O genoma de 11 bilhões de pares de bases da lula-vampiro Vampyroteuthis infernalis

A esquiva “lula-vampiro do inferno” acaba de render o maior genoma de cefalópode já sequenciado: um monstro com mais de 11 bilhões de pares de bases - mais que o dobro do tamanho dos maiores genomas de lulas conhecidos.

Escondida na sua combinação de A, T, G e C, havia uma narrativa evolutiva profunda. Mesmo não sendo, de fato, uma lula, Vampyroteuthis infernalis manteve uma arquitectura cromossómica surpreendentemente parecida com a de lulas - um arranjo que, há muito tempo, era partilhado com o ancestral dos polvos e das lulas modernas.

A lula-vampiro é um ramo fascinante que insiste em permanecer preso à árvore genealógica dos cefalópodes. Ela não é lula nem polvo (e muito menos vampira): trata-se do último e solitário remanescente de uma linhagem antiga, cujos outros integrantes desapareceram há muito.

A lula-vampiro (Vampyroteuthis infernalis) como “fóssil vivo”

Em vários aspectos, muitos a consideram um “fóssil vivo”, com origens que remontam a cerca de 183 milhões de anos. Ela preserva muitas características dos seus antepassados, além das adaptações necessárias para prosperar no fundo do mar como necrófaga, em condições de pouca luz.

Vestígios vestigiais de estruturas corporais e de traços que a lula-vampiro partilha com lulas, polvos e sépias levaram cientistas a suspeitar que ela também poderia guardar pistas genéticas sobre as origens, ainda enigmáticas, desses animais - antes de todos se separarem evolutivamente, há cerca de 300 milhões de anos.

“O vampyroteuthis fica 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 diferentes puderam surgir a partir de um ancestral partilhado.”

Um genoma gigantesco obtido a mais de 600 metros

Apesar de tímida e difícil de observar, vivendo em condições extremamente hostis para humanos a profundidades superiores a 600 metros (2,000 feet), os investigadores tiveram sorte: conseguiram um exemplar capturado acidentalmente como captura acessória pelo navio de pesquisa da Universidade Tokai, o T/V Hokuto, durante actividades na Baía de Suruga.

Quando sequenciaram o DNA, ficaram impressionados com o tamanho do genoma, estimado entre 11 e 14 gigabases. Para comparar, o genoma da lula costeira de barbatana longa (Doryteuthis pealeii) tem 4.4 gigabases; o da lula-bobtail havaiana (Euprymna scolopes), 4.9 gigabases; e o antigo recordista entre os cefalópodes, a sépia-comum (Sepia officinalis), 5.5 gigabases.

Os genomas de polvos, por sua vez, são ainda menores: o do polvo-californiano de duas manchas (Octopus bimaculoides) é de 2.2 gigabases; o do polvo-comum do Leste Asiático (Octopus sinensis), de 2.6 gigabases; e o do polvo-comum (Octopus vulgaris), de 2.7 gigabases.

Em outras palavras, o genoma da lula-vampiro pode ser várias vezes maior do que o de lulas e polvos.

Um detalhe chamativo é que 62 percent desse genoma é composto por elementos repetitivos - trechos de DNA que se repetem inúmeras vezes e aumentam o tamanho total sem acrescentar novas sequências codificadoras.

Comparações entre cefalópodes e a arquitectura cromossómica

Na sequência, os autores colocaram o genoma da lula-vampiro lado a lado com genomas já sequenciados de outros cefalópodes, incluindo lulas e sépias de 10 braços (decapodiformes), polvos de oito braços (octopodiformes), um náutilo e alguns outros moluscos.

Eles também sequenciaram o genoma do argonauta lamacento, extremamente peculiar (Argonauta hians), um polvo em que as fêmeas exibem uma concha externa.

As comparações indicaram que, embora a lula-vampiro seja um octopodiforme de oito braços, ela preserva partes da estrutura cromossómica dos seus parentes de 10 braços, os decapodiformes. Ao mesmo tempo, a análise de diferentes genomas de polvos mostrou que, no início da sua história evolutiva, os polvos também apresentavam uma organização cromossómica semelhante à de lulas.

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

O conjunto desses resultados sugere que os polvos passaram por uma fase inicial de mistura cromossómica acelerada, enquanto os cromossomos das lulas-vampiro permaneceram em grande parte inalterados - mesmo com o genoma a expandir-se enormemente.

Essas descobertas colocam a lula-vampiro como uma potencial Pedra de Roseta para decifrar e interpretar a evolução dos cefalópodes.

“A lula-vampiro preserva uma herança genética que antecede ambas as linhagens [lulas e polvos]”, diz a geneticista Emese Tóth, da Universidade de Viena. “Ela permite observar directamente os estágios mais antigos da evolução dos cefalópodes.”

A pesquisa foi publicada na iScience.