gracias a un salto evolutivo de miles de millones de años
Cuando el virus de inmunodeficiencia humana (VIH) pasó de los chimpancés a los humanos a principios del siglo XX, saltó un abismo virtual de varios millones de años de evolución. Pero el virus del mosaico del tabaco, según anunció un grupo de científicos en enero de 2014, ha hecho un salto que sobrepasa lo imaginable. Ha cruzado un sorprendente abismo de aproximadamente 1600 millones de años.
Pero esta sorpresa no ha resultado ha sido agradable para su nuevo huésped, la abeja, celestina de cultivos y proveedora de miel. Los seres humanos le estaremos eternamente en deuda por estos dos servicios, sin el primero de los cuales, además, no hubiéramos podido vivir. Las abejas polinizan la mayoría de nuestras frutas y frutos secos, y muchas de las verduras que consumimos — unas 90 en total — sin las cuales la humanidad sufriría un déficit nutricional. A pesar de todo, podríamos tener que hacer frente a esa carestía, ya que la población de abejas en América ha disminuido en los últimos años por razones que parecen ser tanto diversas como esquivas. La primera vez que se informó de este fenómeno, conocido como problema de colapso de colonias, fue en 2006 y desde entonces se ha expandido por todo el mundo. Muchos virus, parásitos y pesticidas han sido investigados como su posible origen, pero aún no se han encontrado pruebas irrefutables que apunten a ninguna causa en concreto.
Mientras los científicos estudiaban el posible papel del polen en la dispersión de virus conocidos propios de las abejas, un grupo de investigadores de los Estados Unidos y China empezó a analizar abejas y polen buscando virus de todos los tipos conocidos. Sorprendentemente, tal y como publicaron en la revista mBio el pasado 21 de Enero, descubrieron que un virus habitual de las plantas — el virus del mosaico del tabaco (TRSV, Tobacco RingSpot Virus) — había infectado aparentemente a las abejas. Pero, ¿era solo un visitante de paso? ¿o se había construido un hogar en un lugar inconcebible, diferente de sus alojamientos habituales?
La primera pista fue el genoma del virus. El virus del mosaico del tabaco es un virus ARN. Aunque el ADN actúa custodiando de forma segura las instrucciones para construir proteínas, el ARN es el medio en el que se transmite la información a la parte de la célula donde se fabrican. Tiene una naturaleza transitoria, y se recicla rápidamente. Por ello, la ARN polimerasa, la enzima que fabrica el ARN copiando el ADN, no es tan cuidadosa como la ADN polimerasa, la enzima que hace una copia del ADN. Carece de un mecanismo de autocorrección que sí tiene la ADN polimerasa (actividad exonucleasa 3′ → 5), por lo que es más probable que cometa errores conocidos como mutaciones. En los humanos no existe este problema, ya que la vida de una hebra individual de ARN es corta y cualquier error desaparece con su destrucción.
Pero para los virus ARN, su información hereditaria está contenida en el ARN, y su tasa de mutación extraordinariamente alta es un potente motor evolutivo, ya que genera la diversidad sobre la que puede actuar la selección natural. Estos errores pueden llevar rápidamente tanto a viriones deformes o con funcionamiento defectuoso (mala suerte para el virus) como a infectar nuevos huéspedes (un cambio positivo para el virus). Los virus ARN son muy famosos; el VIH es un virus ARN, al igual que el SARS y la gripe. Según los autores del estudio, los virus ARN son la fuente más probable de virus que cambian de huésped o de infecciones que de repente aumentan su virulencia.
Aun así, un salto entre dos reinos (del vegetal al animal, en este caso concreto) no es algo que ocurra todos los días. La mayoría de virus vegetales sí que se aprovechan de insectos herbívoros para cambiar de huéspedes. Pero no es habitual que acaben infectando a estos insectos. Una excepción es la familia de virus Rhabdoviridiae, que incluye los virus que causan la rabia. Ya hace tiempo que se sabe que estos virus infectan huéspedes tanto vegetales como animales.
A pesar de su nombre, el virus del mosaico del tabaco infecta a muchas plantas además del tabaco, de más de 35 familias, incluyendo el tomate, el pepino, las judías, y muchas plantas leñosas. A este virus le encantan las plantas, aunque seguramente ellas no le corresponden. Puede atrofiar la planta o incluso matarla, normalmente decolorando en el proceso las hojas con unos mosaicos característicos en forma de manchas.
Síntomas del virus del mosaico del tabaco en hojas de tabaco Burley (Nicotiana Tabacum). Este virus infecta a muchas plantas además del tabaco, sobre todo a las plantas de soja.
El virus del mosaico del tabaco se propaga entre las plantas de diversas formas — el virus no es exigente en este aspecto. Puede transmitirse a la siguiente generación a través de la semilla infectada. O puede pasar de una planta a otra a través del nematodo daga, una pequeña lombriz con una aguja punzante que utiliza para sorber los fluidos de las plantas. Otros insectos que sorben fluidos o se alimentan de hojas pueden servir también para el mismo propósito: pulgones, arañuelas, saltamontes, o incluso algún tipo de coleóptero. O abejas. Las abejas pueden propagar el virus a una nueva planta mediante el polen infectado.
Lo cual nos trae de vuelta al misterioso asunto del virus vegetal que apareció en una abeja, cómo pudo haber llegado allí, y qué podría estar haciendo. Las abejas manipulan el polen de modos bastante característicos. Sus cuerpos están cargados eléctricamente de forma que se les adhiere el polen, pero también llevan una especie de canastas en sus patas traseras (las corbículas) que rellenan con el polen humedecido con saliva. Después, al llegar a la colmena, amasan con el polen “pan de abeja”, combinándolo con miel y sus propias secreciones glandulares, de forma que pueden comérselo más tarde. Dicho de otra forma, las abejas se revuelcan en polen como cerdos en el lodo, haciendo que todos los virus que quieran utilizar el polen como modo de transmisión tengan tanto medios como motivos para hacer un cambio de huésped. No obstante, no podemos saber si el virus ya tenía establecida su residencia previamente en este nuevo huésped.
El grupo de científicos tomó muestras de todo el cuerpo de las abejas para comprobar si el virus se concentraba en sus intestinos y glándulas salivales, donde se esperaría encontrarse en mayor cantidad si simplemente atravesara el cuerpo de la abeja sin infectarlo. Y se encontró con algo muy diferente. El virus no se replicaba ni en sus intestinos ni en sus glándulas salivales; de hecho, en estas zonas se encontraron pocos especímenes. Por el contrario, el virus se había distribuido por todo el cuerpo de las abejas, y se replicaba particularmente bien en sus alas, nervios, antenas, tráquea y sangre (técnicamente, hemolinfa). Por desgracia, parecía sentirse más cómodo en el tejido nervioso. Lejos de ser un invitado educado y discreto, parecía que el virus había forzado la puerta principal, había arrasado con la nevera y la bodega, y se había dado de alta en la televisión por cable.
Pero a las abejas aún se les complicaban más las cosas. Cuando los científicos analizaron los ácaros Varroa destructor, que se habían considerado también responsables del problema de colapso de colonias y que se ganaban la vida como una especie de garrapatas parásitas de las abejas (garrapatas del tamaño de un plato si fueran nuestros parásitos), se encontraron con que sus intestinos estaban llenos del virus del mosaico del tabaco. Como ocurre con las garrapatas, los ácaros Varroa minan las energías de sus huéspedes y se sabe que difunden la enfermedad. Pero, al contrario de lo que ocurría con las abejas, las infecciones de los ácaros con el virus se limitaban a sus intestinos, disminuyendo enormemente la posibilidad de que el virus atacara tanto a los parásitos de las abejas como a las propias abejas.
Con tal de comprobar lo que los virus podrían revelar acerca de lo sucedido con las abejas, los científicos compararon los genes del virus del mosaico del tabaco en sus distintos huéspedes, es decir, en las plantas, en las abejas y en los ácaros. Los virus de las abejas y los ácaros eran muy similares, de lo que se deduce que los ácaros se infectaron con el virus de las abejas, y que ambos llegaron a sus huéspedes a través de un ascendiente común — un único encuentro desdichado entre una abeja en concreto y un grano de polen en particular, quién sabe. Además, el polen de abeja almacenado en la colmena — el “pan de abeja” antes mencionado — estaba contaminado con la misma cepa de virus.
Pero la mera presencia de virus en varias partes del cuerpo de las abejas no implica por sí misma que el virus esté causando daño alguno. Así que los científicos tomaron muestras de seis colmenas resistentes y cuatro colmenas débiles a lo largo de un año para comprobar si el virus del mosaico del tabaco podría tener algún efecto perjudicial en su nuevo hogar.Para ello, buscaron este virus así como una variedad de otros virus que otros estudios relacionan con el problema de colapso de colonias — entre ellos, el virus de las alas deformadas (Deformed Wing Virus, DWV), el virus de la reina negra (Black Queen Cell Virus, BQCV), y el virus israelí de la parálisis aguda (Israel Acute Paralysis Virus, IAPV). Lo que encontraron fue que concentraciones elevadas del virus del mosaico del tabaco y estos otros virus parecen presagiar el colapso de la colonia.
Tasa de infección de distintos virus a lo largo de un año en colonias de abejas débiles (A) y resistentes (B).
Pero aún quedan incógnitas por resolver. El equipo de investigadores aún no sabe si el virus persiste en las abejas sin una reintroducción frecuente a través del polen. Tampoco saben si las abejas pueden transmitir el virus a plantas no infectadas. Y por supuesto, es difícil aseverar si estos virus bajo sospecha son en su conjunto la causa del colapso, el síntoma de otra enfermedad subyacente (las abejas de colmenas débiles pueden ser más propensas a infecciones virales), o ambas cosas. La historia del problema de colapso de colonias sigue abierta.
Vale la pena reflexionar sobre por qué esta invasión viral en particular es tan destacable. Un virus que está en disposición de conquistar cualquier nuevo huésped — y mucho más uno separado del nuevo huésped en más de mil de millones de años — debe superar varios obstáculos considerables. Debe encontrar a su nuevo huésped. Las proteínas de su cápside deben evolucionar para permitirle el acceso a las células del huésped, aunque un cambio en una o varias subunidades proteicas (los aminoácidos) puede bastar para resolver este problema. A partir de ahí, el genoma del virus debe evolucionar para permitirle escapar al sistema inmune de su nuevo huésped y piratear su maquinaria de replicación celular. Por último, el virus debe encontrar una forma de pasar de un nuevo huésped a otro. Cada uno de estos cambios no es nada trivial, y que el virus del mosaico del tabaco los haya superado todos es extraordinario.
Según los autores de este estudio, esta es la primera prueba de que las abejas pueden infectarse por polen contaminado de un virus vegetal, pero eso no significa que este virus sea el primero o el último. Alrededor del 5% de los virus vegetales se transmiten por el polen. ¿Y cuál es el material genético de la mayoría? El ARN.
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