Los virus gigantes del océano: clave para entender las mareas tóxicas y la biodiversidad marina
Un equipo de investigadores liderado por científicos de la Universidad de Miami ha descubierto 230 nuevos virus gigantes en los océanos capaces de alterar la fotosíntesis y de influir en los ecosistemas marinos y la salud pública.
Por Enrique Coperías
Infección por virus gigante en una microalga del género Florenciella. Los virus, con cápsides de forma hexagonal que contienen su material genético, emergen al romper la célula hospedadora. Foto: Grieg Steward, Ph.D., Universidad de Hawái en Manoa.
Los virus gigantes marinos están dejando de ser una rareza biológica para convertirse en un tema central en la ciencia de los océanos.
Un estudio reciente publicado en la revista científica npj Viruses describe el hallazgo de más de 230 nuevos genomas de virus gigantes y casi 400 genomas parciales de estos agentes infecciosos microscópicos acelulares localizados en muestras tomadas en aguas de todos los océanos del planeta.
La investigación fue liderada por el grupo de Biología Marina de la Universidad de Miami, en Estados Unidos, y revela que estos virus no solo son más diversos de lo que se pensaba, sino que también influyen directamente en el equilibrio de los ecosistemas marinos. Y lo hacen con una habilidad asombrosa: manipulan la maquinaria fotosintética de los organismos que infectan.
¿Qué son los virus gigantes y por qué importan?
Los virus gigantes, también llamados virus nucleocitoplasmáticos de ADN de gran tamaño o NCLDV (Nucleocytoviricota), son virus con genomas enormes —de hasta 2,5 millones de pares de bases o letras genéticas— que infectan protistas marinos como algas, amebas y flagelados.
Estos microorganismos constituyen la base del fitoplancton, fundamental en la cadena trófica y en la regulación del dióxido de carbono atmosférico.
«Algunos de estos virus contienen genes implicados en fotosíntesis y metabolismo del carbono. Son funciones que hasta hace poco solo se atribuían a organismos celulares —explica Benjamin Minch, primer autor del estudio, en un comunicado de la Universidad de Miami. Y añade— Esto demuestra que los virus pueden modificar el metabolismo del hospedador y alterar el funcionamiento del ecosistema marino».
Un hallazgo que puede cambiar la gestión de las floraciones algales nocivas
Uno de los principales aportes del estudio es su aplicación práctica: al comprender mejor cómo los virus gigantes controlan las poblaciones de algas, se podrían predecir floraciones algales nocivas, como las conocidas mareas rojas.
Estas floraciones liberan toxinas que afectan a peces, mamíferos marinos y a los seres humanos, y generan crisis de salud pública en zonas costeras.
«Los virus gigantes son a menudo los principales causantes de la muerte del fitoplanct— señala Mohammad Moniruzzaman, coautor del estudio—.Si podemos entender cómo funcionan, podremos anticipar eventos perjudiciales».
Cómo se hizo el estudio: metagenómica y supercomputación
Para localizar estos virus, los investigadores desarrollaron una herramienta bioinformática llamada BEREN, diseñada específicamente para identificar virus gigantes en datos de ADN ambiental. Analizaron secuencias procedentes de nueve grandes proyectos de muestreo oceánico global, desde el Ártico hasta el mar Báltico.
Gracias al uso del superordenador Pegasus, del Frost Institute for Data Science and Computing (IDSC), los científicos consiguieron procesar terabytes de información genómica y reconstruyeron genomas virales completos. Luego los compararon con bases de datos globales como GOEV y GVDB, detectando 569 proteínas virales totalmente nuevas.
Entre estas proteínas se encontraron al menos nueve relacionadas con la fotosíntesis: componentes de los fotosistemas I y II, proteínas de la cadena de transporte electrónico y ATP sintasa. Es la primera vez que se observan estos genes agrupados dentro de genomas virales.
Árbol filogenético que muestra las relaciones entre todos los genomas recuperados en este estudio y los virus gigantes conocidos de las bases de datos de referencia. El anillo exterior indica el lugar donde se aislaron los virus gigantes. Cortesía: Universidad de Hawái en Manoa.
El mar Báltico, un nuevo epicentro de biodiversidad viral
Sorprendentemente, uno de los lugares con mayor densidad de nuevos virus fue el mar Báltico, una de las mayores masas de agua salobre del planeta.
Allí se identificaron más de cien genomas virales nuevos, lo que convierte a la región en una fuente de biodiversidad poco explorada.
El análisis ambiental reveló que factores como la salinidad, la profundidad del agua y la producción bacteriana influían directamente en la presencia de estos virus. Estas correlaciones ayudan a entender mejor su distribución ecológica y sus estrategias de infección.
Virus que reescriben los libros de biología
Además de su impacto ecológico, los virus gigantes están redefiniendo las bases de la virología. El estudio descubrió que algunos grupos, como los Imitervirales, poseen genes para la reparación del ADN, transporte de nutrientes, y procesamiento del carbono. Otros, como los Algavirales, tienen genomas más largos pero menos funciones metabólicas.
Estas diferencias podrían reflejar estrategias evolutivas divergentes: unos virus optimizan la infección en ambientes pobres en recursos, mientras otros dependen más de su hospedador. Esta variabilidad sugiere que los virus gigantes tienen un papel activo en la evolución microbiana oceánica.
¿Cómo afectan estos virus a la salud humana?
El vínculo entre virus gigantes y salud ambiental es cada vez más evidente. Las floraciones algales inducidas o terminadas por estos virus pueden generar toxinas perjudiciales para la salud humana, además de tener impactos económicos por el cierre de playas y pérdidas en la pesca.
«Este conocimiento puede ayudar a las autoridades locales a tomar decisiones basadas en datos sobre calidad del agua, presencia de patógenos y riesgos ecológicos”, dice Minch.
La información generada también puede aplicarse en tecnologías de vigilancia ambiental y modelos predictivos climáticos.
Aplicaciones en biotecnología y medicina
Las nuevas proteínas virales identificadas tienen un alto potencial biotecnológico. Algunas podrían funcionar como enzimas novedosas en biología molecular, farmacología o ingeniería genética.
Los virus gigantes también podrían usarse como vectores de transferencia genética o como modelos para estudiar interacciones célula-virus.
«El repertorio funcional de los virus gigantes es más amplio de lo que imaginábamos —afirma Moniruzzaman—. Es probable que muchas de sus proteínas tengan aplicaciones que ni siquiera hemos explorado aún.
Un nuevo horizonte para la ciencia del océano invisible
Con más de 600.000 genomas bacterianos disponibles en bases de datos, el contraste con los escasos 2.000 genomas conocidos de virus gigantes marinos muestra cuánto queda por descubrir.
La investigación liderada por la Universidad de Miami no solo amplía este repertorio, sino que deja un legado abierto: tanto los genomas como la herramienta BEREN han sido publicados en código abierto.
Los datos están disponibles en plataformas como GitLab, Zenodo y Figshare, para fomentar futuras investigaciones globales en virología marina y bioinformática ambiental.
En palabras de Minch, el estudio no solo incrementa el conocimiento sobre la diversidad genética del océano, sino que también ofrece herramientas útiles para la monitorización ambiental, la salud pública y la investigación aplicada. Los virus gigantes, lejos de ser anomalías biológicas, podrían ser clave para entender y proteger la vida en los océanos… y en la Tierra. ▪️
Información facilitada por el Rosenstiel School of Marine, Atmospheric and Earth Science
Fuente: Minch, B., Moniruzzaman, M. Expansion of the genomic and functional diversity of global ocean giant viruses. npj Viruses 2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s44298-025-00122-z
