La Virosfera, Los Suelos y la Biosfera

virosfera 

Virosfera. Fuente: Colaje Google imágenes

La virosfera, o el conjunto de todos los virus que alberga la Tierra es aun terra incognita para la ciencia. Y como veremos hoy, resultará prácticamente imposible entender el funcionamiento de la vida hasta que comprendamos el papel que estos diminutos organismos desempeñan, tanto en la evolución como en la dinámica de la biosfera. El ciudadano tan solo es informado de los virus cuando estos generan enfermedades y pandemias, demonizándolos por ser extremadamente peligrosos, como también solía hacerse antaño con las bacterias. Empero desde estas últimas hasta (y sin excepción) los animales superiores se encuentren preñadas de numerosas especies víricas, la mayoría de las cuales no causan daño alguno, y tal vez desempeñan un papel de vital importancia. ¿Y en los suelos?. Más de lo mismo. Todos los organismos del suelo, desde las más minúsculas arqueas y bacterias albergan estas formas de ¿vida? en su interior, por lo que si extendemos a las mismas el concepto de especie, la virosfera podría ser considerada la reina de la biodiversidad edáfica. Si un gramo de suelo posee 40 millones de bacterias, tenga la total seguridad que también atesorará cientos de millones de virus.

 Debemos, adicionalmente tener en cuenta que parte de su material genético se incorpora a los genomas de sus huéspedes generando un flujo horizontal de genes que, tal vez, conecte “de alguna forma”, todo el árbol filogenético a modo de gigantesca red, corroborando entonces nuestra visión previa de la vida reticulada y su evolución a lo largo de la historia de la Tierra.   Nosotros mismos, nuestros genomas, son también en parte víricos, es decir algo tenemos de virus, mucho más de lo que pensáis como podréis observar hoy. Y no solo su diversidad, sino que a pesar de su tamaño, también se especula que la biomasa que suponen en el seno de la biosfera puede llegar a ser enorme, increíble, aunque por falta de información todos los datos que leáis no dejen de ser más que meras especulaciones: la punta del iceberg.  Según se señala más abajo, alguna be las hipótesis más audaces defiende que “La masa acumulada de su biomasa excedería todas las plantas y animales en la tierra“. ¿Sera verdad?.

 El contenido que os vamos a ofrecer hoy, ser basa en los fragmentos de dos post redactados en español, así como en una noticia recientemente ofrecida por terraDaily en suajili. Podemos considerar que  el material extraído del post titulado virosfera, perteneciente al magnífico blog de Miguel Ángel Jiménez Clavero que lleva por título Virus Emergentes y Cambio Global, nos ofrece la visión más ortodoxa y conservadora, mientras el siguiente, secuestrado del Blog: Disiciencia, la perspectiva más  atrevida/provocativa. En cualquier caso, como podréis observar, las cifras sobre su abundancia, diversidad y biomasa son enormes, por no decir asombrosas. A pesar de todo, el verdadero enigma subyace en el papel que “podrían desempeñar” en los avatares de la vida sobre la tierra, cuyo conocimiento podría modificar radicalmente nuestra concepción de la evolución biológica, así como poner en tela de juicio la filosofía subyacente al neo-darvinista actualmente imperante, aunque en paulatino desmoronamiento.

 ¿Se puede conocer la vida y la biosfera sin entender la Virosfera?. Todo apunta a  que la respuesta, en esa enorme red biológica que recubre y penetra la Tierra, resulta ser necesariamente negativa. Pero habrá que esperar para vislumbrar el paisaje mental adecuado. El reto de entender la Virosfera es enorme, pero quizás, cuando lo logremos, nuestra visión de la vida y de nosotros mismos cambie radicalmente. En este post más que en la mayoría de los redactados en este blog hasta la fecha, resulta imperativo que leáis al menos el contenido en español extraído de los dos blogs mentados, el cual os resultará asombroso. Que lo disfrutéis.

 Juan José Ibáñez

Continua………

 La virosfera Miguel Ángel Jiménez Clavero Virus Emergentes y Cambio Global

  “¿Cuántos virus hay? Hay dos formas de enfrentarse a esta pregunta: una, tratar de averiguar cuantos tipos (o especies) de virus distintos hay (o sea, la aproximación cualitativa), y otra, preguntarse por la cantidad de virus existente sobre la Tierra, su número y su masa (aproximación cuantitativa). La respuesta a estas preguntas puede considerarse en gran medida especulativa, ya que queda mucho por saber antes de poder contestarlas con cierta precisión, pero lo importante del ejercicio que vamos a realizar no es lo exacto que resulte el cálculo final. Lo importante es que este ejercicio es útil para dar una idea de la complejidad del mundo de lo virológico (….). ¿Cuántos virus diferentes hay?: La respuesta a esta pregunta no está en los libros, ni siquiera en los textos especializados. (…) Estudios recientes sobre el viroma humano han determinado que, por ejemplo en cada gramo de heces de un solo individuo hay del orden de 108 partículas víricas (…) el nº de virus sobre la Tierra podría alcanzar la cifra de 1031 (Wobus & Nguyen, Curr Opin Virology 2012, 2:60-62), alrededor de 10 veces más que el número de células procariotas (bacterias) estimado. De hecho, en el cuerpo humano se estima que hay 10 bacterias por cada una de nuestras células, y probablemente hay 10 partículas víricas por cada bacteria.

 Si en números totales la cifra de virus que contiene la virosfera es enorme, veamos que pasa si traducimos esa cifra en masa. (…) un sencillo cálculo nos dice que la masa total de la virosfera terrestre es de unas 108 toneladas (100 millones de toneladas). Para ser unos seres de tamaño tan ínfimo, se trata de una fracción significativa de la biosfera, cuya masa se estima en unos 75.000 millones de toneladas. Por poner algunos ejemplos para poder comparar, la fracción del total de la biosfera que corresponde a los seres humanos es de alrededor de 250 millones de toneladas; el krill, 500 millones de toneladas; el total de animales de granja, 700 millones de toneladas, y los cultivos, 2.000 millones de toneladas.

 Los virus son los agentes más activos de la diversificación de la vida.

Blog: Disiciencia (año 2008) extraído de una publicación de Jean-Paul Baquiast

 Los virus pueden ser parásitos con tal capacidad de simbiosis que acaban formando parte del ADN de sus huéspedes, ya sean éstos microorganismos como las bacterias u organismos superiores. Esta invasión ha sido la causa de una gran parte de las mutaciones adaptativas producidas en los últimos 500 millones de años, como, por ejemplo, la de la aparición de la placenta, indispensable para la reproducción de los mamíferos modernos. Las últimas investigaciones relativas a los virus restan además importancia a la competición entre los genes como motor de la evolución.  (…) De un tiempo a esta parte, los biólogos han lanzado nuevas hipótesis relativas a la importancia de los virus en la evolución. Por un lado, un número creciente de virólogos han resaltado no sólo la increíble cantidad de virus presentes en la Tierra, sino también el papel increíblemente activo de los virus en la evolución, en el pasado y en el presente (….)los virus son considerados como parásitos que dependen enteramente de sus huéspedes para su propia supervivencia. Pero el carácter singular del mundo de los virus, o de la virosfera, es cada vez más objeto de numerosas investigaciones.

 Los virus se encuentran en todos los medios terrestres existentes, desde glaciares y desiertos hasta cuevas profundas. De hecho, donde quiera que haya una vida celular cualquiera, allá abundan los virus.

 Información genética arcaica

 Además, se estima que son 10 millones de veces más numerosos de lo que se creía hace algunas décadas. Un milímetro del agua de un lago puede contener más de 200 millones de virus, por ejemplo. Los virus bacteriófagos, que infectan a las bacterias, podrían alcanzar de hecho, colocados longitudinalmente, la distancia de 100 millones de años luz. Por si todo esto fuera poco, la diversidad vírica es considerable: se piensa que existen 100 millones de tipos diferentes de virus. El estudio de la evolución genética de un gran número de bacteriófagos ha demostrado que éstos no pueden ser conectados a ancestros comunes. Cada virus bacteriológico o fago parece disponer de una muestra de fragmentos de ADN aparentemente tomados y reunidos al azar.

 En el interior de un mismo huésped, los genomas de todos los virus que en él se encuentran parecen mezclarse entre ellos, de manera permanente. Pero este supermercado de genes virales no funciona solamente en el interior de un huésped único. Se manifiesta en otra escala, la de la Tierra entera, en el seno de medios muy diversos.

 Los virus inventaron la mundialización mucho antes de que nosotros la conociéramos. Las nuevas secuencias de ADN se extienden por todo el globo muy deprisa, considerando la rapidez de las mutaciones, la variedad de las recombinaciones, y la cantidad ingente de especies virales en contacto.

 Los bacteriólogos hablan de redes bacterianas para explicar la omnipresencia y las virulencias súbitas de las especies de bacterias. Pero este término resultaría aún más apropiado para la descripción del mundo de los virus. El hecho de que éstos puedan difundirse tan fácilmente se debe a una propiedad que, de hecho, comparten con las bacterias.

 Simbiosis versus agresión

 Los virus no matan sistemáticamente a sus huéspedes, que son organismos multicelulares o bacterias (…) la mayoría de los virus han preferido la simbiosis a la agresión. Así, se integran en la maquinaria celular de sus huéspedes, en la se convierten en pasajeros simbióticos permanentes.

 En el caso de las bacterias, estos virus son denominados profagos ” (genoma de fago insertado como parte de la estructura lineal del ADN de una bacteria), y parece que componen el 20% de los genomas de estos microorganismos.

 Además, en los genomas de las bacterias se ha identificado alrededor de un 10% de genes que no se parecen a nada conocido. Son los llamados ORFans. El profesor Patrick Forterre, de la Universitat Paris-Sud 11, especialista en bacterias extremófilas, calcula que el 90% de estos ORFans son de origen vírico. (…)los ERV o retrovirus endógenos están en nuestro ADN. Investigaciones llevadas a cabo desde el año 2000 han ido revelando que el 8% del ADN humano está formado por ERV. (…) Forterre señala que los genomas de especies superiores sufren una lluvia continua de genes víricos cuya función no es fácilmente reconocible. Algunos que no sirven para nada son eliminados, pero parece que la mayoría de ellos quedan en reserva para hacer frente a fuerzas evolutivas aún no afrontadas por la célula, desde el funcionamiento del sistema inmunitario. (…)ERV.

 Estos últimos parecen implicados masivamente en el funcionamiento de las redes de regulación de la expresión genética. Se sabe que hay diferencias en la expresión de los genes que provocan las divergencias en la especiación responsable de la aparición de especies nuevas, a partir de troncos comunes (…) podían ser las supervivientes de formas primitivas muy diversas pobladoras de la biosfera primitiva (…)

 La importancia de los virus en la evolución

 Dado que los virus, tanto en aquella época como ahora, eran mucho más abundantes que las células, fueron los agentes más activos y eficaces de la diversificación de la vida y de sus extensiones geográficas. Fueron asimismo responsables de lazos evolutivos determinantes, como el paso del mundo del ARN al del ADN, y también de la invención del núcleo celular.

 Estas investigaciones restan en parte importancia a la competición entre genes (genes egoístas) como motor de la evolución, presentada por Richard Dawkins. O, al menos, la sustituyen. Por otro lado, la idea que encanta a los genetistas de que los genomas de todas las especies podrían derivar de una fuente común única debería, también, ser sensiblemente matizada

 ADN de origen vírico en humanos

 Pero las bacterias no son las únicas que han integrado virus antiguos. Las eucariotas, o células con núcleo celular, se encuentran en todos los animales superiores, entre ellos los humanos, y también están dotadas de ADN cargado de restos de antiguas infecciones virales.

Bangkok post

There are a million bacteria in a single millilitre of water and in one gram of soil there are about 40 million bacteria.

Lumped together their biomass would exceed all plants and animals on earth.  It turns out, viruses have been infecting invertebrate animals for billions of years (watch BBC special on the origin of viruses here).

 La masa acumulada de su biomasa excedería todas las plantas y animales en la tierra.

Bacteria are very small, only a few micrometres in length, but can be seen with and were first discovered with, an ordinary light microscope, unlike a virus

World of viruses uncovered

by Staff Writers; Sydney, Australia (SPX) Nov 25, 2016

A ground breaking study of the virosphere of the most populous animals – those without backbones such as insects, spiders and worms and that live around our houses – has uncovered 1445 viruses, revealing people have only scratched the surface of the world of viruses – but it is likely that only a few cause disease.

The meta-genomics research, a collaboration between the University of Sydney and the Chinese Centre for Disease Control and Prevention in Beijing, was made possible by new technology that also provides a powerful new way to determine what pathogens cause human diseases.

Professor Edward Holmes, from the Marie Bashir Institute for Infectious Diseases and Biosecurity and the School of Life and Environmental Sciences, who led the Sydney component of the project said although the research revealed humans are surrounded by viruses in our daily lives, these did not transfer easily to humans.

This groundbreaking study re-writes the virology text book by showing that invertebrates carry an extraordinary number of viruses – far more than we ever thought,” Professor Holmes said.

We have discovered that most groups of viruses that infect vertebrates – including humans, such as those that cause well-known diseases like influenza – are in fact derived from those present in invertebrates,” said Professor Holmes, who is also based at the University’s multidisciplinary Charles Perkins Centre.

The study suggests these viruses have been associated with invertebrates for potentially billions of years, rather than millions of years as had been believed – and that invertebrates are the true hosts for many types of virus.

The paper, “Redefining the invertebrate RNA virosphere,” is published tonight in Nature.

Viruses are the most common source of DNA and RNA on earth. It is all literally right under our feet,” Professor Holmes said.

The findings suggest viruses from ribonucleic acid, known as RNA – whose principal role is generally to carry instructions from DNA – are likely to exist in every species of cellular life.

It’s remarkable that invertebrates like insects carry so very many viruses – no one had thought to look before because most of them had not been associated with human-borne illnesses.”

Although insects such mosquitoes are well-known for their potential to transmit viruses like zika and dengue, Professor Holmes stressed that insects should not generally be feared because most viruses were not transferable to humans and invertebrates played an important role in the ecosystem.

Importantly, the same techniques used to discover these invertebrate viruses could also be used to determine the cause of novel human diseases, such as the controversial ‘Lyme-like disease’ that is claimed to occur following tick bites.

Our study utilised new techniques in meta-genomics, which we are also using to provide insights into the causes of human-borne diseases,” said Professor Holmes, who is also a National Health and Medical Research Council Australia Fellow.

“The new, expensive technologies available to researchers which have allowed us to do this landmark project, provide the ultimate diagnostic tool.”

Professor Holmes and his collaborators are conducting human studies using these new techniques to analyse Lyme-like disease and other clinical syndromes.

Research paper

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Comentarios

[...] de individuos entre estos dos grupos taxonómicos. Como señalamos en nuestro post acerca de la Virosfera, y como es ley en ecología, la cantidad de individuos aumenta según desciende su tamaño en [...]

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