Evolução Em Tempo Real

O médico-geneticista Dr. Sérgio Danilo Pena, professor da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), é responsável por uma série de estudos sobre a composição genética da população brasileira. Internacionalmente conhecido por seu talento e rigor científico, Danilo Pena escreveu durante 5 anos  na coluna “Deriva Genética” criado por ele para a Ciência Hoje On-Line onde discutia temas de genética e evolução.  A partir das crônicas científicas da coluna nasceu o brilhante  livro de ensaios intitulado A Flor da Pele – Reflexões de um Geneticista (Ed. Vieira & Lent, 2007), do qual destaquei um tópico que dá o título  a esta postagem. No capítulo 12 do livro (Darwin: o super-herói), o autor ao destacar a genialidade de Darwin, nos brinda com um exemplo magistral de como podemos contemplar a evolução por seleção natural em tempo real

Diz o professor Danilo Pena:

“Muita gente pensa que evolução por seleção natural é algo hipotético, na qual a pessoa pode acreditar ou não. Pelo contrário, a evolução darwiniana hoje é uma verdade científica. Poucas teorias científicas  conseguiram amealhar tanta evidência a seu favor. Em alguns casos, nós podemos observar a evolução darwiniana ocorrendo bem em frente dos nossos olhos!”

E cita como exemplo a pandemia de Aids, um dos maiores flagelos atuais da humanidade. Segundo o geneticista, a Aids nos dá a oportunidade única de ver a evolução natural ocorrendo em tempo real porque o vírus  causador da síndrome, o vírus HIV,  replica-se  com enorme rapidez e também  porque a enzima responsável por isso, a transcriptase reversa, é predisposta a erros. Em conseqüência, o HIV está constantemente sofrendo mutações, gerando no paciente um enxame de variantes virais sujeitas às forças da seleção natural.

“Quando um medicamento anti-HIV entra na corrente sangüínea, a seleção natural favorece as variantes  resistentes do vírus, que então sobrevivem, se multiplicam e passam a predominar em pouco tempo”, explica Danilo Pena. ” Este processo darwiniano é basicamente o mesmo que ocorreu nas centenas de milhões de anos  da evolução da vida  na terra, só que agora é medido em dias e horas. Não há desenho nem direcionalidade, apenas as forças combinadas do acaso e da necessidade gerando cepas cada vez mais resistentes.”

Uma estratégia para tentar driblar  esse processo de seleção é o uso concomitante de vários fármacos anti-retrovirais com alvos diferentes, a chamada terapia tríplice. Assim, para sobreviver, o vírus precisaria ter múltiplas resistências simultaneamente, o que é muito improvável. Mais recentemente passou-se a adotar o “tratamento de interrupções estruturadas” da Aids ao invés da terapia medicamentosa, pois foi constatado que na presença dos medicamentos as cepas resistentes predominavam, mas algumas cópias do vírus infectante original não-resistente (o chamado tipo selvagem) sobreviviam nos linfócitos. Ao suspender os medicamentos, a vantagem seletiva das cepas resistentes desaparece e o tipo selvagem, melhor adaptado a esse ambiente sem fármacos, começam a se replicar com enorme velocidade e logo substitui as mutantes resistentes. Como o próprio Dr. Sérgio Pena atesta, essa nova arma na guerra contra a Aids é alicerçada ortodoxamente em princípios darwinianos.

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Para saber mais: 

Deriva Genética – Coluna da CH On-Line entre fevereiro de 2006 e janeiro de 2011

A Genética e a Ancestralidade do Brasileiro- Blog Biorritmo (20/05/2010)

Darwin: o super-herói por Sérgio Danilo Pena

Pena,S. D.,2007. À flor da pele: reflexões de um geneticista. Rio de Janeiro: Vieira & Lent. 112 p.

Crédito das figuras:

THOMAS DEERINCK, NCMIR/SCIENCE PHOTO LIBRARY
THOMAS FESTER/SCIENCE PHOTO LIBRARY

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  • Rodrigo Véras 20 de dezembro de 2013  

    Resposta: Parte I

    Olá, Cícero.

    Grato pelas explicações, apesar de um tanto prolixa – pela sua visão como biólogo evolucionista – desejo explanar minha visão:

    Já vi que de prolixidade você é que é o entendido, por esta sua resposta. Além disso, a minha resposta revela apenas o consenso da comunidade científica e não apenas minha opinião que isso fique claro.

    O experimento teve todos os facilitadores e aparatos necessários para a mitose pluricelular, ainda que encontremos tais condições favoráveis na natureza como vc alega, tal experiência não provou uma suposta macroevolução de um organismo diferenciado, mas apenas reprodução e agregados em CÓPIAS deste mesmo organismo, como o estudo mesmo atesta:

    Vc realmente não compreendeu a questão. O experimento não se propõe a provar que a macroevolução ocorrer, mesmo por que já temos várias evidências disso amplamente aceitas pela comunidade científica. O experimento destina-se a mostrar COMO pode ter ocorrido e em que circunstâncias este tipo de fenômeno é mais ou menos provável.

    Por que seria desvio? não foram os 1º seres a surgir os unicelulares? como o da experiência? não estaria no pré-cambriano a origem da vida na forma unicelular? creio que a comparação é válida, pois seria desta origem primitiva a causa de toda a vida posterior.

    Por que este é um post sobre a evolução da multicelularidade e, além de tudo a origem da vida é um campo multicelular em que a evolução dos processos de autorreplicação e a origem desses primeiros sistemas é só uma parte. Esse é uma típica estratégia criacionista.

    Processos e mecanismos naturais, demandariam um legislador, planejador, ordenador, direcionador, mentenedor dos compostos químicos pra formação da primeira vida, mas isto vc não aceitaria, certo?

    De onde você tirou isso. Quais as evidências disso? Vc simplesmente alega, mas não argumenta e nem fornece evidências. Isso é uma velha falácia de argumentar por asserções.

    Como eu, disse essa é uma questão externa as ciências e a menos que você tenha evidências deste mantendor/criador não-humano e algum tipo de insight sobre seus métodos, essa questão está fora da presente discussão.

    Elementos químicos não tem vida em si mesmos, mas como saberiam se organizar para formar uma já complexa célula? por acidentes do acaso às cegas então?

    Por que eles precisariam saber como se organizar. Isso não faz sentido, a menos que se parta do pressuposto que é sempre preciso consciência para que algo ocorra. Mais uma vez você argumenta por asserção e não oferece qualquer razão ou evidência para tanto. Além disso, como eu já havia dito e você ignorou afirmar que os cientistas pressupõem que tudo ocorre por acaso às cegas é ridículo, sendo apenas um espantalho do que os cientistas afirmam e investigam.

    Mas sabemos que a abiogênese por geração espontânea já foi refutada pelos trabalhos de Pasteur.

    Aqui você confunde a questão da geração espontânea que é a origem de seres vivos modernos de uma hora para outra a partir de de restos orgânicos com a origem de sistemas autorreplicantes e protocelulares. Mais uma vez você desvia do assunto.

    Digamos, que mesmo que a sorte ajudasse o acaso em extremo (não aleatório??) formando o RNA e até o DNA (que requer organização e informação inteligente).
    Fica a pergunta: e as outras unidades, estruturas, organelas e enzimas da célula?? E por que e como ela se duplicaria, Quem ordenaria tal função?

    Primeiro, a origem de polímeros como estes não se deu por mero acaso, como você sugere, de acordo com as perspectivas científicas. Eu já expliquei isso e você preferiu ignorar completamente. Aquilo que você chama de acaso ou aleatório não parece como o que os cientistas referem-se a usar estes termos. Fenômenos como a origem da vida de acordo com as pesquisas científicas envolveram tanto processos determinísticos como probabilísticos e ainda assim não necessariamente equiprováveis. Portanto, suas colocações não fazem sentido.

    Segundo, por que a origem do RNA e do DNA requeriam informação inteligente? Isso é mais uma vez argumento vazio por asserção. Esse é o seu pressuposto, não um fato e nem mesmo uma hipótese minimamente desenvolvida.

    Isso exigiria outra série totalmente distinta de condições. E qual mecanismo seria capaz de captar energia para fazer todo esse trabalho de selecionar aminoácidos e determinar qual deles construirá cada gene da célula, processos esses, que não admitiriam erros sob pena do organismo nem existir!

    Lembro que você ainda continua desviando do assunto do post que é evolução da multicelularidade. E não origem dos primeiros polímeros. Mas, como eu já disse, existem vários processos que podem ter sido os responsáveis pela polimerização e ordenação de aminoácidos e outros monômeros, como as superfícies minerais especialmente de certas argilas, certos metais de transição e complexos organo-metálicos. Aconselho você a estudar a literatura científica sobre a área de química pré-biótica e sobre a evolução do código genético. Além disso, a existência de erros nestes processos e portanto de variação provavelmente foi essencial para a evolução dos seres vivos, pois é isso que permite a adaptação. Não há quaisquer motivos para achar que os sistemas mais primitivos precisariam ser perfeitos, já que nem os atuais são, e nem que eles precisariam realizar as mesmas atividades e funções da mesma forma. Muito pelo contrário. Cada vez temos mais evidências que a divisão entre RNA,DNA e proteínas evoluiu posteriormente a partir de sistemas mais simples, usando RNA ou RNAs e proteínas que, por sua vez, parecem ter originado-se de sistemas ainda mais simples mais dependentes dos sistemas e contextos geoquímicos e geofísicos que já mencionei.

    Supondo que haveria energia; os únicos sistemas que podem captar energia para fazer esse trabalho são ou vivos ou inteligentes.

    Vc está errado, sistemas não vivos captam e transformam energia. Vc deveria estudar mais física e química.

    Ainda assim, digamos que fosse produzido uma célula que é uma verdadeira mega-cidade altamente organizada e complexa (em escala micro).

    As primeiras células não eram tão complexas quando as células mais simples atuais. Isso é claro. E provavelmente antes delas existiam sistemas protocelulares ainda mais simples. Muitos cientistas trabalham exatamente com a recriação destes sistemas.

    Como este organismo ou até esta espécie se fosse reproduzir; iria sobreviver só; visto que na natureza as espécies se interagem entre si para sobrevivência?
    Vários cientistas admitem as lacunas nessa área e posterior evolução. Ex.:

    Mais uma vez, as primeiras relações ecológicas eram sem dúvida muito mais simples, basicamente envolvendo os sistemas autorreplicantes e seu meio físico-químico. As relações ecológicas tornam-se mais complexas a medida que os seres autorreplicantes se diversificaram e coevoluiram uns com os outros. Lacunas no conhecimento existem em qualquer área da investigação científica. É isso que motiva a investigação científica. Não há nada de errado com isso e admitir a imperfeição do conhecimento é um mero sinal de honestidade intelectual, mas em nada abala a constatação de que os seres vivos evoluíram e evoluem e que o estudo da origem da vida por mecanismos naturais é o único caminho viável, pelo menos, até que se mostre o contrário.

    “Temos que admitir que atualmente não existe nenhuma explicação darwiniana em torno da evolução de qualquer sistema bioquímico ou celular – apenas uma variedade de especulações esperançosas.”
    (Harold, Franklin M. (Prof. Emeritus Biochemistry, Colorado State University) The way of the cell: molecules, organisms and the order of life, Oxford University Press, New York, 2001, p. 205.)

    Essa é uma mera opinião, sem quaisquer argumentos e evidências que a suportem. É portanto um simples argumento de autoridade, mais uma velha e conhecida falácia. Franklin é um conhecido criacionista e suas credenciais não valem nada sem que ele forneça argumentos e evidências respaldadas na literatura científica e consiga justificar seu repúdio ao consenso científico.

    A radiação ultravioleta e a radiação cósmica seriam graves fatores impeditivos das reações químicas vitais à formação de vida. Hoje elas não nos atingem com 100% graças ao campo magnético e a camada de ozônio. Ainda assim, os cânceres de pele são bons exemplos de se poder maléfico.

    As colocações acima são irrelevantes frente ao que apresentei, especialmente o fato de radiações como UV parecerem terem tido um papel positivo da origem da vida (além de como agentes mutagênicos também terem us certo papel na evolução ao ajudarem a produzir variabilidade genética), além de haveram vários fatore que poderiam proteger as primeiras reações pré-bióticas e sistemas autorreplicantes contra os efeitos nocivos das mesmas, como a própria argila, a água etc. Você é que precisar enfrentar o ônus de demonstrar que as reações essenciais para o surgimento de moléculas orgânicas e a evolução dos primeiros sistemas autorreplicantes seria inviabilizada por tais fatores. Mais uma vez, você está contra consenso científico e é você que deve apresentar evidências adequadas e não apenas declará-las sem qualquer lastro.

    Além disso, a presença de oxigênio molecular impediriam as reações químicas das quais os modelos Urey-Miller dependeriam, oxidando e destruindo as diversas reações necessárias tanto para os unicelulares como posteriomente para os multicelulares.

    No trecho acima, fica claro que você não sabe do que está falando, pois a maioria dos estudos mostra que o oxigênio molecular livre nos períodos inciais da formação da atmosfera de nosso planeta era ínfimo, tendo apenas mais tarde, com o tempo, aumentado de concentração, principalmente pela atividade fotossintética de microrganismos, portanto, depois dos seres vivos terem surgido e evoluído. Além disso, mesmo que hoje haja um consenso que a atmosfera primitiva teorizada por Miller originalmente em seus experimentos pioneiros não deve ter sido tão redutora, mas mais neutra. Mesmo assim. Com outras misturas mais próximas as condições de consenso, também são formados aminoácidos, apesar de com menor variedade e em menor quantidade. Porém, mesmo nesses primórdios haveriam locais no planeta bem mais redutores, como nas proximidades de sistemas geotérmicos como os que já mencionei e que muitos cientistas investigam como os sítios mais prováveis de origem da vida. Sem mencionar o fato que aminoácidos e outros compostos orgânicos podem ser formados fora da terre e para cá transportados por meteoros e cometas. Por fim, como eu aludi, após o surgimento dos primeiros seres vivos, evolução de seu metabolismo e coevolução de suas interações ecológicas, a própria atmosfera e hidrosfera passam a ser modificadas, como, por exemplo, a partir da evolução dos ciclos biogeoquímicos. A terra não é um pano de fundo fixo e inerte, ela é tanto capaz de moldar a vida como de ser moldada por ela.

    E não temos como determinar exatamente a quantidade de oxigênio naquela atmosfera primitiva hostil, e muito menos a camada de ozônio – nosso escudo.

    O que é irrelevante, pois barreiras como as que mencionei e mesmo outros gases podem ter escudado a terra. Mais uma vez você faz alegações e tira conclusões muito além das suas capacidades de fornecer bons argumentos e evidências.

    Essa é a esperança, crença e interpretação da fé naturalista – onde vc já admite compostos e moléculas orgânicas já formadas??? – que reações e mais reações, sem nenhuma evidência empírica científica, tenham gerado compostos e organismos cada vez mais complexos; e tudo isso através de processos naturais aleatórios sem direção, sem ordem, sem intenção e sem inteligência de nenhum Criador/Ordenador/Mantenedor.

    Você está completamente mal informado temos evidências experimentais de várias dessas reações além de muitos estudos teóricos. São os criacionistas que simplesmente negam que elas sejam possíveis sem nem ao menos avaliar as evidências.

    E mais uma vez, você usa o termo ‘aleatório’ de maneira nada clara e inconsistente com a forma que os cientistas o usam. Seus argumentos não procedem.

    Isso é pura especulação e gigantesca fé dos crentes naturalistas.

    Não. Existem muitas evidências do que afirmei e elas são frequentemente discutidas na literatura científica. Você nem ao menos parece ter se quer uma familiaridade remota com a literatura científica destas áreas, mas mesmo assim se sente apto a opinar sobre o assunto. Isso sempre me impressiona nos criacionistas.

    Mas que ‘grande transição macroevolutiva’ é essa??? o organismo continuou a ser o mesmo organismo – apenas separado ou agregado.

    Ué? Aquela para qual termos evidências fósseis e filogenéticas e comparativas de modo mais geral, mas que você prefere ignorar. Mais uma vez, o experimento não visa provar a macroevolução, mas sim investigar seus mecanismos e as circunstâncias em que ela ocorre. As evidências para a macroevolução são de outra ordem e tipo. Vc parece não querer compreender isso e prefere ficar criando e combatendo caricaturas da pesquisa científica.

    Ora, para formação de organismos complexos multicelulares distintos exige-se um aumento e organização na informação genética da forma de vida.

    Foi exatamente isso que eles obtiveram. A divisão de trabalho celular mostrada em experimentos anteriores e a secreção de matriz extracelular que mantém os agregados juntos são exatamente o tipo de coisa que você nega ter acontecido. Mas existem muito mais evidências de evolução de nova informação genética, com novos genes, novos circuitos fenéticos e funções tendo surgido por meio de mutações, deriva e seleção natural.

    Mas segundo o que a ciência tem mostrado, tais processos e informações deixados ao léu por forças não intencionais, não dirigidas, não ordenadas, não inteligentes tendem a dissipar-se e desordenarem-se cfe. a aplicação da 2ª Lei da Termodinâmica. O caos seria a regra e não a evolução/adaptação/melhoramento/ordem.

    Aí eu truco!! De novo, não! Existem amplas evidências de que mutação, deriva e seleção conseguem aumentar a informação genética, tanto em sentido mais coloquial como no mais técnico. Existem vários posts neste blog exatamente sobre este assunto. E a segunda lei da termodinâmica não é empecilho para isso. Essa é mais uma falácia criacionista. Você faz afirmações sem qualquer respaldo científico. Vc sabe pelo menos o que é i’nformação’?

    Veja, eu não nego a “especiação” – formação de novas espécies – pela seleção natural, mas isso não passa de recombinação de material genético (adaptação) e não criação de algo novo/diferente com aumento de infomação genética (macroevolução vertical).

    Cícero, você não faz a menor ideia do que está falando. De onde você tirou que recombinação de material genético é sinônimo de adaptação. Adaptação é um processo de evolução guiada pela seleção natural em que a aptidão média dos indivíduos de uma população mudam a medida que esta se ajusta melhor a algum tipo de parâmetro ambiental. Como você espera que leve a sério alguém que tem domina a terminologia básica da biologia e redefinindo termo ao seu bel prazer sem nenhum rigor. O processo de evolução adaptativa por seleção natural ‘cria’ sim informação genética, inclusive, no sentido mais técnico do termo ao reduzir a entropia de Shannon associada com as sequências de um (ou vários) locus sob seleção a medida que eles aproximam-se da fixação. Os trabalhos de grupos como os de Thomas Schneider e Christof Adami mostram claramente isso. Vc está completamente mal informado. Isso é o que dá ao se informar apenas por material criacionista e não investigar seriamente a literatura científica. Além do mais termo como macroevolução vertical nem fazem parte do jargão dos biólogos evolutivos e sem definições precisas não têm qualquer relevância para a presente discussão.


    A especiação não produzirá estruturas biológicas radicalmente distintas, resultando num animal totalmente diferente – algo que é necessário para que a evolução moléculas-unicelular-peixes-mamíferos-homem seja cientificamente válida – mas sim uma variabilidade única e abragente no fenótipo que constitui as espécies animais específicas dentro do
    mesmo Gênero, Família, Ordem na escala taxonômica.

    Meu caro, a especiação não ‘produz estruturas biológicas’. Ela é um processo em que populações de uma mesma espécie divergem genética e fenotipicamente formando novas linhagens independentes, ou seja, diferentes espécies, adaptando-se aos seus habitats particulares e/ou formando nichos específicos dentro de um mesmo habitat compartilhado, tornando-se, com o tempo, geneticamente isoladas umas das outras. São os processos que ocorrem durante a especiação e que influenciam a divergência genética e fenotípica das populações é que podem ou não produzir estruturas anatômica distintas.

    A evolução é cientificamente válida. Existe um amplo e sólido consenso na comunidade científica sobre este assunto. Não adianta chorar. Afirmar o contrário é mentir ou passar atestado de profunda ignorância sobre biologia. O algo necessário para corroborar e validar o fenômeno da evolução já ocorreu há mais de um século e cada vez mais acumulamos mais evidências e exemplos que nos permitem estudar os detalhes, processos, mecanismos e padrões de COMO a evolução ocorre. As evidências comparativas da anatomia, embriologia, bioquímica e genética, juntamente com as evidências fósseis e biogeográficas já são mais do que suficientes, além dos diversos exemplos de evolução ocorrendo em espécies com ciclos de vida curto que podemos investigar diretamente.

    Cícero, já expliquei isso e vou explicar pela última vez. O tipo de mudança que você descreve não ocorre por eventos únicos de especiação, mas por vários eventos de especiação ao longo de milhões de anos, cada um deles envolvendo mudanças não muito grandes. Nenhum cientista afirma que peixes simplesmente transformaram-se em mamíferos de um dia para a noite, como você parece sugerir. Isso é uma caricatura grosseira. Porém, temos evidências de sobre que através de múltiplos eventos de especiação e de evolução anagenética, alguns grupos de peixes evoluíram patas, pulmões, pescoços e ao longo de dezenas de milhões de anos reconfiguram sua anatomia dando origem aos vertebrados tetrápodes terrestres. Estes por sua vez evoluíram se diversificaram e deram origem aos diversos grupos de vertebrados terrestres, como os mamíferos, outro grupo, sobre o qual temos amplas evidências fósseis de transição, desde os sinapsídeos mais primitivos até os modernos mamíferos. Ou seja, existem enormes e abundantes evidências fósseis, embriológicas, morfológicas, fisiológicas e moleculares da macroevolução dos vertebrados e de outros grupos.

    Outro ponto importante é que as categorias taxonômicas que você se refere são pré-Darwinianas e refletem um modo de agrupar os seres vivos apenas baseados na presença de características presentes nos grupos atuais, isto é, na forma como são hoje. Porém, ao olharmos o registro fóssil e estudarmos as filogenias fica claro que estes agrupamentos não refletem a real organização dos seres vivos. Os grupos modernos, são chamados de ‘grupos copa’, e são apenas um subconjunto do grupo taxonômico maior que fazem parte que inclui membros extintos, os ‘grupos tronco’, e com características muito menos distintivas (pois elas não havia ainda evoluído em algum subgrupo) e muito mais semelhantes as de outros grupos mais distantemente aparentados. Estes seres portanto são formas de transição claras, evidenciando ainda mais a evolução em grandes escalas de tempo. Isso sem mencionar as extinções que ao varrerem com os subgrupos com características mais intermediárias e menos derivadas, reforça as distinções modernas entre os grupos. Por isso, mais uma vez, seus argumentos e objeções são mudas frentes as evidências e ao conhecimento científico moderno.

    Não há qualquer evidência empírica duma acumulação de modificações graduais gerar uma forma de vida fundamentalmente distinta dos progenitores.

    Sim, existem. Basta conferir no registro fóssil. O problema maior como sua alegação é que a expressão ‘fundamentalmente distintas’ é outro espantalho retórico, pois é ambíguo e mal definido e sendo assim lhe dá a oportunidade de redefinir seus critérios de escolha e mudar suas exigências de evidência quando quiserem. Isso mais uma vez é ridículo e não tem o menor respaldo científico. Vc parece não compreender que frente as evidências e ao amplo consenso científico, o ônus é todo seu de demonstrar que ele é errado e é VC que precisa apontar evidências e caprichar na argumentação. E você não é capaz de fazer nada disso.

    continua…

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