O genoma recorde de Vampyroteuthis infernalis ultrapassa 11 mil milhões de pares de bases

A esquiva "lula-vampiro do inferno" acaba de revelar o maior genoma de cefalópode alguma vez sequenciado: um colosso com mais de 11 mil milhões de pares de bases - mais do que o dobro dos maiores genomas de lulas conhecidos.

Por entre a mistura de A, T, G e C, os cientistas encontraram uma história evolutiva profunda. Embora não seja, na realidade, uma lula, a Vampyroteuthis infernalis manteve uma arquitectura cromossómica surpreendentemente semelhante à das lulas - uma organização que, há muito tempo, era partilhada com o antepassado das lulas e dos polvos modernos.

A lula-vampiro é um ramo fascinante que se agarra com tenacidade à árvore genealógica dos cefalópodes. Não é uma lula, nem um polvo (nem um vampiro): é, isso sim, o último e solitário vestígio de uma linhagem antiga cujos restantes membros desapareceram há muito.

Em certos aspectos, muitos consideram-na um "fóssil vivo": remonta a cerca de 183 milhões de anos e conserva várias características dos seus antepassados, além das adaptações de que precisou para prosperar, no escuro, como necrófaga das profundezas.

Vestígios residuais de estruturas corporais e traços que a lula-vampiro partilha com lulas, polvos e chocos levaram os cientistas a suspeitar que esta espécie também poderia guardar informação genética sobre as origens ainda enigmáticas destes animais, antes de divergirem há cerca de 300 milhões de anos.

"A lula-vampiro está exactamente na interface entre polvos e lulas", afirma o geneticista Oleg Simakov, da Universidade de Viena. "O seu genoma revela segredos evolutivos profundos sobre como duas linhagens tão marcadamente diferentes puderam emergir a partir de um antepassado comum."

Um genoma gigantesco e altamente repetitivo

Ao sequenciarem o ADN, os investigadores ficaram espantados com a dimensão do genoma, estimada entre 11 e 14 gigabases. Para comparação:

• Lula-de-barbatana-longa costeira (Doryteuthis pealeii): 4,4 gigabases
• Lula-bobtail havaiana (Euprymna scolopes): 4,9 gigabases
• Choco-comum (Sepia officinalis), anterior detentor do recorde de maior genoma de cefalópode conhecido: 5,5 gigabases

Os genomas de polvos são ainda mais pequenos:

• Polvo-de-duas-manchas da Califórnia (Octopus bimaculoides): 2,2 gigabases
• Polvo-comum do Leste Asiático (Octopus sinensis): 2,6 gigabases
• Polvo-comum (Octopus vulgaris): 2,7 gigabases

Isto significa que o genoma da lula-vampiro pode ser várias vezes maior do que os genomas de lulas e polvos.

Um detalhe particularmente relevante é que 62% do genoma é composto por elementos repetitivos: sequências de ADN que se repetem continuamente, aumentando o tamanho total sem introduzir novas sequências codificantes.

A amostra: uma captura acessória a mais de 600 metros

Apesar de ser tímida e difícil de encontrar, vivendo em condições extremamente hostis para humanos a profundidades superiores a 600 metros (2.000 pés), os investigadores tiveram a sorte de obter um exemplar capturado acidentalmente como captura acessória pelo navio de investigação da Universidade de Tokai, o T/V Hokuto, durante actividades na Baía de Suruga.

O que o genoma de Vampyroteuthis infernalis diz sobre a evolução dos cefalópodes

Depois, a equipa comparou o genoma da lula-vampiro com genomas já sequenciados de outros cefalópodes, incluindo lulas e chocos de 10 braços (decapodiformes), polvos de oito braços (octopodiformes), um náutilo e alguns outros moluscos.

Além disso, os cientistas sequenciaram também o genoma do estranhíssimo argonauta-lodoso (Argonauta hians), um polvo cujas fêmeas apresentam uma concha externa.

As comparações mostraram que, embora a lula-vampiro seja um octopodiforme de oito braços, preserva partes da estrutura cromossómica típica dos seus parentes de 10 braços, os decapodiformes. Em paralelo, um estudo de diferentes genomas de polvos indicou que, numa fase inicial da sua história evolutiva, os polvos também tinham uma estrutura cromossómica semelhante à das lulas.

Com o passar do tempo, essa organização foi sendo compactada e fundida com elementos cromossómicos de tipo “polvo”, num processo irreversível conhecido como fusão-com-mistura, que pode ter contribuído para impulsionar adaptações especializadas dos polvos.

Este padrão sugere que os polvos passaram por um estádio inicial de mistura cromossómica rápida, ao passo que os cromossomas das lulas-vampiro permaneceram, em grande medida, inalterados - mesmo quando os seus genomas aumentaram drasticamente.

Em conjunto, estes resultados colocam a lula-vampiro como uma potencial Pedra de Roseta para interpretar e compreender a evolução dos cefalópodes.

"A lula-vampiro conserva uma herança genética anterior a ambas as linhagens [lulas e polvos]", afirma a geneticista Emese Tóth, da Universidade de Viena. "Dá-nos uma visão directa das fases mais iniciais da evolução dos cefalópodes."

A investigação foi publicada na iScience.