Eli Vieira

Opinião: por que sou um biólogo conservador com a teoria da evolução

Hoje, quero sair do armário como um conservador. Mas, calma lá: é conservadorismo com a teoria da evolução.

Venho acompanhando há mais de 6 anos algumas propostas de reforma da teoria para uma Síntese Evolutiva Estendida.

Para resumir um pouco a história, há alguns biólogos evolutivos que crêem que a chamada Síntese Evolutiva das décadas de 1930 e 1940 deixa de fora fenômenos importantes ao explicar a variedade dos seres vivos e a origem das espécies e suas adaptações.

Chamamos de “síntese” porque houve o encontro de duas teorias da biologia que, à primeira vista, no fim do século XIX e começo do século XX, pareciam incompatíveis. Trata-se da teoria da evolução pela seleção natural, de Charles Darwin, e a teoria da genética de Gregor Mendel. As incompatibilidades foram resolvidas, com o efeito de deixar de lado algumas poucas ideias que não eram essenciais: por exemplo, a ideia do quinto capítulo do Origem das Espécies, de que era possível a herança de características adquiridas durante o desenvolvimento.

A síntese, feita por um punhado de biólogos e estatísticos muito competentes, é que a definição de Darwin para o que é “evolução” – descendência com modificação nas populações dos seres vivos – pode ser entendida, no nível da genética, como a mudança das frequências dos alelos ao longo das gerações. Neste novo contexto a ideia de “aptidão” (fitness) ganhou um sentido, digamos, mais “puro”: há genótipos mais ou menos aptos, e podemos medir a aptidão pela contribuição relativa de cada genótipo para os números de organismos viáveis observados na prole. Com base desse foco nos genes como detentores da informação herdável, a teoria sintética estabeleceu uma definição clara de processo evolutivo – são os processos que alteram em alguma direção o equilíbrio das frequências dos genes ao longo das gerações: seleção natural, deriva genética, mutação e migração.

Esses são os processos básicos, a partir dos quais entendemos mais coisas. Se hoje podemos entender por que motivo há certos sacrifícios de organismos, como o de uma aranha macho que é devorada pela fêmea durante a cópula, é porque reduzimos com sucesso alguns dos fenômenos do nível do organismo ao nível do gene. A aranha macho se sacrifica porque o sacrifício é indiretamente vantajoso para sua prole: ou seja, os genes da aranha estão em vantagem nisso mesmo que a própria aranha não esteja. Esse é um reducionismo saudável para o entendimento do fenômeno. Em ciência, fazer reducionismo é necessário para gerar boas teorias, frequentemente.

Desde a graduação tenho lido textos que propõem que a síntese evolutiva não é suficiente para explicar certas coisas na descendência com modificação. Por exemplo, diz-se que Lamarck foi vingado pela descoberta do fenômeno de herança de características adquiridas pela via da epigenética (marcações periféricas ao genoma que influenciam na expressão dos genes). Diz-se que a construção de nichos (quando o ser vivo altera e constrói seu ambiente, como fazem cupins, castores, árvores, minhocas etc.) não é apenas uma curiosidade, mas um processo ou mecanismo evolutivo (ao lado dos listados acima). Na biologia evolutiva do desenvolvimento, propõe-se que há vieses de plano corporal que influenciam grandemente a forma das adaptações, e que o surgimento da variação sobre a qual age a seleção natural não é realmente aleatório. Também se aponta como novidade a ser abraçada na teoria evolutiva a plasticidade fenotípica – que fenótipos muito díspares podem ser produzidos pelos mesmos genes, e que portanto boa parte da adaptação, especialmente em estágios iniciais, é fruto da agência de organismos e não apenas um produto passivo da retenção de variedade genética selecionada ao longo das gerações.

Tudo isso não é inventado. De fato há exemplos descritos de cada uma dessas coisas. O que se disputa são as interpretações. Eu estive numa palestra do Kevin Laland, um dos principais teóricos em construção de nicho, por exemplo, em que ele propôs que o foco da biologia evolutiva no processo evolutivo da seleção natural é um acidente histórico: que, se recomeçássemos o filme da história da biologia, a construção de nicho teria igual probabilidade de ter sido o primeiro processo evolutivo descrito pelos biólogos, pois é tão importante quanto a seleção natural.

Eu não concordo. Não vejo na construção de nicho nada que lembre um processo evolutivo, mas fenômenos periféricos aos fenômenos relacionados à descendência com modificação, mais contingentes que ela. Uma coleção limitada de exemplos de construção de nicho, por mais que deixe claro que pode ser dramática a ação dos organismos sobre sua própria evolução, por conta de como alteram o ambiente e o deixam como herança para as próximas gerações – a oxigenação da atmosfera terrestre deve ser o exemplo mais dramático disso – deixa também difícil abstrair algo para ser generalizado a todos os seres vivos como atores dessa construção e não alvos passivos da ação de alguns poucos. Li alegações de que até no contexto da origem das primeiras formas de vida, a construção de nicho ocorria. Eu acho que isso é uma expansão desnecessária de um conceito importante. Em qualquer espaço finito em que temos seres vivos evoluindo, haverá necessariamente modificação do ambiente. Não acho que valoriza o conceito de construção de nicho ou a importância desse fenômeno na história da vida alegar que o elaborado ritual de construção de barragens dos castores é basicamente a mesma coisa que o ambiente ser modificado pelas excretas de bactérias – e que isso é um “processo/mecanismo” evolutivo. Ver isso como um processo evolutivo traz uma certa obscuridade. Teorias servem para generalizar, descrever padrões que se aplicam a no mínimo (no contexto da biologia) fenômenos que ocorrem à grande maioria das espécies – para que então as generalizações possam fazer previsões com boa chance de acerto. Enquanto posso imaginar algumas previsões a serem feitas pelos processos da deriva genética e da seleção natural, por exemplo, não vejo de forma tão clara que tipo de previsão (surpreendente, pra usar a qualificação de Lakatos) seria gerada por um “mecanismo” da construção de nicho: a “previsão” de que o ambiente será modificado quando certo processo de adaptação ocorrer ou não se qualifica como previsão de fato ou não é uma previsão surpreendente.

Sobre as propostas de englobar a herança “inclusiva”, com a epigenética, até hoje, como dizem os conservadores que publicaram na Nature, não se observou característica (fenótipo) cuja base fosse estritamente epigenética e divorciada da sequência dos genes. Inclusive, as enzimas que fazem as mudanças epigenéticas são em si codificadas por genes. Não entendo por que motivo Eva Jablonka e Marion Lamb pensam que a epigenética tem algo a ver especificamente com Lamarck, quando o próprio Darwin defendia que a modificação de características durante a história de vida fosse herdável, e Lamarck, talvez mais que Darwin, estava mais interessado em explicar mudanças macroevolutivas. Não tenho notícia também de qualquer novidade evolutiva como as de interesse de Lamarck – por exemplo, a modificação dos pés das aves de acordo com seus “hábitos” (nichos ecológicos) – que tenha sido melhor explicada por força da herança de características adquiridas pelas vias da epigenética.

Sobre essas e as outras propostas de modificação da teoria da evolução, eu creio que os conservadores estão com a razão: os fenômenos envolvidos são todos muito interessantes, a maioria deles requer mais estudos para sabermos até que ponto são frequentes entre as espécies e quão profundamente são influentes na história da vida. Mas não são novidade que tenha o mérito de gerar algo que mereça ser visto como teoria nova.

Penso que no campo dos reformadores há alguns problemas de natureza filosófica: (1) uma noção mais rigorosa do que é teoria científica, para justificar que a teoria sintética seja modificada e ao mesmo tempo justificar que não esteja apenas sendo enriquecida por pesquisas de ponta nesses fenômenos; (2) uma noção mais rigorosa de processo/mecanismo evolutivo, pois não parece que o que estão propondo se qualifique como tal. Há também o problema de rotina de pesquisa: é preciso ter um corpo maior de evidências e uma amplitude filogenética/taxonômica maior para determinar que certos fenômenos sejam tão importantes quanto alegam ser (aqui merecem ser citados os vieses de desenvolvimento e as alegações de origem direcionada da variação).

Em time que está ganhando não se mexe. Concordo em não deixar que tudo na biologia evolutiva seja feito com uma “viseira molecular no nível do gene”, e me entusiasmo com as novas fronteiras sendo abertas na biologia moderna, mas casa em que se confunde fundação com argamassa, pilar com azulejo, não para em pé.

Referências para dois debates relevantes:

1. Laland, K. et al. 2014 Does evolutionary theory need a rethink? Nature 514, 161–164. (doi:10.1038/514161a) Disponível aqui.
2. Scott-Phillips, T. C., Laland, K. N., Shuker, D. M., Dickins, T. E. & West, S. A. 2014 The Niche Construction Perspective: A Critical Appraisal. Evolution 68, 1231–1243. (doi:10.1111/evo.12332) Disponível aqui.
Crédito da imagem: moeda de 25 centavos de Euro astríaca lançada em janeiro de 2014. Design de Helmut Andexlinger. Foto de NobbiP.

BREVE (Estratégias reprodutivas robóticas)

Artigo de The Economist na Carta Capital deste último final de semana intitulado “Robocópula” relata

experimentos fascinantes com robôs e programas computacionais com a finalidade de pesquisar a evolução de estratégias múltiplas de reprodução, ou polimorfismo reprodutivo em populações de uma mesma espécie. No caso dos robôs, trocando informação na forma de radiação infravermelha simulando permuta de genes quando ficam frente a frente a uma distância de 30 cm um do outro.

No computador, uma população virtual e ¨fontes de energia¨ (alimentos) foram introduzidas através de uma programação adequada em que obriga-se os ¨indivíduos¨ a interagirem uns com os outros e a procurarem alimentação nas fontes. Após 1000 gerações (!!) com o programa rodando durante uma semana a população estabilizou em 25% de ¨caçadores¨ (aqueles que passam a maior parte do tempo procurando alimentos) e 75% de ¨rastreadores¨ (aqueles que ignoram seus estoques de energia e passam a maior parte do tempo ¨copulando¨). Este é uma resultado decididamente sensacional pois indica que os ¨rastreadores¨ conseguiram, em média, produzir um número bem maior de descendentes do que os seus competidores ¨caçadores¨ ao longo do tempo.

Esses experimentos foram efetuados por um pesquisador na Unidade de Computação Neural, Stefan Elfwin, do instituto de ciência tecnologia de Okinawa, no Japão, sob a supervisão de Kenji Doya. O trabalho foi publicado da revista científica PloS ONE.

——————————————————————-

Para saber mais:

Crédito das Figuras:

OIST

Efeito Fundador: Histórias Pessoais da Genética no Brasil

Efeito Fundador, da VERTE Filmes, conta a história do Departamento de Genética da UFRGS, grupo pioneiro no estudo desta ciência no Rio Grande do Sul. Através de depoimentos de cientistas como Francisco Mauro Salzano, Antônio Rodrigues Cordeiro e Irajá Damiani Pinto, o documentário de média-metragem percorre a história da genética no Rio Grande do Sul e no Brasil.

Uma Breve História da Vida

Comprei e terminei de ler o ¨História da Vida ¨, objeto de comentários e observações de Rodrigo Veras em sua mensagem de blog abaixo entitulada  ¨O pavio filogenético e a explosão cambriana não se fundem ¨. O autor, o geólogo e paleontólogo Michael J. Benton realiza a façanha de descrever em 8 capítulos as principais fases de transição macroevolutivas cobrindo um período de aproximadamente 4 bilhões de anos do maior de todos os épicos naturais de que temos conhecimento, a origem e a evolução dos sêres vivos na Terra. Em um estilo conciso e cauteloso em muitas passagens, achei o livro particularmente adequado ao leitor interessado no assunto e que não dispõe de muito tempo para ler e pesquisar. A seguir destaco um trecho do livro que achei dos mais interessantes e que ilustra o estilo do autor e que sinaliza para uma leitura de grande prazer. No cap. 7, entitulado ¨ A Origem dos Ecossistemas Modernos ¨ e referindo-se à assim denominada ¨ Revolução Marinha do Mesozoico ¨ o autor escreve ( pag. 154 ) :

¨ Os perversos novos modos de predação parecem ter estimulados o surgimento de novos grupos de animais no fundo do mar que quebravam, esmagavam e perfuravam suas presas. Os ancestrais do caranguejos e lagostas surgiram no Cretáceo Inferior, e eles mordiam e rachavam as conchas e os equinodermos. Apareceram novos tipos de trituradores de conchas, os durófogos, incluindo os placodontes doTriássico, bem como uma ampla gama de peixes e répteis esmagadores de conchas do Jurássico e do Cretáceo. Alguns gastrópodes perversos, essencialmente búzios, desenvolveram capacidades de perfuração extraordinárias. A perfuração de conchas é um modo eficiente de predação, mas novos grupos no Cretáceo refinaram essa habilidade para novos níveis. O gastrópode usa tanto meios químicos quanto físicos para cortar um buraco no escudo de sua presa e depois sugar o conteúdo. Ele pode secretar ácidos diluídos, que queimam a casca de carbonato de cálcio, ou usar a rádula com dentes, uma espécie de língua, para limar um buraco. Outros predadores martelavam suas presas contra superfícies e depois as espetavam e as sugavam por suas aberturas naturais, engolindo-as inteiras , ou arrancavam a carne da concha ¨.

 

Termino esta breve mensagem por aqui. Ao leitor interessado recomendo fortemente que leia antes o post de Rodrigo citado acima que comenta e corrige um erro de tradução no fundamental e controverso assunto da chamada ¨Explosão Cambriana¨. Por fim, preparem-se para uma agradável surpresa no último capítulo. Evidentemente não irei contar o final do filme, reservado, é claro, àqueles que como eu e muitos outros não conseguem controlar curiosidades congênitas. Boa leitura ! .

A Página Treze

¨ Nada na biologia faz sentido exceto à luz da evolução ¨ ( T. Dobzhansky ).

Não consigo imaginar outra frase mais adequada do que esta para caracterizar o que está escrito em um pouco mais da metade da página 13 na edição de abril-2012 da Sciam-Brasil, sob o título ¨Motoristas do Banco Traseiro¨ e assinada por Carrie Arnold. Logo no início, a primeira frase do texto demonstra como o simples ato de contar pode nos revelar tesouros ocultos de argumentação. Ei-la : ¨ O corpo humano abriga pelo menos dez vezes mais células de bactérias do que células humanas ¨. Após definir o ¨microbioma¨ a autora relata um experimento em 2010 liderado por Eugene Rosenberg (Universidade de Tel Aviv) em uma população de Drosophila pseudoobscura  bastante parecida àquela descrita no quarto parágrafo do post de Rodrigo Véras (1989-por Diane Dodd ) logo abaixo (segundo post de cima para baixo) [1], em que a população é dividida em duas e submetidas a duas dietas diferentes alterando a seleção de parceiros  quando colocadas novamente juntas em uma única comunidade: as moscas se acasalavam com outras da mesma dieta. Porém, ao serem submetidas à uma dose de antibióticos as Drosophilas voltaram a se acasalar normalmente, sugerindo que a alteração de microrganismos intestinais levou à mudança. Outro experimento, desta vez com cupins (S. Bordenstein (geneticista) e colegas) utilizando-se de administração do antibiótico rifampicina provocou uma diversidade reduzida nas bactérias intestinais dos cupins e uma redução drástica no número de ovos. Tem-se aqui novamente uma possível correlação entre os organismos multicelulares e seus microrganismos simbióticos.

Para  justificar as considerações que farei mais abaixo citarei mais um trecho do texto:

¨Estes estudos fazem parte de um crescente consenso entre biólogos evolutivos que não se pode mais separar os genes de um organismo dos de suas bactérias simbióticas. Todos fazem parte de um único hologenoma ¨.

Na ilustração no canto direito superior está escrito:

¨Somos um¨.

Desconheço quem foi o primeiro a afirmar que a ausência de informação implica em deficiências de imaginação e é incrível pensar que fatos como estes e toda a temática extensamente desenvolvida nas duas últimas mensagens de Rodrigo Véras (e em muitas outras)  contém em si um potencial explosivo de contra-argumentação aos céticos da evolução. Pode-se, por exemplo, imaginar a explosão de vida multicelular do Cambriano evoluindo na condição de ¨imersa em um mar de bactérias¨e explorar mentalmente as possíveis consequências desse fato. A seguir, olhamos para a página 13 e aí está, 9 em cada 10 de nossas células são bactérias, esse elo sempre encontrado entre nós e nossos ancestrais, com seus genomas e características próprias e de posse de uma longa história para nos contar.

Fica então a pergunta: Estaríamos diante de uma nova revolução na biologia evolutiva e do derradeiro golpe às teses de uma criação especial? Acredito que sim. E se Charles Darwin estivesse conosco ainda aqui e agora êle certamente diria: ¨Estão vendo? Eu não disse ?!”.

_____________________________________________________

Arnold, Carrie “Motoristas do Banco Traseiro” Scientific American Brasil [20 de março de 2012] edição 119 – Abril, 2012

A longa história do olho humano

A edição de agosto da Scientific American Brasil merece destaque. Com o nosso Nicolelis na capa, todos os temas que se enquadram no âmbito de interesse dos assuntos tratados nesta rede social estão muito interessantes, em especial aquele que trata da evolução do olho dos vertebrados. Farei a seguir um breve comentário de cada um deles.

 

Em “Mente Fora do Corpo” o próprio Miguel  Nicolelis narra sua aventura quase dramática para superar o ceticismo da comunidade de cientistas de sua área que ele mesmo caracterizou como “ultraconservadora” e relata os avanços que obteve em suas pesquisas antevendo um futuro quase que de um cenário de ficção científica, com possíveis “fusões de mentes” conectadas em redes, controle de máquinas à distância através de comandos cerebrais e muitas outras possibilidades intrigantes.

 

Na seção de  Fisiologia, Douglas Fox, jornalista colaborador do New Scientist escreve sobre o possível relacionamento entre a capacidade de processamento de informações do cérebro dos seres vivos relativamente às variáveis volume cerebral absoluto, quociente de encefalização, lei de potência e seus deslocamentos (ver gráfico da página 41) e explora as consequências de um hipotético aumento do volume cerebral nos humanos com base nas leis da física e na impossibilidade de um “retorno à prancheta”.

 

Em ciências do meio ambiente, o professor de geociências da Pennsylvania State University, Lee R. Kump, traça um quadro comparativo entre alguns eventos de aquecimento global no passado geológico, o efeito estufa do Cretácio (lento), o MTPE , Máximo Térmico do Paleoceno-Eoceno (com duração de alguns milhares de anos) e o atual ritmo de aquecimento (ultra-rápido, acelerado) e suas possíveis consequências.

 

Na seção de Biologia, nosso quarto e último assunto (e o mais importante no que diz respeito ao debate evolução-criação especial) trata da evolução do olho dos vertebrados escrita pelo pesquisador Trevor D. Lamb, ativo em dois grandes centros de pesquisas, artigo este entitulado “A Fascinante Evolução do Olho”. O autor realiza uma incrível viagem ao passado procurando pistas no período conhecido como “Explosão Cambriana” com o olho de um investigador criminal colocando em evidência as diferenças entre o olho composto dos insetos e o dos vertebrados tipo câmera, acentuando o papel do acaso na diferenciação de funções relativamente ao período de tempo transcorrido desde os estágios iniciais identificados em vertebrados primitivos (peixe-bruxa e lampreia) até o seu estágio final tal como é conhecido nos atuais vertebrados, entre eles nós, os humanos. Termino aqui e para quem se interessar, boa leitura.

O desserviço do @criacionismo para a divulgação científica

Gravação de transmissão twitcam do @evolucionismo ocorrida dia 16 de junho às 17h.







Links passados na trasmissão:

Texto do  

Quantos são os cientistas criacionistas 

10 lições para curar o criacionismo 

Como sabemos a idade do planeta

15 joias da evolução 

Evolução da visão tricromática em primatas 

Evolution Education and Outreach