A lula-vampiro do inferno entrega o maior genoma de cefalópode já sequenciado

A esquiva lula-vampiro do inferno (Vampyroteuthis infernalis) acaba de revelar o maior genoma de cefalópode já decodificado: um verdadeiro colosso com mais de 11 bilhões de pares de bases, superando com folga os genomas das maiores lulas conhecidos até aqui.

No meio dessa combinação de A, T, G e C, os cientistas encontraram uma narrativa evolutiva profunda. Mesmo não sendo uma lula de fato, a lula-vampiro preserva uma arquitetura cromossômica surpreendentemente parecida com a das lulas - um arranjo que teria sido compartilhado, em tempos muito antigos, com o ancestral comum dos polvos e das lulas modernas.

Vida nas profundezas: por que ela é tão difícil de estudar

Discreta e rara de se observar, a lula-vampiro vive em um ambiente extremamente hostil para humanos, em profundidades acima de 600 metros (cerca de 610 m). Ainda assim, os pesquisadores tiveram sorte: conseguiram um exemplar obtido por captura incidental (quando o animal vem junto sem ser alvo da pesca) durante atividades do navio de pesquisa T/V Hokuto, da Universidade Tokai, na Baía de Suruga, no Japão.

Esse acesso foi crucial para viabilizar o sequenciamento do DNA e permitir uma comparação direta com outros cefalópodes já estudados.

Um genoma gigantesco: 11 a 14 gigabases

Ao sequenciar o material genético, a equipe se deparou com um tamanho de 11 a 14 gigabases (Gb) - um intervalo que colocou o animal muito acima de lulas, sépias e polvos já analisados.

A seguir, os números usados na comparação com outras espécies:

Grupo / espécie	Tamanho do genoma
Lula costeira de nadadeira longa (Doryteuthis pealeii)	4,4 Gb
Lula-bobtail havaiana (Euprymna scolopes)	4,9 Gb
Sépia-comum (Sepia officinalis) - recorde anterior entre cefalópodes	5,5 Gb
Polvo-de-duas-manchas-da-Califórnia (Octopus bimaculoides)	2,2 Gb
Polvo-comum do Leste Asiático (Octopus sinensis)	2,6 Gb
Polvo-comum (Octopus vulgaris)	2,7 Gb

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

Elementos repetitivos: 62% do genoma “copiado e colado”

Um aspecto chamou atenção: cerca de 62% do genoma é formado por elementos repetitivos, isto é, trechos de DNA que se repetem muitas vezes. Esse tipo de sequência pode “inflar” o tamanho total do genoma sem necessariamente acrescentar novas regiões codificadoras (aquelas que viram proteínas).

Do ponto de vista prático, essa abundância de repetições também ajuda a explicar por que genomas muito grandes podem ser mais desafiadores de montar e interpretar: é como organizar um livro imenso em que milhares de páginas são versões quase iguais umas das outras, exigindo estratégias robustas de análise para distinguir o que é repetição e o que é sequência única.

Um ramo raro na árvore dos cefalópodes (e um “fóssil vivo” em certos aspectos)

A lula-vampiro ocupa um lugar singular na história evolutiva dos cefalópodes. Ela não é polvo, não é lula (e também não é “vampiro”); trata-se do último sobrevivente de uma linhagem antiga, cujos demais representantes desapareceram há muito tempo.

Por isso, muitas pessoas a descrevem como um “fóssil vivo” em alguns sentidos: estima-se que sua linhagem remonte a cerca de 183 milhões de anos, mantendo várias características herdadas dos ancestrais, além das adaptações necessárias para prosperar como necrófaga das profundezas em um ambiente escuro.

Vestígios de estruturas e traços corporais que ela compartilha com lulas, polvos e sépias já haviam levado cientistas a suspeitar que esse animal poderia guardar pistas genéticas sobre as origens desses grupos - antes de eles se separarem, há cerca de 300 milhões de anos.

Comparações genômicas: lulas, sépias, polvos, náutilo e o argonauta lamacento

Após obter o genoma da lula-vampiro, os pesquisadores o colocaram lado a lado com genomas já sequenciados de outros cefalópodes, incluindo:

• lulas e sépias de dez braços (os decapodiformes);
• polvos de oito braços (os octopodiformes);
• um náutilo;
• e ainda alguns outros moluscos.

Além disso, o grupo também sequenciou o genoma do argonauta lamacento (Argonauta hians), um polvo particularmente incomum cujas fêmeas possuem uma concha externa.

Esse conjunto de comparações foi essencial para entender não apenas “quem é parente de quem”, mas principalmente como os cromossomos mudaram ao longo do tempo dentro dos cefalópodes.

Arquitetura cromossômica tipo lula no genoma da lula-vampiro (Vampyroteuthis infernalis)

As análises indicaram que, embora a lula-vampiro seja um octopodiforme (de oito braços), ela conserva partes da estrutura cromossômica típica de seus parentes de dez braços, os decapodiformes.

Em paralelo, a comparação entre diferentes genomas de polvos mostrou que, no início de sua história evolutiva, os polvos também exibiam uma organização cromossômica semelhante à das lulas.

Segundo o genomicista Oleg Simakov, da Universidade de Viena, a lula-vampiro está posicionada justamente na zona de transição entre polvos e lulas. Reescrevendo a ideia expressa por ele, o genoma desse animal expõe segredos evolutivos antigos sobre como duas linhagens tão diferentes puderam surgir a partir de um mesmo ancestral.

“Fusão com mistura” nos polvos e por que a lula-vampiro vira uma “Pedra de Roseta” evolutiva

Com o passar do tempo, nos polvos, aquela organização cromossômica mais compacta acabou sendo compactada e fundida com elementos cromossômicos do tipo “polvo”. Esse caminho, descrito como um processo irreversível de fusão com mistura, pode ter contribuído para impulsionar adaptações especializadas dos polvos.

Os dados sugerem, portanto, que os polvos atravessaram um estágio inicial de mistura cromossômica acelerada, enquanto os cromossomos da lula-vampiro permaneceram em grande parte estáveis, mesmo com o genoma aumentando enormemente de tamanho.

Por isso, o animal passa a funcionar como uma espécie de “Pedra de Roseta” para decifrar a evolução dos cefalópodes: ele ajuda a interpretar como a base cromossômica ancestral foi sendo remodelada de maneiras distintas em lulas, sépias e polvos.

A genomicista Emese Tóth, também da Universidade de Viena, resume (em essência) que a lula-vampiro preserva uma herança genética anterior às linhagens de lulas e polvos, oferecendo uma janela direta para os estágios mais iniciais da evolução dos cefalópodes.

A pesquisa foi publicada na revista iScience.