Virus Marinos Aumentan Oxígeno en Océanos: Nuevo Estudio

Una reciente investigación interdisciplinaria liderada por la Universidad de Tennessee, Knoxville, y la Universidad de Maryland, revela que la infección viral del alga verde-azul (cianobacteria) en el océano estimula la productividad del ecosistema y contribuye a una rica banda de oxígeno en el agua.

“Realmente vivimos en un planeta microbiano, y los virus son parte de ese proceso”, afirma Steven Wilhelm, Kenneth y Blaire Mossman Professor en el Departamento de Microbiología de la UT y uno de los autores principales del estudio. “A veces, su actividad tiene tanto que ver con estimular el crecimiento y la producción como con la enfermedad”.

Wilhelm fue el científico jefe de la expedición de investigación de la National Science Foundation al Mar de los Sargazos que condujo al artículo publicado en Nature Communications. Además de cuatro profesores de la UT y tres estudiantes, el equipo incluyó colaboraciones con el Georgia Institute of Technology, la Ohio State University, el Technion Institute of Technology en Israel y la Universidad de Maryland.

Viajando a bordo del buque de investigación Atlantic Explorer en octubre de 2019, completaron estudios de secuenciación de ARN las 24 horas del día de la microbiología en el Bermuda Atlantic Time-series Study, que durante casi cuatro décadas ha recopilado datos físicos, biológicos y químicos del océano.

El nuevo estudio muestra cómo la infección viral de una cianobacteria, Prochlorococcus, libera nutrientes que impulsan el crecimiento microbiano, contribuyendo a niveles de oxígeno mejorados a decenas de metros por debajo de la superficie.

“Las observaciones sugieren que esta cinta de agua oxigenada de varios metros de ancho que existe a 50 metros por debajo de la superficie durante varios meses al año está impulsada, al menos en parte, por la actividad viral”, explica Wilhelm.

El artículo muestra un vínculo directo entre dos pilares fundamentales de los procesos oceanográficos, el “viral shunt” (desvío viral), que Wilhelm y Curtis Suttle (University of British Columbia) describieron por primera vez en 1999, y el ciclo microbiano en la red alimentaria oceánica.

“Al analizar datos a gran escala sobre la actividad celular y viral a lo largo de los ciclos diurnos y nocturnos, incluyendo el estado de infección y la abundancia de virus que infectan a las cianobacterias, podemos identificar la huella de las infecciones virales a escala de sistemas”, señala el profesor de biología Joshua S. Weitz de la Universidad de Maryland. “La infección viral parece mejorar el reciclaje de carbono y nutrientes por otros microbios, impulsando la productividad y arrojando nueva luz sobre las tendencias históricas que indican un vínculo entre la actividad viral y el funcionamiento del ecosistema por debajo de la superficie”.

Los investigadores completaron la secuenciación de ARN y los análisis adicionales en la UT.

La autora principal del artículo es Naomi Gilbert (PhD ’22), y otros autores de la UT, además de Wilhelm, incluyen al profesor de microbiología Alison Buchan y al profesor asistente Gary LeCleir; la profesora Jennifer DeBruyn del Departamento de Ingeniería de Biosistemas y Ciencias del Suelo; y los antiguos estudiantes de la UT Helena Pound (PhD ’21) y Shelby Cagle (’21).

El estudio fue liderado por Wilhelm y Weitz, financiado por una beca de investigación colaborativa de la National Science Foundation y apoyado por la Simons Foundation y otros.

Wilhelm y Weitz compartirán más información sobre la investigación en The Conversation.