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Archive for julho \20\UTC 2012

Uma foto de uma montagem legal de um Prestosuchus no Bayerische Staatssammlung für Paläontologie und Geologie (Munique). 

Esses arcossauros, da linhagem dos crocodilos (Crurotarsi) são relativamentecomuns  em estratos do Triássico brasileiro. São tidos como predadores de topo de cadeia, um nicho ecológico que logo seria substituído por dinossauros terópodes. 

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Felipe Pinheiro

 

Muitas vezes, quando estudamos seres vivos, nos deparamos com coisas que nos chamam atenção por parecer não fazer nenhum sentido. Claro que, como bons curiosos que somos, a primeira pergunta que vem à mente é: por que? Por que os roedores têm dentes que não param de crescer e precisam se esforçar, por toda sua vida, em mantê-los em um tamanho anatomicamente viável? Por que as baleias são tão grandes? Por que pterossauros tinham cristas tão chamativas? Por que tiranossauros tinham braços tão pequenos?

Aqueles mais curiosos passam, então, a levantar hipóteses para explicar tais fenômenos naturais. Do tipo: “os dentes dos roedores são assim porque a dieta destes animais os desgasta de tal forma que eles precisam crescer sempre”; “baleias são grandes porque vivem na água, e um meio mais denso pode sustentar sua massa”; “pterossauros tinham cristas porque precisavam chamar atenção de parceiros”; “tiranossauros tinham braços tão pequenos porque não precisavam deles para conseguir alimento”. Ainda mais arriscadamente, muitos de nós tendem a atribuir funções adaptativas a estruturas que não compreendemos bem, de forma tal que, já que os organismos são supostamente perfeitamente adaptados ao meio em que vivem, suas estruturas inexplicáveis provavelmente evoluíram até aquele estado por algum motivo. Afinal, se temos apêndice, ele deve servir para alguma coisa. Se os tiranossauros ainda tinham braços, eles devem ter evoluído até seu tamanho diminuto de forma a servir, de forma perfeita, ao ajudá-lo a se levantar ou para segurar a parceira durante a cópula.  Todas as estruturas, pelo simples fato de existirem, devem ser adaptativas, ou seja, devem dar alguma vantagem àquele que as possui. Nossa tarefa, como curiosos, é a de descobrir essa função oculta e compor uma história de como a seleção natural, aos poucos, moldou aquela estrutura daquela forma.

Em qualquer livro de biologia, encontramos “historinhas” de como estruturas passaram de um estado ancestral a como são observadas hoje. Geralmente, duas coisas são invariavelmente observáveis em tais historinhas. Primeiramente, a seleção natural é sempre reconhecida, sem maiores questionamentos, como agente das mudanças. A seleção natural molda as estruturas da forma como elas são hoje e para a função que desempenham hoje. Em segundo lugar, o gradualismo está sempre presente. As mudanças são sempre “lentas, graduais e continuas”. Assim, os pescoços das girafas teriam crescido lentamente, no decorrer das gerações, movidos pela incansável busca destes animais por alimentos. Da mesma forma, as nadadeiras dos sarcopterígeos teriam, lentamente, se transformado nos membros dos tetrápodes, para que esses animais pudessem ocupar nichos vazios no ambiente terrestre. E assim as coisas andam. Tais historinhas são aceitas como verdade até que alguém conte uma melhor. Às vezes as “historinhas melhores” são acompanhadas de evidências científicas, como a constatação de que os membros do tetrápode ancestral surgiram ainda no ambiente aquático. No entanto, elas não passam de “historinhas mais convincentes”.

Algumas coisas fundamentais são esquecidas quando criamos as historinhas. A primeira, e mais óbvia, é que elas, simplesmente, não são testáveis. Por mais evidências que disponhamos do meio (físico, interações ecológicas, etc.) em que os ancestrais dos protagonistas de nossos roteiros evolutivos viviam, nenhum efeito de causa/consequência pode ser estabelecido com base em observações atuais. Da mesma forma, não podemos nos confiar (para isso) no registro fóssil, principalmente porque, ao contrário do que é sempre divulgado na mídia, formas intermediárias não podem ser encontradas como fósseis (uma impossibilidade estatística) e, mesmo que pudessem, jamais poderiam ser reconhecidas como tais (uma limitação inevitável de nosso método científico). Para dar um exemplo, os belos “intermediários perfeitos” entre dinossauros e aves – dinossauros carnívoros com penas – datam de alguns muitos milhões de anos após o surgimento do primeiro animal geralmente considerado como ave (Archaeopteryx). Assim, como considerar estes animais como intermediários entre “répteis” e aves? Esse assunto realmente me interessa e acho que merece um texto futuro.

Outra coisa que geralmente deixamos de lado é o fato de que a seleção natural é incapaz de moldar estruturas para uma determinada finalidade. O “papel” da seleção natural nos processos evolutivos é o de uniformizar uma população heterogênea utilizando, como arma, fatores bióticos e abióticos do meio em que esta população vive. Esta função, um tanto mecânica, é incapaz de direcionar estruturas e morfótipos a uma determinada finalidade. Assim, dizer que a seleção natural modificou uma estrutura x para que ela desempenhasse um papel y é, no mínimo, errado. A seleção natural, como todo processo mecânico, não pode prever ou determinar finalidades. Aí entra a famosa frase “a Natureza não é teleológica”.

Pra mim, mais importante que isso tudo (no momento) é a dificuldade de reconhecermos outros fatores como agentes dos processos evolutivos. Cada vez mais se tem constatado que, embora a seleção natural, de fato, seja crucial, outros fatores tiveram um papel tão relevante – ou muito mais relevante – na história evolutiva dos animais e plantas que estudamos hoje. E esses fatores, claro, nunca entram em nossas “historinhas adaptativas”. Hoje se sabe, por exemplo, da importância de genes Hox na evolução do padrão corporal de animais segmentados. O estudo destes genes nos mostra o quão aleatórios foram os processos que nos levaram a ter cinco dedos nas mãos, ou os insetos a ter três pares de pernas. Da mesma forma, hoje se reconhece o importante papel da deriva genética (outro processo completamente aleatório) no “controle” das frequências gênicas e, consequentemente, evolução de populações pequenas, tais como predadores de topo de cadeia (alô, T-rex?). Na verdade, a deriva genética, e não a seleção natural, é o principal agente evolutivo nesse tipo de populações. Ainda menos reconhecidos em nossas historinhas são os efeitos de extinções, migrações, eventos aleatórios que liquidam com grandes parcelas de populações… e por aí vai.

Duas principais conseqüências do reconhecimento destes outros fatores me vêm em mente agora. Primeiramente, as mudanças lineares que prevemos em nossas historinhas (do tipo, x se transformou em y para exercer a função z) caem todas por terra. O reconhecimento de eventos aleatórios como decisivos nos processos evolutivos nos impede de imaginar uma mudança gradual e retilínea de uma estrutura em direção a outra. Tais modificações são repletas histórias paralelas e tomam a forma de um galho em uma árvore, não de uma linha reta (muito embora boa parte dos ramos deste galho não sobreviva). Outra consideração importante é a de que estes outros processos não são lentos nem graduais… e, muito menos, contínuos! Mutações aleatórias em genes sistêmicos, deriva genética em populações pequenas, extinções (em massa ou não) tendem, com sorte, a acelerar as modificações evolutivas. Sendo um pouco mais realista, estes fatores acabam levando as populações nas quais atuam a um rápido fim.

É bom deixar claro que, quando falo em “rápido” ou “devagar”, sempre estou me referindo ao tempo geológico. No entanto, modificações visíveis também podem ocorrer no espaço de tempo de algumas gerações. The hopeful monster strikes back!

Agora, voltamos aos braços do tiranossauro como um modelo geral das modificações evolutivas. Considerando os fatores acima, qual seria, realmente, a relevância de se perguntar o porquê de as estruturas biológicas serem como são? Claro que minha “historinha” não seria testável, mas, se eu fosse inventar uma para o T. rex, a rechearia de eventos aleatórios, flutuações gênicas e mutações sistêmicas pontuais. E os braços do T. rex não teriam nenhum motivo real para existir, embora isso não implique que eles não tivesse uma função. Apenas que é uma ideia errada achar que eles foram moldados para aquela função. Assim, nem todas as estruturas são, necessariamente, adaptativas.

 

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Assim, os processos evolutivos, ou seja, o estudo de como as estruturas se tornaram o que hoje observamos, passa a ser relevante, em detrimento a um suposto motivo. A Biologia Evolutiva deve ter, como principal objetivo, investigar os agentes e circunstâncias relevantes em mudanças de frequências gênicas e, de forma mais abrangente, mudanças fenotípicas, populacionais, macroevolutivas…  Afinal, fazer as perguntas certas é o primeiro passo para a obtenção de respostas satisfatórias e, na medida do possível, próximas da realidade (embora devamos nos acostumar com  a idéia de que nunca vamos alcançá-la de fato).

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Vou deixar aqui algumas imagens do Tyrannosaurus do Museu Americano de História Natural (Nova York).

Claro que, como bom aspirante a paleontólogo, eu sou apaixonado por esse bicho. É impressionante a sensação de estar frente a frente com um predador de 12 metros e tentar imaginar qual a porcentagem do seu corpo caberia na na boca dele.

Esse esqueleto, em particular, é praticamente completo (embora, de certo, tenha elementos de vários espécimes diferentes, como é comum em montagens de museus antigos). O crânio original está no chão, do lado do bicho, já que é muito pesado para a armação metálica.

Bem, na primeira foto, uma vista geral do bicho e, na última, um ser humano de 1,77 m como escala (eu – uma explicação pra pose estranha no comentário da foto, hehe).

Mas isso não importa. O que eu queria mostrar, de verdade, é a segunda foto. Todo mundo já deve saber que esse dinossauro tinha membros anteriores ridiculamente atrofiados, quase dando pra usar a palavra  vestigiais.

Agora, a pergunta que todo mundo faz (e nenhuma resposta parece ser unânime): por que? Por que um animal como esse teria braços tão pequenos?

Bem, eu tenho algumas idéias a respeito desta pergunta, mas queria a opinião de um ou dois eventuais leitores antes de falar mais um pouco sobre isso. Se alguém se interessar, é só comentar (aqui no blog).

 

Felipe Pinheiro

 

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Postado por Felipe Pinheiro

O texto abaixo foi completamente inspirado por este.

 

A quebra de paradigmas, o “abandono” de idéias tão amplamente aceitas que começam a fazer parte do senso comum, em muitas ocasiões, é fundamental para o progresso científico. Embora a Ciência raramente avance por meio destas revoluções epistemológicas, muitas das grandes sacadas (e boa parte das que damos importância quando lembramos da história das descobertas científicas) começam com idéias que, embora nos pareçam óbvias hoje, necessitaram de mudanças radicais na forma de pensar de quem as concebeu e (mais delicado ainda) da sociedade para as quais foram apresentadas. E estas mudanças, geralmente, não acontecem da noite para o dia. Muitas vezes precisam de décadas ou mesmo séculos antes de entrarem, novamente, no senso comum.

Quando estudamos a história dos pensamentos e idéias que culminaram em A Origem das Espécies, exaltamos sempre o abandono do pensamento tipológico como uma quebra de paradigma fundamental para nossa compreensão atual de como os seres vivos evoluíram através do tempo geológico. Este pensamento tipológico, ou seja, a idéia de que os seres vivos teriam uma essência, um plano básico imutável, estaria claramente presente nas obras de Lamarck e, supostamente, ausente nas idéias de Darwin e dos evolucionistas que “redescobriram” suas idéias, compondo a (já nem tão Nova assim) Síntese Evolutiva (Mayr, Dobzhansky, Simpson, Huxley, etc.). O abandono das “essências” foi fundamental para a simples concepção de que seres vivos podem, sim, mudar de forma completamente imprevisível, nunca estando presos a um tipo pré-concebido. No entanto, lendo os textos de meus amigos Júlio Saraiva e Heideger Nascimento, me peguei pensando se este pensamento está, realmente, ausente na obra destes autores e já faz parte do senso comum.

Há alguns anos, em uma reunião do Grupo de Discussão de Evolução da Universidade Federal do Ceará, comentei que, segundo o paradigma atual, se considerarmos peixes como um clado, ou grupo natural (onde todos os integrantes compartilham um ancestral comum) a idéia completamente intuitiva (compartilhada por qualquer criança de dez anos ou menos) de que baleia é peixe, está completamente correta. Na verdade, se peixes existem como um clado e não só como uma palavra solta, que designa animais com um plano corporal conservativo compartilhado, sem considerar as relações de parentesco, eu, você, celacantos, salamandras, cachorros, elefantes, girafas e baleias somos, sim, peixes!

Os animais que chamamos, de forma generalista, de peixes possuem várias características em comum. São aquáticos, têm nadadeiras, muitos têm escamas… mas, e quanto à história evolutiva e às relações de parentesco destes bichos? Os celacantos e peixes pulmonados estão muito mais proximamente relacionados a nós e às baleias (e a todos os demais tetrápodes) do que aos tubarões ou peixes de nadadeiras raiadas. E agora? Se quisermos chamar celacantos de peixes, teremos que nos chamar de peixes! E o que acontece com as baleias? Baleia é peixe, ora.

 

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“sou um peixe glorificado”

 

Claro que esta idéia, a principio, nos parece absurda e herética. E assim ela foi tratada no grupo de discussão de evolução da UFC. E comecei a perceber que isto está intimamente ligado ao fato de que não abandonamos de verdade o pensamento tipológico. Segundo o senso comum (e o pensamento da maioria dos estudantes de biologia), peixes têm uma essência. A partir do momento em que a nadadeira de um peixe se modifica a ponto de parecer superficialmente completamente diferente da estrutura que a originou, ela passa a ser chamada de membro. Sua origem é esquecida e os animais que possuem membros não são mais peixes. São tetrápodes, animais glorificados, que deram origem à “perfeita máquina” que é o corpo humano (por favor, leia a ultima frase em tonalidade irônica).

Mas não vamos nos sentir mal por conta disso! Não fomos apenas nós, meros estudantes de biologia, que falhamos em nos livrar do pensamento tipológico. Ele está sempre presente na Escola Evolutiva de sistemática, proposta pelos mesmos cientistas que idealizaram a Síntese Evolutiva (supostamente aqueles que, assim como Darwin, já teriam abandonado completamente o pensamento tipológico).

Segundo a Escola Sistemática Evolutiva, ou gradista, pelo fato de que tetrápodes acumularam, ao longo das eras, características suficientes para afastá-los de sua essência de peixes, eles merecem ser classificados separadamente, com outro nome. E é esta escola que normalmente seguimos, embora um novo paradigma já exista há décadas. É ela que está sedimentada no senso comum e nos impede de ver claramente que aves são répteis (de forma mais precisa, aves são dinossauros) e baleias são peixes. A árvore da vida se ramifica sempre e seus ramos não podem ser separados em diferentes grupos meramente por semelhanças superficiais.

Mais sobre este novo paradigma de classificação dos seres vivos em breve!

Obs: ver também We are the fishes, my friend

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