Cláudia Cecchi

Observações sobre a origem da forma dos seres vivos – Claudia Cecchi

Observações sobre a origem da forma dos seres vivos

Claudia Cecchi

Departamento de Biologia Facultad de Ciencias, Universidad de Chile, Santiago, Chile
02 de dezembro de 2009
São Paulo ICB-USP Departamento de Imunologia Simposio “Onde está o organismo?”

cecchi-usp-2009

Claudia Cecchi – São Paulo – 2009

Introdução

Vou falar devagar porque vamos discutir temas complicados e desafiantes. Minha formação não tem nada a ver com a Imunologia. Sou bióloga e meu âmbito de investigação é a ecologia, em particular, ecologia da conduta. Até hoje pela manhã, antes de escutar a Nelson Vaz, não entendia bem porque fui convidada para este evento onde íamos falar de imunologia. Agora me parece bastante claro que estamos discutindo fenômenos que ocorrem nos seres vivos, que são muito fundamentais e básicos; e que esta discussão têm consequências na aproximação ao estudo dos seres vivos quase em qualquer âmbito – desde a imunologia, a neurobiologia, a ecologia, a fisiologia. Tais aproximações tocam questões fundamentais sobre os seres vivos que deveriam ser consideradas. E uma das questões que vocês podem intuir é que as palestras que ouvimos até agora, de Nelson Vaz e de Jorge Mpodozis, têm a ver com o resgate da natureza sistêmica dos seres vivos. Que os seres vivos são sistemas e que esta declaração tem consequências. Vou aproximar-me a este problema desde este título: A observações sobre a origem da forma dos seres vivos.

 

Aspectos da forma dos seres vivos

Para começar, os seres vivos possuem uma forma (estrutura, construção, fenotipo). A História Natural tem observações bem antigas de que os seres vivos são sistemas com qualidades muito particulares. A forma que têm – quando digo “forma”, me refiro a como são tais organismos, como estão construídos, e também o que fazem, tudo o que podemos entender sobre a forma em um sentido amplo. Os seres vivos possuem, então, uma forma, uma estrutura, uma construção, um fenotipo. Uso a palavra “forma” neste sentido amplo.

 

Entre as várias características particulares dos seres vivos, vou ressaltar duas:

  1. a) a forma é característica de grupos taxonômicos. Os biólogos e os historiadores naturais encontram que a forma permite, de alguma maneira, classificar os seres vivos em grupos taxonômicos;
  2. b) a forma aparece como resultado de um conjunto de transformações na vida do organismo; a forma de um organismo adulto é o resultado de processos de transformações da forma, de transformações da estrutura.

 

Isto é evidente. Olhamos um ser vivo e vemos que possui características que são próprias de seu grupo e, além disso, vemos que esta forma é o resultado de processos de transformação. São duas observações sumamente evidentes e básicas, mas implicam em reflexões mais profundas.

 

Quero destacar três coisas importantes sobre a forma dos seres vivos. Uma é que os seres vivos estão feitos de partes, de componentes; são uma unidade, mas esta unidade se pode desagregar em pedaços, em partes. E uma observação muito antiga na história da Biologia é que todas as partes ou componentes dos seres vivos estão em estreitas correspondências umas com as outras. Estas correspondências, de alguma maneira, parecem estar a serviço da totalidade, a serviço do organismo como um todo.

Mostro aqui uma foto não muito boa de um camundongo fossorial (cavador, que faz fossas, se enterra no solo), um tipo de roedor que existe no Chile e na Argentina, que vive em subterrâneos. É possível perceber neste animal características que têm que ver com seu modo de vida fossorial: tem as mãos particulares, tem olhos postos de certa maneira, as orelhas pequenas, uma forma peculiar do corpo. Todas as partes do animal parecem estar em correspondência e a serviço do animal como totalidade. O animal não está feito de quaisquer componentes: os componentes parecem coordenados e a serviço da realização de uma totalidade.

Proechyimis stereei. Foto MFN da Silva. Da tese de Marcos Antonio Alves Schetino, Manaus 2008. (Inserido em substituição à foto mencionada por Cecchi, não disponível)

 

 

 

Esta característica – de que todas as partes dos seres vivos parecem complementares entre si e estar a serviço do todo – chamou a atenção de um biólogo famoso, George Cuvier, a quem nos referiremos a seguir.

Outra constatação fundamental é que a forma dos seres vivos parece totalmente adequada a seu modo de vida. Salvo algumas exceções que não podemos ignorar, os organismos parecem muito adequados a seu modo de vida. Há uma congruência estrutural maravilhosa com o meio (o entorno). Considerem, por exemplo, as formas que têm as flores que permite que elas atraiam os polinizadores e que atuem de uma maneira “ótima” – e vou usar esta palavra deliberadamente. Os organismos têm uma forma otimizada e teremos que explicar como surge esta otimização.

 

Uma terceira observação importante sobre a estrutura e a forma dos seres vivos é que a forma dos seres vivos existe em versões particulares de formas mais gerais – uma observação de Lineu – que permitem a organização (classificação, ordenação) dos seres vivos em grupos inclusivos com base na observação de sua forma. Há, por exemplo, uma forma que é característica dos mamíferos, e dentro deste grupo, há formas que são particulares dos roedores, e dentro dos roedores há formas particulares dos murídeos (camundongos), etc.

 

Este tipo de ordenação da diversidade bológica tem muitas consequências, por exemplo, foi muito importante no surgimento das teorias evolutivas, que vamos mencionar em um momento mais.

 

George Cuvier, ficou conhecido como o “fundador da Paleontologia” porque trouxe para a discussão sobre a origem da forma dos seres vivos um conceito interessante, chamado as “condições de existência”. Cuvier disse que – A relação que o organismo gera com o meio (entorno) estabelece condições de existência que o plano estrutural do organismo deve satisfazer. O organismo como um todo em sua relação com o meio (seu entorno) é a referência, ou a condição de existência para cada um de seus componentes. Por exemplo, a vida fossorial, a vida subterrânea, é uma condição de existência para os organismos fossoriais e, portanto, todas as estruturas destes organismos estão limitadas por este modo de vida. Para Cuvier, estas condições de existência são como restrições para a forma e para os componentes que determinam que o organismo mantenha as relações que mantém.

Georges Cuvier – o fundador da paleontologia.

 

 

Cuvier dizia que as condições de existência correspondem às causas finais, são como o propósito, algo que o organismo precisa conseguir. Se o modo de vida é um modo subterrâneo, devem existir estas características que permitem este modo de vida. Os dentes, as patas, as orelhas, todos os componentes seguem esta norma porque existe um propósito, uma causa final, no sentido Aristotélico, um princípio que dirige a estrutura de uma certa maneira.

 

Um consequência importante deste modo de pensar foi a Lei das correlações específicas, proposta por Cuvier, segundo a qual a observação de um único componente de um organismo pode mostrar a que organismo este componente pertence. Como cada componente tem sua forma determinada pela função que vai cumprir, pela correlação entre as partes, a observação de um único componente permite saber a que organismo pertence este componente. Esta foi, evidentemente, uma afirmação da qual a Paleontologia muito se beneficiou.

 

Agora, uma das perguntas fundamentais da Biologia é: Como surge este arranjo de componentes que satisfaz às condições de existência? – entendidas como as relações que o organismo estabelece com seu meio. Qual é o processo que gera esta correspondência otimizada? Sabemos que há um processo de desenvolvimento se gera um organismo a partir de uma única célula, um organismo que não é igual a esta célula, que pode ser microscópica tem uma forma completamente diferente. Entendemos que há um processo de transformações, mas quais são os mecanismos que estão na base destas transformações estruturais, de tal maneira que possamos entender não apenas o desenvolvimento na ontogênese, mas também o aparecimento das diferentes linhagens de seres vivos (a filogênese). Qual é o mecanismo que dá origem a estas formas?

A busca por mecanismos

Na história da Biologia, surgiram duas grandes respostas a esta pergunta. A primeira resposta, que foi dominante pelo menos até o século dezoito, é que existe um projeto; que não há maneira de entender como os organismos são como são – ou seja, feitos de partes, em função de um todo, um todo que está em perfeita conjunção estrutural com o meio e que, além disso, se pode organizar em grupos dentro de grupos; que não há maneira de entender como isto se passa a não ser imaginando que existe um projeto.

 

A outra resposta é a resposta da determinação genética. Vou examinar brevemente que consequências tem imaginar que a forma dos seres vivos é determinada geneticamente. Em seguida, vou propor uma terceira resposta, que não é nem o projeto (inteligente) nem a determinação genética. Vou aprofundar um pouco o que discutiu Jorge Mpodozis esta manhã, indicando que a forma é resultado de um processo histórico-sistêmico.

 

A proposta de um projeto inteligente (divino) não é difícil de entender. Ela propõe que não se pode explicar a existência de sistemas tão sofisticados, delicados e complexos sem que haja um projeto de construção. Portanto, eles devem ter uma origem sobrenatural. Isto explica por que os componentes estão feitos para cumprir uma relação de correspondência com outros componentes no organismo e formam o organismo como uma totalidade; e também explica por que os seres vivos estão tão perfeitamente adaptados e em congruência ao meio em que operam.

 

E porque a forma dos seres vivos nos permite classificá-los em grupos dentro de grupos (taxonomia)? Cuvier, que era religioso, propõe que a entidade que projetou os seres vivos não os projetou a partir de nada, mas sim a partir de planos estruturais mais gerais: um projeto para os mamíferos e, dentro deste projeto, há versões para os roedores, versões para os primatas, etc. Então, os grupos taxonômicos são versões de planos mais gerais. A entidade que projetou isto poderia ter outros projetos, mas as projetou desta maneira; projetou os seres vivos como versões de planos mais gerais. Portanto, a semelhança entre os seres vivos é um reflexo destes planos estruturais mais gerais usados pela entidade que os projetou.

 

A idéia de que os seres vivos são resultado de um projeto não é uma idéia esotérica, nem é difícil de compreender e de aceitar. As características dos seres vivos são tão formosamente complexas que a tentação de pensar que elas resultam de um projeto é compreensível. Qual é o problema com esta opção? O problema é que ela exclui a busca por outros mecanismos, pois não há sentido em continuar a buscar os mecanismos que geram a forma, porque ela já tem uma explicação. O problema da origem da forma desaparece e é substituído pela existência de um Criador. Se aceitarmos esta resposta, temos que desistir da Biologia, pois não está mais no domínio da Biologia a resposta a estas perguntas.

Na Biologia, pretendemos explicar a geração da forma dos seres vivos com base em mecanismos que conhecemos. A idéia de um projeto divino que persistiu como explicação da origem e da forma dos seres vivos, começou a ser contestada no século XIX e para isto contribuiu enormemente o desenvolvimento da teoria da evolução orgânica. Darwin escreve de seu próprio punho que a idéia de um projeto divino é inútil para a Biologia, que as “causas finais” (Aristotélicas) – o propósito, o projeto para uma dada função – não podem explicar a origem da forma dos seres vivos.

 

Portanto, ao menos formalmente, a “causa final” está intimamente relacionada com um propósito, porque quando dizemos que algo foi “projetado”, isto significa, que foi projetado para realizar certas coisas – o projeto para estar adaptado a um dado meio; o projeto para que cada parte esteja em congruência com as demais e, daí, surja um organismo que está perfeitamente adaptado. Há um certo propósito no projeto, há uma “causa final”.

 

Darwin e outros pensadores evolucionistas do século XIX falaram diretamente contra estas idéias como explicação para a origem da forma. Disseram que a origem da forma dos seres vivos atuais não é o resultado de um projeto que tem um propósito; que este é um processo natural e não tem um propósito. Mas a declaração de um propósito não foi completamente abandonada, como explico a seguir.

 

A teoria evolutiva e o neo-Darwinismo

A evolução orgânica deve ser entendida como uma proposta que explica a origem de semelhanças entre as linhagens de seres vivos pela existência de ancestrais comuns. Hoje em dia, estamos acostumados a pensar que a evolução orgânica é sinônimo de seleção natural, que os dois processos são idênticos, mas estes são conceitos totalmente diferentes. A teoria de evolução orgânica diz que os organismos têm uma origem comum e que grupos de seres vivos são similares porque são comunidades de descendência. A idéia de evolução orgânica é essa idéia de transformação e de diversificação dos seres vivos (na realidade, estas idéias derivam de um termo criado por Lamarck: o transformismo).

 

Por sua vez, a teoria da seleção natural é um mecanismo mediante o qual se daria a evolução orgânica; mas estes dois conceitos não são sinônimos. A teoria se seleção natural é largamente aceita mas não é um sinônimo de evolução orgânica. A seleção natural diz que a evolução orgânica, expressa como uma descrição de diferenças e semelhanças na forma – aquilo que antes era a expressão de planos estruturais e causas finais, no pensamento evolutivo – indicam uma origem comum e o compartilhamento de uma descendência.

 

Este é um ponto interessante na história da Biologia, no qual um mesmo fenômeno – as semelhanças e diferenças na forma de seres vivos – antes tomadas como evidência de planos de um Criador, depois, no século dezenove, passam as constituir evidência de origens comuns e comunidades de descendência. Um mesmo fenômeno é visto de maneiras diferentes e é explicado de maneiras diferentes.

 

O pensamento evolutivo pareceria nos libertar da idéia de causas finais, de que havia propósitos na forma dos organismos. Não obstante, com o desenvolvimento do neo-Darwinismo, isto é, com a incorporação da idéia de herança e de genes ao processo evolutivo, houve um certo retrocesso na direção de propósitos e causas finais. Darwin não concebia algo como genes que pudessem instruir a forma do do organismo (seu fenotipo). Não obstante, a teoria de Seleção Natural dependia de uma herança que fosse particulada, que fosse transmitida através de algum elemento particulado, partículas que passassem de geração a geração e, ademais, tivessem uma variabilidade (admitissem alelos, variações).

 

Para dar conta das variações entre sweres vivos similares, estas partículas que levam as características de um organismo à sua descendência e, de alguma maneira, determinam sua forma, precisam ser variáveis. O que a teoria de seleção natural propõe é que entre estas variações, algumas são mais aptas que outras. A forma do organismo é herdada pela transmissão entre gerações (trans-geracional) de uma estrutura particulada, que contém a informação sobre a forma. Esta idéia se desenvolve imensamente durante o século vinte, quando se conclui que estas estruturas particuladas são os genes (que, em seu conjunto, constituem o genoma).

 

Na primeira metade do século XX, ao incorporar as idéias da genética, a teoria da seleção natural se transforma no neo-Darwinismo e passa a dar uma explicação muito convincente de como é gerada a forma biológica. Os genes representam adequadamente a função de elementos particulados que passam dos ancestrais à descendência e, ademais, podem variar. O que se entende atualmente é que o meio seleciona algumas das formas (variações) dos seres vivos e, portanto, a seleção natural é um processo de seleção de genes.

 

Biologicamente, esta posição é muito exigente, pois temos que aceitar que o genoma é um componente que determina todas as propriedades do organismo e especifica todos os processos para produzir tais propriedades: é a causa formal dos seres vivos A alusão aos genes como moléculas que são herdadas e correspondem à máquina da herança, nos faz passar de uma explicação baseada em propósitos ou causas finais, para uma biologia baseada em causas formais – no sentido Aristotélico.

 

No pensamento Aristotélico havia 4 tipos de causas; aqui nos interessam as causa finais e as causas formais. Tomando como exemplo a construção de uma casa, a causa final, o propósito da casa, é servir de moradia, abrigar alguém ou algo. A causa formal é a planta (o projeto) de construção da casa. Quando invocamos um projeto para a forma ou função de um organismo, estamos invocando sua causa final. A causa formal é algo mais sutil, que se refere ao plano abstrato que contém a forma.

 

Quando dizemos que o genoma é um componente que determina todas as propriedades e especifica todos os processos para produzir tais propriedades, dizemos que ele é a causa formal dos seres vivos. Os genes determinam não apenas as propriedades, mas também os processos que geram tais propriedades, pois já se reconhece que há um desenvolvimento, uma série de transformações que o ser vivo atravessa desde um zigoto até um organismo adulto. A noção central de determinação genética é que tanto as propriedades do organismo, como os processos que conduzem a estas proproiedades são determinados pelo genoma.

 

O genoma é copiado e doado trans-reprodutivamente. Nesse processo, o genoma pode mudar de maneira que são gerados variantes Estes variantes darão lugar a formas que estão menos ou mais ajustadas (aptas) aos requisitos do meio (entorno), e ocorrerá um processo seletivo sobre estes variantes.

 

O conceito de informação

Então, na primeira metade do século XX, a teoria genética, segundo a qual os genes são os portadores das características fenotípicas, constituiu um sistema fechado, muito robusto e compreensível. A afirmação de que os genes contêm a informação para criar a forma dos organismo é uma afirmação que ouvimos muitas vezes e que não parece envolver problema algum.

 

Ocorre que a palavra informação é uma palavra terrível, no sentido de que não se sabe exatamente o que ela significa. É uma palavra usada de forma muito intuitiva, mas quando se trata de analisar seu significado, surgem muitas consequências. O que queremos dizer quando dizemos que os genes contêm a informação para a forma do organismo?

 

Usamos o termo informação aplicada à relação entre dois sistemas, uma relação na qual um destes sistemas (o informante) é relevante na determinação dos processos que ocorrem em relação com o outro sistema (o informado). Neste elemento informante está a capacidade de determinar a natureza da relação. A relação de uma chave com a fechadura é um exemplo do uso da noção da informação: a chave possui a informação que permite abrir a fechadura. Também dizemos que o cartão magnético que abre a porta do quarto no hotel contém a informação para abrir a porta, que a informação está contida na cinta magnética que o cartão possui. E é uma informação específica, só abre a porta de um dado quarto, não de outros quartos. Não vemos problema algum nisto.

 

Quando vemos, porém, uma chave de metal, como a que abre a porta de meu automóvel, e vemos a série de dentes que a chave possui, fica mais difícil supor que esta dentadura possui a informação para abrir a porta, porque visualizamos uma complementaridade mecânica (estrutural) entre a chave e a fechadura.

Quando dizemos que o genoma contém a informação que permite ao organismo desenvolver-se, crescer e expressar uma certa forma particular, em seus componentes e a partir destes, em sua totalidade, dizemos, portanto, que o genoma possui a informação para guiar a primeira parte da ontogênese, o desenvolvimento.

 

Além dessas duas situações – a chave na fechadura e o genoma no desenvolvimento – falamos também de informação quando há comunicação entre animais. A dança sexual de um pássaro comunica a outro pássaro que ele ou ela está receptivo para a interação sexual. Nestas três situações, dizemos que há um elemento – o informante – que especifica a relação se estabelece como outro elemento – o informado.

 

Não entanto, quando examinamos a situação mais simples – a chave e a fechadura – nos damos conta de que a informação é uma metáfora – e não é uma metáfora muito boa. Na realidade, o que vemos é que a chave abre a fechadura através de uma relação entre duas estruturas que são similares, onde um elemento não é de uma classe diferente do outro elemento. Na realidade, não há um informante e um informado, mas sim um acoplamento estrutural entre duas estruturas semelhantes. Poderíamos também dizer que a porta possui a informação que permite que ela seja aberta pela chave.

 

A informação é uma metáfora. A noção de um componente como o informante (a chave, o     genoma) que estabelece uma relação estrutural entre dois sistemas:

  1. a) não indica nada sobre a natureza do processo estrutural que resulta em que, quando o componente informante se acopla ao segundo componente, ocorre algo neste segundo componente;
  2. b) o conteúdo informativo do componente informante se realiza apenas no contexto da relação com o outro componente; assim como a chave tem a informação para abrir a fechadura, a fechadura tem a informação para ser aberta.

 

Sempre que deixa de ser evidente para nós que existe uma relação entre duas (ou mais) estruturas, invocamos o conceito de informação. Dizemos que o computador contém informação; mas se o abro e examino seu interior, encontro uma série de componentes eletrônicos e não entendo como eles podem realizar o que realizam; então, falo de informação. Falamos de informação quando não entendemos o que se passa. Falar de informação é uma declaração de ignorância sobre um dado tema.

 

O genoma contribui para a geração da forma, mas o faz embebido em uma matriz estrutural, no restante dos componentes de uma célula ou de um ser vivo. Esta matriz estrutural é necessária à realização desse processo de geração da forma. Os seres vivos são sistemas – entidades compostas – e um de seus componentes é o genoma. Mas, as propriedades de um sistema não podem ser reduzidas às propriedades de seus componentes. Ainda que se estabeleça uma relação geradora entre o sistema e seus componentes, o sistema tem uma natureza diferente da natureza de seus componentes.

 

Caminhar, por exemplo, é uma propriedade do organismo; é o organismo quem caminha; os músculos, tendões, nervos e ossos participam do caminhar, tornam o caminhar possível, mas não caminham. Da mesma forma, não devo imaginar que os genes tenham propriedades que reconheço no organismo como um todo. Os músculos têm uma relação gerativa com o caminhar, participam de sua geração. Da mesma forma, o genoma tem uma relação gerativa com o organismo, participa da geração da forma do organismo, mas não a contém.

 

Um terceiro modo de ver

Lembremos que a visão sobre os genes é uma segunda resposta à pergunta de porque os organismos têm a forma que têm, e como a desenvolvem. Partimos da ideía de que o organismo é o resultado de um projeto (inteligente, divino) e chegamos à idéía de que a forma do organismo resulta da ação de genes, que são partículas transmitida trans-geracioinalmente. Esta segunda idéia também não fornece uma resposta satisfatória. Então, qual é a terceira resposta à pergunta que fazemos? A resposta é: a geração da forma do organismo é um processo histórico-sistêmico. Que quer dizer isso? Vou desdobrar esta resposta em várias partes.

 

A ontogênese é um processo de mudança estrutural. A vida de um organismo, desde que aparece até que morra, é um processo contínuo de mudanças estruturais. O organismo muda dramaticamente durante o desenvolvimento, mas muda também incessantemente durante a vida adulta. E como ocorrem estas mudanças? A resposta dada pela Genética é de que tais mudanças também estão determinadas pelos genes: pela expressão diferencial de genes em diversos tecidos. Mas, em nosso modo de ver, este processo não é genético, mas sim epigenético.

 

Aqui, há que ter cautela com os termos epigenético e epigênico. Por epigenético, quero dizer que o desenvolvimento da forma animal não está contido em um componente, não depende somente de uma estrutura inicial, mas sim de uma série de moléculas e outros elementos, depende de todo um processo de mudança que esta estrutura vai atravessar. A epigênese é um processo de transformações contingentes, ou seja, as transformações não são dirigidas pelo que vai ocorrer no futuro, nem tampouco pelo que ocorreu no passado: ocorrem em um contínuo presente cambiante. Cada vez que ocorre uma mudança estrutural, ela resulta do que ocorreu no momento anterior; ao mesmo tempo, ela determina o âmbito de possíveis transformações no que se segue.

 

O processo epigenético transcorre como uma deriva. Uma deriva é uma transformação estrutural que ocorre momento a momento e não está guiada por onde, digamos, um barco deve passar. A viagem em um barco que tem um rota, que está navegando com um propósito de chegar a um certo lugar, a rota é mantida por um timoneiro que corrige a cada instante sua deriva natural. Por sua vez, um barco à deriva, sem timoneiro, chega a um único ponto, que é o ponto ao qual essa deriva o levou. A deriva nos alerta de que o que vai ocorrer no futuro não é uma referência para o que está ocorrendo no presente.

 

As transformações dos componentes ee umorganismo são guiadas pela dinâmica organismo/meio. É a conservação desta congruência particular do organismo com o seu meio que vai determinar o âmbito de mudanças possíveis na deriva deste organismo em particular. O que faz com que a deriva se encaminhe em uma direção ou outra, é que esta relação organismo/meio se mantenha. Esta congruência é o que estabelece o que pode mudar (se transformar) e o que não pode mudar e é conservado.

 

 

Figura 1: Organismo em seu meio

 

 

Hoje pela manhã, Jorge Mpodozis fez um desenho que representava o organismo em seu meio (Figura 1). As duas flechas que unem o organismo ao seu meio são indicadores da maneira particular pela qual este organismo particular e seu meio interagem. Na cultura epistemológica que adoto (nesta maneira de ver), esta relação organismo/meio é a referência para as mudanças e é ela que determina – e aqui se pode usar a palavra determinar com toda sua soltura -, é esta relação organismo/meio que limita quais mudanças podem e quais não podem ocorrer. Aquilo que guia e que leva a deriva numa ou outra direção é a manutenção da relação organismo/meio.

 

Se as transformações são incompatíveis com a congruência organismo/meio, o organismo se desintegra por completo (morre), ou, passa a conservar outro tipo de relação organismo/meio; passa a ser outro sistema, outra coisa. O que se transforma é a forma, são os componentes que se alteram, de maneira que alteram a estrutura total, a forma total, e são estas transformações que permitem que a relação continue, sejam aceitas e o organismo siga se transformando.

 

Não vou me estender neste ponto, mas em alguns de seus textos, Maturana diz que o genoma segue ao fenotipo; isto significa que são as mudanças na relação do organismo com o meio aquilo que vai permitir o proibir as mudanças nos componentes, inclusive nos componentes genéticos, isto é, as mudanças nos genes. As condições de existência para os componentes do organismo, como as entendia Cuvier, na realidade são as relações organismo/meio. Estas relações, impõem quais as transformações possíveis.

 

As transformações estruturais ocorrem por meio de transformações dos componentes. Portanto, quando mudam os genes, muda também a forma mas as consequências dessas mudanças dependem das novas relações que este componente estabelece com os demais componentes na realização do organismo; e, portanto, de fato,a relação organismo/meio é condição de existência para os componentes.

 

A única forma de explicar o delicado ajuste dos componentes à realização do organismo, é aceitar que componentes e organismo surgem de uma maneira histórica, isto é, surgem juntos em uma história que flui epigeneticamente. As relações dos componentes com o organismo é uma relação histórica: os componentes e a totalidade de que eles participam surgem juntos. Esta explicação difere diametricamente daquela que confere aos genes a propriedade de determinar o curso da transformação estrutural com independência da história de relação organismo/meio.

 

Na visão tradicional, no determinismo genético, a história da relação organismo/meio não importa. O que importa na visão tradicional é a história dos genes e a seleção dos genes. Não se pode acusar nenhum biólogo darwinista de não se interessar pela história: lhe interessa a história, sim, mas não lhe interessa a história do organismo, da relação organismo/meio; lhe interessa a história do componente particular que determina como o organismo se constrói e como foi selecionado este componente. Por isto dizemos que o processo é histórico/sistêmico, porque nos interessa a história do sistema.

 

Para entender esta nossa outra maneira de compreender a biologia, temos que levar em conta duas coisas:

  1. a) que os organismos são sistemas, isto é que são formados de componentes entrelaçados e que, na realidade, é este entrelaçamento entre os componentes, estas relações entre os componentes, que vão determinar as propriedades do organismo e não seus componentes isoladamente; e,
  2. b) que organismos são históricos, isto é, que vão sofrer transformações estruturais continuas em um presente cambiante.

 

Ontogênese e filogênese

Estas são as duas coisas que precisamos ter em mente para explicar como os organismo tem e mantém a forma que têm. Isto tem alguns corolários (consequências). Por exemplo, se não são os genes que determinam a forma, como ocorre a herança?

 

A reprodução é um processo no qual se repete uma história epigenética a partir de uma estrutura inicial. Na reprodução, há um ovo que é posto em uma certa condição (não em qualquer condição), geralmente, uma condição similar na qual foi posto o ovo de seu ancestral. Então, há uma estrutura inicial (não apenas os genes e a matriz molecular) que é similar mas não idêntica à parental, que é colocada em um meio (entorno) de relações similares ou iguais às vividas pelo organismo parental. Portanto, o que se herda, não é meramente um genoma similar ao parental, mas sim uma estrutura e uma relação organismo/meio particular. O que ocorre, então, é que a história de mudanças epigenéticas vai ser similar a que se deu no organismo parental.

 

O que ocorre na reprodução, portanto, é a conservação de estruturas que são similares, mas que são postas em condições iniciais que são também similares às condições ancestrais.

 

Pergunta de estudante: Qual a diferença entre história e epigênese?

 

Há uma certa redundância no termo “história epigenética”; poderíamos dizer simplesmente “histórico”, ou, história ontogenética. Uma história onde o presente não contém o futuro, que ocorre momento-a-momento. Neste modo de ver, quando se repete trans-geracionalmente uma história ontogenética, surge uma linhagem de seres vivos, um grupo taxonômico. Esta é a relação entre a ontogênese e a filogênese, pois se podemos entender como surge uma linhagem, podemos também entender a diversificação dos seres vivos através da história evolutiva.

 

Quando surgirá uma linhagem nova? Quando surgirem organismos com alguma variação, quer no mesmo meio, quer em um meio diferente, que estabeleçam uma nova relação organismo/meio que se conserva trans-geracionalmente. Este é um aspecto muito importante desta outra maneira de ver que adotamos, desta outra cultura: a possibilidade mostrar qual é a relação entre a ontogênese e a filogênese.

 

Na teoria mais clássica esta relação entre a ontogênese e a filogênese é muito mais obscura e se entende que são processos de natureza totalmente diferentes. Não se pode ver como surge uma filogênese através da conservação de uma história ontogenética particular. Mas há um grande valor em compreender que as transformações estruturais que se dão na ontogênese e na filogênese são da mesma natureza. A única coisa necessária para tanto é a conservação de um certo modo de vida através da reprodução, isto é, trans-geracionalmente. Isto explica como surgem, como se mantêm e também como podem se diversificar as linhagens.

 

As linhagens de seres vivos são repetições das estruturas iniciais que são colocadas em meios (entornos) similares através da reprodução, e que são identificadas pelo modo de vida que possuem. Aqui aparece a expressão “modo de vida” que, na realidade, é uma relação organismo/meio particular que se mantém trans-reprodutivamente. Quando um organismo pertence a uma linhagem (grupo taxonômico) pertence a um modo de vida ou relação organismo/meio que se mantém trans-reprodutivamente.

 

As repetições das estruturas iniciais que são colocadas em meios (entornos) similares através da reprodução, resultarão em linhagens identificadas pelo modo de vida que mantêm. Quando um organismo pertence a uma linhagem (grupo taxonômico) pertence a um modo de vida, uma relação organismo/meio mantida trans-reprodutivamente.

 

Quanto à filogênese e a mudança evolutiva, a diversificação das linhagens ocorre cada vez que há uma mudança na dinâmica de relações organismo/meio que se conserva trans-reprodutivamente. As variações que surgem podem estar dentro do modo de vida mantido pela linhagem e, portanto, manterão o modo de vida da linhagem. Mas podem ser mudanças estruturais mas intensas, às quais o organismo não pode se ajustar, e morre, ou, pode se estabelecer uma nova relação com o meio e se estabelecer uma nova linhagem, mas a estrutura inicial é similar a do ancestral. Se esta nova relação se conserva, então se funda uma nova linhagem. As mudanças na estrutura inicial, que se dão espontaneamente em cada evento reprodutivo, serão ou não permitidas pela relação organismo/meio característica da linhagem.

 

Pergunta do Prof. Hemrique Lenzi (em parte, inaudível)

 

Se os sistemas vivos são sistemas “fechados”, como podem as mudanças do meio desencadear uma mudança na relação organismo/meio?

 

Esta é uma boa pergunta, mas parece que temos que reconsiderar o que significa uma estrutura “fechada”. Uma tal estrutura, por ser “fechada”, não poderia mudar. Mas é impossível ver os seres vivos como estruturas que não variam, porque é evidente que variam; viver é um processo de mudança. Mudam durante o desenvolvimento, mudam durante a ontogênese e mudam durante a reprodução. Todos estas são mudanças estruturais. Ser “estruturalmente fechados” significa que as mudanças que ocorrem dependem de sua própria estrutura. Deixe-me ver como explico isto…

 

Gustavo Ramos:

Digamos que atiro uma pedra a um vidro e o vidro se quebra…

 

Cecchi:

Isto tem a ver com o determinismo estrutural, não com o fechamento…

Mpodozis:

Há questões importantes aqui que podem ser ilustradas por observações nas ilhas Galápagos. Lá existem duas iguanas: a terrestre e a marinha. Está muito claro que a iguana ancestral, é a terrestre, porque a iguana marinha só existe nas ilhas Galápagos, enquanto que a terrestre existe no continente – uma espécie muito parecida, embora não seja a mesma. As duas linhagens de Galápagos são muito parecidas, mas as iguanas terrestres comem cactus, enquanto que as marinhas comem algas e,portanto, estas iguanas mergulham para alcançar as algas. Estão perfeitamente adaptadas ao mergulho, podem passar uma hora sem respirar. Com a água está fria, após o mergulho, saem da água e ficam aí, junto com as terrestres, ao sol para se aquecer. Estão aí juntas. Em que momentos se separam? Quando vão se alimentar. Agora, as iguanas marinhas têm uma série de características diferentes das terrestres; por exemplo, têm uma membrana nictitante, que lhes cobre a córnea e permite que abram os olhos embaixo dágua; têm uma fisiologia respiratória diferente; a pele é mais lisa. Agora, se damos às iguanas terrestres algas para comer, elas comem. Mas se puderem escolher entre algas e cactus, preferem os cactus. E se dermos cactus às iguanas marinhas, elas também comem; mas preferem as algas. A situação não poderia ser mais clara: o que estabelece a diferença é a mudança na dieta. As iguanas marinhas desenvolveram uma preferência por comer algas, e no exercício de obter este alimento, tudo o que podia mudar (em sua estrutura), mudou. Mudou a fisiologia, o desenvolvimento embrionário, mudanças implicadas no surgimento deste novo modo de vida. Mudanças que surgiram pela opção por um novo tipo de dieta. Uma série de mudanças estruturais surgiram tendo como referência uma mudança no modo de vida. Pode ter havido (certamente houve) mutações, mudanças nos cromosômas, em ambas as linhagens durante todo este tempo, mas o que importou para a conservação de duas linhagens diferentes foi o surgimento de um novo modo de vida, que se conserva trans-geracionalmente. Basta que ocorra uma mudança que seja conservada no modo de vida para que tudo o que pode mudar, em torno desta mudança, mude. Claro, o organismo é determinado estruturalmente, mas opera em um nicho-ontogênico, que surge com o surgimento do organismo, que não pre-existe ao organismo. Vimos o cão que Nelson nos mostrou, que anda de skate: está “adaptado”, este animal? Há algum momento na história desta linhagem que antecipe este cão?

 

Lenzi: (parte inaudível) (sobre aprendizagem)

 

Mpodozis: Sim, claro. Mas não é também “aprendizagem” o que se passou com as iguanas marinhas? Porque derivaram das iguanas terrestres. O que há de principal aqui é notar que a mudança é uma mudança na conduta.

 

Lenzi: Estão, portanto, refazendo conexões, como um sistema fechado. O que é, então, um sistema “fechado”?

 

Cecchi: Entendo que um sistema estrutural “fechado” pode mudar sua estrutura, mas o que limita a mudança estrutural é a organização, certo?

 

Mpodozis: Todos os estados que registramos na operação do sistema nervoso são estados que surgem da própria operação deste sistema, não são estados que são incluídos no sistema de fora para dentro. Isto não quer dizer que o sistema esteja “fechado” a mudanças no sentido estrutural. Quer dizer que a dinâmica de processos que se dá aí, é determinada pela estrutura da rede neste momento. Neste sentido e em um sentido operacional, fisiológico, este é um sistema “fechado”, mas que tem plasticidade. Quando falamos destas situações estamos falando de sistemas e de suas condições de existência, de sua plasticidade. Na costa chilena há alguns lagartos que comem algas – e nadam. São os únicos lagartos ali que nadam. Já estão isolados dos demais. Nestes animais, certamente, devem estar se passando mudanças fisiológicas como consequência de uma mudança na conduta.

 

Quando dizemos que ocorre um processo de ‘aprendizagem”, isto não está desligado da filogênese. A filogênese não é mais que a continuação da ontogênese, e cursa da mesma maneira. Um determinante sistêmico da direção da ontogênese, atua igualmente na filogênese. Creio que para esclarecer isto, precisamos de uma discussão mais aprofundada sobre sistemas, como a que vamos ter mais adiante. Vamos aí discutir mais esta questão do determinismo estrutural e de fechamento operacional. Quando fazemos este desenho (Figura 1) e falamos: aqui está o organismo, aqui está o meio, e aqui nas flechas estão as relações, poderíamos também conceber toda esta situação como uma unidade (organismo/meio) e estudar a transformação desta unidade na história.

 

Cecchi:

A mudanças estruturais ocorrem nos seres vivos, e qual direção, que caminho vão tomar estas mudanças, tanto na ontogênese quanto na filogênse, está determinado pela relação do organisimo com o meio. Creio que se pode ver um sinonímia entre “modo de vida”, relação organismo/meio, e organização. Este é o elemento, a referência que vai determinar a direção das mudanças estruturais.

 

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transcrição: Nelson Vaz , março de 2010.