Autor afirma que pesquisas recentes indicam que a
evolução das espécies é um fenômeno
mais complexo do que se imaginava e não pode ser explicado
apenas pela seleção natural. Defensor de uma teoria
alternativa (a síntese evolutiva estendida), ele argumenta
que a ciência tem dificuldade para incorporar novas ideias.
Quando pesquisadores da Universidade
Emory, em Atlanta, treinaram camundongos para sentir medo do cheiro
de amêndoas (aplicando choques elétricos acompanhados
pelo odor), eles descobriram, consternados, que os filhos e netos
desses camundongos temiam espontaneamente o mesmo cheiro. Isso não
deveria acontecer.
Gerações de estudantes
sempre souberam que é impossível herdar características
adquiridas. Um camundongo não deveria nascer com algo que
seus pais aprenderam durante a vida, assim como aquele que perde
a cauda em um acidente não dá à luz filhotes
sem cauda.
Se você não é
biólogo, pode ser perdoado por estar confuso com o estado
da ciência evolutiva. A biologia evolutiva moderna data de
uma síntese que emergiu nas décadas de 1940 a 1960,
casando o mecanismo da seleção natural de Charles
Darwin com as descobertas de Gregor Mendel sobre como os
genes são herdados.
A visão tradicional e ainda dominante
reza que as adaptações — desde o cérebro
humano até a cauda do pavão— são integral
e satisfatoriamente explicadas pela seleção natural
(e a subsequente transmissão de características aos
descendentes).
Porém, com a chegada de ideias
novas vindas da genômica, epigenética e biologia do
desenvolvimento, a maioria dos especialistas em evolução
concorda que seu campo se encontra em transformação.
Boa parte dos novos dados indica que a evolução é
algo mais complexo do que presumíamos.
Alguns biólogos evolutivos,
entre os quais me incluo, têm pedido uma caracterização
mais ampla da teoria evolutiva, conhecida como síntese evolutiva
estendida (SEE). Uma questão central é saber se o
que ocorre com organismos durante sua vida —seu desenvolvimento—
pode exercer papel importante e até agora imprevisto na evolução.
A visão ortodoxa estabelece
que processos do desenvolvimento são em grande medida irrelevantes
para a evolução, mas a SEE os considera cruciais.
Protagonistas com credenciais respeitadas surgem de ambos os lados
do debate; professores de universidades tradicionais e membros de
academias nacionais discordam completamente quanto aos mecanismos
da evolução. Algumas pessoas até se perguntam
se há possibilidade de uma revolução.
Em seu livro "Da Natureza Humana"
(1978), o biólogo evolutivo Edward O. Wilson afirmou que
a cultura humana está presa a uma coleira genética.
Foi uma metáfora controversa por duas razões. Primeiro,
como veremos, porque também é verdade que a cultura
segura os genes em uma coleira. Em segundo lugar, embora deva haver
uma propensão genética ao aprendizado cultural, poucas
diferenças culturais podem ser explicadas por diferenças
genéticas subjacentes.
Mesmo assim, a frase tem potencial
explicativo. Imagine uma pessoa (os genes) caminhando enquanto controla
um cão forte (a cultura humana). A trajetória (o caminho
da evolução) reflete o resultado da disputa entre
a pessoa e o cão.
Agora imagine essa pessoa tentando controlar vários cães,
presos por coleiras de comprimentos diferentes e puxando em direções
distintas. Todos esses puxões representam a influência
de fatores do desenvolvimento, incluindo epigenética, anticorpos
e hormônios transmitidos pelos pais, além do legado
ecológico e da cultura que eles deixam a seus descendentes.
Uma pessoa lutando para passear com os cães é uma
boa metáfora para ilustrar como a SEE visualiza o processo
adaptativo. Isso requer uma revolução na evolução?
Ilustração de capa da Ilustríssima
- Carcarah
REVOLUÇÃO
CIENTÍFICA
Antes de podermos oferecer uma resposta, precisamos
examinar como funciona a ciência. As melhores autoridades
aqui não são biólogos, mas filósofos
e historiadores da ciência. O livro "A Estrutura das
Revoluções Científicas" (1962), de Thomas
Kuhn, popularizou a ideia de que as ciências mudam por meio
de revoluções no entendimento. Essas mudanças
de paradigma ocorreriam depois de uma crise de confiança
na velha teoria, que aconteceria pelo acúmulo de dados conflitantes.
Há também Karl Popper
e sua conjectura de que teorias científicas não podem
ser comprovadas, mas podem ser falsificadas.
Considere a hipótese "todas
as ovelhas são brancas". Popper afirma que nenhuma quantidade
de constatações condizentes com a hipótese
poderia atestar sua correção, pois nunca estaria descartada
a possibilidade de dados conflitantes surgirem no futuro. Inversamente,
a observação de uma única ovelha negra desmentiria
a hipótese de uma vez por todas. Segundo Popper, cientistas
deveriam realizar experimentos críticos com potencial de
desmentir suas teorias.
Embora muito difundidas, as ideias
de Kuhn e Popper não estão a salvo de controvérsia
entre filósofos e historiadores da ciência. O pensamento
contemporâneo nesses campos é mais bem captado por
Imre Lakatos em "The Methodology of Scientific Research Programmes"
(a metodologia de programas de pesquisa científica, 1978):
"A história da ciência refuta tanto Popper quanto
Kuhn. Examinados de perto, tanto os experimentos cruciais popperianos
quanto as revoluções kuhnianas se revelam mitos".
Os argumentos de Popper podem fazer
sentido, mas não mostram como a ciência funciona no
mundo real. Observações científicas são
suscetíveis a erros de medição; pesquisadores
são humanos e se apegam às suas teorias; ideias científicas
podem ser muito complexas. Tudo isso torna a avaliação
de hipóteses científicas uma tarefa confusa.
Em vez de aceitar que nossas hipóteses
podem estar erradas, contestamos a metodologia ("a ovelha não
é negra —o problema está nos instrumentos")
ou a interpretação ("a ovelha só está
suja"), ou então adaptamos nossa hipótese ("eu
estava falando de raças domesticadas, não de carneiros
selvagens"). Lakatos descreve essas modificações
ou ressalvas como hipóteses auxiliares; cientistas as propõem
para proteger suas ideias principais, evitando que sejam rejeitadas.
Esse tipo de comportamento se manifesta
claramente em discussões científicas sobre a evolução.
Considere a ideia de que características
adquiridas ao longo da vida podem ser transmitidas para a próxima
geração. Ela ganhou força no início
do século 19 graças ao biólogo Jean-Baptiste
Lamarck, que a usou para explicar a evolução das espécies.
Há muito tempo, porém,
entende-se que a hipótese foi desmentida por experimentos
—a ponto de, nos círculos evolutivos, o termo "lamarckiano"
carregar conotação depreciativa. A ideia mais largamente
aceita é a de que as experiências dos pais não
afetam as características de sua prole.
EPIGENÉTICA
Só que elas afetam, sim. O modo como
os genes se expressam para produzir o fenótipo de um organismo
—as características reais que o organismo acaba tendo—
é afetado por substâncias químicas que se ligam
a eles. Tudo, desde a dieta até a poluição
do ar ou o comportamento dos pais, pode influir sobre o acréscimo
ou a retirada dessas marcas químicas, que ligam ou desligam
genes.
Geralmente, esses acréscimos
ditos epigenéticos são removidos durante a produção
de espermatozoides e óvulos, mas alguns são transmitidos
à próxima geração, junto com os genes.
Isso é conhecido como herança epigenética,
e mais e mais estudos vêm confirmando que ela de fato ocorre.
Voltemos aos camundongos que têm
medo de amêndoas. Foi a herança de uma marca epigenética
transmitida nos espermatozoides que levou a nova geração
a adquirir um medo herdado.
Em 2011, outro estudo extraordinário
relatou que, expostos a um vírus nocivo, alguns vermes reagiram
produzindo substâncias químicas que desativaram o vírus.
Surpreendentemente, gerações posteriores herdaram
epigeneticamente essas substâncias, através de moléculas
reguladoras (conhecidas como pequenos RNAs).
Hoje existem centenas de estudos
semelhantes, muitos publicados nos periódicos científicos
mais prestigiosos. Biólogos debatem se a herança epigenética
é lamarckiana ou apenas se assemelha superficialmente a isso,
mas não há como fugir do fato de que a herança
de características adquiridas ocorre.
Pelo raciocínio de Popper,
uma única demonstração experimental de herança
epigenética --como uma única ovelha negra-- deveria
bastar para convencer os biólogos evolutivos de que ela é
possível. A maioria dos biólogos evolutivos, contudo,
não correu para mudar suas teorias.
Em vez disso, como Lakatos previu,
estamos propondo hipóteses auxiliares que nos permitem conservar
as ideias que defendemos há muito tempo. Essas ideias incluem
a de que herança epigenética é rara, não
afeta características importantes, está sob controle
genético e é instável demais para explicar
a disseminação de características por meio
da seleção.
Infelizmente para os tradicionalistas,
nenhuma dessas tentativas de minimizar ou relativizar a importância
da herança epigenética parece ser digna de crédito.
Hoje é sabido que a herança epigenética está
amplamente presente na natureza; mais e mais exemplos aparecem a
todo momento.
Ela afeta características
funcionalmente importantes como o tamanho de frutos, a época
do florescimento e o crescimento de raízes de plantas --e,
embora apenas uma pequena parte das variantes epigenéticas
seja de natureza adaptativa, isso também é verdade
em relação à variação genética,
de modo que não chega a ser um argumento para desacreditar
a herança epigenética.
Não há mais dúvida
de que a herança epigenética nos obriga a enxergar
a evolução de outra forma.
CULTURA
A epigenética é apenas parte
da história. Através da cultura e da sociedade, todos
herdamos conhecimentos e habilidades adquiridos por nossos pais.
Os biólogos evolutivos aceitam essa ideia há pelo
menos um século, mas até recentemente considerava-se
que isso fosse restrito aos humanos.
Essa posição, entretanto,
deixou de ser defensável: criaturas de todo o reino animal
aprendem socialmente sobre alimentação, predadores,
comunicação, migração, escolhas de parceiros
e de locais de reprodução. Centenas de estudos experimentais
já demonstraram a aprendizagem social em mamíferos,
aves, peixes e insetos.
Entre os dados mais convincentes
estão estudos em que filhotes de chapim-real foram adotados
por chapins-azuis, e vice-versa. Quando foram criadas por outras
espécies, essas aves modificaram vários aspectos de
seu comportamento para assemelhar-se a seus pais adotivos (incluindo
a altura das árvores em que se alimentavam, as presas que
buscavam, seus cantos e até sua escolha de parceiro).
Presumia-se que as diferenças
comportamentais entre as duas espécies eram genéticas,
mas ficou claro que muitas delas constituíam tradições
culturais.
As culturas animais podem se conservar
por períodos surpreendentemente longos. Resquícios
arqueológicos mostram que chimpanzés usam ferramentas
de pedra para abrir castanhas há pelo menos 4.300 anos.
No que diz respeito à herança
epigenética, porém, seria um equívoco supor
que a cultura animal precisa exibir estabilidade como a genética
para ter significado evolutivo. Ao longo de uma única temporada
de acasalamento podem se desenvolver modismos nas características
que os indivíduos acham atraentes em seus parceiros.
Isso já foi demonstrado experimentalmente
em moscas de frutas, peixes, aves e mamíferos, e modelos
matemáticos mostram que esse "processo de cópia
da escolha de parceiros" pode afetar fortemente a seleção
sexual. Nessa linha, acredita-se que as variadas e culturalmente
aprendidas tradições das orcas na busca de alimentos
--em que grupos diferentes se especializam em certos tipos de peixes,
focas ou golfinhos-- estejam levando-as a se dividir em várias
espécies.
É claro que a cultura chega
ao auge em nossa própria espécie, tendo sido fartamente
comprovado que os hábitos culturais são fonte importante
de seleção natural de nossos genes.
A criação de gado
e o consumo de leite geraram a seleção de uma variante
genética que aumentou a lactase (enzima que metaboliza leite
e derivados), enquanto dietas agrícolas à base de
amido favoreceram o aumento da amilase (enzima que decompõe
o amido).
Toda essa complexidade não
se concilia com uma visão estritamente genética da
evolução adaptativa, fato que muitos biólogos
reconhecem. Em vez disso, aponta para um processo evolutivo em que
genomas (ao longo de centenas de milhares de gerações),
modificações epigenéticas e fatores culturais
herdados (ao longo de várias, possivelmente dezenas ou centenas
de gerações) e efeitos parentais (ao longo de uma
só geração) coletivamente influem sobre a adaptação
dos organismos.
Esses tipos de herança extragenética
conferem aos organismos a flexibilidade de se ajustarem rapidamente
aos desafios ambientais, arrastando as mudanças genéticas
em sua esteira --um pouco como um bando de cães agitados.
RESISTÊNCIA
Apesar do interesse suscitado por todos os
novos dados, é improvável que eles desencadeiem uma
revolução na evolução, pela simples
razão de que a ciência não funciona assim --ao
menos não a ciência evolutiva. Como os experimentos
críticos de Popper, as mudanças de paradigma kuhnianas
são mais próximas de mitos que da realidade.
Olhando para a história da
biologia evolutiva, não se vê nada assemelhado a uma
revolução. Mesmo a teoria de Charles Darwin levou
cerca de 70 anos para ser amplamente aceita; na virada do século
20, ainda era vista com grande ceticismo. Nas décadas seguintes,
novas ideias surgiram, foram avaliadas pela comunidade científica
e pouco a pouco integradas ao conhecimento preexistente. A biologia
evolutiva se atualizou sem passar por grandes períodos de
crise.
A mesma coisa se aplica ao presente.
A herança epigenética não desmente a herança
genética, mas mostra que esta é apenas um entre vários
mecanismos pelos quais características são herdadas.
Não conheço nenhum
biólogo que queira rasgar os livros didáticos ou jogar
fora a seleção natural. A questão é
saber se queremos ampliar nosso entendimento sobre as causas da
evolução e se isso modifica nossa visão do
processo como um todo. Nesse ponto, o que está acontecendo
é ciência normal.
Por que, então, biólogos
evolutivos tradicionais se queixam dos radicais evolutivos equivocados
que defendem uma mudança de paradigma? Por que jornalistas
escrevem artigos sobre cientistas que estariam pedindo uma revolução
na biologia evolutiva? Se ninguém de fato quer uma revolução,
e se revoluções científicas raramente ocorrem,
a que se deve a polêmica?
A resposta a essas perguntas traz
um insight fascinante sobre a sociologia da biologia evolutiva.
Revolução na evolução
é uma descrição equivocada do que está
acontecendo - um mito propagado por uma aliança improvável
de evolucionistas conservadores, criacionistas e imprensa. Não
duvido que existam alguns radicais evolutivos revolucionários,
mas a imensa maioria dos pesquisadores que buscam uma síntese
evolutiva estendida é formada por biólogos evolutivos
que trabalham duro.
Todos sabemos que o sensacionalismo
vende jornais, e artigos anunciando uma grande reviravolta vendem
bem. Criacionistas e defensores do design inteligente também
alimentam essa impressão exagerando as diferenças
de opinião entre evolucionistas e criando a falsa impressão
de turbulência no campo da biologia evolutiva.
O que é mais surpreendente
é como biólogos conservadores jogam a carta "estamos
sendo atacados!" contra seus colegas evolucionistas. Retratar
adversários intelectuais como extremistas ou dizer às
pessoas que se está sendo atacado são truques retóricos
usados desde sempre para ganhar discussões ou conquistar
lealdades.
Sempre associei esse tipo de prática
à política, não à ciência, mas
hoje percebo que fui ingênuo. Os cientistas também
têm carreiras e legados em jogo; também lutam por recursos,
poder e influência.
Receio que o discurso dos tradicionalistas
esteja produzindo efeitos negativos, criando confusão e,
sem querer, alimentando o criacionismo pelo fato de fomentar divergências
exageradas. Muitos cientistas respeitados sentem a necessidade de
uma mudança na biologia evolutiva. Não é possível
descartar todos eles como elementos à margem da visão
científica majoritária.
SEE
Se a síntese evolutiva estendida não
é um chamado por uma revolução na evolução,
então o que ela é e por que precisamos dela? Para
responder a essas perguntas, precisamos reconhecer um acerto de
Kuhn: cada campo científico possui maneiras compartilhadas
de pensar, ou quadros conceituais.
A biologia evolutiva não
é diferente. Nossos valores e premissas compartilhadas influenciam
quais dados coletamos, como os interpretamos e quais fatores são
embutidos nas explicações sobre o funcionamento da
evolução.
Por isso o pluralismo científico
é saudável. Lakatos destacou que quadros conceituais
alternativos (diferentes programas de pesquisa) podem ser valiosos
pois incentivam o teste de novas hipóteses ou levam a novos
insights. Essa é a primeira função da SEE:
alimentar ou mesmo abrir novas linhas de pesquisa e maneiras produtivas
de pensar.
Um bom exemplo é o viés
de desenvolvimento. Considere os peixes ciclídeos da África
oriental. Para dezenas ou até centenas de espécies
de ciclídeos existentes no lago Maláui existe uma
espécie "duplicada", que evoluiu independentemente,
no lago Tanganica, com grandes semelhanças no formato corporal
e no modo de se alimentar.
Tais semelhanças costumam
ser explicadas pela evolução convergente: houve variação
genética aleatória, mas condições ambientais
semelhantes selecionaram os genes com resultados equivalentes.
Entretanto, o nível extraordinário
de evolução paralela visto nesses dois lagos sugere
que algo mais pode estar em jogo. E se algumas maneiras de "construir"
um peixe forem mais prováveis que outras? E se a variação
de características é enviesada em favor de certas
soluções? A seleção ainda faria parte
da explicação, mas a evolução paralela
seria muito mais provável.
Estudos mostram que é possível
usar um modelo matemático, baseado em camundongos de laboratório,
para prever tamanho e número de dentes em uma amostra de
29 espécies de roedores.
Esses estudos são intrigantes
pois ajudam a converter a biologia evolutiva em uma ciência
mais previsora. Por que, então, essas ideias receberam, comparativamente,
pouca atenção até pouco tempo atrás?
ALTERNATIVAS
Voltamos aos quadros conceituais. Historicamente
falando, biólogos evolutivos tratam o viés na variação
fenotípica apenas como uma limitação --o modo
como os organismos crescem restringe o tipo de características
que eles poderão ter.
Foi preciso uma perspectiva diferente
(neste caso, a da biologia evolutiva do desenvolvimento, chamada
evo devo) para motivar novos experimentos. De um ponto de vista
evo devo, os dentes de roedores e os corpos de peixes são
como são porque o modo como esses animais crescem aumenta
a probabilidade de essas características surgirem. Assim,
o viés torna-se um conceito muito mais importante na explicação
da evolução.
A síntese evolutiva estendida,
ao menos como eu e meus colaboradores a enxergamos, é mais
bem vista como um programa de pesquisas alternativo da biologia
evolutiva.
Inspirada por descobertas recentes,
a SEE parte da premissa de que os processos do desenvolvimento exercem
papéis importantes como causas de variações
fenotípicas novas (e potencialmente benéficas), como
causas de diferenças de adequação dessas variantes
e causas de transmissão para descendentes.
Em contraste com a concepção
tradicional, na SEE a criatividade na evolução não
é atribuída apenas à seleção
natural. Esse modo alternativo de pensar está sendo usado
para gerar novas hipóteses e traçar novas agendas
de pesquisa. Ainda estamos nos primórdios da SEE, mas já
há sinais frutíferos.
Se a evolução não
se explica só por mudanças nas frequências de
genes; se mecanismos antes rejeitados, como a herança de
características adquiridas, revelarem ter importância;
e se for reconhecido que os organismos enviesam a evolução
por meio de desenvolvimento, aprendizagem e outras formas de plasticidade,
tudo isso significa que está emergindo um relato radicalmente
diferente e profundamente mais rico da evolução?
Ninguém sabe. Mas, do ponto
de vista daquela pessoa que leva os cães para caminhar, a
evolução está ficando menos parecida com um
passeio genético aprazível e mais com uma luta frenética
dos genes para acompanhar agitados processos de desenvolvimento.
Kevin Laland é professor de biologia
evolutiva e comportamental na Universidade de St. Andrews, na Escócia.
tradução de Clara Allain
Carcarah, 38, é ator e ilustrador.
Este texto foi publicado originalmente no site Aeon
(aeon.co
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