La lisis viral es un factor determinante de la mortalidad del fitoplancton y una fuente clave de materia orgánica disuelta en el océano.

Japón desarrolla un nuevo método molecular para medir la 'muerte invisible' del fitoplancton

JAPÓN
Thursday, September 17, 2026, 00:10 (GMT + 9)

Investigadores cuantifican por primera vez la mortalidad del plancton causada por virus mediante ARN ribosómico extracelular, un avance clave para la investigación marina y la acuicultura.

KIOTO — Investigadores de la Universidad de Kioto, la Agencia Japonesa de Investigación y Educación Pesquera y la Universidad de Kochi han desarrollado un método molecular capaz de detectar y cuantificar un proceso clave e imperceptible en el océano: la muerte del fitoplancton por lisis celular provocada por virus. El estudio pionero fue publicado el 9 de septiembre en la revista científica MicrobiologyOpen y difundido por la Universidad de Kioto el 10 de septiembre.

Resumen gráfico: El ARN ribosómico (ARNr) libre de células disuelto en agua de mar proporciona un indicador cuantitativo de la lisis viral en el fitoplancton microeucariota. Experimentos de incubación con dos sistemas distintos de huésped y virus revelaron aumentos marcados en la producción de ARNr libre de células por célula —un indicador de mortalidad lítica—, alcanzando niveles hasta 46 y 302 veces superiores en comparación con los controles no infectados. Este enfoque permitiría estimar la mortalidad lítica en comunidades naturales de plancton de manera escalable y con resolución taxonómica. (Imagen generada mediante ChatGPT-5.5 a partir del boceto original del autor). Haga clic sobre la imagen para ampliarla

La técnica utiliza ARN ribosómico libre de células (rRNA presente en la columna de agua tras la ruptura celular) como marcador cuantitativo del impacto viral. Este avance resuelve una limitación histórica de los métodos tradicionales de conteo microscópico, los cuales permiten medir la abundancia de una población pero no registrar la tasa de mortalidad simultánea. Como resultado, una población de microalgas puede mantener su densidad aparente mientras una fracción significativa de sus células está siendo destruida de forma activa.

Diagrama esquemático de este experimento. (A) Diseño del sistema de incubación y parámetros medidos. (B) Concepto de una ecuación de velocidad para cuantificar la tasa de producción de ARNr libre de células (un indicador de la lisis celular). ARNr: ARN ribosómico. Haga clic en la imagen para ampliarla.

Para validar el sistema, el equipo realizó experimentos de laboratorio con dos especies de fitoplancton marino: la diatomea Chaetoceros tenuissimus y la rafidofícea Heterosigma akashiwo. Tras infectar los cultivos con virus específicos, los científicos midieron la liberación de rRNA mediante PCR digital, integrando además la velocidad de degradación del ARN en el medio acuático para calcular la tasa real de lisis.

Los datos obtenidos demostraron diferencias drásticas entre las muestras infectadas y los grupos de control. En la diatomea C. tenuissimus, la producción de rRNA extracelular por célula se multiplicó hasta 46 veces, mientras que en H. akashiwo el incremento alcanzó hasta 302 veces tras la infección.

Diagrama esquemático de este estudio (ilustración creada con ChatGPT-5.5 a partir de un diseño de Hisashi Endo).

En el caso de C. tenuissimus, los científicos constataron que el pico de lisis ocurrió antes de que la abundancia total de células comenzara a disminuir. Este fenómeno, denominado “muerte invisible”, revela que el proceso de destrucción celular ya estaba avanzado mientras la población parecía continuar en fase de crecimiento.

Una célula de rafidofícea que ha perdido la movilidad debido a una infección viral (derecha) y una célula que ha sufrido lisis y muerte (izquierda). Durante la lisis, la pared celular se rompe y es posible observar la salida del contenido celular al microscopio. -->

El hallazgo tiene un impacto fundamental para la oceanografía, dado que el fitoplancton sustenta la red trófica marina y regula los ciclos globales del carbono y los nutrientes. Cuando las células sufren lisis, su materia orgánica se desvía de los consumidores directos y pasa a la reserva de materia orgánica disuelta disponible para bacterias y microorganismos.

Aunque la aplicación en la industria pesquera y acuícola se encuentra en fase experimental, el método ofrece un alto potencial para la vigilancia de floraciones algales nocivas (FAN). Heterosigma akashiwo es una especie reconocida por provocar mareas rojas con graves daños a la producción acuícola.

El equipo investigador enfoca sus próximos pasos en validar la metodología en comunidades de mar abierto, donde coexisten múltiples especies y variables ambientales. De confirmarse su efectividad en entornos naturales, el método complementará el monitoreo satelital y microscópico actual, permitiendo cuantificar con precisión no solo cuántas células existen, sino cuántas mueren y a qué velocidad.

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