Daniel Nicholson

Nicholson – Retorno do organismo

O Retorno do Organismo como um Conceito Biológico Fundamental na Biologia
Daniel J. Nicholson

The Return of the Organism as a Fundamental Explanatory Concept in Biology
ARTICLE in PHILOSOPHY COMPASS · MAY 2014
DOI: 10.1111/phc3.12128
University of Exeter
http://www.researchgate.net/publication/261411481

 

Sumário

Embora possa parecer um truísmo afirmar que a biologia é a ciência que estuda os organismos, durante a segunda metade do século vinte a categoria organismo desapareceu da teoria biológica. No entanto, na última década começamos a testemunhar o retorno do organismo como um conceito biológico fundamental. Há três causas principais para isso: (a) A Teoria Sintética da Evolução não fornece um entendimento plenamente satisfatório da evolução; (b) o crescente apercebimento de limitações do reducionismo na biologia molecular; e (c) o interesse renovado na natureza da vida como um problema científico genuíno. Este ensaio examina estes desenvolvimentos recentes e considera os novos papéis epistemológicos desempenhado pelo organismo em cada um deles. Também reflete sobre o significado do ressurgimento do organismo na filosofia da biologia.

 

 Introdução: O Desaparecimento do Organismo.

A Biologia é a ciência dos organismos. Ou, pelo menos, costumava ser. A segunda metade do século vinte foi testemunha do desaparecimento do organismo como um conceito explicativo fundamental. O foco epistemológico se deslocou de entidades sub-organísmicas (como genes) por um lado, e entidades supra-organísmicas (como as populações) por outro. A categoria que conectava estas duas categorias, o organismo como um todo, caiu pelas frestas da investigação biológica. O organismo se tornou um órfão subnutrido, não desejado porque não é entendido por biólogos interessados em níveis acima e abaixo dele (Russert-Kraemer and Bock 1989: 1055). Isto se reflete na filosofia da Biologia deste período, que foi dominada por debates no nível supra-organísmico, como a metafísica da espécie (e.g. Hull 1978), e debates que surgem no nível sub-organísmico, tais como a suposta redução da genética Mendeliana à genética molecular (e.g. Kitcher 1984). Questões ligadas à natureza dos organismos (por exemplo, como eles mantêm sua organização, como coordenam suas funções e, de maneira mais geral, como eles diferem de sistemas inanimados, como as máquinas, que praticamente definiram a filosofia da Biologia na primeira metade do século XX (e.g. Johnstone 1914; Needham 1928; Woodger 1929; Haldane 1931; Bertalanffy 1952), foram descartados como metafísicos demais. Os organismos não mais pareciam relevantes para uma agenda biológica e poucos biólogos e filósofos sentiam a necessidade de mencioná-los. Alguns chegaram a questionar sua existência (Ruse 1989).

Webster e Goodwin (1982) estavam entre os primeiros a denunciar o desaparecimento do organismo da biologia teórica. Eles atribuíram este sumiço à separação feita por Weismann entre a linhagem germinal e o soma (i.e. o corpo) na virada do século vinte. Como resultado, o pensamento biológico moderno passou a ver o corpo como uma manifestação física da ação de uma agência diretora central, sugerida pela noção de “programa genético” , que determina diretamente a estrutura e a função biológicas. Embora haja uma grande dose de verdade neste diagnóstico, a morte do (o desaparecimento do conceito de) organismo pode ser mais diretamente ligada a uma consequência principal de dois eventos definidores da biologia do século vinte: a Teoria Sintética da Evolução e a revolução criada pela biologia molecular.

A Teoria Sintética combinou a seleção natural de Darwin com a genética Mendeliana através da genética de populações, que foi usada para unir vários aspectos da anatomia comparada, da sistemática, da ecologia e da paleontologia sob um conjunto de princípios explicativos.

A Biologia Molecular adotou as novas técnicas analíticas da biofísica e da bioquímica em uma tentativa de explicar – pelo uso de ideias surgidas na cibernética, na teoria de informação e na ciência da computação – todos os grandes fenômenos celulares em termos de propriedades estruturais de macromoléculas. Em seu conjunto, estes dois desenvolvimentos resultaram em uma visão genocêntrica sem restrições da vida (por ex. Williams, 1966; Monod, 1971). Este modo de ver não deixou espaço para uma consideração independente do organismo, que foi visto meramente como nada mais que um epifenômeno de seus genes.

Recentemente, a situação começou a mudar. Ninguém duvida que o século vinte será lembrado como “O século do Gene” (Keller, 2000), mas um número crescente de biólogos se refere a “Uma Nova Biologia para um Novo Século” (Woese, 2004) que colocará o organismo de volta no centro do palco da teoria biológica (El-Hani and Emmeche, 2000; Bateson, 2005; Pepper and Herron, 2008). Surgiram vários livros reconsiderando o conceito de organismo à luz de achados contemporâneos avaliando o potencial de seu papel unificador na Biologia (Laubichler 2000; Gutmann et al. 2000; Huneman and Wolfe 2010).

Podemos distinguir três causas para o ressurgimento atual do conceito de organismo. O primeiro foi o entendimento de que o arcabouço teórico da Teoria Sintética da Evolução não permite compreender de forma plenamente satisfatória o processo evolutivo. O segundo é o apercebimento crescente dos limites das abordagens reducionistas na biologia molecular e na biologia sistêmica. O terceiro é o interesse renovado sobre a natureza da vida como um problema básico na biologia teórica. Nas próximas três seções, examinarei cada um destes itens. Vou concluir com uma reflexão sobre o significado do retorno do organismo para a filosofia da biologia.

  1. O Organismo como Explanans e Explanandum[1] da Evolução

A grande inovação teórica da Teoria Sintética da Evolução em relação à teoria do próprio Darwin foi propor o conceito de evolução como mudança nas frequências alélicas de uma população. Os biologistas evolutivos se tornaram preocupados não com organismos, mas com os mecanismos de mudança das populações ao longo do tempo como resultado dos poderes causais dos genes. Neste modo de ver, os organismos são os elos da evolução; uma espécie de interface entre a expressão fenotípica de genes e o papel selecionador do meio. Eles próprios não dispõem de (não são) uma agência autônoma. Suas características distintivas, na verdade sua própria existência, devem ser explicadas através das propriedades causais dos genes. Nas palavras de Dawkins (1976, xxi), os organismos: “são meras máquinas de sobreviver – veículos robóticos programados cegamente para preservar moléculas egoístas conhecidas como genes”. São os genes que são selecionados pelo meio (em vez dos organismos que os contêm), e é a nível dos genes que as explicações do processo evolutivo devem ser buscadas. O organismo não tem nenhum papel explicativo.

A Teoria Sintética da Evolução pode ser caracterizada pela demarcação teórica de três processos biológicos: (a) a herança: o processo inter-organísmico que assegura a semelhança entre a descendência e seus ancestrais; (b) o desenvolvimento – os processos intra-organísmicos pelos quais o ovo fertilizado vem a constituir um organismo adequado a suas condições de existência; e (c) a adaptação – o processo supra-organísmico pelo qual pelo qual as populações vêm a conter os organismos adequados a suas condições de existência. Os três processos são considerados relativamente autônomos dado que o desenvolvimento de um indivíduo não afeta as características que são herdadas por sua descendência e a adaptação relativa dessas características não tem influência na fidelidade de sua transmissão. Mais ainda, o processo que cria a adaptação não altera as características que são herdadas e desenvolvidas; ele meramente seleciona entre eles.     Neste quadro da evolução, o gene desempenha um papel central unificador, desde que os genes são as únicas entidades que são cruciais a todos os três processos mencionados acima. Os genes são as únicas unidades de herança. O desenvolvimento é a execução de um programa de informação fenotípica codificado nos genes. E a adaptação resulta da mudança de frequências gênicas em uma população.

Esta visão altamente aceita da evolução recebeu recentemente críticas de várias direções. Estas diferentes críticas convergem em rejeitar a premissa de que os genes são os únicos agentes, ou mesmo os agentes primários responsáveis pela herança, o desenvolvimento e a adaptação; e também questionam a admissão de que estes processos são causalmente independentes entre si. Com relação à herança, há evidências crescentes contra a noção de que os genes são os únicos transmissores de informação entre os ancestrais e a descendência. Jablonka e Lamb (1995; 2005) chamaram a atenção para uma série de mecanismos epigenéticos de herança “Neo-lamarckista” (tais como processos de marcação de cromatina como a metilação do DNA, alças positivas de feedback de expressão gênica, RNA-interference, e a replicação baseada em moldes de membranas e príons) que permitem a aquisição e a transmissão de variações fenotípicas transgeracionais.

Com relação ao desenvolvimento, está se tornando claro que os genes não constituem uma classe especial de “moléculas principais” (master molecules) que dirigem e controlam os processos do desenvolvimento. Uma nova perspectiva teórica emergiu com o nome Teoria dos Sistemas de Desenvolvimento (‘Developmental Systems Theory’; ver Oyama 2000; Oyama et al. 2001), que concebe o organismo com uma entidade epigeneticamente reconstruída a cada geração a partir de uma ampla coleção de recursos desenvolvimentais (nos quais os genes são apenas um fator, entre muitos), em vez de ser o resultado da execução de um programa genético causalmente privilegiado e quase preformacionista. Finalmente, o fato de que os genes não determinam por si mesmos o fenotipo, e que o desenvolvimento influencia o que resulta herdado, tem implicações importantes sobre o que podemos pensar sobre a adaptação. West-Eberhard (2003; 2005) argumenta que a plasticidade fenotípica (isto é, a capacidade de um mesmo genotipo gerar diferentes fenotipos em resposta a condições variáveis do meio) tem um papel importante na evolução adaptativa porque conduz a inovações fenotípicas que podem ser mais tarde consolidadas por meio de acomodações genéticas. Em sua descrição, fenotipos novos não são causados por mudanças na frequências gênicas como propões a Teoria Sintética. Em vez disso, são as novidades adaptativas – resultantes da plasticidade fenotípica dos organismos – que causam mudanças nas frequências gênicas.

A partir deste trabalho recente emerge uma visão da evolução que é consideravelmente diferente daquela que dominou o pensamento biológico ao final do século vinte (cf. Pigliucci and Müller 2010; Gilbert and epel 2008’Walsh 2006, 2010; Huneman 2010) Esta é uma visão na qual não é mais possível distinguir entre processos responsáveis pela estabilidade intergeracional (transgeracional) do fenotipo (a herança), e processos que ocorrem no crescimento e diferenciação do organismo (desenvolvimento), e ainda daqueles que produzem variações fenotípicas vantajosas (adaptação). A herança, o desenvolvimento e a adaptação são unificados porque todos resultam de capacidades distintivas dos organismos, tais como sua plasticidade e robustez (Bateson and Gluckman 2011). Ainda mais importante, talvez, esta visão emergente da evolução desloca o gene de sua posição privilegiada e recoloca o organismo no centro do cenário evolutivo.

Claro, isto não é dizer que os genes não são importantes. Os genes realmente estão entre as unidades de herança. Os genes realmente exercem um controle fenotípico (juntamente com numerosos outros recursos do desenvolvimento). E a adaptação realmente consiste, entre outras coisas, de mudanças na frequência gênica em uma população. Mas a adoção de uma visão centrada-no-organismo nos força a repensar algumas das crenças básicas da teoria evolutiva.

Considere, por exemplo, o papel do acaso na geração das mudanças fenotípicas. Na Teoria Sintética, a variação fenotípica surge por mutações e recombinações genéticas. Estas mudanças genéticas são vistas como aleatórias (ao acaso) ou “cegas” porque a incidência de sua ocorrência não é correlacionada com a adaptabilidade das características que elas codificam. O acaso, então, desempenha um papel-chave na introdução de novas variações fenotípicas sobre as quais a seleção atua para criar mudanças adaptativas. No entanto, se a inovação fenotípica e a variação não surgem primariamente por mutações e recombinações, mas sim por meio de mecanismos epigenéticos, tais como rearranjos desenvolvimentais de processos celulares básicos (Kirschner and Gerhart 2005) e interações reguladoras entre os tecidos e fatores do meio durante a morfogênese (Müller and Newman 2003), então a mudança adaptativa não é predominantemente aleatória (ao acaso). Em vez disso, a dinâmica do desenvolvimento orgânico precisa ser considerada como tendo um papel decisivo em influenciar a direção da evolução (Arthur 2004). Pareceria que, longe de ter uma origem sempre ao acaso e ser cega à função, a variação fenotípica pode ser “direcionada” (targeted) no sentido de que ela pode surgir em resposta a desafios do meio, afetando preferencialmente as funções e atividades dos organismos de maneiras que os tornam melhor adaptado a sobreviver.

Outro aspecto da visão tradicional da teoria evolutiva que é desafiado pela visão nascente centrada-no-organismo é a conceituação da relação do organismo com o meio. De acordo com a Teoria Sintética, esta relação é externalista. Uma flecha causal parte do meio para o organismo (ou melhor, para seus genes) e é esta flecha explica porque os organismos são do jeito que são. A adaptação é concebida como um processo pelo qual a seleção natural efetivamente molda o organismo para se encaixar em moldes preestabelecidos no meio. O meio apresenta “problemas”, e os organismos melhor equipados para lidar com os mesmos são os que sobrevivem e se reproduzem. O problema com este modo de ver é que ele negligencia o papel ativo desempenhado pelo organismo através de seu metabolismo, suas atividades e suas escolhas— ao definir e parcialmente criar seus próprios nichos ecológicos. Em graus variáveis, os organismos escolhem seus próprios habitats, parceiros sexuais e recursos, e mesmo constroem parte de seu ambiente por meio de ninhos, diques, tocas, trilhas, redes, gradientes químicos, etc. Odling-Smee et al. (2003), acrescentando a uma obra anterior de Lewontin (1982, 1983), denominou este fenômeno de “construção de nichos”, e se refere a ele como “o processo negligenciado na evolução”. O significado evolutivo da construção de nichos reside no entendimento de que se os organismos não apenas se adaptam ao meio, mas também ajudam a construí-lo, então a pressão seletiva que age sobre o organismo existe em parte como consequência das atividades de construção do nicho de gerações passadas e presentes dos organismos. Isto cria uma alça de retroalimentação (feedback) entre a construção do nicho e a seleção que dá forma à dinâmica das mudanças evolutivas.

Em última análise, a visão centrada-no-organismo tem consequências sobre nossa forma de pensar a natureza do próprio processo de seleção. Na Teoria Sintética, a seleção é vista como uma força que causa mudanças adaptativas movendo populações através de mudanças em suas frequências gênicas (Sober 1984). A seleção não apenas elimina variações genéticas prejudiciais, como também age criativamente criando variações genéticas benéficas. A mudança evolutiva então surge pela capacidade do meio em reter e promover variações genéticas que favorecem a sobrevivência e a reprodução dos organismos ali contidos. Entretanto se, em vez disso, a mudança evolutiva surge das maneiras pelas quais os organismos acionam sua plasticidade de desenvolvimento para responder a desafios do meio que eles próprios em parte determinam, então a visão tradicional da seleção se torna problemática. Em vez de concebê-la como uma força que causa a adaptação, a visão centrada-no-organismo implica um entendimento da seleção como um efeito exercido sobre uma população da soma de atividades individuais dos organismos enquanto eles lutam (struggle) para sobreviver (Walsh et al. 2002; Matthen and Ariew 2002). De acordo com esta interpretação da evolução, a seleção natural é causada pela sobrevivência e reprodução diferencial dos organismos, e não ao contrário. Ela pode explicar mudanças na estrutura estatística de população, mas não a adaptabilidade dos organismos individuais que as compõem. Alguns cientistas, porém, afirmam que uma compreensão da seleção como causa ainda pode ser compatibilizada com a visão centrada-no-organismo (Ramsey 2013; Pence and Ramsey 2013).

De uma forma geral, a biologia evolutiva está atualmente vivendo uma mudança de uma perspectiva centrada-no-gene para uma centrada-no-organismo. Tendo sido tradicionalmente o explanandum da evolução, está agora claro que os organismos precisam ser parte de seu explanans. Resta ver como a visão centrada-no-organismo coexistirá com a antiga Teoria Sintética da Evolução – se ela virá a desloca-la, ou se alguma compatibilização será alcançada entre as duas perspectivas teóricas. O que não pode mais ser negado, de qualquer forma, é que o conceito de organismo tem um papel explicativo fundamental na teoria evolutiva.

 

  1. O Organismo como um Antídoto ao Reducionismo Explicativo

A ressurgência atual do organismo também é consequência do reducionismo sem limites que caracterizou a biologia molecular da segunda metade do século vinte. A descoberta da estrutura do DNA por Watson e Crick’s em 1953 desencadeou um vigoroso programa de pesquisas que foi extremamente bem sucedido em identificar ao constituintes macromoleculares básicos dos sistemas vivos. Por sua vez, isto levou a avanços extraordinários no entendimento da estrutura e das funções celulares. A estratégia de fracionar o organismo (neste caso, a célula) em seus componentes mostrou ser uma metodologia tão efetiva que havia poucas razões para duvidar que o estudo de todas as partes individualmente resultaria em uma explicação do organismo como um todo, como se as partes, coletivamente, constituíssem o todo.

A crença geral no poder explicativo do reducionismo estava acoplado com a convicção mais específica de que a informação biológica flui unidirecionalmente do DNA para as proteínas (o chamado dogma central da biologia molecular) e, consequentemente, os genes são os determinantes primários da forma e funções do organismo (e.g. Crick 1966). A invenção de técnicas de sequenciamento do genoma eventualmente levou à criação do projeto Genoma Humano (HGP) Human Genome Project (HGP), que foi concebido para obter um “catálogo” completo de todos os genes de um ser humano. O HGP foi concebido sob a admissão explícita de que esta coleta de dados:

constitui instruções para o desenvolvimento determinando os prazos e os                 detalhes da formação do coração, do sistema nervoso central, do sistema                   imune e todos os outros órgãos e tecidos necessários para a vida (DeLisi                   1988: 489).

No entanto, ao final do século vinte, o apoio generalizado ao determinismo genético – tão entusiasticamente defendido pelos campeões da biologia molecular – estava esmaecendo rapidamente (ver Lewontin 1993; Rose 1997; Strohman 1997). Tornava-se claro que as sequências de DNA em si mesmas não contêm a informação necessária para especificar como os produtos dos genes (isto é, as proteínas) interagem para produzir as funções do organismo. Na verdade, não existe uma correspondência simples, um-a-um entre genes e fenotipo (Morange 2001; Moss 2003). Como resultado, a publicação da sequência do genoma humano em 2001 fracassou em sua promessa de revolucionar a pesquisa biomédica por tornar possível a previsão e o tratamento das doenças humanas (Bains 2001). Até mesmo os arquitetos do HGP foram forçados a reconhecer a impossibilidade de prever a vida dos organismos a partir de seus genomas : “uma das descobertas mais profundas que fiz em toda a minha pesquisa, foi a de que não podemos definir uma vida humana ou qualquer vida baseado apenas no DNA” (Venter 2007: 3). Talvez o achado mais significativo no HGP foi a constatação de que os sers humanos têm muito menos genes do que se esperava. As estimativas iniciais estavam na faixa dos 100,000 genes (Kevles and Hood 1992), mas o número real está próximo dos 20,000. O entendimento de que a complexidade do organismo não está correlacionada com o número de genes ficou conhecida como “o paradoxo do valor-N” (Claverie 2001), mas a verdade é que isto só é um paradoxo quando se admite que esta correlação deveria existir em primeiro lugar.

O colapso do determinismo genético – encapsulado no anti-climax que se seguiu ao sequenciamento do genoma humano — foi considerado como indicação de que se queremos entender a complexidade de um organismo, não devemos somente catalogar e caracterizar a coleção completa de genes, mas também a coleção completa de transcritos de RNA (isto é o ‘transcriptoma’), a coleção completa de proteínas (i.e. o ‘proteoma’), e a coleção completa de moléculas envolvidas no metabolismo (i.e. o ‘metaboloma’). Para esta finalidade, uma tecnologia de “alto rendimento” (high throughput technologies) começou a ser usada em escala maciça, resultando na produção em larga-escala de grandes tabelas de dados que os biologistas estão agora tentando decifrar pelo uso de modelos matemáticos e simulações em computadores. Este novo programa de pesquisas foi denominado “biologia de sistemas” (‘systems biology’; Kitano 2001; Alon 2007), e é geralmente visto como uma forma de superar os limites do reducionismo da biologia molecular trocando o foco em moléculas para sistemas (see Boogerd et al. 2007).

A despeito destas aspirações, vários autores fizeram recentemente a observação aguda de que, como está sendo praticada, a “biologia de sistemas, longe de transcender o reducionismo, está somente servido para perpetuá-lo (Cornish-Bowden 2006; Saetzler et al. 2011). Isto ocorre porque a maioria dos “biologistas de sistemas” examina as redes intracelulares (como aquelas envolvidas no metabolismo, na sinalização ou na transcrição) pela caracterização de cada um dos componentes individualmente e então caracteriza as interações entre eles com ferramentas computacionais. A expectativa é de que por meio destes modelos de-baixo-para-cima (bottom-up) a biologia de sistemas chegará a um conhecimento pleno da célula como um todo. Tal abordagem é completamente reducionista desde que, exatamente como a biologia molecular fazia, ela privilegia o nível molecular nas explicações biológicas. Isto se reflete na maneira pela qual muitos “biologistas de sistemas” pensa sobre sua própria disciplina quando eles a definem como “o estudo do comportamento de processos e organizações biológicas complexas em termos de seus constituintes moleculares (Kirschner 2005: 504, ênfase de Nicholson). Se é isto que a “biologia de sistemas” significa, ela não se afasta muito da biologia molecular e é meramente um prolongamento da mesma (de Backer et al. 2010). Por sua vez, isto significa que a “biologia de sistemas” está sujeita às mesmas limitações explicativas da biologia molecular. Se a biologia molecular não consegue alcançar (grasp) a complexidade biológica, a “biologia de sistemas” também não a alcança.

Como resultados destas preocupações, há um apercebimento crescente de que uma abordagem ad hoc aos sistemas não é suficiente. Para que a biologia de sistemas tenha sucesso onde a biologia molecular falhou, ela precisa incorporar uma perspectiva verdadeiramente sistêmica. Precisa se mover para além do estudo de moléculas individuais, e mesmo das interações entre as mesmas, e examinar sistemas como sistemas em vez de como agregados de partes. Compreender o todo requer o estudo do todo. Requer o reconhecimento de que em virtude da organização do todo, as partes interagem de maneira não-linear fazendo surgir novas propriedades qualitativas que não estão presentes nas partes, nem quando consideradas individualmente, nem quando articuladas em outras combinações. Também significa apreciar que embora possamos analisar as várias atividades de um sistema biológico isoladamente, o sistema realmente as desempenha simultaneamente através de interações harmonicamente coordenadas que nem sempre podem ser previstas por computadores nem replicadas experimentalmente. Sugeriu-se que a biologia de sistemas deveria ser reorientada, ao menos parcialmente, para esforços para a identificação dos princípios organizadores que subjazem estes e outros aspectos distintivos dos sistemas vivos (Mesarovic et al. 2004; Rosslenbroich 2011).

Embora esta abordagem esteja ainda em sua infância, já é possível vislumbrar os primeiros cenários que ela gerou (Bard et al. 2013; Bizzarri et al. 2013). Um dos mais intrigantes é o que Noble (2012) chamou de “teoria da relatividade biológica”, que postula não haver um nível privilegiado no qual as funções biológicas são determinadas. Na maioria dos casos, o todo e as partes determinam reciprocamente suas funções. O exemplo favorito de Noble é o marca-passo do ritmo cardíaco, que não é somente causado pela atividade dos canais iônicos ao nível molecular, mas é também dependente do funcionamento do órgão (o coração), e mesmo do corpo como um todo. Outros exemplos da causalidade aparentemente circular que subjaz fenômenos biológicos complexos foram examinados por Soto and Sonnenschein (2006).

É no contexto destes esforços atuais para colocar os “sistemas” de volta na “biologia de sistemas” que o organismo está retornando como um conceito explicativo fundamental. O reconhecimento que uma compreensão do todo em termos de suas partes precisa ser complementado pela compreensão das partes em termos do todo (Cornish-Bowden et al. 2004) reflete a prioridade renovada conferida ao organismo na explicação da complexidade biológica. O fato de que as propriedades e a conduta das partes é parcialmente determinada pela organização e pela atividade do organismo como um todo, implica em que as mesmas não podem ser completamente contabilizadas sem considerar a influência exercida sobre elas pelo todo. Há uma complementaridade e uma interdependência entre explicações a nível molecular e explicações a nível sistêmico (Powell and Dupré 2009). Para compreender qualquer fenômeno celular ou organísmico é necessário situar o processo molecular “local” causalmente responsável pelo mesmo no contexto “global” do sistema organizado que o faz possível, em primeiro lugar. Este apercebimento fez Hofmeyr (2007) sugerir que o adágio de Dobzhansky’s para a Teoria Sintética da Evolução de que “nada faz sentido na biologia a não ser à luz da evolução” (1973) deveria ser reformulado como “nada sentido em um organismo a não ser à luz do contexto onde isto se dá”.

A negligência sobre o contexto organísmico, e o consequente desprezo da proposta de Hoffmeyr, causa vários problemas. Na explicação da diferenciação que se dá no desenvolvimento, esta negligiencia leva ao determinismo genético. Em explicações da atividade celular, resulta no que poderíamos chamar de “animismo molecular” – uma tendência de antropomorfizar moléculas chamando-as de “reguladoras”, integradoras”, “organizadoras”, etc. E atribuindo às mesmas os efeitos reguladores, integradores e organizadores que, na realidade, surgem pela atividade coordenada d sistema inteiro. A predisposição para este animismo molecular é particularmente notável em pesquisas que envolvem o knockout (deleção) de genes. Apesar de que, por si mesmos, estes experimentos mostram apenas que a expressão de um gene é necessária para um dado processo, frequentemente eles são usados como evidências que mostram que o gene em questão é o ‘regulador’ do processo (Davies 2009).

O hábito equivocado de atribuir papéis causais privilegiados a moléculas na explicação de fenômenos celulares deriva da incapacidade de entender que tudo o que se passa dentro de uma célula (por ex.; a replicação do DNA, a síntese de proteínas, o tráfego na membrana,etc.) acontece em virtude das condições organizadoras previamente estabelecidas pela célula como um todo. Como observou Woese (2004), a revolução da biologia molecular na segunda metade do século vinte teve prós e contras. Os problemas (ou porções destes problemas) que eram abordáveis por uma ótica reducionista foram elucidados e explicados em termos moleculares. Os problemas que não eram abordáveis por uma perspectiva molecular ou foram ignorados ou permaneceram em grande parte subdesenvolvidos. Os esforços atuais da biologia de sistemas para colocar o organismo de novo em foco por enfatizar a importância da organização, integração e regulação servem para enriquecer a caixa de ferramentas da biologia e para prover o antídoto muito necessário contra uma confiança excessiva em explicações ao nível molecular.

 

  1. O Organismo como um Meio de Conceber a Natureza da Vida

A vida se apresenta na forma de organismos. O fato de que a biologia do século passado conseguiu focalizar exclusivamente entidades sub-organísmicas ou supra-organísmicas indica a extensão na qual a biologia neste período perdeu de vista o problema da vida em si mesma. O que torna algo vivo? Como os sistemas vivos se distinguem dos sistemas inanimados? Estas perguntas já estiveram na fronteira mais avançada da biologia. Mas depois da publicação de “What is Life?” de Schrödinger’s (1944) e o crescimento subsequente da biologia molecular, a pergunta sobre a vida desapareceu do discurso biológico (Shostak 1998). Em anos recentes, a insatisfação com o reducionismo na biologia cresceu sistematicamente, e a natureza da vida passou de novo a atrair a atenção de biólogos e filósofos (e.g. Morange 2008; Bedau and Cleland 2010; Letelier et al. 2011). Um dos atalhos básicos da abordagem reducionista é que ela tende a focalizar a constituição material dos sistemas vivos, enquanto negligencia o fato de que a vida em si mesma não é uma propriedade da matéria (estrutura) de um sistema, mas sim de sua organização. Para compreender a diferença crucial entre uma entidade viva e uma entidade não-viva, é preciso focalizar a organização. É aqui que o conceito de organismo desempenha um papel explicativo crucial.

O conceito de organismo não é simplesmente um sinônimo para “ser vivo” ou “indivíduo biológico” mas também envolve um entendimento teórico específico de um sistema integrado auto-organizado (Wolfe 2010). É interessante que uma pesquisa sobre a etimologia da palavra “organismo” revela que ela foi criada por volta do século dezoito para designar o tipo de organização exibido pelas máquinas. Somente na segundo terço do século dezenove o termo ‘organismo’ passou a ser usado genericamente para se referir aos seres vivos individuais (Cheung 2006). Em certo sentido, invocar o conceito de organismo já é se referir, mesmo que apenas implicitamente, à organização particular dos seres vivos. Desde uma perspectiva filosófica, não é mais suficiente afirmar que “Organismos não são mais que átomos, e isto é definitivo” (Hull 1981: 282). Quando um interesse na natureza da vida como um problema científico está sendo reformulado , torna-se necessário desempacotar os comprometimentos teóricos que se seguem ao uso técnico deste conceito. Em outras palavras, o que precisamente a noção de organismo captura quando é empregada para descrever a organização que torna os seres vivos, vivos?

Foi recentemente sugerido que o conceito de organismo está baseado em duas relações organizacionais principais: (a) a relação parte-todo, de acordo com o a qual o organismo é construído como um todo diferenciado estrutural e funcionalmente; e (b) a relação dentro-fora, de acordo com a qual o organismo é construído como um sistema autônomo capaz de manter a si mesmo em face de um ambiente cambiável (Ruiz-Mirazo et al. 2000; Nuño de la Rosa 2010). A relação intrincada entre as partes e o todo foi reconhecida primeiro por Kant, na Crítica do Poder do Julgamento (2000/1790), no qual ele observa que os seres vivos são sistemas auto-organizados no sentido de que suas partes produzem reciprocamente umas às outras de acordo com a organização do todo. Pode ser dito que o todo é ontologicamente anterior às partes porque um organismo, ao contrário de uma máquina, não é montado a partir de componentes bem definidos e preexistentes. Em vez disso, as partes de um organismo só adquirem suas identidades como partes quando o todo progressivamente se desenvolve a partir de um sistema originalmente não diferenciado, ainda assim, integrado. Mais ainda, o todo exibe um grau mais elevado de invariância que suas partes porque mantém sua organização enquanto destrói e substitui continuamente os constituintes que o compõem. Consequentemente, não faz sentido identificar um organismo como a soma de suas partes, desde que estas estão continuamente sendo trocadas pelo todo. As partes de um organismo a cada dado momento são somente a manifestação temporária da unidade auto-produtora organizacional do todo (Nicholson 2013).

Embora os organismos não sejam a única variedade de sistemas termodinamicamente abertos que mantêm a si mesmos longe das condições de equilíbrio através de trocas de energia e matéria (chamas, tornados e células de convecção são outros exemplos familiares de tais sistemas), eles são especiais em que regulam sua interação com o meio externo por meio de limites físicos (como membranas ou a pele) que eles próprios constroem. Isto equipa o organismo com uma identidade gerada internamente – que Claude Bernard chamou de “meio interior” (millieu intérieur) – que os capacita a agir por sua própria conta por compensar qualquer perturbação externa no sentido de assegurar a continuação de sua existência. É neste sentido que os organismos são sistemas autônomos (Mossio and Moreno2010; Ruiz-Mirazo and Moreno 2012).

Esta caracterização mais detalhada do organismo como um sistema autônomo auto-organizado e auto-mantido longe do equilíbrio termodinâmico pode ser usada para esclarecer uma série de aspectos associados à vida. Especificamente, ela pode a chave para tornar natural noções de difícil descrição, como as noções de função, normatividade e agência . Comecemos com a noção de função.

Vários autores recentemente articularam uma descrição organizacional da função biológica de acordo com a qual a atribuição de funções a partes de um organismo é considerada como determinada pelos meios através dos quais cada uma das partes contribui individualmente para a realização da organização sistêmica que as gera e mantém. Desta maneira, é o próprio organismo que decide a atribuição de funções às suas partes de acordo com como elas ajudam a manter suas necessidades fisiológicas e a lidar com o ambiente ao seu redor (ver Schlosser 1998; Collier 2000; McLaughlin 2001; Christensen and Bickhard 2002; Edin 2008; Mossio et al. 2009; Saborido et al. 2011).

O que é interessante é que esta visão evita os problemas familiares com duas descrições filosóficas clássicas da função: a descrição etiológica e a disposicional. A descrição etiológica, baseando a função em efeitos selecionados, é muito estreita para acomodar a discussão da função em áreas da biologia que não estão diretamente ligadas à explicações históricas (tais como a fisiologia, o desenvolvimento e a biologia molecular), enquanto que a descrição disposicional. Ao interpretar qualquer relação meios-finalidade como funcional, é ampla demais para distinguir funções genuínas de outros tipos de relações causais.

O mérito da descrição organizacional é que ela explica porque certas características são funcionais, enquanto outras não são (como a descrição etiológica), enquanto focaliza as contribuições efetivas de portadores de funções, mais que suas histórias (como a descrição disposicional). Por esta razão, ela parece fornecer um meio bastante promissor de explicar os aspectos funcionais da vida.

Passando agora às noção de normatividade e agência, embora elas sejam frequentemente consideradas como presentes apenas no âmbito humano, há um sentido importante pelo qual elas podem ser aplicadas a todos os organismos que se tornam aparentes quando se considera sua distintiva organização dinâmica. Porque eles sobrevivem em condições longe do equilíbrio, aquilo que os organismos são (isto é, sua estrutura) e aquilo que os organismos fazem (isto é, sua atividade) estão profundamente entrelaçados.

A própria existência de um organismo depende dos efeitos de sua própria atividade. Isto significa que a atividade de um organismo é intrinsicamente relevante para si mesmo. Esta relevância intrínseca gera um critério natural para determinar quais as normas um organismo deve seguir. Um organismo (assim como suas partes), precisa agir de acordo com as normas operacionais particulares que o permitem manter sua organização através do tempo. Se ele cessa de seguir estas normas, ele cessa de existir. Então, é possível dizer que aquilo que é intrinsicamente “bom” ou “mau” para um organismo pela avaliação de suas atividades e ações de acordo com a contribuição que elas trazem para a manutenção de sua organização. Similarmente, se torna perfeitamente razoável encarar um organismo como um agente desde que ele é construído com como uma organização auto-construtora que atua no mundo ao regular ativamente sua trocas com este mundo no sentido de assegurar a continuação de sua viabilidade (Barandiaran and Moreno 2008; Barham 2012).

Finalmente, atentar para a organização carcterística dos organismos traz implicações mais amplas para a ontologia biológica. Como são termodinamente abertos, os organismos são mais precisamente concebidos como processos dinâmicos do que como coisas estáveis. A identidade dos organismos se articula no fato de que eles estão em continua mudança. Embora seja muitas vezes útil abstrair a dimensão temporal dos organismos de forma que eles possam ser estudados como coisas estáticas, tais abtsrações têm seu custo. Em última análise, a natureza processual da vida tem implicações importantes obre como nós pensamos sobre causas e explicações em biologia que só agora começam a ser exploradas (Dupré 2012, 2013; Nicholson 2012, 2013).

Em resumo, o conceito de organismo está se tornando um meio útil de estreitar o foco das discussões sobre a natureza da vida ao colocar o foco epistemológico na dinâmica organizacional distintiva dos sistemas vivos.

 

  1. Conclusões: Organicismo Redux?

Assim como a biologia do começo do século vinte viveu “A eclipse do Darwinismo” (Bowler 1983), o final do século vinte viveu a eclipse do organismo. O organismo foi deslocado de sua posição central como fenômeno básico da vida, como um recurso explicativo principal, e como um problema teórico em si mesmo. Embora os organismos fossem dados como explicados, em retrospecto uma avaliação mais acurada é de que eles foram meramente descartados. Na biologia molecular, a complexidade da organização do organismo foi aceita tacitamente e o foco experimental se deslocou para o mapeamento detalhado e análise de trajetos metabólicos, cascatas de sinalização, e a regulação da expressão gênica. Similarmente, na Teoria Sintética da Evolução, a agência e a autonomia dos organismos não foram sequer reconhecidas como problemas teóricos, mas foram simplesmente pressupostos nos modelos de genética de populações e ecologia comportamental. Na primeira década do século vinte-e-um, a situação começou a mudar, razão pela qual o momento presente é adequado para reavaliar o papel do organismo à luz do conhecimento atual. Tendo estado nitidamente ausente da literatura filosófica por décadas, o organismo demanda novamente a atenção de filósofos da biologia. Na verdade, nosso exame dos trabalhos recentes na fronteira da biologia evolutiva e desenvolvimental (eco-devo), biologia de sistemas e biologia teórica, levanta sérias dúvidas sobre se pode haver realmente uma “filosofia da biologia” que mereça este nome sem um entendimento adequado do conceito de organismo.

Em um sentido, o retorno do organismo significa que a filosofia da biologia fez um ciclo completo. A filosofia da biologia no início do século vinte – especialmente entre as duas guerras mindiais – era muito influenciada pelo organicismo, que era uma escola de pensamento que nasceu da longa disputa entre o mecanicismo e o vitalismo, como uma crítica naturalista, cientificamente fundamentada dos excessos reducionistas do mecanicismo

(Hein 1972). Os organicistas do começo do século vinte consideravam o organismo como a categoria fundamental da biologia sobre a qual toda a teorização sobre a vida deveria ser baseada em última análise. A julgar pelo número crescente de vozes que reivindicam a centralidade do organismo surgindo simultaneamente em diversos campos biológicos, não é inapropriado propor que o organicismo em si esmo pode estar renascendo na filosofia da biologia, como vários autores já sugeriram (Gilbert and Sarkar 2000; Etxeberria and Umerez 2006; Denton et al. 2013). Talvez o maior item na agenda revivida do organicismo seja reunir as perspectivas sub-organísmicas com as supra-organísmicas para facilitar a formulação eventual de um arcabouço teórico geral para a biologia que faça plena justica a todas as características próprias da vida.

 

Biografia resumida

A pesquisa de Daniel J. Nicholson’s se localiza na interseção da biologia teórica com a história e a filosofia da ciê. Ele possui um PhD em Filosofia (University of Exeter) assim como um mestrado em Molecular and Cellular Biology (University of Bath) e outro em History and

Philosophy of Science (University of Leeds). Antes do cargo atual no Exeter Centre for the Study of Life Sciences, ele foi um postdoctoral research fellow no CohnInstitute for the History and Philosophy of Science and Ideas at Tel Aviv University, e no Konrad Lorenz Institute for Evolution and Cognition Research perto de Vienna. Sua tese de doutorado faz um exame critic do pensamento mecanístico em biologia, Desde então ele tem se preocupado particularmente com o papel de modelos de máquinas na explicação biológica, na tarefa de fornecer um relato naturalístico da intencionalidade organísmica, e com discussões filosóficas sobre a autonomia da biologia. Ele também tem um longo interesse pela história da filosofia da biologia, assim como sobre tópicos gerais na filosofia da ciência.

 

Nota

* Correspondence: Centre for the Study of Life Sciences (Egenis), University of Exeter, Byrne House, St. German’s Road, Exeter, Devon, EX4 4PJ, UK. Email: dan.j.nicholson@gmail.com.

 

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