Um longo argumento

Parábola cética atualizada

2009-11-04T17:37:00.004-02:00

Entre 1988 e 1989, foi publicada uma edição especial do Surfista Prateado, escrita por Stan "The Man" Lee e ilustrada por Jean Giraud Moebius, intitulada Parábola. Nela, Galactus, uma entidade cósmica conhecida como "o Devorador de Mundos", vem à Terra para destruí-la e se alimentar da sua energia. Para isso, Galactus permite que as pessoas façam o que bem desejarem em seu nome para, assim, encontrarem a "salvação" – o plano é permitir que a humanidade se aniquile por meios próprios. Nesse ínterim, surge seu ex-arauto, o Surfista Prateado, questionando o direito de Galactus de atacar a Terra com um estratagema tão ardiloso.

Ao final, o vilanesco semi-deus galáctico parte deixando nosso planeta incólume. O Surfista, alçado à categoria de herói planetário, é recebido na sede das Nações Unidas e fala para o mundo. Os diálogos, em uma páginas tocante e dolorosa, é esse:

Embaixador 1: “Nós fomos visitados por dois seres do espaço. Um, tratado como um deus. O outro, para nossa perpétua vergonha, desprezado e condenado. Mas, finalmente, enxergamos a verdade. O surfista é o verdadeiro salvador das estrelas”.
Surfista: “Não! Nenhum homem pode ser colocado acima dos demais. A chama divina está em todos ... ou em ninguém”.
Platéia: “Que humildade. A verdade essência da pureza. Só pode ser um santo. Você deve nos liderar! Oriente-nos. Seremos seus discípulos”.
Surfista (pensando): “Isto é loucura! Eles desejam um líder. Assim como uma criança espera o leite materno. É por isso que se tornam presas fáceis dos tiranos e déspotas. Por que eles não procuram a verdadeira fé em sim mesmos? Por que buscam outro que lhes mostre o caminho?”.

Essa é uma das mais belas histórias em quadrinhos de super-heróis já criadas. Definitivamente, não é leitura apenas para crianças...

Com uma das prosas filosóficas mais elegantes do século XX, Bertrand Russell (1872-1970) foi filósofo, lógico, matemático e escritor vencedor do Prêmio Nobel de Literatura, em 1950. Defensor do racionalismo e do ceticismo, Russel escreveu, no seu ensaio Sonhos e fatos, que pode ser encontrado na coletânea Ensaios Céticos:

“Os sonhos de um homem ou de um grupo podem ser cômicos, mas os sonhos humanos coletivos, para nós que não podemos ultrapassar o círculo da humanidade, são patéticos. O universo é muito vasto, como revela a astronomia. (...) No mundo visível, a Via Láctea é um fragmento minúsculo; e, nesse fragmento, o sistema solar é uma partícula infinitesimal, e, dessa partícula, nosso planeta é um ponto microscópico. Nesse ponto, pequenas massas impuras de carbono e água, de estrutura complexa, com algumas raras propriedades físicas e químicas, arrastam-se por alguns anos, até serem dissolvidas outra vez nos elementos de que são compostas. Elas dividem seu tempo entre o trabalho designado para adiar o momento de sua dissolução e a luta frenética para acelerar o de outras do mesmo tipo. As convulsões naturais destroem periodicamente milhares ou milhões delas, e a doença devasta, de modo prematuro, mais algumas. Esses eventos são considerados infortúnios; mas quando os homens obtêm êxito ao impor semelhante destruição por seus próprios esforços, regozijam-se e agradecem a Deus. Na vida do sistema solar, o período no qual a existência do homem terá sido fisicamente possível é uma porção minúscula do todo; mas existe alguma razão para esperar que mesmo antes desse período terminar o homem tenha posto fim à sua existência por seus próprios meios de aniquilação mútua. Assim é a vida do homem vista de fora.”

Theodore Sturgeon (1918-1985) foi um escritor norte-americano de ficção científica. Ficou muito conhecido pela chamada "Lei de Sturgeon": “Noventa por cento de toda a ficção científica escrita é lixo; mas, se pararmos para analisar, noventa por cento de TUDO o que se escreve é lixo”. Em 1967, publicou um artigo na Cavalier Magazine, em que escreveu: "Todo avanço que essa espécie já alcançou é o resultado de alguém, em algum lugar, olhar o mundo, sua vizinhança, seu vizinho, sua caverna ou a si mesmo e fazer a próxima questão. Todo erro mortal que essa espécie cometeu, todo pecado contra si e seu destino, é o resultado de não se fazer a próxima questão ou de não se ouvir aqueles que a fizeram".

Certa vez, quando perguntado a respeito do significado da sua marca registrada pessoal (uma letra Q com uma seta apontando para a direita), Sturgeon respondeu:

“Ela significa "Faça a próxima questão" [em inglês, "Ask the next question"], e a seguinte, e a seguinte. É o símbolo de tudo que a humanidade criou e é a razão pela qual as coisas são criadas. O sujeito está sentado na caverna e diz ‘Por que um homem não pode voar?’. Bem, essa é a questão. A resposta pode não ajudá-lo, mas agora a questão foi formulada. Qual é a próxima questão? Como? E assim, através das gerações, as pessoas têm tentado encontrar a resposta para aquela questão. Nós encontramos a resposta e nós voamos. Isso é verdade para qualquer realização humana, seja na tecnologia ou na literatura, na poesia, nos sistemas políticas ou em qualquer outro assunto. É isso. Faça a próxima questão. E a outra depois dela”.

Como podemos depreender dos exemplos supra-citados, que vêm de autores tão diferentes quanto quadrinhistas, filósofos e escritores de ficção-científica, um posição inquiridora e cética não é exclusiva das ciências. Até mesmo as religiões poderiam se beneficiar dele (através, por exemplo, de uma auto-análise periódica - quiçá constante - que levasse à depuração de suas premissas reiteradas vezes consideradas infundadas). No entanto, essa me parece uma visão de mundo otimista demais, quase ingênua. As religiões, quando tomadas no geral, não fazem um esforço sincero para depurar o que podemos chamar de suas "superstições infundadas".

Religiões deveriam se limitar a tratar de alguns dos aspectos éticos e morais do homem e da sua condição na existência. Obviamente, a religião é uma poderosa atividade humana e provavelmente remonta a tempos remotos pré-científicos, muito antes da invenção de qualquer tipo escrita. Para muitos, a fé pode ser uma fonte de conforto para suas vidas - a devoção ao divino, independente de como ele se expressa, funciona como a tábua de salvação. Pode-se até mesmo construir um cenário adaptacionista para explicar o surgimento e desenvolvimento do misticismo: se funcionava como fator organizador dos agrupamentos sociais primitivos, aparecendo por vezes associado às primeiras tentativas do homem de interpretar os fenômenos naturais, essas proto-religiões teriam sido selecionadas, propagando-se na descendência. O evolucionista britânico Richard Dawkins considera as religiões como memes, ou unidades de evolução cultural, que podem se autopropagar – meme, termo criado por Dawkins em seu clássico “O gene egoísta” (de 1976), análogo ao gene, seria a unidade mínima de informação transmitida entre representantes da nossa espécie, através da conexão cérebro-cérebro ou entre locais onde essa informação está armazenada, como livros ou páginas da internet e outros locais de armazenamento e/ou cérebros.

Como é de amplo conhecimento, as doutrinas religiosas baseiam-se em dogmas, fundamentos doutrinários muitas vezes frutos de pretensas revelações ditadas pelos deuses, santos ou espíritos iluminados, todos eles manifestações do imponderável. Visto que seriam as palavras divinas em si, apesar de transcritas e interpretadas por homens, e uma vez tidos como certos pela alta hierarquia da igreja, congregação, seita e similares, esses preceitos transformam-se em ditos sagrados e, infelizmente, não se prestam a indagações sobre seus fundamentos. Assim, passam a corresponder à verdade absoluta proferida pelo altíssimo. Nesse sentido, o desenvolvimento de uma postura cética torna-se pouco provável no âmbito das religiões, pois o questionamento dos dogmas pode levar à dúvida quanto à validade desse ou daquele preceito, conseqüentemente erodindo os pilares sustentadores do pensamento religioso.

A questão é ainda mais ampla e extrapola a frágil dicotomia ciência-religião. Qual seria o objetivo de se estimular a reflexão individual (ou coletiva), o "pensar com a própria cabeça", se tudo parece já estar escrito, refletido e "pensado"? É muito mais cômodo transferir o ato de raciocinar para o padre, o pastor, o papa... ou o jornalista, o professor, o cientista... Como professor, as frases dos estudantes mais desanimadoras são "Professor, o que eu tenho que saber?" ou "Professor, o que o senhor quer que eu estude?" ou ainda "Professor, como eu devo pensar a respeito desse assunto?".

Parece que é da condição humana ansiar por um führer, um condutor para revelar como agir perante o vazio infinito da existência. Esse guia não precisa, necessariamente, estar personificado: ele se apresenta em distintas formas, que trazem, subjacentes ao seu discurso, a questão do controle e do desestímulo ao livre-pensar. Nossa indústria cultural ajuda na padronização das populações, em todos os sentidos (vestuário, ideário político, cinema, literatura, música) – o mesmo vale para muitos dos formadores de opinião, que por vezes parecem se preocupar mais em reforçar estereótipos do que em estimular o espírito crítico do seu público. A democratização da internet, nesse ínterim, tem papel ambíguo (ou paradoxal, dependendo do ponto de vista assumido). Apesar de possibilitarem a veiculação de qualquer conteúdo, qualquer informação, por mais obscura ou pouco usual que seja, ferramentas como blogs, independentemente da boas intenções dos seus criadores, estão cada vez mais semelhantes (doutrinários?).

Apesar de impressas em uma forma de arte ainda tida como menor ou infantil, as sábias palavras do Surfista Prateado bem se encaixam nesse quadro: "Eles desejam um líder, assim como uma criança espera o leite materno. É por isso que se tornam presas fáceis dos tiranos e déspotas".

Iluminação recíproca e consiliência

2009-10-27T15:59:00.008-02:00

Em linhas gerais, a biogeografia é o estudo dos padrões e processos responsáveis pela distribuição dos seres vivos no planeta. Ela é extraordinariamente complexa porque engloba uma grande quantidade de evidências e áreas distintas de investigação biológica.

Recentemente, publiquei um artigo (com um colega da USP-RP, Msc. Renato Capellari) discutindo alguns conceitos relativos à filosofia da biogeografia histórica. Sua versão on-line pode ser encontrada no site da Evolutionary Biology (o trabalho impresso deve sair na edição de dezembro da revista).

Santos, C.M.D. & Capelari, R.S. 2009. On reciprocal illumination and consilience in biogeography. Evolutionary Biology. DOI 10.1007/s11692-009-9070-y

Segue o resumo do texto:

A biogeografia lida com a análise combinada dos componentes espacial e temporal do processo evolutivo. Para esse propósito, uma análise biogeográfica deve considerar dois passos extras: um passo de iluminação recíproca e um passo de consiliência. Mesmo que os desafios tradicionais da biogeografia forem sobrepujados com sucesso, a hipótese obtida não é necessariamente significativa em termos biogeográficos – ela precisa de teste contínuo à luz de hipóteses externas. Por isso, um conceito análogo à iluminação recíproca de Hennig é valioso, assim como um tipo de consiliência biogeográfica no sentido de Whewell. Inicialmente, através da busca por diferentes classes de evidência, informação útil para aperfeiçoar a hipótese pode ser acessada via iluminação recíproca. Em seguida, uma hipótese mais geral pode ser encontrada através de um processo de consiliência, quando a hipótese explica fenômenos não contemplados durante sua construção, como a distribuição de outros táxons ou a existência (ou ausência) de fósseis. Esse procedimento visa à avaliação da robustez das hipóteses biogeográficas como teorias científicas. Tais teorias são descrições confiáveis de como a vida muda sua forma no espaço e no tempo, colocando a biogeografia histórica próxima à concepção de Croizat de evolução como um fenônemo tridimensional.

Dividindo o longo argumento

2009-10-07T20:13:00.006-03:00

Para os leitores que acompanham esse blog - e para aqueles que talvez encontrem alguma serventia para as palavras aqui publicadas - organizei por assuntos os textos que apareceram nesse espaço desde maio de 2008:

Sobre conceitos básicos de Sistemática Filogenética
Um pouco mais a respeito de elos perdidos
Sobre conceitos de espécie
Homologias
Que os elos permaneçam perdidos!
Os dinossauros de Hennig
Sobre a parcimônia nas ciências - parte II
Sobre a parcimônia nas ciências - parte I
Porque Popper não vale para a cladística
Filogenia como base para a investigação

Filosofia da ciência e afins
A importância da filosofia da ciência - I
A importância da filosofia da ciência - II
A importância da filosofia da ciência - III
A importância da filosofia da ciência - IV
Bertrand Russell
Parábola cética
Aristóteles e o Nome da rosa
Faça-se a luz: divagações sobre C & T
Ciência responsável é conservadora?
Ask the next question

Biologia geral
Gato, esse incompreendido
Grande, feroz e ainda vivo
O que é a evo-devo?
Ainda a seleção natural
Filogenética no ensino de evolução
Vida marvilhosa! – parte II
Vida Maravilhosa - parte I

Breves ensaios para o jornal A Gazeta de Ribeirão
Deuses e novos sacerdotes
A árvore da vida
Sobre as revoluções
Fusões permanentes
Tahl e as verdades incontestáveis
Manipulando genes
Ponto brilhante na escuridão
Três tigres
No meio da tempestade

Conto infanto-juvenil
Cada um no seu galho!

Um pouco mais a respeito de elos perdidos

2009-09-21T17:22:00.002-03:00

Continuando uma discussão iniciada aqui nesse blog...

Uma pesquisa rápida para "elo perdido" feita na área de ciências de qualquer jornal de grande circulação certamente vai resultar em um grande número de notícias relacionadas a esse tema. A wikipedia tem um artigo a respeito, que começa da seguinte forma: "Em paleontologia, dá-se o nome de forma ou fóssil de transição a um organismo conhecido apenas do registo fóssil que combina características dos seus descendentes e antecessores evolutivos. Estes fósseis são conhecidos popularmente como elos perdidos da evolução". Esse é um clichê utilizado por toda a mídia sempre que se discute a descoberta de um fóssil de algum grupo representativo. Infelizmente, ele está fundamentalmente incorreto.

Há uma série de relatos na literatura biológica a respeito de elos perdidos e ancestrais. Um dos mais famosos ficou conhecido como Homem de Piltdown, uma notória fraude do começo do século XX, formada por fragmentos de um crânio e de uma mandíbula recuperados de uma mina de cascalho em Piltdown, no condado inglês de Sussex - era um crânio de Homo sapiens moderno fundido à mandíbula de um orangotango, proposto à época de sua "descoberta" como o elo perdido entre esses dois grupos de primatas. Desde a proposição da teoria da evolução por meio da seleção natural por Charles Darwin (1809-1882) e Alfred Wallace (1823-1913), no século XIX, abriu-se a temporada de caça aos elos perdidos. Por que, então, criticar o uso desse termo? O que ele traz de problemático?

Costuma-se dizer que uma hipótese é científica se ela pode ser falseada ou pelo menos se ela está aberta a questionamentos, feitos com base em outras evidências observacionais ou hipóteses alternativas. Imputar o status de ancestral ou elo perdido a qualquer grupo biológico, seja ele fóssil ou recente, passa longe da boa ciência. O biólogo Edward Wilson (1929- ) diz em sua autobiografia que devem ter existido cerca de um bilhão de espécies de insetos desde o aparecimento do grupo, há mais de 350 milhões de anos. Desses, apenas uma ínfima parte se fossilizou. Como podemos ter certeza que um fóssil encontrado é de fato uma forma de transição entre um grupo antigo e um grupo recente? Não podemos! Não somos capazes de dizer se esse fóssil foi o ancestral de qualquer grupo reconhecido atualmente uma vez que, para cada espécie encontrada hoje no planeta, devem ter existido ao menos 100 outras que foram extintas sem deixar marcas da sua passagem. Toda inferência a respeito que qual teria sido o ancestral de um grupo é pouco mais que um palpite – a sistemática filogenética de Hennig incorpora essa impossibilidade ao definir que os ancestrais comuns dos grupos monofiléticos são sempre hipotéticos, correspondendo à construções teóricas sobre que características devem ter estado presentes no ancestral de fato do grupo sob análise.

A idéia de que fósseis devem ser tratados de forma especial quando comparados com organismos recentes começou a se tornar disseminada a partir de meados dos anos 1930, com a teoria sintética da evolução, tornada célebre por figuras como Ernst Mayr (1904-2005), Theodozius Dobzhansky (1900-1975) e George Gaylord Simpson (1902-1984). Esse último, um paleontólogo, acreditava que os fósseis seriam "janelas para o passado" e que somente a partir deles poderíamos compreender a evolução das espécies e os padrões de relações de parentesco. Grupos extintos mostrariam a partir de onde as espécies evoluíram. Dessa forma, um fóssil como o Archaeopteryx litographica, uma ave do Jurássico extinta há 150 milhões de anos, foi tomado como sendo o elo perdido entre os répteis e as aves e o ancestral dessas últimas. Os exemplos são abundantes na literatura técnica. Para ficarmos apenas em duas grandes descobertas dos últimos anos: em 2008, o Gerobatrachus hottoni foi chamado de elo perdido na evolução das rãs; em maio de 2009, foi descrito o Darwinius masillae, rapidamente tratado pela mídia como o elo perdido que explicaria a transição entre primatas e o homem (tratamento dado inclusive pela prestigiada revista de divulgação Scientific American).

A partir da publicação do Origem das espécies de Darwin, em 1859, a idéia da "cadeia do ser", que remonta aos trabalhos do filósofo grego Aristóteles, foi seriamente questionada. A melhor representação para a evolução é uma árvore ramificada, não um conjunto de organismos conectados entre si como elos em uma corrente – como não existem os tais elos, não precisamos fazer esforço algum para tentar encontrá-los! A evolução é mais complexa que uma seqüência de espécies organizada com base em um pretenso grau de aumento de complexidade. Os intermediários são TODOS os ramos da árvore da vida posicionados entre quaisquer dois grupos escolhidos. Dessa forma, não há apenas UM determinado elo: todas as espécies que fazem parte da hierarquia natural resultante do processo evolutivo são elos.

Basta um pouco de lógica e bom senso para se perceber que a a busca por pretensos “organismos-chave” para a evolução perde o sentido quando vista sob o prisma dos métodos filogenéticos de reconstrução das árvores evolutivas. Como a biologia faz pouco sentido a não ser à luz de filogenias, são elas que nos mostram os padrões de ramificação que fornecem o arcabouço para estudos sobre processos e mecanismos de evolução. Não há menor necessidade, nesse contexto, de apontar um ou outro organismo como sendo o ancestral de qualquer grupo, uma vez que, como resultado de uma análise filogenética, podemos sugerir como devem ter sido esses ancestrais, mesmo que não tenhamos qualquer fóssil dos grupos estudados. Há ferramentas que nos permitem postular até mesmo quais genes estavam presentes nesses ancestrais (a biologia evolutiva do desenvolvimento ou evo-devo é uma das áreas que têm fornecido impressionantes reconstruções sobre a evolução dos genes de vários grupos animais).

Diz-se que uma ciência está madura quando conceitos “primitivos” são substituídos por outros mais refinados e com maior estruturação filosófica. O abandono de concepções incorretas como a de fósseis como ancestrais e elos perdidos, arraigada à uma concepção ortodoxa da evolução, é indicativo de que a biologia evolutiva deixou de ser uma mistura de “arte e ciência”, como proferiu G.G.Simpson nos anos 1960. Ela não pode se basear na autoridade de um seleto grupo de pesquisadores sobre determinados temas mas tem que se esforçar cada vez mais na busca por hipóteses robustas, suportadas por evidências observacionais e empíricas, com grande poder explanatório, independentes do seu autor.

Blog de divulgação científica na UFABC

2009-08-20T15:34:00.003-03:00

Caros colegas,

Meus alunos do PDPD (Pesquisando Desde o Primeiro Dia) acabaram de criar um blog, sob minha supervisão, que tem como objetivo servir como plataforma de divulgação e discussão dos resultados obtidos nos seus dois projetos.
Na página, serão postados ensaios e material produzido por Anna Carolina Russo e Leandro Pereira Tosta, alunos do Bacharelado em Ciência & Tecnologia da UFABC. Ambos estão se debruçando sobre certos aspectos da evolução dos Metazoa (animais), com especial ênfase em filogenias baseadas em dados morfológicos, embriológicos e moleculares.

Se tiverem um tempo, por favor visitem (e comentem, caso achem pertinente):
http://www.evolucaodemetazoa.blogspot.com/

Sobre conceitos de espécie

2009-08-18T13:16:00.004-03:00

"Uma das ironias da história da biologia é que Darwin
não explicou realmente a origem de novas espécies
no Origem das espécies porque ele não sabia como
definir uma espécie"
Douglas Futuyma (1983)

As ciências naturais estão repletas de conceitos controversos à espera de uma definição. Só para citar alguns, na biologia, não se sabe exatamente o que é ou como identificar uma área de endemismo ou um caráter homólogo. Apesar desses termos terem sido introduzidos nas ciências há mais de quase dois séculos - o primeiro a falar de área de endemismo foi Auguste de Candolle (1778-1841), em 1820, e o primeiro a definir homologia foi Sir Richard Owen (1804-1892), em 1823 - são continuamente revisados nas publicações especializadas. Um outro conceito, ainda mais fundamental, tem sido motivo de rusgas e comentários há bem mais tempo: discussões acerca do conceito de espécie remontam à filosofia grega clássica e podem ser encontradas em praticamente todos os autores que tiveram alguma importância na história do pensamento biológico. No geral, esses autores não concordam entre si ou têm uma perspectiva paradoxal a respeito do problema, com os conceitos cambiando conforme as necessidades práticas dos estudos de cada um. Até mesmo um dos pais do evolucionismo moderno, Charles Darwin (1809-1882), mostrou-se ambíguo ao tratar de espécies.

Apesar das dificuldades, a biologia moderna é quase unânime em reconhecer a existência de descontinuidades reais natureza. Isso quer dizer que podem ser identificadas entidades naturais, as quais damos o nome de espécies. Fica claro, portanto, que qualquer área das ciências biólogicas baseia-se em, ou pelo menos utiliza, espécies. Zoólogos, obviamente, lidam dia-a-dia com espécies, assim como botânicos. Geneticistas, apesar de estarem distantes da imagem popular do pesquisador naturalista, também fazem uso de espécies: há quem trabalhe com genética de populações de Drosophila melanogaster (uma espécie de dípteros antes conhecidos como moscas-das-frutas), há quem faça clonagem de Ovis aries (ovelhas, como a famosa Dolly, o primeiro mamífero clonado a partir de células adultas)... Assim, o conceito de espécie é um dos fundamentos de todas as disciplinas biológicas.

Para o ornitólogo alemão Ernst Mayr (1904-2005), em seu livro Toward a new philosophy of biology: observations of an evolutionist (Em direção a uma nova filosofia da biologia: observações de um evolucionista), publicado em 1988, “a diversidade da vida orgânica, consistindo de espécies e grupos de espécies (...), é produto da evolução. Isso torna necessário o estudo da origem e história evolutiva da cada espécie e cada táxon superior. O estudo das espécies é, portanto, uma das preocupações fundamentais da biologia”.

Entendi, você pode dizer. Lidar com espécies é condição sine qua non para o estudo da biologia. Isso está claro. Mas, o que é uma espécie? A dificuldade para responder à essa simples pergunta levou ao desenvolvimento de uma série de conceitos diferentes que tentaram definir o que essa entidade natural. O objetivo aqui não é descrever cada um deles mas apenas separá-los em classes reconhecidas na literatura biológica.

Segundo o conceito tipológico, uma espécie é uma entidade que difere de outra espécie por apresentar características diagnósticas identificáveis constantes. Dessa forma, espécies corresponderiam a agregados aleatórios de indivíduos que têm em comum algumas propriedades essenciais. O conceito remonta ao eidos platônico - o primeiro significado de eidos, presente na obra do poeta grego Homero (autor da Ilíada e da Odisséia), é "aquilo que se vê", "aparência", "forma" ou ainda "propriedade característica". Para a filosofia aristotélica, corresponderia à “essência” ou “natureza” de algum objeto ou organismo, no caso, da espécie-tipo. Aqui, a palavra “espécie” significa “tipo de” e designa um certo grau de similaridade. Do conceito tipológico deriva o conceito morfológico: uma morfoespécie é uma espécie reconhecida apenas com base na sua morfologia. Na prática, é o mais utilizado pelos sistematas e taxonômos. Qualquer um que já viu uma descrição de espécie publicada deve ter notado que um novo nome de espécie proposto sempre vem relacionado à um espécime, chamado de holótipo, e a uma diagnose, que aponta os atributos necessários para identicar aquela nova espécie.

Durante a Idade Média, especialmenta a partir do século VII, um dos problemas filosóficos muito discutido foi a questão dos universais ou o problema da correspondência entre nossos conceitos intelectuais e as coisas que existem fora do nosso intelecto. Apesar dos objetivos serem determinados e individuais, nossas representações mentais são realidades infependentes de qualquer determinação particular. A questão se resumo em descobrir em que extensão os conceitos da mente correspondem às coisas que eles representam: o quanto o sapo que concebemos representam do sapo que existe na natureza? Os conceitos apenas palavras ou são mesmo realidade? Uma das respostas para esse tipo de questão quase esotérica vem de uma escola de pensamento medieval chamada nominalismo.

Para os nominalistas, as idéias gerais não têm realidade fora do que é concebido por nossa mente - elas não passam de simples nomes. Real é o objeto considerado. Não há um universal per se. Ele é apenas um nome sem conteúdo concreto, um vocábulo com significado geral. O que isso tem a ver com o conceito de espécie? Bem, há um conceito nominalista de espécie. De acordo com ele, apenas objetos individuais existem na natureza. Tais objetos ou organismos são mantidos unidos por um nome – espécies, dessa maneira, seriam construções mentais arbitrárias, nada mais que isso. Elas não teriam realidade na natureza.

Esse pode ser um conceito filosoficamente interessante mas carece de substância, quando confrontado com situações corriqueiras. O reconhecimento das mesmas entidades como sendo espécies por culturas tão distintas quanto ocidentais brancos e nativos da Nova Guiné, como relatado por Mayr na sua obra de 1988, demonstra como o nominalismo não é a melhor saída para o nosso problema. Qual a chance de culturas tão diferentes, espacialmente separadas por um oceano, chegarem exatamente às memas construções arbitrárias, ou seja, à delimitação de espécies idênticas? Eu diria que ínfima.

O nominalismo foi a base do pensamento biogeográfico do jesuíta Athanasius Kircher (1602-1680). Hoje quase uma anedota, Kircher publicou uma descrição detalhada da Arca de Noé e de todos os compartimentos necessários para acomodar as 310 espécies de animais que ele reconhecia. Esse número é pequeno, mesmo para a época (século XVII), pois se sabia que a diversidade biológica existente era muito maior. Para Kircher, a linguagem natural era a linguagem divina. Na sua obra Arca Noë, de 1675, ele tentou explicar o grande número que teria aparecido após o dilúvio universal através da existência de “cópula promíscua” (hibridação) entre as espécies animais que foram escolhidas por Noé para sua arca, apoiado no conceito nominalista de espécie. Durante os 40 dias e 40 noites que a arca de Noé ficou à deriva, os mais extraordinários intercursos sexuais do mundo animal devem ter acontecido. O leopardo (cujo nome latino é leopardus), por exemplo, seria o resultado do cruzamento entre o leão (leo) e a pantera (pardus). À junção dos nomes do leão e da pantera corresponderia o nome do leopardo. Esse cruzamento é até fácil de ser aceito. Díficil é pensar na cópula entre um camelo e uma pantera, que originaria, nas palavra de Kircher, o "camelopardo" ou girafa, ou no sexo dantesco entre um camelo e um pardal, que resultaria em um avestruz...

Talvez o conceito de espécie mais aceito, especialmente fora da academia, seja o biológico. Ele é ensinado desde o ensino fundamental e está arraigado em nossa percepção sobre o assunto. Dizemos que dois indivíduos são de uma mesma espécie se, ao cruzarem, tiverem descendentes também aptos à reprodução. O grande popularizador do conceito biológico foi o já citado Mayr mas ele não foi o primeiro a descrevê-lo. Quem o fez foi naturalista britânico John Ray (1635-1672). Trabalhando com plantas no seu Historia plantarum (1686-1704), para Ray, se dois ou mais indivíduos se originavam das sementes de uma mesma planta, eles seriam da mesma espécie, não importando o quanto de variação apresentassem. Muito mais próximo do conceito biológico moderno esteve o aristocrata francês George-Louis Leclerc, Conde de Buffon (1707-1788), que foi superintendente do Le Jardim du Roi (Jardim do Rei). No curso dos 44 volumes da sua Histoire Naturelle (História Natural), Buffon fez vários comentários - por vezes de forma confusa e contraditória - a respeito da sua concepção de espécie. Para ele, dois animais pertenceriam à mesma espécie se, através da cópula, eles pudessem se perpetuar; seriam de espécies diferentes se fossem incapazes de produzir filhotes. Segundo ele, no segundo volume do Histoire, "Saber-se-á que a raposa é uma espécie diferente do cachorro se for provado o fato de que, a partir do cruzamento de um macho e uma fêmea desses dois tipos de animais, nenhuma prole nascer; e mesmo que daí nasça uma prole híbrida, um tipo de mula, isso seria suficiente para provar que a raposa e o cachorro não são da mesma espécie - contanto que essa mula seja estéril. Assumimos que, para que uma espécie seja constituída, há necessariamente reprodução contínua, perpétua e invariável".

Para a perspectiva biológica, portanto, uma espécie corresponderia a um grupo de populações naturais que podem cruzar entre si e que permanecem reprodutivamente isoladas de outros grupos. Uma nova espécie adquire isolamento reprodutivo como resultado de um processo de especiação, que só se realiza quando da aquisição, por parte dessa espécie, de um novo, estabilizado e integrado genótipo (o conjunto de genes de um indivíduo), que a possibilitará adquirir, em grande parte dos casos, também um modo de vida particular no seu habitat.

Os mecanismos de isolamento de uma espécie funcionariam como instrumentos de proteção da integridade dos genótipos - sem eles, o cruzamento entre espécies diferentes levaria ao esfacelamento do equilíbrio dos genótipos, que seriam rapidamente extirpados pela seleção natural. A coesão interna das espécies é continuamente reforçada pelo cruzamento. Organismos que pertencem a uma espécie são parte da espécie, não membros dela (uma vez que a espécie, nesse sentido, não é uma classe). A compatibilidade de genótipos de parceiros co-específicos – documentada pela produção de novos genótipos viáveis na sua prole – indica que a população dessa espécie tem o tipo de “harmonia interna” que se esperaria encontrar em partes de um sistema único.

Todos sabem que as espécies não estão soltas no espaço. Elas localizam-se espaço-temporalmente, ocorrendo em locais e períodos específicos. Dentro dessa localização espaço-temporal, espécies correspondem a conjuntos contínuos de organismos, como comentara Buffon no século XVIII. Após o estabelecimento da teoria da evolução no século XIX, ficou clara que a continuidade entre as espécies era decorrente da sua conexão histórica (uma vez que todas as espécies compartilhariam um ancestral comum em algum nível). É interessante notar que o conceito biológico de espécie adequa-se bem à perspectiva da descendência com modificação preconizada pela teoria evolutiva. Nada aqui lembra o idéario platônico de essências fixas e transcendentais já que, se as espécies realmente portassem tais essências, a evolução gradual seria impossível. O fato da evolução mostra que as espécies não têm essências. Sendo assim, espécies podem ser caracterizadas pela presença de variação de organismos dentro de uma população, variação na distribuição geográfica das populações e variação no tempo (evolução).

Apesar do conceito biológico de espécie funcionar para grande parte dos grupos biológicos, com especial ênfase em animais que se reproduzem apenas de forma sexuada, ele encontra problemas quando da definição de bactérias - que trocam material genético livremente, umas com as outras, através de processos de transferência horizontal de porções do DNA -, protistas, vírus ou plantas (muitas das quais formam híbridos reprodutivamente aptos).

Segundo o conceito evolutivo, uma espécie é uma linhagem (uma seqüência de populações ancestrais-descendentes) que evolui separadamente, mantendo sua identidade, a partir de outras espécies. Como característica especial, ela possui tendências evolutivas - o que quer que isso signifique - e destino histórico particulares. Esse conceito foi modificado de idéias de George Gaylord Simpson (1902-1984) e E.O. Wiley, e é utilizado especialmente na paleontologia e também por sistematas que fazem análises filogenéticas. Como aponta Mayr no seu livro de 1988, a definição evolutiva de espécie utiliza termos vagos. O que significaria “manter sua identidade”? Isso implicaria na manutenção das barreiras geográficas? E “tendência evolutiva”? Para muitos, eu estou entre eles, “tendências” só poderiam ser observadas em reconstruções históricas com base em um registro fóssil completo e, ainda assim, seriam meramente descrições da evolução de uma dada linhagem e de alguns dos seus atributos. E o que seria um “destino histórico” particular?

Há uma profusão de outros conceitos. Alguns reconhecem que todas populações isoladas geograficamente constituem espécies distintas ou que uma espécie ancestral deixaria de existir a partir do momento em que uma noca espécie se originasse dela, remontando, de certa maneira, à sistemática filogenética de Willi Hennig (1913-1976). Para outros, uma espécie é a mais extensa unidade na economia natural na qual ocorre competição reprodutiva, por recursos genéticos, entre suas partes. Há ainda conceitos "aberrantes" como o de agamoespécie, exclusiva para grupos biológicos assexuais, como no caso da ocorrência de partenogênese em alguns animais e apomixia em plantas, quando se formam sementes sem fecundação.

No parágrafo final do Origem das espécies, Darwin disse que "há uma grandeza nessa visão da vida". Ele estava falando da sua perspectiva evolutiva de um mundo em constante modificação a partir de processos materialistas, que não necessitavam de nenhum tipo de Deus ex machina ou interventor sobrenatural. As muitas percepções sobre um único conceito, o de espécie, também cabem nessa visão grandiosa do mundo natural, uma visão científica que se baseia no teste de hipóteses e no levantamento de evidências que possam suportá-las. As descontinuidades presentes na natureza tornam óbvia a existência de espécies como entidades naturais. Identificá-las, no entanto, não é tão simples. Cabe à ciência, a partir de trabalho árduo e contínuo, criar formas de descortinar toda a sutileza do mundo natural. Conhecer a natureza das espécies é passo essencial para respondermos à célebre pergunta: "De onde viemos?".

Homologias

2009-08-06T17:49:00.010-03:00

“O que o cientista observa é sempre uma diminuta parcela

no vasto campo dos possíveis objetos de observação”
Sir Peter Medawar, Prêmio Nobel de medicina e fisiologia de 1960

O conceito de homologia é a idéia central da biologia comparada. A primeira definição formal do termo vem do paleontólogo e anatomista britânico Sir Richard Owen (1804-1892), para quem homologia era “o mesmo órgão em diferentes animais sob uma variedade de formas”. Desde o século XIX, o conceito vem sendo discutido, revisado e redefinido. Para o ictiólogo brasileiro Mário de Pinna, do Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo (refletindo uma linha de pensamento que remonta à Owen), homologia é correspondência entre partes. Essa definição, no entanto, é sintética demais e não suficiente para abarcar toda a complexidade do processo evolutivo, que tem na homologia seu punctum saliens.

Antes de qualquer coisa, explicar homologia é tentar compreender algo “igual mas diferente”. Igual no sentido de compartilhamento de uma origem evolutiva comum (que pode estar escondida em processos de desenvolvimento compartilhados ou genes iguais), diferente no sentido de ter passado por um processo de descendência com modificação no tempo (a evolução). Como apresentar esse conceito sem sobrecarregar as sinapses dos alunos interessados em entender a natureza e sua diversidade?

Mais do que os problemas relativos à própria definição de homologia, ainda esbarramos com uma barreira invisível perpetuamente presente: a linguagem. É óbvio que ela não foi criada em um contexto evolutivo, trabalhando muito mais com analogias do que com homologias. Crescemos utilizando os mesmos termos para estruturas muito diferentes, que nem sempre tem uma relação próxima a não ser pela função aparente que apresentam. As asas são um exemplo claro disso: existem asas de aves, de pterossauros, de morcegos, de insetos, de aviões e da imaginação. É o mesmo termo empregado em situações muito distintas. Isso vale para as pernas de cadeiras, de elefantes, de Homo sapiens, de artrópodes...

Outros fatores ajudam a complicar ainda mais a tarefa dos biólogos. Algumas características presentes em grupos tão distintos quanto lagostins e peixes têm um fundo genético comum – o sistema nervoso de ambos (pertencentes, respectivamente, aos Arthropoda e aos Vertebrata) baseia-se na expressão de um complexo de dois genes homeóticos que são os mesmos nos dois grupos, mudando apenas o seu nome. É correto, portanto, dizer que o sistema nervoso nos artrópodes e nos vertebrados é homólogo? Eles têm uma origem evolutiva compartilhada, pelo menos em algum ponto da sua história, uma vez que os genes são os mesmos. No entanto, o último ancestral comum de artrópodes e vertebrados é o ancestral comum de todos os animais com simetria bilateral, que provavelmente não tinha um sistema nervoso tão complexo quanto o apresentado pelos grupos recentes.

Como resolver essa questão? Para apresentar o mundo vivo em uma perspectiva evolutiva, o significado de sinapomorfias – características presentes em dois ou mais organismos e herdadas do seu ancestral comum mais recente – e homoplasias – similaridades entre organismos não herdadas do seu ancestral comum mais recente – precisa ser enfatizado. Uma maneira de apresentar o que é homologia e o que é homoplasia na sala de aula baseia-se na idéia de que propostas individuais de homologia interagem umas com as outras, já que esse é um conceito comparativo por definição.

Homologia em etapas

Diferentemente do que estamos acostumados a pensar, uma hipótese de homologia sempre envolve dois passos. Há uma série de critérios para o reconhecimento inicial de uma homologia: diz-se que duas estruturas presentes em organismos diferentes são homólogas se têm forma semelhante, se ocupam posição equivalente ou se seguem o mesmo padrão de desenvolvimento (se são, por exemplo, derivados do mesmo grupo de células presentes no embrião). Essa primeira proposta, que alguns chamam de homologia primária, reflete a expectativa de que as partes consideradas são correspondentes.

A etapa seguinte é um pouco mais complicada e demanda a análise comparativa entre as hipóteses de homologia levantadas anteriormente. Quando uma delas sugere o mesmo tipo de relação de parentesco que outras, diz-se que são congruentes.

Vamos supor que levantemos as seguintes hipóteses de homologia primária ao estudar artrópodes e cicloneurálios (grupo que inclui nematódeos e priapulídeos, entre outros): (1) presença de apêndices locomotores articulados, (2) presença de cabeça, tórax e abdômen, (3) presença de sistema nervoso central ao redor do tubo digestório, (4) presença de probóscide com espinhos, (5) presença de troca periódica da cutícula, e (6) presença de segmentos. A hipótese (1) sugere que todos os animais que tenham apêndices locomotores articulados - os artrópodes - formam um grupo natural; (2) sugere que todos os animais que têm o padrão de tagmose cabeça+tórax+abdômen - os artrópodes - formam um grupo natural; (3) sugere que todos os animais que têm sistema nervoso periesofágico - os cicloneurálios - também formam um grupo natural; (4) sugere que os animais com probóscide portando espinhos - os cicloneurálios - formam um grupo natural; (5) sugere que os animais que fazem muda do exoesqueleto - os ecdisozoários, isto é, artrópodes mais cicloneurálios - forma um grupo natural; e, finalmente, (6) sugere que os animais com segmentos formam um grupo natural.

Como visto, as hipóteses de homologia primária (1) e (2) suportam a idéia de que os artrópodes compõem um grupo natural (também chamado de grupo monofilético ou clado); (3) e (4) suportam a existência de um clado composto pelos cicloneurálios; (5) é característica comum ao clado Ecdysozoa. (1) e (2) são hipóteses congruentes entre si, assim como (3) e (4). (5) reúne Arthropoda e Cycloneuralia em um grande grupo monofilético, os Ecdysozoa (Figura 1).

E (6)? Bem, a distribuição da homologia primária representada por (6) causa um certo problema. Dentre os animais examinados nessa nossa análise, apenas os artrópodes e os Kynorhyncha (um dos cicloneurálios) têm segmentação. Assim, (6) sugeriria a fusão de Arthropoda e Kynorhyncha em um clado, o que é incongruente com as hipóteses (3) e (4). Dessa forma, dizemos que a presença de segmentação surgiu duas vezes entre os grupos analisados, uma vez no ancestral comum de todos os artrópodes e uma vez em Kynorhyncha.

Quando hipóteses de homologia primária SÃO congruentes entre si - (1) e (2) ou (3) e (4) - dizemos que elas são atributos modificados do ancestral comum dos grupos em questão e compartilhados por todos os seus descendentes. Na terminologia técnica, essas hipóteses de homologia são sinapomorfias. Quando hipóteses de homologia primária NÃO SÃO congruentes entre si - (6) em relação a (3) e (4) - dizemos que elas surgiram de forma independente durante a evolução dos grupos estudados. Tecnicamente, essas homologias primárias são homoplasias.

O que isso nos diz a respeito do processo evolutivo?

Homologias profundas

Nos últimos anos, um dos ramos de estudo da biologia evolutiva que mais têm fornecido informações para compreendermos como se deu o processo de descendência com modificação dos organismos é a biologia evolutiva do desenvolvimento (comentada anteriormente aqui e aqui). Ela é especialmente importante para a identificação do que podemos chamar de homologias profundas.

É de praxe considerarmos que homoplasias em cladogramas são ruídos ou erros, e que devem ser extirpadas antes que firam alguém ou que provoquem algum estrago irreparável. Essa visão ortodoxa vem sendo desafiada com a descoberta de genes controladores do desenvolvimento, como genes Hox, compartilhados por grupos tão distintos quanto planárias, insetos e peixes. Esses genes, muitas vezes podem desencadear cascatas de expressão de outros genes responsáveis por características como segmentação, apêndices locomotores ou olhos. Para a expressão tanto do coração de um gato quanto das bombas do sistema circulatório de uma borboleta, o mesmo gene é fundamental - no caso, o gene conhecido como Tinman ("homem de lata", em referência ao personagem do Mágico de Oz que procura por um coração). Se formos comparar diretamente, diríamos que a presença de coração em insetos e vertebrados é uma característica homoplástica, que surgiu de forma convergente, porque não seria de se esperar que insetos e vertebrados compusessem um grupo natural, pelo menos não com base em uma série de outras hipóteses de homologia primária que podem ser listadas. Assim, "presença de coração" é uma hipótese de homologia primária que pode ser chamada de homoplasia. Mesmo assim, o arcabouço gênico responsável pela expressão de um coração nos dois grupos citados é o mesmo. É o mesmo gene! "Presença de coração" é uma homologia profunda. No exemplo citado acima, a presença de segmentação, que é uma característica surgida duas vezes na nossa árvore, também é um caso de homologia profunda, já que os complexos de genes relacionados à expressão de segmentos verdadeiros são fundamentalmente os mesmos.

Evolução como bricolagem

Muitos desconfiam de que a evolução não seria suficiente - ou não teria o tempo necessário - para originar toda a diversidade orgânica que podemos ver no planeta. Essas opiniões por vezes baseiam-se na visão de que toda característica que aparece em um grupo deve estar relacionada ao surgimento de um gene novo. Bobagem! A evolução deve ser vista muito mais como um processo de rearranjo de uma base gênica comum do que um processo de aparecimento de novos genes. A evo-devo tem mostrado que uma grande quantidade de genes compartilhada pelos animais (há poucos trabalhos nessa linha utilizando plantas e menos ainda com outros grupos biológicos) deve ter surgido há muito tempo na história, talvez há 600, 700 ou 800 milhões de anos.

Para que essa idéia de processo evolutivo fique mais clara, é importante que o levantamento de homologias seja compreendido sempre como um processo em dois estágios. Dessa forma, pode-ser identificar quais características foram herdadas do ancestral comum mais recente dos grupos sob escrutínio (as sinapomorfias) e quais surgiram de forma independente (as homoplasias). Homoplasias não são necessariamente erros! Sua análise aprofundada pode revelar a existência de homologias profundas, o que demonstra que a evolução NÃO é um processo simples como representado em textos clássicos. Há mais do que apenas o surgimento de características e seleção das “mais vantajosas”... Esse é um passo importante para entendermos o processo evolutivo como um procedimento em que algumas das peças do jogo existem há muito tempo e vem sendo recombinadas e modificadas em um processo contínuo que vai durar enquanto existirem seres vivos.

Que os elos permaneçam perdidos!

2009-07-02T12:36:00.011-03:00

Muito se fala a respeito de elos-perdidos. Esse talvez seja um dos maiores clichês utilizados pela grande mídia ao tratar da teoria da evolução, especialmente no contexto da descoberta de um novo fóssil de um grupo taxonômico importante. Há pouco, em março do presente ano, foi publicada a descrição de um novo anomalocarídeo, Hurdia victoria, uma espécie aparentada aos gigantes predadores dos mares do Cambriano, os Anomalocaris. Pela proximidade evolutiva, os Hurdia podem ser considerados artrópodes (ou pelo menos pertencentes a um possível grupo-irmão de Arhtropoda, os Lobopoda). As notícias dos jornais não costumam ser assim tão contidas: muitos tomaram os Hurdia como um novo "elo-perdido" da evolução dos animais com apêndices locomotores articulados e exoesqueleto rígido. Apesar de disseminados, a utilização desses lugares-comuns é oriunda principalmente do desconhecimento, por parte dos jornalistas, de alguns dos fundamentos da teoria da evolução, particularmente da sistemática filogenética, a principal ferramenta utilizada para sistematizar o conhecimento biológico em diagramas hierárquicos que refletem o processo de descendência com modificação a partir de um ancestral comum (uma pequena provocação: talvez não tenha sido assim tão ruim a desregulamentação da profissão de jornalista - pelo menos isso abre a possibilidade teórica do jornalismo científico ser feito por quem entende pelo menos um tanto sobre o que está falando...).

Por que não existem elos-perdidos? Alguém pode dizer, com um sorriso amarelo, que quando um elo-perdido é encontrado, ele deixa de ser perdido para ser elo-encontrado...

Quando os organismos são dispostos em cladogramas - árvores evolutivas resultantes de análises filogenéticas - apenas as relações colaterais de parentesco são reveladas. Um cladograma resolvido que apresenta três grupos terminais, como o da figura 1, só pode ser interpretado da seguinte maneira: o grupo A é mais próximo do grupo B em relação ao grupo C. Em um contexto evolutivo, pode-se dizer que A e B compartilham um ancestral comum exclusivo não compartilhado com C.

Analisando uma hipótese simplificada para o posicionamento do gênero extinto Hurdia, percebe-se que ele está próximo aos Panarthropoda, grupo formado por artrópodes, tardígrados e onicóforos (Figura 2). No entanto, os Arthropoda são mais próximos de Onycophora e Tardigrada do que de Hurdia. Nesse sentido, Panarthropoda tem um ancestral comum exclusivo não compartilhado por Hurdia. Em nenhum momento o raciocínio foi "Hurdia é o elo-perdido dos Arthropoda" ou "Hurdia é o ancestral dos Arthropoda". Na biologia evolutiva, nunca se pode delimitar um ancestral com certeza. O ancestral é SEMPRE uma hipótese! O ancestral é SEMPRE hipotético! Independentemente da quantidade de informações disponíveis, não somos aptos a determinar, de forma peremptória ou definitiva, se um determinado grupo foi o ancestral de qualquer outro grupo. Os fósseis, assim, sujeitam-se aos mesmos limites de interpretação dos organismos vivos.

No período entre os primeiros levantes da teoria sintética da evolução (em meados dos anos 1930) até o lançamento, em 1966, do Phylogenetic Systematics (Sistemática Filogenética) do entomólogo alemão Willi Hennig (1913-1976), imperou na biologia uma escola de pensamento sistemático chamada Taxonomia Evolutiva ou Taxonomia Clássica. Seu principal representante foi o ornitólogo Ernst Mayr (1904-2005). Para os taxonomistas clássicos, as árvores evolutivas poderiam representar as relações de ancestral-descendentes – Charles Darwin (1809-1882) pensava dessa forma, o mesmo valendo para o criador do termo filogenia, o alemão Ernst Haeckel (1834-1919). Para Mayr, não seria errado dizer que os Hurdia correspondem ao grupo ancestral do Panarthropoda. A sistemática filogenética demonstrou que essa interpretação está incorreta.

Um exemplo clássico, utilizando o grupo de estudo de Mayr, pode ilustrar bem o problema. Talvez um dos fósseis mais famosos do mundo, o Archaeopteryx lithographica é tido como a ave mais antiga dentre todas as conhecidas. O primeiro espécime fóssil de A. lithographica foi descoberto em 1861, na formação Solnhofen (sul da Alemanha), proveniente de rochas do período Jurássico, de 150 milhões de anos de idade. Foi um achado extraordinário. Em uma mesma espécie, apareciam características típicas dos répteis tradicionais juntamente com atributos exclusivos das aves! O espécime apresentava bico com dentes, estrutura esquelética em parte semelhante a do grupo dos lagartos, cobras e tartarugas e em parte a dos pássaros modernos, e penas (!). O Archaeopteryx era um candidato óbvio a elo-perdido entre os répteis e as aves. E assim foi tratado por muito tempo. Hoje sabe-se que Archaeopteryx é o grupo-irmão das aves recentes e compartilha com elas um ancestral comum exclusivo. Atentem para o que foi dito: Archaeopteryx é grupo-irmão das aves recentes, não o ancestral do grupo (Figura 3).

Há uma série de argumentos que justificam o porque da impossibilidade de se imputar o status de ancestral a qualquer espécie, fóssil ou recente. Alguns são de uma simplicidade flagrante. Sabemos que, para cada espécie animal viva (são mais ou menos um milhão de espécies animais descritas), provavelmente existiram outras 100. Isso significa que, desde a aurora dos metazoários, há cerca de 600 milhões de anos, devem ter passado pelo nosso planeta em torno de 100 milhões de espécies. Dessas, apenas uma parcela ínfima foi preservada nas rochas sob a forma de fósseis. O processo de fossilização não é trivial, por isso as descobertas paleontológicas, resultado de trabalho cuidadoso e detalhado, são quase sempre aclamadas, pela menos na comunidade acadêmica. É possível que no Jurássico tenham existido outras proto-aves, diferentes do Archaeopteryx, que não tiveram a oportunidade de se ver impressas na rocha. Em suma, muitas espécies não se fossilizaram. O que nos garante que uma dessas espécies não foi, de fato, a ancestral das aves recentes?

Façamos um experimento mental. O cenário é o seguinte: há um berçário com cinco bebês, sendo observados por três adultos. Esses adultos são duas enfermeiras e um médico. Os pais dos cinco bebês estão do lado de fora do berçário, ansiosos para abraçarem e beijarem seus rebentos queridos. Mas, de repente, uma catástrofe de proporções apocalípticas toma conta do planeta. É a vingança das plantas! Os cinco bebês e os três adultos do berçário são engolidos pela seiva de uma árvore monstruosamente gigante que fazia sombra à toda a cidade (não só ao hospital). Eles estão agora envoltos em âmbar. Os pais são esmagados por um galho e, pouco tempo depois, são comidos por chacais, seus restos se decompondo pela ação de fungos e bactérias. Toda a humanidade perece em questão de semanas.

Milhões de anos se passam. No futuro longínquo, alienígenas paleontólogos descobrem aquele cenário fossilizado. Como foram encontrados adultos perto dos bebês, eles automaticamente consideram esses adultos como os progenitores (os ancestrais) dos recém-nascidos. Parece lógico, mas não é. Os pais verdadeiros (os verdadeiros ancestrais) não se fossilizaram! Se formos montar uma genealogia com os fósseis encontrados, o máximo que poderíamos dizer é que os adultos são mais próximos dos bebês em relação a outro grupo distantemente relacionado - e nem isso seria absolutamente certo. Se a identidade dos três adultos fossilizados fosse desconhecida, poderíamos interpretá-los como os pais das crianças. No entanto, dizer isso com certeza seria leviano. Da mesma forma que os pais não ficaram preservados no âmbar, talvez os verdadeiros ancestrais das aves também não se fossilizaram. Isso vale para qualquer grupo biológico posto sob escrutínio.

A sistemática filogenética é um método elegante e poderoso porque ele reflete a própria natureza do pensamento científico. Os cladogramas procuram reconstruir as relações de parentesco sem perder de vista a idéia de que o que fazemos é postular hipóteses, com base em evidências, sobre como se deu a evolução desse ou daquele grupo. Essas hipóteses podem ser modificadas à luz de novas evidências ou de outras hipóteses com maior poder explanatório. A idéia de encontrar elos-perdidos pode resultar em uma boa manchete de jornal, e até ajudar a vender alguns exemplares para incautos transeuntes, mas passa longe do que podemos considerar boa ciência.
Post-scriptum: Informações complementares sobre alguns dos tópicos discutidos acima podem ser encontradas em:

- Daley, A.C., Budd, G.E., Caron, J.-B., Edgecombe, G.D. & Collins, D. 2009. The Burgess Shale Anomalocaridid Hurdia and Its Significance for Early Euarthropod Evolution. Science, 323, 1597-1600.
- Gould, S.J. 1989 (1990) Vida maravilhosa. Companhia das Letras, São Paulo.
- Prum, R.O. & Brush, A.H. 2003. A controvérsia do que veio primeiro, penas ou pássaros? Scientific American Brasil (11).
- Santos, C.M.D. 2008. Os dinossauros de Hennig: sobre a importância do monofiletismo para a sistemática biológica. Scientiae Studia, v. 6, p. 179-200.

Gato, esse incompreendido

2009-06-26T20:17:00.014-03:00

Tenho três gatos (minha mulher insiste que esse número tem que aumentar mas ainda não estou plenamente convencido disso): Titilo, Brigite e Yuki. O Titilo é um gato bonachão, gordo e carinhoso; a Brigite é austera, séria e cheia de particularidades adoráveis; a Yuki... bem, a Yuki é indescritível! São todos muito caseiros, preferindo um pufe velho a uma visita à garagem. Apesar de um grande número de características compartilhadas com os demais felinos, os gatos domésticos também apresentam uma série de atributos que os fazem especiais, tanto para quem gosta dos bichanos quanto para os que querem entender um pouco da sua história evolutiva.

Gatos domésticos são mamíferos da família Felidae. Os primeiros carnívoros semelhantes aos felinos apareceram no Oligoceno (Cenozóico, a era mais recente quando olhamos a tabela do tempo geológico), há aproximadamente 35 milhões de anos. A subfamília Felinae, que reúne os gatos viventes, originou-se no Mioceno (cerca de 9 milhões de anos atrás) e tornou-se um dos grupos de mamíferos carnívoros de maior sucesso no planeta. Hoje em dia, podem ser encontrados em todos os continentes, exceto na Antártida. Atualmente, quatro linhagens de Felidae distribuem-se nas suas prováveis regiões de origem: a linhagem do gato de Borneo e a dos leopardos (na região Oriental), os caracals (na África) e as jaguatiricas (na região Neotropical). Além dessas linhagens endêmicas, há outras espalhadas pelos diferentes continentes: guepardos, pumas, panteras, jaguares, leões, gatos selvagens e gatos domésticos. No entanto, nem sempre esses nomes são utilizados de forma não ambígua na literatura especializada e há uma linha tênue entre a definição de uma e outra espécie. A ampla distribuição de alguns grupos, além disso, pode ter permitido um grande fluxo gênico entre agrupamentos filogeneticamente aparentados, o que contribui para que os limites entre as várias linhagens de felinos se assemelhe a um borrão.

Uma das questões que mais atormenta os evolucionistas diz respeito à origem da domesticação nos grupos animais. A questão da seleção artificial de linhagens com o objetivo de ressaltar determinados atributos úteis para o homem foi uma das principais linhas de argumentação utilizadas por Charles Darwin no “Origem das espécies”, lançado em 1859. Criadores vêm selecionando características animais provavelmente desde a aurora da nossa espécie. Esse processo é, em geral, análogo à seleção natural de variedades pré-existentes, responsável, juntamente com eventos aleatórios e mutações neutras, pela diversidade orgânica existente no planeta. Dentre todos os animais domesticados, o gato é o menos compreendido. Um estudo recente vem jogar alguma luz nessa controvérsia.

É de amplo conhecimento que os gatos convivem com nossa espécie desde pelo menos o Egito Antigo. Na mitologia egípcia, a deusa da fertilidade, protetora das mulheres grávidas, é Bastet, representada tradicionalmente como uma mulher com cabeça de gato (às vezes, apenas como um gato). Em Bubastis, centro de culto da deusa, no Delta do Nilo oriental, foram encontradas diversas múmias de felinos, que eram tratados em vida como seres sagrados. Se os gatos foram primeiramente domesticados no Egito, a convivência entre Homo sapiens e Felis silvestris catus remonta há algo em torno de 5000 anos. Uma descoberta arqueológica recente ampliou esse período em 4500 anos.

Foi desenterrado na ilha de Chipre, 70 quilômetros ao sul da Turquia, um esqueleto de um gato morto aos oito meses de idade há 9500 anos. Isso seria um achado arqueológico pouco relevante se junto a ele não tivesse sido encontrado o corpo humano de um adulto com cerca de 30 anos, enterrado na mesma posição do felino, juntamente com ferramentas e utensílios de pedra. Ambos estavam na mesma posição. Aliado a isso, sabe-se que os gatos não são cipriotas de origem, o que significa que eles foram levados até a ilha, provavelmente como animais domésticos. Ou quase domésticos...

Qualquer pessoa que tem um gato (ou vários), ou apenas gosta desses bichos, sabe que eles são plenos em idiossincrasias. Nós não afagamos um gato. Eles só aceitam os carinhos quando querem. Foi Antonie Rivarol, escritor francês do século XVIII, quem disse: "O gato não nos acaricia; o que faz é acariciar-se em nós" (a literatura é plena de exemplos de aforismos “felinos”. Para o romancista norte-americano Mark Twain, “Se o homem pudesse ser cruzado com o gato, isto melhoraria o homem, mas deterioraria o gato". Jim Davis, o criador do Garfield, foi outro dos que capturou como poucos o que é ter um bichano em casa. Nas suas palavras: "Os gatos sabem o momento em que seus donos vão acordar - e os despertam dez minutos antes"). O que isso nos diz quanto à evolução desses animais? Muita coisa.

Cães e cavalos foram selecionados artificialmente por portarem inúmeros atributos interessantes ao homem. São animais que podem ser utilizados na caça ou no transporte, por exemplo. E os gatos? Os gatos não foram domesticados pelo homem. Na verdade, eles permitiram a domesticação! É claro que esse não é o raciocínio evolutivo mais correto, mas dá uma noção do que pode ter acontecido na história evolutiva dos Felidae. O que os evolucionistas têm interpretado é que, com o florescimento das sociedades e, conseqüentemente, com o aumento das aglomerações humanas, também deve ter aumentado a quantidade de lixo. Isso deve ter atraído ratos, abundantes também nas áreas de depósito de cereais e outros recursos alimentares. Se pensarmos em um cenário adaptativo, seria vantajoso para alguns grupos de gatos uma convivência pacífica com os humanos. Assim, eles teriam fontes abundantes de alimento, o que permitiria proles mais copiosas. Um cenário plausível para esses primeiros passos da domesticação felina é o Oriente Médio, na região do Crescente Fértil (que compreende Israel, Cisjordânia, Líbano, partes da Jordânia, da Síria, do Iraque, do Egito e do sudeste da Turquia). Gatos têm sido nossos companheiros há mais de 9000 anos.

Apesar dos meandros dessa domesticação ainda continuarem um tanto obscuros, novas descobertas têm permitido compreender melhor o que pode ter levado à nossa convivência tão próxima com esses animais. No convívio do dia-a-dia, é mais fácil entender o fascínio que sentimos por eles: ter sua atenção não é trivial; quando se consegue, percebe-se o que é o afeto verdadeiro e fiel.

As fotos que ilustram esse texto são de Patricia Kiss. Na ordem: Brigite, Titilo e Yuki.

Post scriptum: há vários artigos interessantes sobre o tema. Alguns técnicos, outros para divulgação ampla. Segue uma pequena lista de referências que podem guiar os interessados:
- Driscoll, C.A. Menotti-Raymond, M. Roca, A.L., Hupe, K. Johnson, W.E., Geffen, E., Harley, E.H., Delibes, M., Pontier, D. Kitchener, A.C., Yamaguchi, N. O’Brien, S.J. & Macdonald, D.W. 2007. The Near Eastern Origin of Cat Domestication. Science, 317, 519-523.
- Driscoll, C.A., Clutton-Brock, J. Kitchener, A.C. & O’Brien, S.J. 2009. A longa (e incompleta) domesticação do gato. Scientific American Brasil, 86.
- Driscoll, C.A., Macdonald, D.W., O’Brien, S.J. 2009. From wild animals to domestic pets, an evolutionary view of domestication. PNAS, 106, 9971–9978.
- Johnson,W.E., Eizirik, E., Pecon-Slattery, J. Murphy, W.J., Antunes, A., Teeling, E. & O’Brien, S.J. 2006. The Late Miocene Radiation of Modern Felidae: A Genetic Assessment. Science, 311, 73-77.
- Pennisi, E. 2004. Burials in Cyprus Suggest Cats Were Ancient Pets. Science, 304, 189.
- Vigne, J.-D. Guilaine, J. Debue, K., Haye, L. & Gerard, P. 2004. Early Taming of the Cat in Cyprus. Science, 304, 259.

Artigos de Sistemática, Biogeografia, Evolução...

2009-06-09T18:14:00.012-03:00

Abaixo, segue a lista dos meus artigos publicados (até o momento. Espero inserir outras entradas com o passar do tempo...). Eles podem ser baixados em pdf e representam parte dos meus interesses nas ciências naturais.

Biogeografia e Sistemática

Amorim, D.S., SANTOS, Charles Morphy D. & Oliveira, S.S. 2009. Allochronic taxa as an alternative model to explain circumantarctic disjunctions. Systematic Entomology, v. 34, p. 2-9.
SANTOS, Charles Morphy D. 2008. Geographical distribution of Tabanomorpha (Diptera, Brachycera): Athericidae, Austroleptidae, Oreoleptidae, Rhagionidae, and Vermileonidae. EntomoBrasilis, v. 1, p. 43-50.
SANTOS, Charles Morphy D. 2008. Os dinossauros de Hennig: sobre a importância do monofiletismo para a sistemática biológica. Scientiae Studia, v. 6, p. 179-200.
SANTOS, Charles Morphy D. & Amorim, D.S. 2007. Why biogeographical hypotheses need a well supported phylogenetic framework: a conceptual evaluation. Papéis Avulsos de Zoologia (São Paulo), v. 47(4), p. 63-73.
SANTOS, Charles Morphy D. 2007. On ancestral areas and basal clades. Journal of Biogeography, v. 34, p. 1470-1471, 2007.
SANTOS, Charles Morphy D. 2007. A0: Flawed assumption. Darwiniana, v. 45(s), p. 39-41, 2007.
SANTOS, Charles Morphy D. & Falaschi, R. 2007. Missing data in phylogenetic analysis: comments on support measures. Darwiniana, v. 45(s), p. 25-26.
SANTOS, Charles Morphy D. 2005. Parsimony Analysis of Endemicity: time for an epitaph? Journal of Biogeography, Inglaterra, v. 32, n. 7, p. 1284-1286.

Ensino de Evolução e Ciências

SANTOS, Charles Morphy D. & Calor, A.R. 2008. Using the logical basis of phylogenetics as the framework for teaching biology. Papéis Avulsos de Zoologia (São Paulo), v. 48, p. 199-211, 2008.
SANTOS, Charles Morphy D. & Calor, A.R. 2007. Ensino de biologia evolutiva utilizando a estrutura conceitual da sistemática filogenética - I. Ciência & Ensino (UNICAMP), v. 1, p. 1-8.
SANTOS, Charles Morphy D. & Calor, A.R. 2007. Ensino de biologia evolutiva utilizando a estrutura conceitual da sistemática filogenética - II. Ciência & Ensino (UNICAMP), v. 2, p. 1-8.
Calor, A.R. & SANTOS, Charles Morphy D. 2004. Filosofia e o ensino de ciências: uma convergência necessária. Ciência Hoje, São Paulo, v. 210, 29-31.

Taxonomia

SANTOS, Charles Morphy D. & Amorim, D.S. 2007. Chrysopilus (Diptera: Rhagionidae) from Brazil: redescription of Chrysopilus fascipennis Bromley and description of eleven new species. Zootaxa (Auckland), v. 1510, p. 1-33.
SANTOS, Charles Morphy D. 2006. Description of two new species of Neorhagio (Diptera, Tabanomorpha, Rhagionidae), and remarks on a controversial female character. Zootaxa (Auckland), v. 1174, p. 49-62.
SANTOS, Charles Morphy D. 2005. First record of genus Atherimorpha (Diptera: Rhagionidae) in Brazil, with description of a new species. Zootaxa (Online), v. 1021, p. 37-43.
Marques, A.C., Mergner, H., Höinghaus, R., SANTOS, Charles Morphy D. & Vervoort, W. 2000. Morphological study and taxonomical notes on Eudendriidae (Cnidaria: Hydrozoa: Athecatae / Anthomedusae). Zoölogische Mededelingen, v. 74, n. 5, p. 75-118.

Grande, feroz e ainda vivo

2009-06-08T12:15:00.006-03:00

“Eu não conheço resposta melhor que a epítome de um colega psicólogo: “grande, feroz e extinto” – em outras palavras, irresistivelmente ameaçadores mas basicamente seguros” S.J.Gould (1993)

Um dos meus heróis intelectuais é o paleontólogo Stephen Jay Gould (1941-2002). Ele foi dos maiores divulgadores do evolucionismo da segunda metade do século XX, árduo defensor de uma visão materialista do mundo biológico, calcada nos trabalhos de Charles Darwin e dos evolucionistas que vieram depois dele. Gould não se afiliava totalmente à tradição neo-darwinista ortodoxa, representada por luminares como Ernst Mayr (1904-2005), Theodosius Dobzhansky (1900-1975) e George G. Simpson (1902-1984), pois a sua visão da evolução da vida dava muito mais peso ao componente estocástico. Para ele, eventos como extinções em massa - essencialmente aleatórias e não-previsíveis - teriam importância quase tão grande quanto a seleção natural de variedades pré-existentes, tida como o processo evolutivo fundamental para os proponentes da teoria sintética da evolução e por seus seguidores, como Richard Dawkins e outros ultra-darwinistas.

O primeiro artigo que li de S.J.Gould intitulava-se Dinomania. Originalmente publicado na The New York Review of Books de 12 de agosto de 1993, esse texto foi traduzido para o português pela Folha de São Paulo no ano seguinte (ou no mesmo ano, não me lembro ao certo). A prosa gouldiana me impressionou. Seu estilo elegante, ainda que muitas vezes prolixo, parecia algo a ser tomado como referência para um trabalho futuro. Foi a partir daí que comecei a delinear minha futura carreira e perceber que eu trabalharia com algum aspecto das ciências naturais. Esse artigo foi republicado na sétima coletânea de ensaios de Gould, “Dinossauro no palheiro”, originalmente lançada em 1995 sob o nome “Dinosaur in a Haystack”.

Apesar de ser uma influência constantemente presente na minha visão de mundo científico e de ser um dos textos mais saborosos – senão o mais saboroso – entre todos os divulgadores científicos, S.J. Gould cometeu muitas falhas durante a sua carreira, foi intransigente, quase leviano, e um tanto personalista. Chegou a dedicar mais da metade de um dos seus livros ("Full House: the spread of excellence from Plato to Darwin", de 1996, traduzido aqui como "Lance de Dados", em 2001), pretensamente dedicado a sintetizar a história do pensamento evolutivo de Platão à Darwin, à análise de estatísticas de beisebol, um esporte que pouco diz à grande maioria do mundo civilizado fora do EUA e adjacências (com exceção talvez do Japão, Cuba e Venezuela). Por mais que as idéias de Gould sejam interessantes a esse respeito, é difícil chegar ao fim das suas 250 páginas sem um misto de desconforto e sensação de tempo desperdiçado. Richard Dawkins ironiza em um ensaio do seu “Capelão do Diabo” essa obra menor de Gould.

Outro ponto considerado por muitos como falho na carreira desse evolucionista foi seu feroz ataque ao darwinismo a partir do final dos anos 1970 até quase meados da década de 1980. Juntamente com seu colega paleontólogo Niles Eldredge, em 1973 Gould propôs a hipótese do equilíbrio pontuado. Em linhas gerais, a idéia era contrapor o processo evolutivo contínuo e gradual dos teóricos sintéticos da evolução ao registro fóssil, essencialmente lacunoso, e que mostra, no geral, modificações ocorrendo em curtos períodos de tempo geológico, seguidos de longos períodos de estase, com pouquíssimas alterações perceptíveis nas espécies. Gould chegou a proferir que o darwinismo estava morto em um trabalho publicado em 1980 na revista Paleobiology. Essa demonstração de pretensão e arrogância obviamente não foi bem vista pela comunidade acadêmica, o que dificultou a discussão isenta do equilíbrio pontuado como um processo alternativo (ou complementar) ao gradualismo darwiniano. Atualmente, há correntes que interpretam o equilíbrio pontuado como um gradualismo ocorrendo em curtos intervalos de tempo, seguidos por períodos longos em que as modificações se acumulariam, mas não se refletiriam em explosões de diversidade.

O discurso de Gould perdeu muito do caráter corrosivo a partir do final dos anos 1980, o que, em conjunto com o sucesso de seus livros e a popularização da paleontologia através de filmes como Jurassic Park (que foi o mote do ensaio Dinomania supracitado), transformaram-no em um ícone pop, levando-o inclusive a aparecer no desenho Simpsons. Isso não significa que as controvérsias e polêmicas cessaram: poucos meses depois da sua participação na série animada, Gould se viu imiscuído a uma polêmica com autores do quilate de Daniel Dennet e Dawkins, acerca da sua crítica exacerbada ao que ele chamou de fundamentalismo darwinista, representado por aqueles que resumiam TODA a evolução como a ocorrência de adaptação via seleção natural.

Infelizmente, S.J Gould morreu aos 60 anos de idade, em decorrência de um câncer de pulmão que foi seu adversário por mais de duas décadas. Deixou uma obra fascinante, longa, abrangente, que merece ser lida com isenção e analisada por qualquer pessoa que se interesse pelas labirínticas maravilhas da vida e do pensamento humano.

Os dinossauros de Hennig

2009-05-29T15:38:00.005-03:00

Acabou de sair um artigo meu discutindo alguns aspectos da história da sistemática biológica e da importância do conceito de monofiletismo para a prática de organizar e classificar a natureza. O pdf do artigo, publicado na revista Scientiae Studia, pode ser baixado aqui.

A referência completa é:
Santos, C.M.D. 2008. Os dinossauros de Hennig: sobre a importância do monofiletismo para a sistemática biológica. Scientiae Studia, 6(2), 179-200.

Abaixo segue o resumo do artigo:
A sistemática biológica é o ramo das ciências naturais que lida com a nomenclatura, descrição e organização da diversidade biológica em esquemas hierárquicos. Ela vem sendo desenvolvida desde os primeiros esforços humanos em direção à sumarização da informação biológica com vistas ao agrupamento dos organismos em classes, e à identificação, entre elas, de quais seriam entidades naturais. De Aristóteles à Hennig, muitas maneiras de sistematizar o conhecimento biológico foram propostas, com a intenção de delimitar e representar as afinidades naturais entre os organismos. Mesmo depois da teoria de Darwin-Wallace, a sistemática biológica apresentou poucas mudanças nos seus fundamentos, até os trabalhos do entomólogo alemão Willi Hennig. Ele introduziu um método que era tão objetivo e explícito quanto à fenética, e profundamente conectado à perspectiva evolutiva Darwiniana. A filogenética Hennigiana visa à criação de um sistema classificatório de referências que reflita a evolução. Nesse sentido, Hennig propôs que apenas grupos monofiléticos são naturais, uma vez que eles seriam os únicos que realmente respeitam o conceito evolutivo da ancestralidade comum. Um grupo monofilético é definido como a reunião de todos os descendentes de um ancestral comum, este incluso. Baseado no reconhecimento dos grupos monofiléticos (naturais), a sistemática filogenética é uma poderosa ferramenta para reconstruir a evolução dos organismos a partir de critérios científicos e objetivos, auxiliando na solução do problema de sistematizar a informação biológica que tem preocupado o homem desde a aurora da linguagem.

O que é a evo-devo?

2009-04-27T15:57:00.005-03:00

Em linhas gerais, a evo-devo (evolutionary developmental biology ou biologia evolutiva do desenvolvimento) estuda como evoluiu o desenvolvimento e como as modificações do desenvolvimento afetaram as mudanças evolutivas. Recentemente, conceitos relacionados à embriologia, desenvolvimento e genética têm sido utilizados em conjunto com estudos de paleontologia na tentativa de se compreender a evolução de estruturas morfológicas e de grupos taxonômicos com origem controversa. Se evidências fósseis de estágios intermediários entre estruturas muito díspares, mas hipoteticamente homólogas, não são encontradas, a paleontologia pode contar com a abordagem da evo-devo a fim de “completar” esses intervalos nos quais não há evidências da estrutura ou conjunto de estruturas de interesse. Assim, procura-se encontrar paralelos entre o desenvolvimento individual de um organismo e a história evolutiva de um mecanismo ou atributo em determinado grupo.

A biologia evolutiva do desenvolvimento reflete uma longa busca para se compreender as relações entre as transformações de um organismo em uma única geração – o seu desenvolvimento, ou, em outras palavras, sua ontogenia – e as transformações que ocorrem entre gerações – i.e., evolução, representada pelas filogenias. A evo-devo é uma síntese da biologia evolutiva (que, em suma, procura compreender como aconteceram as mudanças de tamanho e forma apresentadas durante a história evolutiva dos organismos) com a biologia do desenvolvimento (que tenta distinguir os mecanismos de desenvolvimento responsáveis por essas mudanças). A perspectiva da evo-devo possibilita o estudo de propriedades não encontradas partindo-se de cada uma dessas áreas em separado. Ao incorporarem essa visão integrada, a biologia evolutiva, em geral, e a paleontologia, em particular, têm a chance de enriquecer o que se conhece sobre como os organismos, órgãos, tecidos e células evoluíram.

Dentre os tópicos fundamentais da biologia, a origem de novas estruturas durante a evolução levanta algumas questões importantes. Como aparecem essas (por vezes) chamadas novidades evolutivas? Elas podem evoluir de novo ou sempre derivam de estruturas ou mecanismos pré-existentes? A interface entre a biologia do desenvolvimento e as demais áreas das ciências biológicas contribui de forma positiva para o debate, como pode ser visto em recentes estudos sobre os mecanismos de desenvolvimento subjacentes à formação de estruturas complexas como patas e penas. Esses estudos também têm fornecido preciosas informações sobre como os processos de desenvolvimento modificam-se quando órgãos desaparecem durante a evolução, suportando a idéia de que a ausência de órgãos no adulto não implica na completa ausência do potencial para o desenvolvimento dos mesmos. Isso fica evidente na análise de alguns grupos de serpentes, os quais, apesar de não apresentarem membros anteriores ou posteriores, ainda portam a maquinaria genética responsável pela sua formação. A regulação da expressão gênica durante a formação dos embriões é muito complexa e mudanças aparentemente simples, como inversões temporais ou espaciais na expressão de um gene, podem levar a profundas alterações na formação de estruturas complexas – que não requerem, necessariamente, a ausência de todos os elementos do sistema regulador.

Nesse interim, a evo-devo procura compreender como se dá a origem e evolução do desenvolvimento embrionário e qual o papel que as alterações nesses mecanismos de desenvolvimento, mesmo que pontuais ou pouco relevantes em um primeiro momento, têm para o aparecimento de novas estruturas. Além disso, a evo-devo tem como metas entender a plasticidade do desenvolvimento na história evolutiva dos organismos, como os fatores exógenos (ambientais, de um modo geral, ou ecológicos) afetam esses mecanismos, e quais as bases embriológicas dos caracteres homólogos (atributos que têm a mesma origem evolutiva em grupos relacionados genealogicamente e que se modificam através do tempo – por exemplo, os ossos dos braços de um Homo sapiens e os ossos das asas de uma ave) e homoplásticos (caracteres com origens evolutivas múltiplas, mas que convergem na sua estrutura ou mecanismo – um exemplo é a morfologia hidrodinâmica de peixes e golfinhos). Das grandes áreas da biologia, a paleontologia e a sistemática estão entre as maiores beneficiadas pela biologia do desenvolvimento, uma vez que elas centram seus esforços na compreensão das novas organizações estruturais surgidas durante a evolução. Os registros fósseis são evidências importantes para se compreender a história da vida, constituindo fontes de informação únicas para estudos de evo-devo – o inverso também é verdadeiro. Por exemplo, a descoberta de fósseis de tetrápodes com oito dedos levou a novas considerações sobre o desenvolvimento e evolução desses membros.

É certo que o florescimento de uma disciplina que conecte a biologia do desenvolvimento aos estudos paleontológicos e filogenéticos pode contribuir para um melhor entendimento das questões relacionadas à história evolutiva dos organismos, manifestando uma longa conexão entre estudos de paleontologia, embriologia e evolução que remonta à síntese da teoria evolutiva de meados do século XX. Essas discussões, no entanto, não são recentes: o próprio Charles Darwin dedicou capítulos inteiros de sua obra-prima, Sobre a origem das espécies, à discussões detalhadas sobre como evidência embriológicas forneceriam suporte à suas teorias; Ernst Haeckel, ainda no século XIX, defendeu a idéia de que a ontogenia recapitula a filogenia (sua “lei biogenética”).

Para alguns evolucionistas mais entusiasmados, os avanços conceituais proporcionados pela evo-devo irão, por exemplo, inserir novamente a paleontologia na ciência contemporânea, modificando os fundamentos da nossa compreensão sobre a origem e diversificação da vida. Nos últimos anos, os estudos evolutivos, principalmente aqueles às voltas com classificações biológicas e reconstruções filogenéticas, têm assumido a perspectiva de uma grande disciplina integrada, utilizando informações das mais diferentes fontes, em particular da morfologia comparada, genética, biologia do desenvolvimento e paleontologia. Nenhuma dessas abordagens se mostrou superior às outras, e a contribuição dos diferentes campos abriu novos horizontes para a solução de problemas que não podem ser esgotados em uma única disciplina. Apesar de um certo exagero das expectativas, como é de praxe em qualquer nova área da ciência que aporte um grande número de pesquisadores, esforço conjunto e dinheiro, o uso da evo-devo ligada a estudos de paleontologia e sistemática, desde que corretamente utilizados os conceitos dessas áreas tradicionais, promete bons resultados para o entendimento de questões que há tempos atormentam os evolucionistas.

Para saber mais sobre a evo-devo, comece pelo Infinitas formas de grande beleza, livro escrito por Sean Carroll e traduzido para o português. Muitos artigos mais técnicos podem ser encontrados na internet, especialmente em revistas como Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) e International Journal of Developmental Biology. No site da PLoS Biology, há um ensaio do Dr. Carroll (em inglês) sobre o tema (Evolution at two levels: on genes and form), no número 7, volume 3, p. 1159-1166. É de acesso gratuito no endereço (pode ser baixado também o pdf): http://biology.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371%2Fjournal.pbio.0030245

Há também um outro artigo, dos mesmos autores do Jogo da Evolução (comentado nesse blog em maio de 2008), na revista Proceedings of the National Academy of Sciences USA, de maio de 2007 (vol. 104, suplemento 1, p.8605-8612), chamado Emerging principles of regulatory evolution, que pode ser encontrado no site:http://www.pnas.org/content/vol104/suppl_1/ Esse artigo fez parte do especial In the Light of Evolution I: Adaptation and Complex Design, que ocupou todo o volume da revista, e que conta com vários textos de temas recentes e revelantes para a compreensão da evolução. Recomendo a todos que se interessam por biologia evolutiva.

Ainda a seleção natural

2009-03-20T17:03:00.011-03:00

A história do pensamento evolutivo mostra que muitos outros autores quase "chegaram lá" quando o assunto é seleção natural: antes do naturalista escocês Patrick Matthew, (1790-1874) sobre o qual comenta Osame Kinouchi no seu blog SemCiência, no século XVIII, o naturalista, cosmólogo, matemático e enciclopedista Georges Louis de Buffon (1707-1788) havia aventado essa possibilidade no seu monumental Histoire Naturelle (apesar dos escritos desse francês não primarem pela consistência). William Charles Wells (1757-1817) já havia falado de seleção natural na espécie humana, no começo do século XIX (e, inclusive, Charles Darwin (1809-1882) o cita nominalmente no sua obra magna Sobre a origem das espécies). Não só Alfred Russel Wallace, (1823-1913) mas também Henry Walter Bates (1825-1892), trabalhando na Amazônia, chegaram à mesma conclusão de Darwin a respeito do processo evolutivo, especialmente considerando a importância da distribuição geográfica no processo de especiação.

Agora, como aponta o professor Kinouchi, quais são as condições para se reconhecer quando alguém é o "descobridor" de uma idéia?

Wallace e Bates trabalharam de forma obsessiva-compulsiva, talvez até mais do que Darwin (Darwin fez apenas UMA viagem relevante na sua vida, no Beagle). Tanto Wallace quanto Bates trabalharam infinitas horas no calor amazônico (há relatos de coletas por 18 horas seguidas!). Bates viveu no Brazil durante onze anos, enviando mais de 8 mil novas espécies de insetos para a Inglaterra durante o período - mesmo os não zoólogos e quem não trabalha com descrição de espécies percebe que esse número é astronômico. Wallace passou outro longo período no arquipélago Malaio, sempre compilando suas toneladas de informações em trabalhos de grande monta. Ele talvez não tivesse a reputação científica suficiente, é verdade (que vem sendo resgatada recentemente). No entanto, isso nada teria a ver com a qualidade do seu trabalho e sim com a genealogia: Darwin era de família abastada, Wallace não era. O primeiro trabalhava em sua casa de campo; o segundo ganhava a vida no campo de fato.

O pendor espiritualista de Wallace (ele aceitava que todos os organismos passavam pelo processo da seleção natural, menos o homem, "ungido" pelo divino com sua capacidade cognitiva extraordinária) pode ser colocado como algo que o deixou um pouco longe das primeiras sínteses históricas do evolucionismo. Mas o homem trabalhou, e muito! Além do que, as principais referências sobre a história da teoria da evolução, especialmente para os não familiarizados com a literatura técnica da área, vem dos trabalhos dos teóricos sintéticos da evolução, do qual o ornitólogo alemão Ernst Mayr (1904-2005) é seu maior representante. Os livros de Mayr são bastante tendenciosos - ele, por exemplo, pouco considerava a importância da sistemática filogenética de Willi Hennig para a biologia, e dizia que a teoria da deriva continental, do meteorologista alemão Alfred Wegener, não havia provocado tanto impacto nos estudos da evolução (o que está longe de corresponder a verdade, como qualquer pessoal que estuda a distribuição dos organismos pelo globo pode comprovar).

Quando falamos em ciência biológica do século XIX, é óbvio que um livro chamaria muito mais atenção que um artigo (que Wallace publicou em 1858, juntamente com um texto de Darwin). Tanto isso é verdade que o presidente da Royal Society à época disse que no ano de 1858 nenhuma novidade científica relevante havia sido proposta...

Charles Darwin foi o "descobridor" da seleção natural? Difícil dizer ao certo. Darwin foi um grande compilador, além de um pensador original, e soube comparar o que parece intangível (a seleção natural) com algo que todos sabiam do que se tratava (a seleção artificial de variedades animais e vegetais).

Vale dizer, contudo, que muito espaço é dado para discussões a respeito da seleção natural, quando hoje se sabe que ela é apenas um dos processos relacionados à descendência com modificação a partir de ancestrais comuns. Darwinismo NÃO é sinônimo de Evolucionismo! A teoria da evolução, atualmente, está anos à frente do que Darwin dizia (ou mesmo do que ele teria condições de pensar, com base na ciência do seu período).

Muitos tentam relacionar alguns comentários de Darwin como possíveis precursores de descobertas das quais ele reconhecidamente não fez parte - como os primórdios da genética mendeliana. Dizer que essas extrapolações apenas aumentam, de forma falaciosa, o mito ao redor de Darwin não é desrespeitar o legado desse fantástico cientista mas sim preservar a importância sua obra sem deturpações whiggistas (uma perspectiva que analisa a história a partir do referencial moderno). Devemos desconstruir Darwin para que a essência do seu gênio prevaleça.

(Este post faz parte da discussão de março do "Roda de Ciências". Por favor, comentários aqui)

Pequeno mundo blogueiro

2009-03-01T11:41:00.002-03:00

Essa vale também para alguns (muitos?) blogs de ciência...

Do site Malvados, de André Dahmer.

As roupas de Einstein

2009-02-21T11:55:00.004-03:00

O físico Albert Einstein e sua esposa iriam receber em casa um político alemão.

A mulher pediu, então, que Einstein trocasse de roupa.

Einstein disse: "Se ele quiser me ver, aqui estou eu. Se ele quiser ver minhas roupas, abra o armário e mostre a ele meus ternos".

Perfeita lógica einsteniana...

(modificado do blog Ilustrada no pop).

Uma informação pessoal...

2009-01-25T22:03:00.004-02:00

A quem interessar possa....

Estou de mudança para São Paulo. Na próxima semana, começo a trabalhar como professor adjunto de Biologia Evolutiva e Comparada do Centro de Ciências Naturais e Humanas da Universidade Federal do ABC (em Santo André). Um novo começo...

Filogenética no ensino de evolução

2009-01-19T20:17:00.006-02:00

Esse artigo saiu na Ciência & Ensino, uma revista da Unicamp destinada a professores de ciências do ensino fundamental e médio e seus formadores, com o objetivo de funcionar como um espaço acadêmico de leitura e escrita do professor e do futuro professor. O artigo, escrito em parceria com o Dr. Adolfo Calor (da UFBA), foi publicado em duas partes, que podem ser acessadas aqui e aqui. Segue a introdução:

A teoria da evolução é o núcleo da biologia histórica. A idéia de que todos os organismos do planeta (incluindo as espécies extintas e o homem) compartilham um ancestral comum em algum nível hierárquico e que, portanto, estão historicamente conectados, teve um impacto profundo no desenvolvimento dabiologia a partir do século XIX. Após os trabalhos de Alfred Wallace e Charles Darwin (os artigos de 1858 e o clássico “Origem das Espécies” de 1859) e especialmente depois da fusão com as novas idéias da genética, da paleontologia e da história natural na primeira metade do século XX, a teoria da evolução transformou-se no paradigma central da biologia, influenciando inúmeras outras áreas do conhecimento humano (Mayr, 2000; Meyer & El-Hani, 2005). Nas palavras de um dos grandes evolucionistas do século XX, Ernst Mayr (2000, p. 56), “a forma como concebemos o mundo e o lugar que ocupamos nele neste início do século XXI difere radicalmente daquela vigente no início do século XIX (...) nenhum biólogo parece ter sido responsável por mais modificações – e por modificações mais drásticas para a visão de mundo de pessoas comuns – que Charles Darwin”.

O estabelecimento da teoria da evolução nas ciências naturais foi crucial para essa nova concepção da realidade. Por ser o arcabouço estrutural das ciências biológicas, a teoria da evolução pode funcionar também como o princípio organizador do ensino de biologia. No entanto, a abordagem tradicional nas escolas brasileiras muitas vezes não trata os temas evolutivos de maneira adequada, especialmente quando restringe seus conteúdos a uma visão limitada e descontextualizada tanto em termos históricos quanto conceituais. O estudo da evolução acaba se restringindo à contraposição Darwin versus Lamarck e a aproximações grosseiras de suas principais idéias e exemplos utilizados para ilustrá-las (Roque, 2003). A falta de cuidado na exposição da teoria acaba por se refletir em aprendizado deficiente e na perpetuação de interpretações incorretas sobre evolução e assuntos correlatos.

Ao tratarem da teoria da evolução, algumas das maiores dificuldades dos professores e dos alunos relacionam-se à (1) assimilação do dimensão temporal das mudanças evolutivas, (2) reconhecimento da importância do pensamento populacional, (3) impossibilidade de se descobrir os verdadeiros grupos ancestrais dos organismos, (4) idéia de progresso na evolução e (5) relações genealógicas entre o homem e os demais animais. Essa lista converge com falsas concepções divulgadas pela mídia, as quais ecoam no ensino de biologia, dando origem a um ciclo sem fim de más interpretações.

Apesar de normalmente aplicada a estudos específicos de classificação biológica, a sistemática filogenética pode ser utilizada para enfraquecer o paradigma essencialista no ensino de biologia, reforçando a idéia de que a melhor metáfora para a evolução é uma árvore da vida, ramificada, e não uma fila indiana progressiva que vai de organismos mais “simples” até os mais “complexos”. Além disso, a sistemática filogenética possibilita a síntese de uma grande quantidade de informação (tais como características de morfologia externa, embriologia, fisiologia e comportamento) em árvores evolutivas – os cladogramas, também chamados de filogenias –, nas quais são dispostas as relações de parentesco entre grupos biológicos baseadas na modificação de seus atributos através do tempo. Além disso, pelo fato dos cladogramas corresponderem à hipóteses sobre a evolução dos grupos, seu uso pode facilitar a introdução de conceitos relativos à construção, corroboração e refutação de hipóteses científicas, aproximando os estudantes da prática e da natureza da ciência biológica.

Cada um no seu galho!

2008-12-27T18:27:00.003-02:00

É julho. As aulas acabaram e as crianças não conseguem conter a excitação pelos dias de descanso que as esperam.
Jean e Margô estão ainda mais contentes. Eles vão visitar seu vovô, Carlos Roberto, na fazenda. Seu primo Alfredo vai junto.
No domingo, o pai de Margô e Jean limpa o carro, checa o estepe e, com a ajuda das crianças, prepara as guloseimas para a viagem.
A fazenda do vovô não é longe, apenas meia hora de carro da cidade.
De repente, quando acabam de passar pela entrada da fazenda, surge um animal muito estranho, diferente de tudo o que aquelas crianças já tinham visto, e emparelha com o carro, voando. O bicho em tudo se parece com uma ave, mas têm dentes no bico! Alfredo, sentado junto à janela direita do veículo, fica maravilhado.
__ Vejam, esse passarinho tem dentes!
Então, de súbito, todos no carro ouvem um estampido, como uma pequena explosão.
__ Acho que o pneu do carro furou – é o pai quem fala. Eles encostam junto à estradinha de terra que leva até a casa de vovô Carlos, que já pode ser vista ao longe.
__ Lá está a casa do vovô. Faltava tão pouco...
Mas as crianças não parecem preocupadas com o pneu. Elas continuam entretidas com a estranha ave que seguiu o carro. Fora do veículo, eles tentam segurar o pássaro, que voa baixo por sobre suas cabeças.
__ Ele é lindo! – Margô.
Quando o pai fecha o capô do carro, depois de pegar o estepe, o barulho assusta o animal, que sai voando em disparada, em direção à pequena mata que se estende até os fundos da casa do vovô.
__ Não, ele vai fugir! – Alfredo, sem pestanejar, sai correndo atrás do pássaro. O mesmo faz seus primos Jean e Margô.
O pai, sem saber o que fazer, tenta impedi-los, mas as crianças já estão embrenhadas na floresta.
No meio da mata, ninguém consegue encontrar o estranho pássaro. As crianças estão próximas umas das outras, com um pouco de medo.
__ Alfredo, você sabe onde estamos?
__ Sei, acho que sim... não...
Jean, o mais velho, tenta tomar as rédeas da situação.
__ O bicho foi para lá! – ele aponta para cima quando vê o pássaro voando mata adentro.
As crianças correm atrás do bicho, passando por árvores, troncos caídos, pequenos riachos...
__ Não tô vendo nada! – Margô, meio chorosa.
__ Calma, ele não pode ir muito longe. Ou pode? – Alfredo.
__ Eu vi! Ele está indo para aquela árvore!
Na frente deles, a mata se abre em uma grande clareira.
__ Olhem, o passarinho vai pousar no galho lá no alto...
Então, na clareira aberta no meio da floresta, as crianças se deparam com algo que nunca tinham visto antes. O pássaro estranho se acomoda em um galho bem alto de uma árvore com muitos outros galhos, cheia de bichos diferentes pendurados, dormindo. É a árvore da vida!
Jean, Margô e Alfredo estão sem fôlego!
__ Que coisa fantástica! – Jean – vocês estão vendo quantos bichos diferentes estão nessa árvore?
__ Olha lá nosso passarinho! – é Alfredo – tem um outro bicho no galho do lado. Aquilo é um papagaio?
__ Não, é um tucano!
__ Tem um macaco lá perto!
__ E um monte insetos! Tem até uma aranha!
__ Margô, aranha não é inseto.
__ Tá, tá...
O encantamento das crianças é interrompido por uma voz meio preguiçosa.
__ Crianças...
__ De onde vem essa voz? – pergunta Jean.
__ Sou eu aqui embaixo – o som vem de uma coisa estranha parecida com um vaso muito colorido – eu sou Eifelia. Sou uma esponja.
__ Você fala? – Margô se aproxima da árvore e chega bem perto do animal falante.
__ Aqui eu falo.
__ Você falou que era uma esponja – pergunta Alfredo – dá pra tomar banho com você?
__ Não, comigo não, mas eu tenho uma irmã que é bem fofinha...
__ Dona Eifelia, eu nunca vi uma esponja pendurada em árvore...
De repente, uma borboleta pousa no nariz de Alfredo.
__ Vejam, uma borboleta!
__ Meu nome é Lepi. Eu moro lá em cima, junto com um monte de irmãos: as moscas, as baratas, as formigas e todos os outros insetos.
__ Minha mãe sempre diz “Eca! Que bicho nojento!” quando vê uma barata... mas você é tão bonita!
Um macaquinho deitado em um galho no alto da árvore acorda e desce para encontrar as crianças.
__ Psiu! Falem baixo vocês! Todos os bichos estão dormindo!
Ele fica de frente à Margô, a mais baixinha do grupo. Ela coloca o dedo no nariz do macaco.
__ Nossa, você parece gente! Tem olhos de gente, mãos de gente, pernas de gente...
__ Eu sei. Aquele velhinho sempre fala isso para mim...
Os olhos das crianças saltam.
__ Você conhece o vovô Carlos?
__ Claro, ele vem aqui todos os dias...
Alfredo, no entanto, continua intrigado com a árvore.
__ Seu macaco, eu ainda não entendi uma coisa.
__ Por favor, pode me chamar de Pan.
__ Seu Pan, por que esse monte de bichos está dormindo nessa árvore?
__ A árvore é nossa casa. E cada um tem um lugarzinho especial nela.
Margô pergunta:
__ Mas e os micróbios, aquelas coisinhas pequenininhas que a gente não consegue ver e que todo mundo fala que existe?
__ Eles moram numa outra árvore aqui perto.
__ E vocês dormem sempre assim, uns pertinho dos outros?
__ É. Eu fico lá em cima, perto dos cachorros, dos passarinhos, dos sapos... Nós temos muitas coisas parecidas!
Alfredo fala, enquanto tenta colocar a mão nos tentáculos de uma medusa que está lá perto.
__ Eu não faria isso se fosse você – diz Seu Pan – eles não gostam muito de ser incomodados.
Alfredo dá um passo atrás, constrangido.
__ Você disse que dorme do lado dos cachorros e dos sapos porque vocês são parecidos. É por isso que aquele caramujo tá do lado do polvo? E aquela estrela-do-mar tá do lado daquele, daquele... daquele bicho cheio de espinhos? – pergunta Jean.
__ É. Aquilo é um ouriço-do-mar.
O ambiente é, então, preenchido por chamados e gritos de adultos.
__ Crianças!
__ Jean, Margô, Alfredo!
__ Meninos!
As crianças entram em polvorosa.
__ Vovô! O vovô veio buscar a gente!
O macaco dá de ombros.
__ Eu falei que ele vinha aqui todos os dias...
Quando vovô Carlos chega, Margô corre em sua direção e pula nos seus braços. Ele é um velhinho simpático, careca e barrigudo, com uma longa barba branca.
__ Vovô, a gente viu um passarinho muito bonito e ele tinha dentes e ele tinha bico e ele...
__ Calma, Margô, assim seu avô não entende nada... – é uma outra voz.
__ Tio Vili! – Jean grita. O homem vem atrás do vovô Carlos.
__ O pai de vocês está muito preocupado – ele fala, apontando para Jean e Margô – ele foi procurar os perdidos na floresta lá do outro lado...
__ Vovô, você já viu essa árvore? – Alfredo aponta para o achado – tem um monte de bichos dormindo nela!
Vovô Carlos dá uma longa e gostosa risada.
__ Sim, minhas crianças. Eu conheço essa árvore. É a árvore da vida.
__ Mas eu não vi nenhum microbiozinho... eles não são vivos? – Margô, ainda no colo do avô.
__ São sim... esse aqui é só um pedaço da árvore da vida – tio Vili completa – nela moram todos os animais que a gente conhece.
__ Por isso ela é assim tão grande e cheia de galhos? – Jean.
Dona Eifelia, ainda sonolenta, responde para a menina:
__ Exatamente, menino. E levou um tempão para ela ficar assim.
O vovô Carlos intervém.
__ Bem, crianças, acho que é hora de ir para casa. Amanhã cedo nós podemos voltar aqui para conversar com os bichos depois deles acordarem.
__ Eu tô com fome – Alfredo.
__ Tchau, dona Eifelia! Tchau, seu macaco! Tchau, Lepi! – Margô.
Um tempo depois, já à noite, a casa do vovô está em silêncio. O velho senhor está sentado na sala, lendo à luz de uma vela.
De repente ele se levanta, segurando a vela, e caminha em direção aos quartos.
Em um deles, tio Vili e seu irmão, pai de Jean e Margô, estão dormindo. No outro, Jean, Margô e Alfredo dividem uma cama grande de casal.
Vovô Carlos vai até perto dos netos e verifica se tudo está bem.
__ Durmam bem, crianças... – ele sussurra, enquanto ajeita o cobertor.
O velhinho sai do quarto e vai até a varanda.
De repente, voando, vem um pássaro ao seu encontro.
Um pássaro muito diferente de tudo que já se viu, com dentes no bico. Ele pousa no ombro do vovô Carlos Roberto.
E o velhinho sorri.

FIM

I EWCLiPo

2008-12-15T16:21:00.008-02:00

Aconteceu nos dias 11 e 12 de dezembro último, na Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (Universidade de São Paulo) o I EWCLiPo - I Encontro de Weblogs Científicos em Língua Portuguesa. Eis a foto oficial do evento:

Apesar do público pequeno, as discussões foram bastante interessantes. Estavam presentes vários blogueiros de ciências: esse que vos fala, Mauro Rebelo (do Você que é biólogo), Leandro Tessler (do Cultura Científica), Isis Nóbile (do Xis-Xis), Atila Iamarino (do Rainha Vermelha), Carlos Hotta (do Brontossauros no meu Jardim), Osame Kinouchi (SemCiência), Reinaldo José Lopes (do Visões da Vida), Dulcidio Braz Júnior (do Física na Veia), Gustavo Z. Miranda (do Laboratório de Divulgação Científica), Luiz Bento (do Discutindo Ecologia), Stephen Dedalus (do Atlas) e Francisco Belda.

Foram dois dias discutindo o futuro da blogosfera brasileira, divulgação científica tradicional e na web, o papel dos blogueiros no ensino e como a academia pode passar a considerar a ciência publicada nos blogs como mais do que apenas "exibicionismo científico" de alguns poucos entusiastas.

A próxima edição do evento acontecerá muito provavelmente em alguma cidade litorânea do Rio de Janeiro (talvez Búzios), no segundo semestre de 2009.

Logo as apresentações serão disponibilizadas no site do Laboratório de Divulgação Científica, bem como alguns vídeos com trechos de cada palestra.

Filogenética no ensino de biologia

2008-11-14T13:52:00.002-02:00

Saiu na Papéis Avulsos de Zoologia (volume 48 (18):199‐211, 2008) um artigo meu (em colaboração com o Dr. Adolfo Calor, também da FFCLRP-USP) comentando a possibilidade de utilização da sistemática filogenética para o ensino de biologia.

Segue o título e o abstract do artigo.

Using the logical basis of phylogenetics as the framework for teaching biology

"The influence of the evolutionary theory is widespread in modern worldview. Due to its great explanatory power and pervasiveness, the theory of evolution should be used as the organizing theme in biology teaching. For this purpose, the essential concepts of phylogenetic systematics are useful as a didactic instrument. The phylogenetic method was the first objective set of rules to implement in systematics the evolutionary view that the organisms are all connected at some hierarchical level due to common ancestry, as suggested by Darwin and Wallace. Phylogenetic systematics was firstly proposed by the German Entomologist Willi Hennig in 1950 and had considerably importance in the decrease of the role of essentialism and subjectivity in classificatory studies, becoming one of the paradigms in biological systematics. Based on cladograms, a general phylogenetic reference system allows to the depiction and representation of large amounts of biological information in branching diagrams. Besides, the phylogenetic approach sheds light upon typical misconceptions concerning evolution and related concepts that directly affect students’ comprehension about the evolutionary process and the hierarchical structure of the living world. The phylogenetic method is also a form of introducing students to some of the philosophical and scientific idiosyncrasies, providing them the ability to understand concepts such as hypothesis, theory, paradigm and falsifiability. The students are incited to use arguments during the process of accepting or denying scientific hypotheses, which overcomes the mere assimilation of knowledge previously elaborated".

O texto completo em pdf pode ser encontrado aqui.

Em busca de vida inteligente...

2008-11-12T20:15:00.001-02:00

by Bill Watterson

Discussões sobre Sistemática e Biogeografia

2008-11-10T15:33:00.001-02:00

“Die Tradition aller toten Geschelecter lastet wie ein Alp auf dem Gehirne der Lebenden”
“A tradição de todas as gerações mortas pesa como um pesadelo nos cérebros dos vivos”
Karl Marx (1852)

Começou hoje (segunda-feira, dia 10 de novembro de 2008) um fórum para discutir assuntos relacionados à evolução, sistemática e biogeografia, na Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (USP). Abrimos os comentários com o primeiro capítulo do livro Foundations of Systematics and Biogeography, de David Williams e Malte Ebach (a obra tem um blog, http://urhomology.blogspot.com/).
A idéia é fazer as reuniões todas as segundas-feiras, às 13h00, em alguma sala da Filô (talvez na sala de aulas da pós-graduação da Entomologia). Na próxima semana, discutiremos os dois capítulos seguintes de Ebach & Williams (2008): 2) Systematics as problem-solving e 3) The archetype.
Todos estão convidados (a leitura anterior dos textos indicados é importante – há uma cópia deles no laboratório de Diptera da FFCLRP-USP). Para mais informações, cybermorphy@yahoo.com.

Para quando a ciência "falha"...

2008-10-25T15:17:00.002-02:00

Como decidir a ordem dos autores em um artigo científico?

Sobre o processo de revisão pelos pares (ou seriam impares?)...

Sobre a parcimônia nas ciências - parte II

2008-10-18T16:57:00.009-03:00

Para o físico e filósofo austríaco Ernst Mach (1838-1916), o desenvolvimento do pensamento científico pode ser interpretado como uma linha contínua na direção de representações cada vez mais simples das observações. As maiores descobertas na ciência não seriam tanto novas observações e sim novas simplificações na interpretação de fatos conhecidos. Dentro dessa perspectiva, a teoria da relatividade do físico alemão Albert Einstein (1879-1955) seria uma interpretação simplificada da realidade observada se comparada com a gravitação newtoniana: ambas trabalham sobre a mesma base de fatos observacionais, contudo a teoria einsteniana necessita de menos premissas ad hoc, algo como muletas ou remendos teóricos, para explicar igual conjunto de fenômenos. Mach defende que a construção de uma teoria científica é um processo de procura por abstrações que possam cobrir uma ampla variedade de observações com o menor esforço mental. Sua teoria, entretanto, acaba por não permitir a multiplicação de entidades, uma vez que a ciência teria que trabalhar sobre o mesmo conjunto de fatos observados à busca de interpretações mais parcimoniosas para essas observações, não se preocupando com o levantamento de novos fatos. Apesar dos comentários de Mach fornecerem um quadro geral sobre a tendência em se aceitar a parcimônia entre os cientistas, eles não funcionam como justificativa para o seu uso.

É desnecessário mensurar, de forma absoluta, quão parcimoniosa é uma teoria em relação à outra, pois não há uma maneira direta de apontar, entre duas teorias conflitantes, qual delas tem maior parcimônia. A idéia da evolução por seleção natural dos naturalistas britânicos Charles Darwin (1809-1882) e Alfred Wallace (1823-1913), de meados do século XIX, não é mais parcimoniosa que as teorias criacionistas pelo fato de conter um número menor de hipóteses independentes e sim porque seus pontos de partida são em menor número e de um “único tipo”, sem a descontinuidade e a arbitrariedade das várias sub-hipóteses da teoria especial da criação, como os atos divinos individuais, a existência de um centro de origem há muito desaparecido (no qual todos os organismos do planeta teriam sido criados por um Deus ex machina), a pouca idade da Terra e postulados afins.

Assim como a teoria evolutiva contrariou o cânone criacionista, também as idéias biogeográficas vigentes até a metade do século XX, que tentavam explicar a distribuição dos organismos no planeta segundo eventos individuais, não-compartilhados, de dispersão de longa distância, foram questionadas por outras teorias biogeográficas mais elegantes, que tomavam por base a deriva continental e a possível existência de eventos de disjunção (separação) compartilhados por muitas populações de várias espécies diferentes. Enquanto as teorias dispersalistas trabalham a partir do estabelecimento de centros de origem e rotas de dispersão para cada um dos grupos animais e vegetais, o que significa um grande número de suposições ad hoc, a biogeografia de vicariância procura causas comuns às disjunções, minimizando as explicações caso a caso.

A distribuição de mesossaurídeos (répteis aquáticos de pequeno tamanho, extintos há cerca de 250 milhões de anos) representa bem a aplicação da parcimônia na biogeografia. Há registros de fósseis de mesossauros tanto na América do Sul, na bacia do Paraná, quanto na África, na bacia do Karoo. Antes dos trabalhos do meteorologista alemão Alfred Wegener (1880-1930) nos anos 1920-1930, que ressuscitaram a idéia dos continentes em movimento, a melhor explicação para a localização desses fósseis se dava com base na ocorrência, no passado, de eventos de dispersão de longa distância, com os animais fazendo um périplo da África, atravessando o Atlântico, até o continente sul-americano (ou o caminho inverso, se os ancestrais do grupo tivessem se originado na América do Sul), em uma jornada intuitivamente implausível. O problema se agravava ainda mais com a reconstituição dos prováveis ambientes desses animais (de água doce e não marinhos) e com a análise da sua estrutura morfológica, sugerindo limitadas capacidades dispersivas.

A proposição de que os continentes africano e sul-americano estiveram conectados no passado geológico do planeta estabeleceu uma explicação mais parcimoniosa para a distribuição dos mesossauros, visto que passou a ser suficiente imaginar que as populações desses répteis estiveram unidas antes da separação dos continentes para compreender a distribuição disjunta do seu registro fóssil. Além disso, a deriva continental também funciona como explicação para a distribuição disjunta de muitos outros grupos (répteis terrestres do gênero Cynognathus, gimnospermas Glossopteris etc.). É claro que eventos de dispersão ocorreram – e ainda ocorrem – durante a evolução. No entanto, quando a distribuição de vários grupos é explicada convincentemente por um mesmo evento (ou eventos), devemos privilegiar esse tipo de hipótese, uma vez que, como afirmou o botânico italiano León Croizat (1894-1982), a Terra e a biota evoluem em conjunto.

Assim como na análise biogeográfica, o estabelecimento das relações de parentesco através da sistemática filogenética e a interpretação das mudanças nos atributos dos grupos biológicos durante sua história dependem fundamentalmente do conceito de parcimônia. Apesar de nunca ter utilizado o termo, o entomólogo alemão Willi Hennig (1913-1976), criador do método filogenético, explicitamente se apoderou do conceito de parcimônia no seu “princípio auxiliar”, segundo o qual a origem por convergência não deve ser considerada como certa a priori – isso significa que se deve assumir, a menos que haja evidência em contrário, uma origem única para estruturas e comportamentos similares (portanto, homólogos) em organismos diferentes. Como dito anteriormente, a parcimônia estipula que o investigador deve preferir a hipótese filogenética que precise do menor número de homoplasias (ou seja, surgimento independente dos caracteres), apesar delas ocorrerem em grande número durante a evolução das espécies.

A aplicação da parcimônia para julgar quais hipóteses filogenéticas devem ser escolhidas e quais descartadas tem sido criticada baseado na idéia (correta) de que a evolução não é necessariamente parcimoniosa. Apesar de coerente em um primeiro momento, essa perspectiva mostra-se equivocada quando analisada em detalhe. Assim como na pesquisa científica em outras áreas, a parcimônia é aplicada na sistemática filogenética com o objetivo de minimizar o número de explicações ad hoc dos dados ou para maximizar o poder explanatório das hipóteses em relação aqueles dados. O sentido real do uso da parcimônia não se relaciona a nenhum modelo de evolução: parcimônia tem a ver com a interpretação da evidência filogenética. Não é preciso acreditar que o processo evolutivo é simples, que a natureza sempre escolhe o “menor número de passos”, para se aceitar a aplicação da parcimônia na tentativa de se entender as relações genealógicas entre os organismos e quais os processos e mecanismos envolvidos. Parcimônia nada mais é do que uma ferramenta metodológica, não fazendo nenhuma afirmação sobre como são as coisas na natureza. A parcimônia ontológica, quando aplicada à reconstruções evolutivas, parte de uma premissa que carece de evidências empíricas.

A “simplicidade” científica é sempre uma tentativa e não é algo passível de ser julgado de forma definitiva. O que pode ser visto como uma teoria parcimoniosa um dia, suficiente para explicar um grande número de fenômenos (por exemplo, a gravitação newtoniana ou a distribuição dos organismos exclusivamente via dispersão), pode se transformar em um mastodonte teórico em um momento seguinte, devido à adição de hipóteses ad hoc na tentativa de explicar observações e eventos não esperados (como a percepção da curvatura da luz quando próxima de objetos de grande massa ou a descoberta da deriva continental). Diferentemente de uma representação de como a realidade está organizada, a parcimônia é um critério que guia as decisões na ciência e, portanto, é um conceito fluido, dependente do estágio de conhecimento a respeito do problema sob escrutínio.

E, claro, muito útil para se planejar viagens.