Quando un virus infetta una cellula ne sfrutta l’apparato biosintetico per replicarsi, trasformandola in una vera e propria fabbrica di virus, fino a causarne la rottura: questo processo è noto come “lisi virale”. Oltre a produrre nuovi virus, la rottura della cellula ospite rilascia in acqua il proprio contenuto cellulare sotto forma di materiale organico disciolto. Questo materiale diventa cibo immediatamente disponibile per altri microrganismi che, a loro volta, alimentano organismi più grandi. Attraverso questo sistema, noto come viral shunt, i virus riciclano i nutrienti, alimentando la base della rete trofica marina.

Il ruolo dei virus marini non si ferma al riciclo dei nutrienti. Questi minuscoli abitanti dell’oceano hanno anche una funzione chiave nel trasporto del carbonio verso il fondo marino, contribuendo alla mitigazione dei cambiamenti climatici. 

Quando la cellula infettata si rompe, oltre al contenuto cellulare vengono rilasciate anche grandi molecole appiccicose, chiamate TEPs (Transparent Exopolymer Particles). Queste particelle gelatinose si aggregano facilmente con altri detriti, muco e pellet fecali, formando la cosiddetta “neve marina”: fiocchi visibili di materia organica che affondano lentamente verso gli abissi. Questo processo, detto viral shuttle, agisce come un “ascensore” che trasporta la materia organica (quindi il carbonio) verso le profondità oceaniche, contribuendo a sequestrarlo nei fondali marini e sottraendolo di fatto all’atmosfera. Studiare il ruolo dei virus nel ciclo del carbonio è fondamentale per comprendere meglio come si comportano gli oceani sotto la pressione dei cambiamenti climatici.

I virus marini possono muovere geni tra organismi diversi, attraverso un processo noto come “trasferimento genico orizzontale”.

Durante il processo di infezione e replicazione virale, frammenti di DNA dell’ospite possono essere accidentalmente incapsulati nelle nuove particelle virali e quindi trasferiti a un altro ospite durante una successiva infezione. Questo scambio genetico accelera i tempi dell’evoluzione, permettendo alle comunità microbiche di adattarsi rapidamente ai cambiamenti ambientali. Il rimescolamento genetico è particolarmente importante nelle profondità oceaniche, poiché permette ai microrganismi di sopravvivere in condizioni estreme e mutevoli.

I virus marini rappresentano una risorsa straordinaria anche per la biotecnologia, essendo considerati il più grande serbatoio di diversità genetica inesplorata sul nostro Pianeta. La maggior parte delle proprietà genetiche dei virus marini, infatti, non è ancora nota, ma recenti scoperte hanno evidenziato caratteristiche innovative che potrebbero portare a progressi significativi in vari settori, tra cui medicina, scienza dei materiali e cosmetica.

Un’applicazione promettente è rappresentata dalla fagoterapia, che utilizza i batteriofagi (o fagi), cioè i virus che infettano specificamente i batteri, per combattere le infezioni batteriche. 
I batteriofagi marini si distinguono come alcune delle opzioni più promettenti e sicure per combattere le infezioni, grazie alla loro notevole specificità, alla potente attività litica e alla capacità di adattarsi a condizioni acquatiche estreme. 

Questo approccio è particolarmente rilevante nell’acquacoltura, un settore in cui l’abuso di antibiotici è una preoccupazione crescente. 

Lontani dall’essere semplici agenti patogeni, i virus marini svolgono ruoli cruciali nell’ambiente marino, regolando l’abbondanza e la diversità microbica, riciclando i nutrienti e influenzando i cicli biogeochimici. Pur essendo incredibilmente numerosi, la maggior parte di questi virus è innocua per l’uomo e, anzi, indispensabile per l’equilibrio dei nostri mari.