-16 (2017). https://www.science.org/doi/10.1126/science.356.6333.15 Crédito de la ilustración: C. Bickel para la revista Science.
Fuentes
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Giant viral signatures on the Greenland ice sheet
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