Figura 1. El virus del mosaico del tabaco (izquierda), visto aquí por microscopía electrónica de transmisión, fue el primer virus en ser descubierto. El virus causa enfermedades en el tabaco y otras plantas, como la orquídea (derecha). (crédito a: USDA ARS; crédito b: modificación del trabajo del Servicio Forestal del USDA, Archivo del Departamento de Patología Vegetal de la Universidad Estatal de Carolina del Norte; datos de barras de escala de Matt Russell)

Descubrimiento y detección

Los virus se descubrieron por primera vez después del desarrollo de un filtro de porcelana, el filtro Chamberland—Pasteur, que podía eliminar todas las bacterias visibles en el microscopio de cualquier muestra líquida. En 1886, Adolph Meyer demostró que una enfermedad de las plantas de tabaco, la enfermedad del mosaico del tabaco, podía transferirse de una planta enferma a una sana a través de extractos líquidos de plantas. En 1892, Dmitri Ivanowski demostró que esta enfermedad podía transmitirse de esta manera incluso después de que el filtro Chamberland-Pasteur hubiera eliminado todas las bacterias viables del extracto. Sin embargo, pasaron muchos años antes de que se probara que estos agentes infecciosos «filtrables» no eran simplemente bacterias muy pequeñas, sino que eran un nuevo tipo de partículas muy pequeñas que causaban enfermedades.

La mayoría de los viriones, o partículas de virus individuales, son muy pequeños, de unos 20 a 250 nanómetros de diámetro. Sin embargo, algunos virus recientemente descubiertos de amebas alcanzan hasta 1000 nm de diámetro. Con la excepción de los viriones grandes, como el poxvirus y otros virus ADN grandes, los virus no se pueden ver con un microscopio de luz. No fue hasta el desarrollo del microscopio electrónico a finales de la década de 1930 que los científicos obtuvieron su primera buena visión de la estructura del virus del mosaico del tabaco (TMV) (Figura 1), discutido anteriormente, y otros virus (Figura 2). La estructura superficial de los viriones se puede observar mediante microscopía electrónica de barrido y de transmisión, mientras que las estructuras internas del virus solo se pueden observar en imágenes de un microscopio electrónico de transmisión. El uso de microscopía electrónica y otras tecnologías ha permitido el descubrimiento de muchos virus de todo tipo de organismos vivos.

Figura 2. En estas micrografías electrónicas de transmisión, (a) un virus es empequeñecido por la célula bacteriana que infecta, mientras que (b) estas células de E. coli son empequeñecidas por células de colon cultivadas. (crédito a: modificación del trabajo por parte del Departamento de EE.UU. of Energy, Office of Science, LBL, PBD; crédito b: modificación del trabajo de J. P. Nataro y S. Sears, unpub. datos, CDC;

Evolución de los virus

Aunque los biólogos han acumulado una cantidad significativa de conocimientos sobre cómo evolucionan los virus actuales, se sabe mucho menos sobre cómo se originaron los virus en primer lugar. Al explorar la historia evolutiva de la mayoría de los organismos, los científicos pueden mirar registros fósiles y evidencia histórica similar. Sin embargo, los virus no se fosilizan, por lo que los investigadores solo pueden formular hipótesis sobre la historia evolutiva de los virus investigando cómo evolucionan los virus actuales y utilizando información bioquímica y genética para crear historias de virus especulativas.

Aunque la mayoría de los hallazgos coinciden en que los virus no tienen un solo ancestro común, los estudiosos aún no han encontrado una sola hipótesis sobre el origen de los virus que sea totalmente aceptada en el campo, y que explique completamente los virus y sus características. Hay, sin embargo, tres hipótesis que han surgido como las más aceptadas:

• Devolución o hipótesis regresiva. Esta hipótesis propone explicar el origen de los virus sugiriendo que los virus evolucionaron a partir de células de vida libre. Sin embargo, muchos componentes de cómo pudo haber ocurrido este proceso son un misterio.
• Hipótesis escapista o progresiva. Esta hipótesis explica que los virus tienen un genoma de ARN o ADN y sugiere que los virus se originaron a partir de moléculas de ARN y ADN que escaparon de una célula huésped. Sin embargo, esta hipótesis no explica los complejos capsidos y otras estructuras de las partículas virales.
• Hipótesis de autorreplicación. Esta hipótesis postula un sistema de autorreplicación similar al de otras moléculas autorreplicantes, probablemente evolucionando junto a las células de las que dependen como huéspedes; los estudios de algunos patógenos vegetales apoyan esta hipótesis.

Otro problema para aquellos que estudian los orígenes y la evolución de los virus es su alta tasa de mutación, particularmente en el caso de retrovirus de ARN como el VIH/SIDA.

A medida que avanza la tecnología, los científicos desarrollarán y refinarán más hipótesis para explicar el origen de los virus, o crearán nuevas hipótesis. El campo emergente llamado sistemática molecular de virus intenta hacer precisamente eso a través de comparaciones de material genético secuenciado. Estos investigadores esperan un día comprender mejor el origen de los virus, un descubrimiento que podría conducir a avances en los tratamientos para las dolencias que producen.

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