Tópicos Essenciais em Biologia #4: Evolução #4

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Evolução 1

Evolução 2

Evolução 3

No início do século 20 a evolução como mudança não era seriamente ameaçada, a grande maioria dos biólogos já haviam a incorporado em seus estudos.  O grande porém da biologia evolutiva da época era a ausência de um consenso sobre qual era o principal mecanismo evolutivo que agia nos seres vivos. Como vimos no último artigo, a seleção natural foi muito mal recebida, principalmente pela incapacidade de Darwin produzir uma teoria de herança satisfatória. Assim, no início do século, diversas teorias lutavam para serem protagonistas na evolução. Dentre essas teorias estavam a própria seleção natural.

No início do século XX, as leis da hereditariedade postuladas por Mendel foram redescobertas. Dessa forma, a Biologia dispunha de uma teoria de herança particulada que explicava a herança genética de virtualmente todos os seres vivos. Longe de auxiliar a aceitação da seleção natural, os primeiros mendelianos viam a herança de Mendel como a pá de cal dos darwinistas. Para esses geneticistas, a evolução diferia radicalmente daquela imaginada por Darwin. As mudanças seria bruscas, através de macromutações. Em outras palavras, grandes mudanças ocorreriam de pai para filho, de uma geração para outra. Essas grandes mudanças ocorreriam em virtude de grandes alterações no material genético.

Entretanto, na segunda década do século, vários pesquisadores começaram a publicar trabalhos que demonstravam que a seleção natural não só era possível em seres com herança mendeliana com provavelmente era o mecanismo mais poderoso da evolução. Foram diversos trabalhos de varios pesquisadores que permitiram essa proeza científica. A união dessas ideias permitiu a criação daquilo que grande parte das pessoas conhece por neodarwinismo, ou seja, as ideias de Darwin revigoradas. Ela também é conhecido por nomes mais adequados de Síntese Moderna e Teoria Sintética da Evolução. A seguir, tentarei resumir as principais contribuições para esse entendimento.

Ronald Aylmer Fisher (1890-1962); J. B. S. Haldane (1892-1964); Sewall Wright (1889-1988)

Fisher, Haldane e Wright foram os primeiros pesquisadores a reconciliar os trabalhos de Mendel e Darwin. Foram eles que, de fato, demonstraram que  a seleção natural poderia operar em conjunto com a herança particulada através de seus trabalhos teóricos, em especial A Teoria Genética da Seleção Natural (Fisher – 1930), Evolução em Populações Mendelianas (Wright – 1931) e As Causas da Evolução (Haldane – 1932). Esses trabalhos sintéticos abriram caminho para que outros pesquisadores ampliassem o escopo da Teoria Evolutiva, abrangendo posteriormente todo o mundo vivo. Haldane também é célebre na Biologia por ter contribuído para desenvolver a teoria sobre a origem da vida e ter cunhado uma das frases mais legais do mundo: “Me mostre um fóssil de um coelho no pré-cambriano e eu assumo que a Teoria da Evolução está errada.”

Theodosius Dobzhansky (1900-1975); Ernst Mayr (1904-2005); Julian Huxley(1997-1975) George Gaylord Simpson ( 1902-1984)

Dobzhansky foi o cientista que criou a frase citada por nove entre dez biólogos: “Nada na Biologia faz sentido senão sob a luz da Evolução”. E ele não poderia estar mais certo. Graças ao seu próprio trabalho, em especial seu livro Genética e a Origem das Espécies (1937) a Síntese Moderna foi ampliada e influenciou muitos biólogos. Já Mayr trabalhou extensivamente com a questão da especiação, contribuindo para a formação de um novo conceito de população e de espécie. Sua obra máxima foi Sistemática e a Origem das Espécies (1942). Julian Huxley (neto de Thomas) fez um importante trabalho de síntese na obra Evolução: A Síntese Moderna, que acabaria dando o nome do movimento como um todo. Por fim, Simpson com seu Tempo e Modo em Evolução (1944) demonstrou que não havia a necessidade de se invocar forças ortogenéticas para explicar o registro fóssil. Para isso bastava utilizar-se de conceitos evolutivos.

Finalizando o post de hoje (está curto, eu sei), a importância desse período de tempo para o pensamento biológico é inestimável. Graças a esses cientistas, e outros não citados, a Biologia conseguiu se tornar uma ciência unificada e isso é importantíssimo. Significa que qualquer pergunta que envolva um ser vivo, obrigatoriamente terá uma resposta evolutiva. Isso é muito bonito. Bem pelo menos eu acho (e certamente qualquer biólogo que ler essas linhas compartilhará esse sentimento). Na próxima aula postagem uma visão moderna da Evolução. O que incorporamos hoje, quais os principais mecanismos e alguns exemplos.

Saudações!

Tópicos essenciais em Biologia #2 – Evolução #2

Ano passado eu escrevi aqui um pouco sobre a teoria mais importante da Biologia, a Teoria Evolutiva. Na postagem de hoje quero resgatar algo que é muitas vezes negligenciado, tanto por biólogos quanto pelas pessoas normais em geral, a história. Sem entender como o pensamento evolutivo surgiu e cresceu, fica muito difícil compreender como estamos hoje.

Muitas pessoas especularam sobre evolução antes de Darwin, desde filósofos gregos até Erasmus Darwin, seu avó. Contudo, o primeiro homem a tratar o assunto de forma científica foi um naturalista francês chamado Jean-Baptiste de Lamarck (1744-1829) . Lamarck possui hoje a fama (injusta) de estar errado sobre a evolução, em especial com duas de suas ideias (não necessariamente as mais importantes): a lei do uso e do desuso e a herança das características adquiridas. Falaremos hoje um pouco sobre Lamarck, suas ideias e porque é injusto julgá-lo como burro (como livros didáticos em geral fazem).

A teoria evolutiva de Lamarck baseava-se em alguns conceitos centrais, o uso e o desuso, a herança das características adquiridas, a necessidade, e a origem independente das espécies. Vamos tentar entender cada um deles.

Lei do Uso e do Desuso

O raciocínio é simples. Quando utilizamos muito um órgão ele tende a aumentar de tamanho. De forma oposta, ao utilizarmos pouco um órgão ele diminui, atrofia. Na verdade, Lamarck não criou um conceito novo. O que ele fez foi sistematizar um conceito que era amplamente divulgado oralmente (ou seja, de senso-comum). Tanto naquele período do tempo quanto atualmente o uso e desuso ainda encontra muito adeptos.

A lei do uso e desuso está errada? Não necessariamente. Certas partes do nosso organismo podem aumentar ou diminuir conforme sejam ou não usadas. Por exemplo, se um homem passar a frequentar a academia e treinar com afinco, seus músculos aumentarão em tamanho. Em outras palavras, o uso aumentado do tecido muscular o leva ao aumento de tamanho. Por outro lado, se esse mesmo burro homem passar a usar esteróides para aumentar sua massa muscular terá problemas. Os asteróides esteróides nada mais são do que hormônios sintéticos, análogos à testosterona produzida pelos testículos. Quando percebem que a corrente sanguínea do camarada está saturada de hormônios, esses orgãos “cruzam os braços”. Afinal, por que trabalhar quando fazem o seu serviço? Com o tempo, o “ócio” acaba fazendo com que as gônadas do caboclo atrofiem, acarretando a ele, dentre outros problemas “peitinhos” ginecomastia.

Evidentemente, a maioria dos órgãos não aumenta ou dimui drásticamente com o uso ou não. Além disso, para tentar explicar a evolução dos seres vivos, é necessário considerar outro mecanismo em conjunto: a herança das característica adquiridas.

Herança das Características Adquiridas

Esse é outro conceito chupinhado sistematizado à partir do senso comum por Lamarck. A herança das características adquirdas diz que, as características que um indivíduo adquire durante sua vida poderiam, ao menos em parte, ser transmitadas aos seus descendentes. De alguma forma, um caráter qualquer adquirido durante sua vida poderia passar à sua prole. E é aí que articulamos com o uso e o desuso. Se durante sua breve existência você desenvolveu muito seus músculos, teoricamente seus filhos também terão essa características, ou seja, serão fortes. Agora, se você usou esteróides, tenho más notícias pra você…

Hoje sabemos que a herança das características adquiridas (também conhecida como herança lamarquiana ou herança “leve”) não ocorre nesse planeta, ao menos a npivel genético. As características que são adquiridas por um indivíduo durante sua existência não podem acessar o material genético das células germinativas e serem propagadas para as gerações seguintes.

Evidentemente, Lamarck não possuia informações que poderiam impedí-lo de cometer esse erro. Nada se sabia sobe hereditariedade. Era plausível na época (e infelizmente para muitas pessoas ainda hoje) que certas características pudessem ser transmitidas dessa forma. O próprio Darwin admitia que a herança das características adquiridas pudesse ocorrer, mesmo porque ele não foi capaz de elaborar uma teoria de herança decente.

Durante muito tempo, grande parte dos naturalistas aceitava a gerança lamarkiana como sendo real. Apenas após os trabalhos de August Weismann com roedores esse tipo de herança acabou sofrendo abalos consideráveis, até ser finalmente sepultado durante a Síntese Moderna.

Necessidade

Talvez o ponto principal do corpo de ideias evolutivas de Lamarck seja o conceito de ortogênese. Segundo esse conceito, existiria alguma força interna em cada organismo que o impeliria a evoluir. Em outras palavras, as espécies “querem” evoluir, “querem” mudar.

Um conceito que acabou influenciando Lamarck e aos seus seguidores, tanto na questão da ortogênese quanto a origem das espécies foi a Scala Naturae  de Aristóteles. Segunda essa linha de pensamento, os seres vivos seguiriam uma linha pré-determinada, do organismo mais simples para o o mais complexo (que estranhamente seríamos nós). Desta forma, cada espécie atual estaria mudando, por necessidade, para uma direção pré-definida, ou seja, tornar-se humanos

A ortogênese possui tantos problemas conceituais que fica até difícil começar. Em primeiro lugar, nunca foi demonstrado que tipo de força seria essa, como ela agiria, onde e quando. E como sabemos, a ciência não pode assumir explicações sobrenaturais ou metafísicas (se não sabia disso reclame com seus professores de ciências). Além disso, não há qualquer evidência direta que nos remeta a uma força desse tipo. A aparente perfeição das formas de vida se sustenta apenas à primeira vista. Nunca é demais reforçar: não existe perfeição na natureza.

Origens independentes

No que diz respeito à origem das espécies, Lamarck acreditava que todas elas possuíam origens separadas. Cada espécie atual teria se originado independentemente por geração espontânea. Isso difere radicalmente da ideia darwiniana de origem comum, que será abordada no futuro aqui. Para Lamarck, as espécies são independentes e seguem caminhos paralelos, cada uma delas em uma etapa da evolução pré-determinada.

Aqui mais uma vez vemos a influência da Scala Naturae. Não existem ramificações durante a evolução. Cada espécie segue a sua própria escala, sem interferência das demais.

O que é importante para nós é perdermos aquela visão de “Lamarck errado e Darwin certo” que costuma ser propagada durante o ensino básico. Lamarck tinha muitas ideias, algumas corretas, outras parcialmente corretas e outras errôneas. Contudo, não podemos guilhotiná-lo por isso, uma vez que a ausência dos conhecimentos que temos hoje foi de vital importância para esses erros. Além disso, é bom lembrar que Darwin de certa forma também era um lamarckista, na medida que aceitava (ao menos parcialmente) as ideias de Lamarck.

Então pessoas queridas, e outras nem tanto, por hoje é só. Pra quem teve a paciência de chegar até aqui, semana que vem tem mais Evolução (ou não)

Tópicos essenciais em Biologia #1 – Evolução #1

Qualquer um que temerariamente se embrenha na Biologia logo percebe que estudar a vida é muito diferente daquilo que se aprende no Ensino Médio. A Biologia, como nos é apresentada nessa etapa da educação formal, aparenta ser uma ciência estagnada, na qual precisamos apenas decorar um certo vocabulário e conectá-lo de forma precária em algumas questões capengas. É claro, saber os nomes é a parte fácil da Biologia. Qualquer pessoa é capaz de conhecer nomenclatura. O que se espera de um biólogo (e o que na verdade deveria se esperar de qualquer pessoa aprovada em Biologia no Ensino Médio) é que ele seja capaz de compreender os conceitos dese campo do conhecimento e mais importante, seja capaz de conectá-los entre si e usá-los para melhor entender o mundo no qual vive. E nenhum ramo da Biologia possui um poder de unificação e de entendimento de mundo maior que a Evolução. Dito isso, essa série de postagens tem por objetivo discutir alguns conceitos da Biologia que são essenciais para o arcabouço mental de um biológo e, por que não, de qualquer Homo sapiens.
A evolução biológica é, provavelmente, o tema na ciência menos compreendido pelas pessoas em geral. Por isso, é importante definirmos o que é evolução e o mais importante – o que não é evolução. Via de regra, a ideia que as pessoas fazem da evolução biológica é uma mescla de conhecimentos atualmente aceitos, conhecimentos aceitos no passado porém derrubados e conhecimentos errôneos, pura e simplesmente.
Em termos simples, a evolução biológica pode ser descrita como mudança. De forma mais específica, uma mudança dos seres vivos no decorrer de um certo tempo. Para entendermos melhor essa definição, podemos imaginar uma espécie qualquer. Se observarmos uma população dessa espécie X hoje e voltarmos a observá-la daqui a cem gerações, os indivíduos serão iguais? A média das características na populações será igual? Se em seu raciocínio você conseguiu deduzir que a resposta a essas perguntas é negativa, então você começou a entender a evolução.
No parágrafo anterior, utilizei cem gerações como exemplo. Esse é um valor arbitrário. A mudança (ou seja a evolução) vai ocorrer não importa o número de gerações. Obviamente, quanto mais gerações se passarem, maior a quantidade de mudanças que irão se acumular, e mais diferentes serão os descendentes se comparados aos indivíduos da primeira geração. Isso por que as mudanças são, em geral, sutis. Compare com um cofrinho no qual sejam adicionadas moedas de pouco valor todo mês. Em um mês, a quantidade de moedas (bem como o valor total) é pequena. Entretanto, ao passar de um ano (12 meses se for um cofrinho da Terra), tanto a quantidade de moedas quanto o seu valor serão mais consideráveis. Da mesma forma, mudanças pequenas (as moedas) são praticamente imperceptíveis em uma única geração. Contudo, quando acumuladas por várias delas (vários meses) são mais visíveis. Esse aparente gradualismo da evolução será melhor abordado em postagens próximas.
Ao contrário do que a maior parte das pessoas supõema evolução biológica NÃO é:


Direcional: Não existe um caminho pré-determinado nas mudanças evolutivas. Usando uma metáfora famosa, se a história da vida fosse uma fita e pudéssemos rebobiná-la, e em seguida recomeçá-la, certamente o resultado seria outro, e não estaríamos mais aqui. Pessoas que creem em evolução direcional nessa caso, o fazem por acreditarem ser os humanos os ápice da evolução. O velho conceito de Scala Naturae, que remonta Aristóles, no qual os seres vivos atuais são colocados em “escadinha”, com o ser humano na ponta é a origem disso. Infelizmente vemos muitos biólogos e professores (cof cof fisiologia comparada cof cof) manterem ainda essa ideia.

Progressiva: Na visão humana, evolução quer dizer progresso. “Fulano evoluiu na empresa, melhorou de cargo”. Contudo, evolução biológica não quer dizer progresso, ao menos não no sentido humano. O que ocorre é que a seleção natural (assunto pra outra hora) tende a favorecer organismos melhor adaptados aos ambientes nos quais vivem. Contudo nem sempre essa adaptação seria aquilo que nós chamaríamos de progresso. Para citar apenas um exemplo, animais cavernícolas muitas vezes não possuem olhos, muito embora descendam de espécies que origi nalmente os possuíam. No contexto de uma caverna, não ter olhos pode ser vantajoso, então a seleção natural pode providenciar. Isso é progresso? Não no sentido humano, que é aquele que vem à mente das pessoas. Além disso, grande parte das mudanças em uma espécie são não-adaptativas (cenas dos próximos capítulos).

Aleatória: Muitas pessoas desacreditam a evolução por crerem ser ela aleatória. De fato, alguns fatores evolutivos são aleatórios (como a mutação e a deriva genética). Contudo, outros aspectos são não-aleatórios, como a seleção natural e a migração. A soma de processos aleatórios e direcionados acaba por determinar a evolução de uma população específica.


Um processo acabado: Não custa lembrar. A evolução não é um processo pretérito, que não mais ocorre. Se temos dificuldade em percebê-lo em tempo real é em decorrência de nosso limitado tempo de vida. Ainda assim, em muitos casos somos capazes de acompanhar mudanças evolutivas drásticas em tempo real, como é o caso da resistência a antibióticos experimentadas por um grande número de bactérias e a resistência que o HIV adquire em relação à medicamentos retrovirais.


Observando de forma superficial, a evolução biológica é um processo extremamente simples, e isso não deixa de ser verdade. Afinal, podemos resumir em uma única palavra – mudança. Todavia, é muito difícil, e por vezes, praticamente impossível analisar a mudança que ocorre no pool total de características de uma espécie e como a evolução de uma espécie afeta àquelas com as quais tem relações. O que é certo é que, por trás de todo e qualquer aspecto biológico, há uma ou mais forças evolutivas agindo.
Me despeço por hoje de quem (alguém?) está por aqui, e nos próximos posts mais papo de louco de biólogo