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Composé de 91 milliards de bases, il est environ 30 fois plus grand que le génome humain, mais ne contient pas plus de gènes, environ 20 000. L'essentiel de ce génome est constitué d'ADN non codant, parfois qualifié d'"ADN poubelle", dont la fonction reste en grande partie inconnue.
Les dipneustes, dont L. paradoxa, sont souvent qualifiés de "fossiles vivants" car ils ressemblent beaucoup à leurs ancêtres anciens. Depuis 2018, les biologistes évolutifs Axel Meyer et Manfred Schartl, de l'Université de Würzburg, tentent de décrypter les génomes de ces poissons pour mieux comprendre l'évolution des vertébrés. Après avoir séquencé le génome du dipneuste australien, ils se sont tournés vers le dipneuste sud-américain, dont le génome est deux fois plus grand que celui de ses cousins africains et australiens.
La majorité de ce vaste génome est composée d'éléments transposables, aussi appelés "gènes sauteurs". Ces séquences d'ADN sont capables de se copier et de s'insérer à différents endroits du génome. Chez L. paradoxa, environ 90 % du génome est constitué de ces séquences répétitives, comparativement à environ 40 % chez l'humain. Cette prolifération d'ADN transposable s'expliquerait par la perte de certains gènes essentiels, habituellement chargés de réguler et de limiter la multiplication de ces éléments.
La conséquence de cette expansion génomique est que 18 des 19 chromosomes de L. paradoxa ont chacun une taille supérieure à celle de l'ensemble du génome humain, ce qui entraîne un coût énergétique important pour la réplication et le maintien de cette énorme quantité d'ADN. Néanmoins, un génome plus grand peut parfois conférer un avantage adaptatif, en modifiant l'activité des gènes selon les conditions environnementales.
Bien que L. paradoxa détienne actuellement le record du plus grand génome animal, il est possible que d'autres espèces, comme le dipneuste marbré (Protopterus aethiopicus), puissent rivaliser une fois leur génome séquencé. Ces découvertes offrent un éclairage précieux sur les mécanismes génétiques qui ont permis à ces poissons de s'adapter à leur environnement au fil des millions d'années.