Científicos descubren más de 47.000 «fósiles» de virus ocultos en plantas y reconstruyen una historia evolutiva de 300 millones de años

Durante millones de años, los virus han sido considerados los grandes invisibles de la historia de la vida. A diferencia de los dinosaurios o de los primeros árboles, no dejan huesos, conchas ni restos fosilizados que permitan reconstruir su pasado. Sin embargo, un equipo internacional de investigadores ha encontrado una forma inesperada de seguirles la pista: buscar sus huellas directamente en el ADN de las plantas.

El estudio, publicado en la revista PLOS Pathogens, ha identificado más de 47.000 restos de antiguos virus integrados en los genomas de 93 especies vegetales pertenecientes a prácticamente todos los grandes grupos de plantas terrestres. Estos fragmentos de ADN, conocidos como elementos virales endógenos, funcionan como auténticos fósiles moleculares capaces de conservar el rastro de infecciones ocurridas hace cientos de millones de años. El trabajo, liderado por investigadores de INRAE y CIRAD, permite reconstruir la evolución de una de las familias de virus vegetales más importantes y plantea una nueva visión sobre la historia compartida entre plantas y virus.

Tal y como revela el estudio, estos fósiles genéticos muestran que los virus de la familia Caulimoviridae han acompañado a las plantas vasculares desde los primeros momentos de su evolución, siguiendo en muchos casos trayectorias paralelas durante escalas temporales que alcanzan los 300 millones de años.

El ADN vegetal conserva el archivo más antiguo de los virus

Cuando un virus infecta una planta, normalmente desaparece una vez finaliza la infección. Sin embargo, en ocasiones muy concretas, pequeños fragmentos de su material genético quedan integrados en los cromosomas del huésped. Si esa integración ocurre en células que darán lugar a nuevas generaciones, esas secuencias pueden heredarse durante millones de años.

Lejos de ser simples restos sin utilidad, esos fragmentos constituyen una especie de archivo biológico. Cada uno representa una infección ocurrida en un momento remoto de la evolución y permite reconstruir cómo eran aquellos virus, qué plantas infectaban y cómo fueron cambiando con el paso del tiempo.

Los investigadores centraron su trabajo en la familia Caulimoviridae, los únicos virus de ADN de doble cadena que infectan plantas y que, además, son especialmente conocidos por dejar este tipo de huellas permanentes en los genomas vegetales. Gracias al enorme aumento de genomas de plantas disponibles en los últimos años, el equipo pudo realizar el análisis más amplio llevado a cabo hasta la fecha.

Para ello estudiaron especies representativas de musgos, licofitas, helechos, gimnospermas y plantas con flor. En total analizaron 93 genomas, identificando 47.135 elementos virales endógenos distribuidos en 75 especies vegetales diferentes.

Los genomas vegetales funcionan como un auténtico archivo natural capaz de conservar el rastro de infecciones virales durante cientos de millones de años.

Una diversidad de virus mucho mayor de la que se conocía

Uno de los resultados más sorprendentes del trabajo es que la diversidad de esta familia viral había sido enormemente infravalorada.

Hasta ahora se conocía un número relativamente limitado de grandes grupos evolutivos dentro de Caulimoviridae. Sin embargo, el nuevo análisis permitió clasificar las secuencias encontradas en 71 unidades taxonómicas diferentes, de las cuales 35 eran completamente desconocidas para la ciencia.

Es decir, prácticamente la mitad de la diversidad detectada corresponde a linajes que nunca habían sido descritos.

Entre esos nuevos grupos destaca especialmente un linaje muy antiguo localizado únicamente en coníferas de la familia Araucariaceae, árboles considerados auténticos fósiles vivientes y cuyos orígenes se remontan a la época en la que los dinosaurios dominaban la Tierra.

Los investigadores reconstruyeron incluso el genoma de uno de estos virus ancestrales, al que denominaron provisionalmente Wollendovirus 1, descubierto gracias a las secuencias presentes en el ADN de Wollemia nobilis, una de las especies arbóreas más raras y amenazadas del planeta.

Según indica el trabajo, este nuevo grupo viral constituye un linaje independiente dentro de la familia y ayuda a comprender mucho mejor el origen profundo de estos virus.

Una convivencia que comenzó hace cientos de millones de años

Uno de los aspectos más relevantes del estudio consiste en comparar el árbol evolutivo de los virus con el de sus plantas hospedadoras.

Lejos de tratarse de una sucesión de infecciones aleatorias, los resultados muestran que numerosos grupos de Caulimoviridae evolucionaron de forma paralela a las plantas vasculares durante periodos extremadamente largos.

Los científicos encontraron patrones compatibles con procesos de cospeciación, es decir, situaciones en las que virus y plantas se diversifican simultáneamente conforme aparecen nuevas especies vegetales.

Esta relación parece remontarse, al menos, a los primeros grandes bosques de plantas vasculares que comenzaron a expandirse durante el Paleozoico, mucho antes de que aparecieran las plantas con flor que hoy dominan la vegetación terrestre.

El análisis también revela que determinados grupos virales permanecieron ligados durante millones de años a familias vegetales concretas. El nuevo clado identificado en las araucarias constituye uno de los ejemplos más llamativos de esta evolución conjunta.

La diversidad de los virus vegetales era mucho mayor de lo que se pensaba: el estudio identifica 35 linajes evolutivos que hasta ahora eran completamente desconocidos.

La historia no fue lineal: también hubo extinciones y cambios de huésped

Sin embargo, la investigación muestra que esa convivencia no siempre siguió un camino estable.

Tal y como explica el equipo científico, la evolución de estos virus estuvo marcada también por frecuentes cambios de hospedador y por la desaparición completa de algunos linajes.

Al comparar la distribución actual de los distintos grupos virales con la historia geológica de las plantas, los autores plantean que algunas desapariciones podrían coincidir con grandes episodios de extinción masiva que transformaron la vida en la Tierra.

Entre ellos destacan la crisis del final del Pérmico, hace aproximadamente 252 millones de años, considerada la mayor extinción conocida, y la del final del Cretácico, hace 66 millones de años, que acabó con los dinosaurios no avianos.

Estos acontecimientos no solo eliminaron innumerables especies vegetales y animales, sino que también modificaron profundamente los ecosistemas, generando nuevos nichos ecológicos que pudieron favorecer la aparición de nuevas variantes virales mientras otras desaparecían para siempre.

Aunque el estudio no demuestra una relación directa de causa y efecto, sí propone un escenario evolutivo coherente con esos grandes cambios ambientales.

Los virus también ayudan a reconstruir la historia de las plantas

El trabajo ofrece además una perspectiva diferente sobre el papel que desempeñan los virus en la evolución.

Durante décadas fueron considerados únicamente agentes patógenos. Sin embargo, cada vez existen más evidencias de que también forman parte de la historia evolutiva de sus hospedadores.

En este caso, los fragmentos virales conservados en el ADN vegetal funcionan como un registro histórico excepcional que permite estudiar procesos imposibles de observar mediante fósiles tradicionales.

Los autores destacan que este enfoque abre nuevas posibilidades para comprender cómo evolucionan los virus, cómo colonizan nuevos huéspedes y cómo responden tanto ellos como las plantas a los cambios ambientales a muy largo plazo.

Además, el descubrimiento demuestra el enorme potencial de los genomas vegetales como archivos naturales capaces de conservar información biológica durante cientos de millones de años.

A medida que se secuencien nuevas especies, especialmente de grupos vegetales todavía poco estudiados, es probable que aparezcan muchos más linajes virales desconocidos y que la historia evolutiva de estos microorganismos continúe ampliándose.

El estudio también pone de manifiesto que gran parte de la biodiversidad viral sigue siendo desconocida. Aunque los virus actuales representan una pequeña parte de esa historia, los restos conservados en el ADN de las plantas permiten asomarse a un pasado prácticamente inaccesible por otros medios y reconstruir una evolución que comenzó mucho antes de la aparición de los seres humanos.