Witek Morek examina uma velha parede de tijolos e sílex no campus Cambridgeshire do Instituto Wellcome Sanger.

“Vamos usar uma ferramenta muito avançada projetada por bioengenheiros e desenvolvida ao longo de milhões de anos – a mão humana – e pegar um pouco de musgo e colocá-lo em um envelope”, diz ele.

Esta é a caça aos tardígrados, o primeiro pequeno passo num enorme e ambicioso esforço científico: sequenciar os genomas de toda a vida na Terra.

Acompanhado pelo professor Mark Blaxter, que dirige o programa Árvore da Vida do instituto, Morek, pesquisador de pós-doutorado e especialista em tardígrados, continua coletando líquen de uma nogueira no exuberante campus, antes de retornar ao laboratório com suas amostras.

Em 1998, o verme nematóide milimétrico foi o primeiro animal a ter todo o seu genoma sequenciado. O genoma humano foi sequenciado pela primeira vez apenas cinco anos depois, embora só tenha sido totalmente concluído em 2021.

Um genoma são as instruções para a criação de um animal, escritas em um código químico conhecido como DNA. A genômica olha além dos genes para todo o DNA que se encontra entre os genes. O estabelecimento de “genomas de referência” para as espécies pode ajudar os cientistas a estudar melhor a biologia e a evolução dos organismos, bem como a identificar novos medicamentos e compostos.

O sequenciamento do genoma levou anos. Blaxter sequenciou 18 genomas ao longo de 25 anos de estudo no início de sua carreira. Agora, o programa Árvore da Vida sequencia 48 por semana, graças aos avanços na tecnologia de sequenciamento. Até agora, ele sequenciou 2.600 genomas, de baleias a fungos, concentrando-se principalmente em espécies britânicas e irlandesas.

E agora é a vez dos tardígrados microscópicos – o popular vencedor da competição Guardião Invertebrado do Ano do ano passado.

Cerca de 1.500 espécies de tardígrados – cujo nome significa “caminhante lento” – foram identificadas até agora em todo o mundo. Eles são conhecidos por serem indestrutíveis, capazes de sobreviver ao calor, ao frio extremo e até mesmo a um feitiço no espaço. Isto se deve à sua capacidade de secar e entrar em animação suspensa, até que a água os acorde novamente.

Morek inicia o processo de sequenciamento colocando as amostras de musgo e líquen que coletou em um copo d’água. Trinta minutos depois, os tardígrados estão se movendo.

Ele coloca pequenos pedaços de musgo no microscópio e logo identifica o tardígrado. Ele balança suas pernas gordinhas. Este “porco musgo” é um tardígrado transparente de tamanho médio, com cerca de 350 micrômetros de comprimento (um fio de cabelo humano tem 50 micrômetros de diâmetro). Ele comeu recentemente: Morek pode ver o conteúdo de seus intestinos.

Morek, que até agora coletou cerca de 20 dos 50 tardígrados da lista britânica (que ele diz ser uma “grande subestimação” do número total de espécies), precisará ver seus ovos para identificar esta espécie exata. Alguns tardígrados têm ovos lisos; outros apresentam formato de cogumelo, cônico ou em forma de agulha na superfície.

Os tardígrados podem ser “carnívoros vorazes, perseguindo nematóides e comendo-os como espaguete”, diz Morek. Mas também revela como eles podem demonstrar cuidado parental. A mãe às vezes elimina a cutícula (pele) com os ovos com segurança dentro da pele eliminada. Mas ela mantém a cutícula presa às pernas até os ovos eclodirem.

Morek faz uma lâmina temporária – colocando o tardígrado entre o vidro – para confirmar a sua taxonomia o mais fielmente possível. Isto deve ser temporário, pois a água irá evaporar e o tardígrado poderá ser esmagado pelo vidro.

O tardígrado é mantido vivo e transferido em um tubo plástico com código de barras. Isso é congelado para sequenciamento posterior – armazenado nos freezers especiais de porta dupla do laboratório, ajustados a -71°C.

Existem quatro genomas de tardígrados de alta qualidade depositados em bases de dados públicas, Morek está trabalhando em estreita colaboração em outros 14 e cerca de 50 espécies estão no congelador aguardando sequenciamento.

Antes de extrair DNA para sequenciamento, Witek deve “interromper manualmente” sua amostra. Ele pode cortar manualmente um tardígrado de 200 micrômetros ou usar uma forma de esmagar um bloco de gelo quando congelado.

Um tardígrado contém uma pequena quantidade de DNA, apenas 200 a 500 picogramas (um picograma equivale a um trilionésimo de grama). Antigamente, os investigadores tinham de reunir 1.000 tardígrados para obter ADN suficiente, um processo difícil que era impossível com espécies raras ou difíceis de encontrar. Outra estratégia é utilizar uma única fêmea para produzir um grande número de clones genéticos.

Mas o Wellcome Sanger Institute adota uma abordagem diferente: as entradas de picogramas do protocolo de sequenciamento multimodal.

Com esta técnica, o DNA genômico e o RNA são extraídos dos tardígrados e separados em dois tubos. Os pesquisadores então usam a reação em cadeia da polimerase (PCR) para amplificar esses fragmentos e criar material suficiente.

A qualidade do DNA produzido é verificada e as amostras são entregues à equipe de operações científicas do instituto. Após o sequenciamento, os dados ficam disponíveis no cluster de computadores do instituto. A sequência em si consiste em milhões de longas cadeias dos quatro tipos de bases encontradas na molécula de DNA: adenina, citosina, guanina e timina (ACTG).

Felizmente para os investigadores tardígrados, os genomas tardígrados são pequenos – 30 vezes mais pequenos que o genoma humano. Embora o processo de PCR seja complexo, os cientistas precisam de menos dados para montar um genoma tardígrado.

Para Morek, o sequenciamento do tardígrado ajudará a revelar como as espécies estão relacionadas entre si. Incrivelmente, alguns tardígrados estão separados por 550 milhões de anos de evolução.

Mas a sequenciação do genoma também pode revelar como os superpoderes dos tardígrados – como a resistência ao congelamento (cribiose), a resistência à falta de oxigénio (anoxibiose) e a capacidade de sobreviver repetidamente à dessecação (anidrobiose) – podem ajudar-nos.

“E como a maior parte da vida neste planeta é pequena, como os tardígrados, esta nova abordagem à sequenciação do genoma promete abrir as comportas para a sequenciação de toda a vida”, diz Blaxter. “Esses genomas, por sua vez, abrirão novas ideias e oportunidades na biomedicina e na biotecnologia”.

Através do sequenciamento, os cientistas podem identificar os genes e proteínas necessários para esses processos. Se uma determinada proteína é fundamental na anidrobiose, podemos utilizá-la para produzir vacinas tolerantes à seca ou adicioná-la às culturas para torná-las mais tolerantes à seca?

“Há muitas questões de pesquisa”, diz Morek. “Quanto mais sabemos, mais perguntas fazemos. É uma história sem fim.”

O Invertebrado do Ano está aqui para 2026

Tardígrado venceu no ano passado, mas quem triunfará em 2026? O apito soou para iniciar a terceira competição de invertebrados deste ano.

Nós, criaturas com espinha dorsal, somos uma pequena minoria no mundo animal. Humanos, cães, vacas, pássaros, peixes – podemos pensar que somos governantes planetários, mas não o somos. Representamos apenas 5% do mundo animal da Terra; mas, por outro lado, existem pelo menos 1,3 milhões de espécies de invertebrados para escolher.

Queremos que você indique sua criatura covarde favorita para o imensamente popular festival anual dos Guardiões, que celebra a maravilha e a importância dos invertebrados do mundo. Sem os esforços sem precedentes dos nossos vizinhos desconhecidos – caracóis, aranhas, esponjas, corais, bivalves, vespas e caranguejos – o grandioso edifício que é a civilização humana entraria em colapso.

Eles são nossos polinizadores, construtores de solo, portadores de fertilidade, purificadores de água, predadores e controladores de pragas. Alguns invertebrados ainda podem causar estragos no mundo humano, mas como disse o lendário biólogo EO Wilson: “É verdade que precisamos de invertebrados, mas não precisamos deles”.

Por favor, indique seu invertebrado favorito aqui. Nossos escritores selecionarão 10 e traçarão o perfil deles, e anunciaremos o seu favorito no dia 17 de agosto.