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O Neodarwinismo precisa ser expandido para além da mutação

por em 31/07/2018 em Ciência, Notícias | Nenhum comentário

O Neodarwinismo precisa ser expandido para além da mutação

“Mutação: é a chave para nossa evolução,

ela nos permitiu evoluir do organismo

de uma única célula até à espécie

dominante no planeta. Esse processo é lento

e normalmente leva milhares e milhares de anos.

Porém, a cada centena de milênios, a evolução

dá um salto para a frente.” ~ Professor Xavier

Essa citação marca o início do primeiro filme dos X-Men. A história desse grupo de mutantes surge no contexto do paradigma* da chamada Síntese Evolutiva, ou Neodarwinismo. Mutação, novas características, sua frequência na população, tudo foi extraído do zeitgeist do século XX, provocado pelo Neodarwinismo, e colado diretamente nas HQs.

O Neodarwinismo é fruto do casamento da evolução darwinista com a Genética. Essa união se tornou possível quando os trabalhos de monge Gregor Mendel foram descobertos, fundando a Genética, em meados do século XX.

Desde então, nada na biologia faz sentido sem ser à luz da evolução, parafraseando Dobzhansky. No entanto, a visão neodarwinista tradicional vem sendo ameaçada. Ou melhor, a Síntese Evolutiva vem sendo lembrada de que pode estar precisando de uns ajustes, ou de uma extensão que aumente seus poderes explicativos, incorporando novos mecanismos biológicos, o que levaria para muito além da mutação seguida da seleção natural, para explicar o surgimento de novas características e de novas espécies.

No contexto da Síntese Moderna ou Neodarwinismo, a premissa dos mutantes faz muito sentido. Toda característica biológica está associada a um ou mais genes. Esses genes são passados para seus descendentes através da reprodução. Mas esse processo de cópia dos genes dos pais para os filhos está sujeito a erros. Em outras palavras, podem ocorrer mutações, isto é, erros que fazem o gene criar uma cópia não tão exata de si mesmo. Essa variação vai criar uma nova característica que, por sua vez, vai gerar resultados positivos, neutros ou negativos para o sucesso reprodutivo do indivíduo. Características neutras não vão interferir no sucesso reprodutivo, características negativas vão diminuí-lo, e as positivas vão aumentá-lo.

Darwin sabia que alguma coisa era responsável pelo surgimento dessas características, mas não sabia o que. Mas ele supôs corretamente que esse fator responsável pelas características dos seres vivos poderia falhar. Darwin estimou que algo funcionava como gene, antes mesmo do genoma ser descoberto. O ambiente teria o papel fundamental de selecionar as características mais bem adaptadas, isto é, que geram maior sucesso reprodutivo. É um mecanismo cego, mas extremamente eficiente: indivíduos mais bem adaptados geram mais descendentes, o que torna suas características mais frequentes na população. Essa pressão seletiva do ambiente sobre a variação da frequência das características de uma população foi o que o naturalista inglês chamou de seleção natural.

Ao longo da primeira metade do século XX, da junção do pensamento evolutivo com a genética, co-emergiu o pensamento populacional. A evolução passou a ser uma espécie de ciência populacional, na qual o estudo da frequência de genes numa dada população era levantada para saber como determinada característica respondia às pressões ecológicas.

Essa é uma visão de evolução centrada nos genes. Esse é o tema de O Gene Egoísta, escrito por Richard Dawkins — um excelente livro de divulgação científica, mesmo considerando algumas informações já datadas que o livro traz. A ideia central é que todos os organismos vivos são máquinas engendradas por seus genes. É mais ou menos como a lógica do Megazord dos Power Rangers: olhando de fora temos um robô gigante que age como se tivesse um comando central, uma consciência, mas na verdade é uma máquina produzida para gerar sucesso para os homenzinhos dentro dela, sobrevivendo aos ataques de kaiju.

No final de O Gene Egoísta, Dawkins introduz o conceito de memética, sim, uma ciência dos memes

Seres vivos seriam como Megazords comandados por genes** — com o perdão da limitação da metáfora. Na verdade, bactérias seriam zords, e seres mais complexos, como primatas, seriam de fato Megazords, uma junção de vários zords unicelulares.

As novas características geradas por mutações genéticas acabam gerando uma corrida armamentista. Quem tem as habilidades que naquele contexto geram o maior sucesso reprodutivo, ganha a corrida. Essa corrida é onipresente na natureza. É como na indústria armamentista: se Tony Stark inventou um canhão laser, uma empresa concorrente vai ter que inventar algo melhor ou igual, se não quiser ficar para trás.

Por definição, esse processo é muito lento. É preciso muita sorte. Uma mutação aleatória precisa produzir uma característica que gere sucesso reprodutivo, e, dependendo da espécie, a frequência desses genes mutantes podem gerar milhares de anos para se espalhar. É como jogar na loteria até ganhar um prêmio milionário — bom, eu não usaria essa tática para enriquecer.

Mudanças ontogenéticas são muito mais rápidas do que as filogenéticas. Por definição, processos ontogenéticos acontecem durante a vida de um indivíduo. Inclui desde o amadurecimento natural do cérebro embebido pelo ambiente, amadurecimento cerebral e até coisas menos glamourosas, como o braço de professores que escrevem muito no quadro negro que acaba ficando levemente maior do que o outro braço — pelo menos um ex-professor de matemática me confessou que isso acontecia com seus colegas de profissão, ele até levantou os dois braços para provar a discrepância. O que esses fenômenos têm em comum é que nenhum deles é herdado: filhos de professores não nascem com um braço maior que o outro, assim como filhos de halterofilistas não nascem musculosos, tampouco a modificação do cérebro pela experiência é herdada.

Pelo menos essa é a visão da evolução pelo paradigma neodarwinista. Há um movimento na biologia evolutiva pela expansão da evolução. Se eles estiverem certos, a ontogênese seria praticamente indissociável da filogênese — acabaria a divisão entre causas proximais e causas distais do comportamento, por exemplo. A dicotomia nature x nurture seria exorcizada de uma vez por todas — na verdade, hoje ninguém que estuda o campo se mantém preso a esse dilema, mas ele permanece na linguagem dualista que usamos e como atalho didático para explicar certos assuntos.

Recentemente a Folha lançou a tradução de um excelente artigo escrito pelo biólogo evolutivo e também militante da chamada Síntese Estendida da Evolução, Kevin Laland. O texto é espalhafatoso ao alegar já no título que a hegemonia do Neodarwinismo estaria dando lugar a um Neolamarckismo.

A reivindicação da síntese estendida é de incorporar na evolução processos ontogenéticos, hoje considerados fenótipo estendido. E, de fato, existem indícios de que em alguns casos pode existir essa influência de mão dupla. Por exemplo, pesquisadores da Universidade de Emory treinaram camundongos para sentir medo de amêndoas. Inesperadamente, seus filhotes pareciam ter o mesmo temor, como se tivessem herdado o aprendizado da mãe.

Aprendizados passados de geração em geração não se encaixam no modelo proposto pelo neodarwinismo. Se queremos enxergar isso à luz da evolução, mais do que testar se o fenômeno realmente ocorre, precisamos de um panorama dentro do qual esses acontecimentos façam sentido teórico. Daí a necessidade de uma nova síntese evolutiva estendida, que englobe mais do que mecanismos genéticos clássicos.

Os genes carregam a cultura pela coleira. Essa é a opinião de um proeminente — e polêmico — biólogo de Harvard, criador da sociobiologia. Ele quis dizer que não tem como negar que a cultura é extremamente importante para explicar a variação cultural, mas que essa variação é limitada pelas possibilidades da genética. A cultura seria como um cão sendo levado para passear de coleira pelo dono. O animal vai puxar a coleira, mas o dono vai restringir sua liberdade.

Essa visão é polêmica por dois motivos. Primeiro, porque os genes carregam a cultura numa coleira. Segundo, o processo é muito mais complexo do que apenas isso. A imagem mais adequada seria um homem levando uma dúzia de cães para um passeio, cães de diferentes raças, presos por diferentes coleiras. O caminho que esse grupo heterogêneo percorre é muito mais uma resultante das diferentes forças que cada um faz sobre o outro do que algo simples como um único cachorro querendo correr para frente e o dono segurando a coleira firme.

A evolução ocorreria exatamente assim. Processos ontogenéticos muito além da mutação genética interferindo no caminho que a evolução traça ao longo do tempo.

A epigenética é um dos processos mais conhecidos, candidato a gerador de novas características importantes para a evolução. Apesar de algum ceticismo, estudos em humanos e em outros animais*** sugerem que algumas modificações causadas pela epigenética podem passar entre gerações, exatamente como o exemplo dos ratos que temem amêndoas assim como a mãe, que aprendeu a temê-las.

Como Richard Francis conta no livro Epigenética, graças à análise cuidadosa de estudos longitudinais de pessoas que sofreram a chamada Grande Fome Holandesa, a epigenética estaria por trás da maior predisposição de alguns grupos à obesidade, e até da maior longevidade de outros.

Epigenética seria a regulação genética que ocorre “acima” dos genes. Genes podem produzir diferentes características porque sofreram mutação, ou porque houve interferência na expressão genética. Quer dizer, não houve mudança estrutural do gene, mas moléculas no ambiente celular podem ter se conectado aos seus sítios de ligação, alterando apenas a forma como as proteínas são expressadas, não a estrutura do gene. É um processo sutil cujas consequências podem ser dramáticas. Atividades cotidianas como fumar ou ser exposto a ambientes psicologicamente tóxicos pode ativar esse mecanismo e trazer consequências ontogenéticas e, às vezes, filogenéticas.

Além de tornar mais porosa a fronteira entre ontogênese e filogênese, a síntese estendida abre caminho para uma compreensão mais profunda sobre a relação entre o organismo e o ambiente. Nesse sentido, os seres humanos podem ser biologicamente preparados para produzir formas extremas de cultura, mas, uma vez produzida, essa cultura pode influenciar largamente o processo evolutivo. É um processo sinergístico, não há a questão sobre o que veio primeiro, a cultura ou a genética predispondo à cultura. Tudo vira uma coisa só.

A cultura parece ser parte de um processo de construção de nicho. Muitos animais fazem isso. Assim como pássaros constroem ninhos para emular um ambiente ideal para o desenvolvimento de seus filhotes, minhocas modificam o ambiente ao seu redor com seus detritos metabólicos, que vão tornando o ambiente cada vez mais adequado para sua sobrevivência.

A construção de nicho pode ser vista como uma forma de modificar o meio, ou de usar o ambiente ao redor a nosso favor. Por exemplo, chimpanzés parecem criar ferramentas com galhos e pedras há mais de 4 mil anos; orangotangos de uma ilha dominam ferramentas rudimentares de pedra, orangotangos de outras localidades, não. No que pode ser o ápice desse fenômeno, há 10 mil anos o Homo sapiens criou a agricultura e desde então passamos a ser uma espécie tipicamente sedentária, que valoriza a propriedade privada, e que difere largamente da dieta até o comportamento, em relação a tribos de caçadores-coletores nômades.

Do mesmo jeito, o meio urbano constitui um nicho diferente do nicho rural. A prevalência de certas doenças parece diferente nos dois meios. Por exemplo, um mesmo conjunto de genes parece disparar um quadro de esquizofrenia na cidade, mas não em meios urbanos. A alimentação urbana parece predispor a várias doenças associadas ao aumento do peso e ingestão em demasia de açúcar, criando um tipo de fenótipo bem diferente do rural. Como Francis cita em Epigenética, essas substâncias têm grandes chances de mexer em mecanismos epigenéticos que são passados para futuras gerações, predispondo nossos filhos aos mesmos quadros potencialmente patológicos.

Os seres humanos parecem ser tão hábeis nisso que hoje fala-se de uma nova era geológica, o Antropoceno, com o planeta inteiramente transformado num nicho humano. Talvez tenhamos se espalhado tanto pelo globo, e exterminado outras espécies do gênero Homo no processo porque temos uma capacidade sem igual de modificar o ambiente a nosso favor. Não somos nós que nos adaptamos ao novo, mas sim o ambiente que é adaptado às nossas necessidades.

Isso significa que os nichos podem consistir em mecanismos hereditários também. Os seres humanos já nascem embebidos num ambiente que não é natural, no sentido de serem algo projetado pela cultura em questão. Sabemos que o ambiente tem um poder relativamente grande de conduzir o desenvolvimento dos seres vivos. Ou seja, em certa medida a pressão seletiva do ambiente, que gera a seleção natural, são as pressões de um nicho construído.

Um mesmo conjunto de genes pode ser selecionado num ambiente, mas não em outro. Esse mesmo conjunto de genes pode gerar diferentes características, dependendo do feedback ambiental.

Isso significa que os biólogos evolutivos podem estar exagerando a importância da centralidade do gene para a evolução — toda aquela história do megazord e etc. Se moléculas acopladas a um gene podem mudar a proteína que ele sintetiza, se dois ambientes culturais distintos podem fazer um gene se expressar de diferentes maneiras mais ou menos adaptativas, então seria melhor considerar o organismo como um todo, não apenas os genes. A evolução seria um processo bem mais holístico****.

Uma consequência importante disso é que a evolução pode ser bem menos gradual do que atualmente se pensa. Diferenças de feedback do ambiente sobre o organismo podem já gerar diferentes características que vão ter impacto em termos filogenéticos. Esperar que mutações genéticas apenas desse conta desse processo seria consideravelmente mais lento e gradual.

A tolerância humana à lactose provavelmente se originou por uma co-evolução gene-cultura. Parece que grandes grupos de pessoas adultas tolerantes à lactose são descendentes de povos que criavam animais. Muito provavelmente a pressão seletiva que fez o gene que produz lactase (a enzima que quebra a lactose) ser selecionado foi cultural. A criação de animais estava embebida por uma cultura de pastores. Um artefato cultural causou pressão seletiva, que interferiu no curso da evolução humana.

Periodicamente, a ciência precisa de uma renovação paradigmática. Assim como a física passou séculos sobre os ombros de Newton e hoje está sobre os de Einstein, talvez seja hora de aliviar um pouco do peso que colocamos sobre os ombros de Darwin e Mendel. E não tem nenhum problema nisso. Essas renovações são boas porque aumentam a capacidade de entender a natureza. A ciência é feita tendo como pressuposto esse tipo de mudança mesmo. Claro, isso não significa que sempre seja fácil. Sabe-se que Einstein ficou anos insistindo na teoria da relatividade antes dela ser aceita como algo científico. Mesmo depois de ter mostrado empiricamente que sua teoria predizia melhor eventos astronômicos do que a física newtoniana, filósofos e físicos morreram negando a veracidade da teoria. Provavelmente algo desse tipo pode acontecer com a mudança do neodarwinismo para uma síntese estendida da evolução. Mas isso também é do jogo da ciência, faz parte do seu funcionamento.

 

*Para usar um termo de Kuhn, filósofo da ciência. Ele acreditava que os problemas científicos e as hipóteses testáveis derivadas desse problema derivavam de um paradigma, que seria uma visão mais geral sobre a realidade. Periodicamente esses paradigmas entrariam em crise, iniciando a corrida por novos paradigmas concorrentes.

**”Ser comandado pelos genes”, nesse contexto, não é uma referência ao determinismo genético, segundo o qual tudo que os animais fazem seria comandado centralmente pela genética. Comando dos genes, aqui, significa apenas que os genes são a unidade biológica fundamental que gera a complexidade das espécies, não que o ambiente não seja importante — aliás, tirar a importância do ambiente seria contraditório, já que não existe processo evolutivo sem pressão seletiva ambiental.

***Um livro bem elucidativo e agradável de ler é o Epigenética, do Richard Francis, lançado pela Zahar.

****”Holístico” aqui não tem nenhuma conexão com misticismo oriental ou esoterismo pseudocientífico a lá O Segredo. Quero simplesmente dizer que o resultado de um processo qualquer pode ter a ver com o funcionamento de um organismo como um todo, ou pode ser mais compartimentado, sendo reduzido aos genes, por exemplo.

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