O maior genoma animal do mundo pertence a um estranho peixe que respira ar

Cientistas sequenciaram o maior genoma animal até o momento, e ele pertence a um peixe parecido com uma enguia que respira ar. O genoma da piramboia (Lepidosiren paradoxa) leva o prêmio com impressionantes 91 bilhões de pares de bases de DNA, de acordo com um estudo publicado na semana passada no periódico Nature. Os peixes-pulmonados interessam aos pesquisadores porque são os parentes vivos mais próximos das primeiras criaturas de quatro patas, que são os ancestrais de todos os vertebrados.

Esses primeiros tetrápodes evoluíram para deixar a água e viver em terra durante o Período Devoniano, entre 419 milhões e 359 milhões de anos atrás. Entre os peixes, os peixes pulmonados são os parentes mais próximos dos humanos.

- "É um verdadeiro enigma como esses peixes conseguem tolerar um genoma tão grande", disse o coautor do estudo Axel Meyer, biólogo da Universidade de Konstanz, na Alemanha.

Anteriormente, muitos dos mesmos pesquisadores decifraram o genoma do peixe-pulmonado-australiano em 2021. Na época, ele era considerado o maior genoma de qualquer animal já sequenciado, com 43 bilhões de pares de bases. A piramboia agora supera o peixe-pulmonado-australiano, ostentando um genoma mais que duas vezes maior. E ele até supera o genoma humano, que tem menos de três bilhões de pares de bases.

- "18 dos 19 cromossomos da piramboia são individualmente maiores do que todo o genoma humano", disse Axel em uma declaração .

Por que o genoma do peixe-pulmonado é tão volumoso? Pesquisadores dizem que é principalmente "DNA lixo" que não serve para muita coisa. Ele vem de sequências de DNA chamadas transposons autônomos, também conhecidos como genes saltadores, que podem se copiar e mudar de posição no genoma ao longo do tempo, fazendo com que ele se expanda.

Esses genes também são comuns em humanos, mas nossa espécie tem mecanismos embutidos para controlá-los. O peixe-pulmonado sul-americano, por sua vez, tem controles muito mais frágeis. Como tal, o genoma da espécie se expande mais rápido do que qualquer criatura conhecida e é desajeitado. A cada dez milhões de anos de sua evolução, o genoma do peixe-pulmonado cresceu pelo tamanho de todo o genoma humano.

Apesar desse rápido crescimento, o DNA do peixe-pulmonado é estável. E sob as circunstâncias certas, esses genes saltadores podem ajudar o peixe a se adaptar a ambientes e condições em mudança. Um genoma que mantém seus dados desorganizados também pode impulsionar a evolução de novos genes.

Ao comparar os genomas de espécies de peixes-pulmonados, a equipe também revelou pistas sobre a evolução de vertebrados de quatro patas. Por exemplo, o peixe-pulmonado-australiano ainda tem as nadadeiras semelhantes a membros que permitiram que seus primeiros parentes se mudassem da água para a terra. As nadadeiras dos peixes-pulmonados-africanos e sul-americanos, no entanto, regrediram para filamentos finos e semelhantes a fios nos últimos 100 milhões de anos.

Eles descobriram que um gene chamado Sonic Ouriço, que recebeu o nome do personagem de videogame e é responsável por formar dedos em criaturas de quatro patas, não está ativo em peixes-pulmonados-africanos e sul-americanos. Encontrar características comuns entre as espécies vivas de peixes-pulmonados pode sugerir quais características podem ter sido compartilhadas com o primeiro ancestral dos tetrápodes.

- "Somente estudando a biologia das linhagens sobreviventes de peixes-pulmonados podemos investigar a base genômica e os mecanismos de desenvolvimento molecular que facilitaram a transição água-terra dos vertebrados", disse o coautor do estudo Igor Schneider, biólogo da Universidade Estadual da Louisiana.

Enquanto a piramboia reina no topo como tendo o maior genoma do reino animal, outros organismos, como plantas, podem ter genomas ainda maiores. Uma pequena samambaia chamada samambaia-bifurcada da Nova Caledônia (Tmesipteris oblanceolata) tem 160 bilhões de pares de bases em seu DNA, tornando-a dona do maior genoma conhecido na Terra.

Por serem peixes-pulmonados, as piramboias conseguem permanecer por longos períodos fora da água. Estima-se que a piramboia que temos no Brasil consiga ficar por cerca de 6 meses fora da água, mas ainda há uma ausência de estudos mais concretos.

Já o peixe-pulmonado-africano (Protopterus annectens), por construir um casulo mucoso que envolve seu corpo dentro da "toca" durante o período de estivação pode ficar de 2 a 3 anos longe da água.