Uma pequena samambaia, encontrada apenas em algumas ilhas do Pacífico, possui mais de 100 metros de DNA em cada célula, superando qualquer outro organismo conhecido. Para imprimir o genoma humano completo, seriam necessários 220 livros grandes. Já para a samambaia Tmesipteris oblanceolata, encontrada em ilhas do Pacífico, seriam necessários quase 11.000 livros, segundo Jaume Pellicer, do Instituto Botânico de Barcelona, e sua equipe. Cada célula dessa samambaia contém 321 bilhões de pares de bases de DNA, o que, se estendido em linha reta, alcançaria cerca de 105 metros. Em comparação, o genoma humano tem pouco mais de 6 bilhões de pares de bases, ou cerca de 2 metros de DNA por célula, ou seja, 50 vezes menos.
Anteriormente, o maior genoma conhecido era o da planta japonesa Paris japonica, com 298 bilhões de pares de bases. Entre os animais, o maior genoma registrado é o do peixe-pulmão mármore (Protopterus aethiopicus), com 260 bilhões de pares de bases. T. oblanceolata é uma planta rara, crescendo apenas em algumas ilhas da Nova Caledônia e Vanuatu. Em 2023, Pellicer e sua equipe coletaram amostras na Nova Caledônia. Eles determinaram o tamanho do genoma extraindo os núcleos das células dos caules, tingindo o DNA com um corante fluorescente e medindo a intensidade da luz enquanto os núcleos passavam por um detector.
Ele explica que duas razões justificam os genomas massivos em algumas plantas: a presença de múltiplos conjuntos de cromossomos e a incapacidade de controlar o crescimento de transposons – parasitas genéticos que copiam e colam a si mesmos, expandindo rapidamente o genoma. Ter um genoma tão grande é uma desvantagem. “Tudo demora mais”. “Cada divisão celular requer replicar todo o DNA, o que consome mais tempo.” Além disso, células maiores são necessárias para acomodar tanto DNA, e os poros nas folhas e caules (estômatos) respondem mais lentamente às mudanças ambientais. Segundo Pellicer, plantas que não controlam os transposons tendem a se extinguir, o que explica a raridade de tais genomas massivos. T. oblanceolata pode sobreviver devido à menor competição nas pequenas ilhas onde cresce.
Os pesquisadores planejam sequenciar apenas uma parte do genoma da samambaia, devido à falta de poder computacional para analisar todo o genoma, que é muito grande e repetitivo. “É emocionante descobrir novos limites para o tamanho dos conteúdos de DNA nuclear”, comenta Ryan Gregory, da Universidade de Guelph, no Canadá. No entanto, há debate sobre como definir o tamanho do genoma. Alguns especialistas sugerem que deveria ser o tamanho de um conjunto de cromossomos, o que daria o recorde ao peixe-pulmão mármore. Muitos biólogos definem o tamanho do genoma como a quantidade de DNA nas células de ovo, pólen ou esperma, que é metade da quantidade nas células normais. Por essa definição, o genoma de T. oblanceolata teria 160,45 bilhões de pares de bases.