Acabei de ler… The Red Queen

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Como resolução de ano novo, antes de terminar o ano, começo uma nova coluna no blog: “Acabei de ler…” pra contar sobre os livros que estão saindo da cabeceira e indo pra estante.
E nada melhor pra começar do que The Red Queen: Sex and the Evolution of Human Nature de Matt Ridley.
Por duas razões. Primeiro porque estou há mais de um ano pra terminar de ler (sei que isso não sugere boa coisa, mas a segunda razão compensa) e segundo porque é, na minha opinião, ‘O’ livro que todo biólogo não pode deixar de ler.
Ele discute a existência (indiscutível) de uma natureza humana buscando (e encontrando) uma forte base biológica em comportamentos universais como por exemplo, como a moda e a fofoca. O fio condutor para isso é o sexo e a reprodução sexuada, a arma mais eficiente para combater nosso maior inimigo: as doenças. Ridley cita então o pesquisador americano Leigh Van Valen, que usou a metáfora da Rainha Vermelha do jogo de xadrez de ‘Alice através do espelho’ (veja aqui o excerto do livro que explica a metáfora) para ilustrar a corrida armamentista entre parasitas e hospedeiros
Ridley não é de forma alguma superficial ou leviano: contextualiza e referencia todas as suas informações (que é na verdade o que, no meu caso, dificulta um pouco a leitura do livro – junto com as letrinhas pequenininhas do texto). O livro é uma fonte de consulta primorosa para os biólogos e uma fonte de sérias provocações para o leitor leigo (como por exemplo, quando ele mostra que nenhum animal na natureza tem ‘preferência’ por um relacionamento sexual incestuoso, mostrando que a biologia desmente Freud quando ele diz que o complexo de Édipo é natural e freado apenas pela nossa razão). Eu tenho muitas, muitas páginas marcadas.
Pena que ainda não chegou por aqui, já que sem tradução, os milhares de nomes de pássaros, de outros animais, ou de parte deles (como a cauda do pavão “the peacock’s tale”) se tornam um dificultadores da leitura.
Ainda assim, é leitura obrigatória.

Sobreviver e adaptar


Quem já não se emocionou com Fernão Capelo, a gaivota que não se conformava com sua vida cotidiana? Passei o final de semana passado na casa dos meus pais que tem no seu quintal uma bela história de conformação, adaptação e sobrevivência.

A primeira vista, Lili é uma gaivota normal. Não fosse o entorno, o quintal lá de casa, você poderia até pensar “O que será que ela tem de especial?” Mas olhando a próxima foto, de perfil, você pode ver que a penugem negra desse lado é um pouco menor. É que ela não tem a asa direita.


Lili é uma sobrevivente. Minha mãe a encontrou enquanto passeava na praia, literalmente “arrastando uma asa” para ela. A asa estava quebrada e pendurada apenas pela pele, infeccionada e a beira da necrose. Lembrando dos seus tempos de instrumentadora cirúrgica, minha mãe pegou Lili na praia e levou pra casa. Sedou, cortou a pele, amputou a asa, suturou e medicou.

Isso foi há 6 anos e ninguém acreditava que Lili sobreviveria muito tempo. Mas ela não só está viva até hoje, como goza de uma saúde invejável e está totalmente adaptada a vida no quintal: tem uma grande bacia de água na sombra onde se banha todos os dias e convive harmonicamente como Duque e Baby, os dois vira-latas da casa; com Loiro, o papagaio e com o vai e vem dos humanos que circulam por ali. Mas é só: ai de um pombo se tentar pousar no quintal. Vai levar uma corrida!

Não, não há nenhum sinal óbvio que indique se Lili é uma gaivota macho ou fêmea. Tipo a crista dos galos. Ou pelo menos nada que apesar de eu ser biólogo (e meio metido a saber tudo), eu reconheça. Mas como gaivota é um substantivo feminino, vai ficar Lili mesmo até que a gente descubra o contrário.

Depois de recuperada, o maior problema foi como alimentar uma gaivota? Felizmente ela se acostumou com peixe congelado, mas tem de ser fresco e inteiro. Os pescadores da região passam lá em casa para entregar os peixes pequenos que eles separam “para a madame que tem uma gaivota no quintal”. Além de ser exigente com o peixe, Lili tem todo um ritual para se alimentar. É ela quem tem de vir até a comida, que deve ser deixada na porta da cozinha. Então ela sai da sombra da Bananeira, no canto esquerdo, anda paralela ao muro até a metade do quintal e faz uma curva de 90o para andar em linha reta novamente até a porta da cozinha, onde a espera seu almoço de sardinhas, cocorocas e manjubinhas. Curiosamente, Lili não anda em diagonal.

Apesar de ser uma graça, Lili ainda é arisca e muito assustada. Ninguém pode se aproximar dela que ela fica super nervosa: primeiro tenta se afastar com seus passos miúdos, as vezes vomita, mas se o perseguidor insiste, Lili tenta instintivamente decolar com sua asa esquerda (apenas), em uma cena de partir o coração, e que mostra toda a força do instinto e toda a fraqueza da memória desse animai. Lili não ‘sabe’ que não tem uma asa, mas inevitavelmente descobre toda vez que mais precisa dela.


Em poucos dias ouvi em dois locais diferentes a frase que coloquei no título. Sobreviver e adaptar. A primeira de Amparo, personagem do livro “Rio das Flores” de Miguel Souza Tavares, que terminei de ler esses dias, falando da sua herança cigana. A segunda da Sonia Rodrigues, no buteco, acho que também falando da sua herança cigana.

Sobreviver e adaptar é o que nos permite evoluir. As vezes isso significa lutar, outras vezes se conformar com o quintal.

I’m back!


No ano passado foi a mesma coisa. Chega Dezembro e a quantidade de provas, finais ou não, e prazos acabam impedindo que eu consiga me dedicar ao blog. Não vou dizer que é de todo ruim. Toda vez que eu encontro a Lina, namorada do Fefê, ela reclama: “Abandonou os seus leitores!” com seu sotaque argentino. Acabo redescobrindo que tenho leitores e que eles sentem minha falta.

Eu poderia listar minhas propostas para 2008, mas elas são as mesmas de 2007: fazer mais exercício (minha coluna está pior do que nunca), trabalhar menos, encontrar mais meus pais, comer melhor, dormir mais e viajar mais. Mas vou me contentar com apenas uma, que ouvi hoje: Não cometer os mesmos erros do ano passado! Que sejam erros diferentes! Assim como no ano passado, foi um final de ano difícil e uma passagem difícil também. Não fiz a viagem que eu queria e não fiz nenhuma outra viagem. E como por desencanto, 2008 chegou.

Baixo astral, né?! Mas minha acupunturista resolveu meu problema (não o dá coluna). Segundo ela, o ano que importa é o ano novo chinês. O que passou foi o ano do Javali, que, como eu tenho 36 anos, bate com o meu ano ‘não sei o que’, que é especialmente difícil. Truncado, com muitas solicitações e decisões, uma atrás da outra. Mas o ano que entra agora é o do Rato. Apesar da cultura ocidental desprezar o bichinho, parece que na cultura oriental ele é festejado. O ano do rato é de fartura e animação. Quem viu Ratatouille sabe do que eu estou falando. Pois é, então, o Ízio, grande baixista, mandou de novo um e-mail bacana sobre a virada do ano. Segundo as informações dele, o 1o de janeiro foi instituido por Julio César como o dia do ano novo em 46 A.C.

Se os chineses dizem uma coisa e os Romanos inventaram outra, eu posso muito bem fazer uma adaptaçãozinha pra espantar a tristeza. Então resolvi que meu ano ainda não virou. Só vai virar quando virar entrar o ano do rato, dia 7 de fevereiro.

Onde quer que eu esteja, e eu vou estar, vai estourar champagne!

Inconformados!


Lembro-me de estar almoçando na casa de um professor carioca, quando morava na monótona Rio Grande, de perguntar pra ele, olhando a Lagoa dos Patos pela janelona do apê, como ele aguentava aquela cidade: ‘A gente acostuma’. Naquele momento descobri que eu era um inconformado! E que assim gostaria de permanecer. Não queria me acostumar à algo que fosse realmente ruim.

Foi na mesma época que eu aprendia fisiologia animal com o grande professor, Euclydes Santos (que hoje é advogado). A boca da Lagoa dos Patos é um estuário, aquela região salobra onde o rio encontra o mar, e que tem como principal característica mudar de uma hora pra outra. São ambientes instáveis, ainda que não sejam extremos (o polo norte é extremo, o Atacama é extremo!)

Para viver nesses ambientes, os organismos, tanto animais como plantas, tem de ter uma grande capacidade de adaptação as rápidas mudanças ambientais, já que, pelo menos duas vezes por dia, muda a maré e com ela todas as condições daquele ambiente. Essas adaptações eram a especialidade do Euclydes e o que eu aprendi com ele, uso até hoje. Até mesmo alguns dos textos, que já eram clássicos naqueles idos de 1995.

As duas principais estratégias de adaptação fisiológica são a regulação e a conformação.

Os reguladores são aqueles organismos que se esforçam (gastam energia) para manter o seu ambiente interno (o que incluí sangue, ou hemolinfa, citoplams, líquidos intersticiais…) com as mesmas características independentemente da variação do meio. Nós somos reguladores de muitos, muitos parâmetros fisiológicos. Nossa temperatura ideal sempre se mantém entre 35,5oC e 36,5oC independentemente de estar 15oC ou 40oC do lado de fora. O pH do nosso sangue ainda é mais restrito, não podendo se desviar nem mesmo dois décimos do seu valor de 7,2.

Os conformadores são aqueles animais que preferem não gastar energia para controlar o seu meio interno independentemente das váriações externas. Quando o meio ambiente muda, eles mudam junto. Alguns caranguejos que vivem na zona estuarina, ou mangue, deixam que a concentração de sáis na sua hemolinfa (o equivalente deles pro sangue) acompanhe a salinidade da água. Suas enzimas estão adaptadas a essa variação, que certamente não premite que elas trabalhem o tempo todo no seu ótimo, mas representa uma economia energática enorme!

Fisologicamente, os reguladores são uns inconformados. Preferem gastar energia para manter o seu organismo como gostam, ao invés de aceitar o que o meio ambiente lhes impõe. Para isso, é preciso que ele (organismo) restrinja suas ‘trocas’ com ele (ambiente). Assim as mudanças afetam menos. Claro que não dá pra ‘encerrar’ todas as trocas, senão, o ser (a gente) morre.
Já os ‘conformistas’, se o ambiente muda, eles mudam junto com ele. “Vão com a maré”, “Dançam conforme a música”! Só pra vocês verem o quanto isso é normal. Mas o conformismo também só funciona dentro de limites fisiológicos. Que podem variar de organismo para organismo. Ao de lá desses limites… o ser morre!

São duas estratégias diferentes e é difícil dizer qual é melhor. Como todas as estratégias, não podem ser avaliadas como certa ou errada, e sim como relação custo/benefício em longo prazo.

Mas uma coisa é certa, pras duas têm limite!

O velho truque da mariposa na árvore

Todo mundo aprendeu no colégio a seleção natural de Darwin. O exemplo clássico, presente em todos os livros didáticos, era das mariposas brancas da Inglaterra, que após a revolução industrial tornar o céu esfumaçado, ficaram escuras para se adaptar ao novo ambiente. Quer dizer, elas não “ficaram” escuras. O que a teoria diz é que mariposas escuras apareceram por acaso e, por se camuflarem melhor, foram “selecionadas” em comparação a suas irmãs brancas, que, por se destacarem, acabaram sendo mais visadas (comidas) pelos predadores. Certo?! Seria o exemplo perfeito… se fosse verdade!

O “melanismo” é o nome do fenômeno relacionado ao escurecimento da pele, pelagem ou plumage, não está relacionado apenas a predação. Na mesma época, não só as mariposas, mas também outros animais, menos sujeitos a predação intensiva, como gatos, besouros e pássaros; também escureceram. Nos pássaros por exemplo, o melanismo pode favorecer a absorção de luz solar e o aquecimento do corpo, ou a coloração da plumagem pode favorecer nos rituais de acasalamento.

No exemplo dos livros, a mariposa Biston betularia, não apresentava formas escura até revolução industrial. A forma pigmentada foi observada nos arredores de Manchester em 1848 e teve a sua freqüência aumentada até alcançar 90% da população no início do século XX. Mas com a redução da poluição, as formas melânicas tiveram novamente uma redução na freqüência para menos de 10% da população. A verdade é que as formas pigmentadas já existiam nas florestas da Inglaterra e também da América do norte, mas a forma clara, salpicada de melanina era a mais freqüente na cidade, e se misturava com os liquens das árvores.

Foi em meados dos anos 50 que um autor chamado Kettlewell explicou a variação da freqüência das diferentes formas em função da pigmentação e da predação por pássaros.
De acordo com a “lenda”, a forma clara estava adaptada a camuflagem nas árvores cobertas de liquens. Quando a poluição aumentou, os liquens (que são super sensíveis a poluição atmosférica) desapareceram e as mariposas claras ficaram mais destacadas nos troncos escuros das árvores e podiam ser mais facilmente identificadas pelos pássaros. O aparecimento de uma mutação para mariposas com maior pigmentação, levou a uma maior eficiência na camuflagem. E com a menor predação pelos pássaros, essa variedade pigmentada conseguia se reproduzir mais e aumentou a sua freqüência na população.

Mas adivinhem…. muitos autores demonstraram que essas mariposas praticamente não ficam nos troncos das árvores! Principalmente durante o dia, preferindo as copas das árvores, que são áreas mais protegidas.

A B. betularia pode apresentar 3 padrões de pigmentação, que dependem da expressão de 4 genes (4 alelos porque são genes que juntos determinam uma mesma característica): a típica forma “Pálida”, a intermediária “Insulária” e a forma melanômica total “Carbonária”.

Apesar da forma Carbonária ser efetivamente melhor camuflada que a forma típica Pálida, nunca houve uma substituição total de uma população pela outra. Além da freqüência da forma típica ter voltado a aumentar em Manchester quando os níveis de poluição diminuíram, existe uma alta freqüência da forma Carbonária em regiões não poluídas da Inglaterra. Isso sugere que o rápido aparecimento das formas pigmentadas foi, provavelmente, uma “exportação” dessas formas. Sem a necessidade do aparecimento da “mutação”.

O assunto é polemico e tem despertado livros e artigos de autores defendendo e questionando o melanismo das mariposas como o melhor exemplo vivo de evolução natural atuando.

Um experimento de criação dos 3 tipos de mariposas em laboratório mostrou que a raça típica Pálida tem uma sobrevivência 30% inferior a da Carbonária e 7% inferior a Insulária. Um modelo de computador que leve em consideração essa sobrevivência geral mostra que a distribuição prevista após 150 gerações de mariposas (um número razoável de se imaginar de 1848 até agora), se aproxima muito mais a distribuição atual do que quando se leva em consideração apenas a capacidade de camuflagem e a poluição.

É mais difícil provar o que é menos intuitivo, ainda que seja o verdadeiro!

A reprodução assexuada

Uma vez, em uma festa, ouvi um amigo fazer o seguinte comentário: “sexo é bom, mas dá muito trabalho”. Até esse dia achava que todas as pessoas sabiam que o sexo era bom justamente porque dava trabalho. Eu gostava dele, mas ele era meio chato. Muito tempo depois, algumas semanas atrás na verdade, estava numa mesa de bar quando o assunto novamente veio à tona. Uma amiga estava reclamando de um outro amigo que, de tão mala, não poderia ser bom de cama. Ele insistia em, sempre que um cara bonitão chegava perto dela, apoiar as mãos seus ombros, como se estivessem juntos. E o bonitão se afastava.

Chegamos à conclusão que algumas pessoas, de tão chatas, deveriam se reproduzir assexuadamente.

Mas como não éramos todos biólogos a mesa, veio a pergunta: Existe reprodução assexuada?

A assexualidade é relativamente rara entre os organismos multicelulares por razões ainda não completamente compreendidas. Do ponto de vista estratégico, a hipótese atual é a de que a reprodução assexuada pode oferecer benefícios no curto prazo quando o crescimento populacional rápido se torna importante, como por exemplo, para colonizar um novo ambiente; ou em ambientes muito estáveis, que não oferecem risco. Aha!!! A associação entre os chatos e a reprodução assexuada foi crescendo. Chatos adoram tentar colonizar festas vazias e dominar relacionamentos estáveis.

Mas um outro fator chama atenção. As espécies assexuadas podem aumentar seus números rapidamente porque todos podem produzir ovos viáveis. Todos produzem ovos viáveis? Opa?! Então são todos fêmeas?

Sim, e por isso, em condições ideais, essas espécies apresentam o dobro da taxa de crescimento populacional. A partenogênese é um tipo de reprodução assexuada encontrada nos multicelulares e toda população de uma espécie que se reproduz dessa maneira é composta por fêmeas.

Isto sugeriria que apenas as fêmeas podem ser chatos assexuados, mas, como já vimos no início do texto, isso não é verdade. Na espécie humana, existem muitas fêmeas assexuadas sim, mas quase sempre associadas a um macho assexuado. No entanto, essas fêmeas não permanecem assexuadas por muito tempo…

Todos os indivíduos das espécies assexuadas possuem o mesmo (ou quase o mesmo) gentótipo (pop-up: o conjunto dos genes que confere as características gerais de cada indivíduo). Que deveria estar muito bem adaptado ao ambiente estável. A chave do tipo de reprodução está, então, na estabilidade do ambiente e não o sexo do organismo.

O microcrustáceo de água doce, Daphnia, se reproduz por partenogênese em condições ambientais estáveisNas populações sexuadas, a metade dos indivíduos é de machos que não podem, eles próprios, sozinhos, produzir descendentes. E por isso essas populações têm uma fecundidade menor. Mas as alterações genéticas decorrentes da troca de material genético durante a reprodução sexuada, criam para esses organismos um enorme potencial de adaptação a alterações no ambiente.

Por exemplo, se um novo predador, ou patógeno, aparecer no ambiente e o genótipo da população for particularmente indefeso contra ele, a linhagem assexuada inteira poderá ser completamente eliminada. Já nas linhagens que se reproduziram sexuadamente, devido à recombinação gênica que produz um genótipo novo em cada indivíduo, existe uma maior probabilidade de que pelo menos alguns deles sobrevivam àquelas mudanças (que podem ser tanto físicas quanto biológicas) no ambiente.

A reprodução sexuada veio para causar mudança. Mas ela também veio porque havia mudanças. Em longo prazo, todos os ambientes tendem a ser perturbados. Ainda que essas mudanças não sejam necessariamente súbitas, os ambientes estão permanentemente em transformação.

Citando Bernard Shaw: “Não há progresso sem mudança”.

Algumas espécies alternam entre as estratégias sexuada e assexuada dependendo das condições, uma habilidade conhecida por heterogamia. Por exemplo, o crustáceo de água doce Daphnia se reproduz por partenogênese durante a primavera para povoar rapidamente os lagos, mas muda para o modo sexuado quando a competição e a predação aumentam. Assim têm maiores chances de sobreviver.

Os chatos assexuados também tentam aumentar de número rapidamente, mas acabam perecendo frente a competição… ou a predação. Em geral, não dá pra distinguir o chato assexuado nos ambientes estáveis. Mas basta as condições mudarem um pouco pra que eles se revelem. As fêmeas assexuadas, especialmente aquelas que ficam bravas quando recebem lingerie sexy de presente dos seus parceiros no dia dos namorados, mesmo quando dispensadas, não continuam sozinhas por muito tempo. Tem sempre um chato assexuado mais chato de plantão e elas se adaptam de novo. Já os machos assexuados… têm uma sorte pior: primeiro as fêmeas ativam o modo partenogenético, mostrando pro cabra que não precisam dele pra nada mesmo, e depois… é meu amigo, depois elas ativam o modo sexuado mesmo!

PS: Contribuiu a minha grande amiga bióloga Cristine Barreto.

A seleção Natural – 2a parte

Quase todos os organismos possuem uma maquinaria, seja fisiológica, bioquímica ou genética para se adaptar as mudanças do ambiente. Enzimas que não são utilizadas até que sejam necessárias, genes que não são transcritos até que sejam induzidos, vias metabólicas que não são ativadas até que outras sejam inibidas. Algumas pessoas podem apresentar uma capacidade de adaptação maior para alguns eventos (resistência ao frio, sensibilidade a luz, audição mais aguçada) do que outras. Isso por que a genética de cada um é diferente. Essa variabilidade vem principalmente de dois mecanismos, as mutações e o intercruzamento de genes (crossing-over) no momento da divisão celular que reduz o numero de cromossomas a metade (meiose) para preparação das células sexuais reprodutoras, vulgos gametas. Essas “capacidades especificas” de cada pessoa, registradas nos genes do DNA, podem ser transmitidas de uma geração para outra. E nesse princípio que se baseia a Seleção Artificial quando os homens escolhem animais com características especificas para serem cruzados dando origem a prole com as características de ambos os pais.

Tudo bem, mesmo Darwin com sua impressionante capacidade de observação não conseguiu explicar a transmissão das características hereditárias. O melhor que ele conseguiu fazer foi sugerir a idéia absurda de que pequenas partículas de nosso corpo eram enviadas aos órgãos sexauis onde se fundiam em pequenas sementes de nós.

As mutações acontecem naturalmente com uma determinada freqüência (que é baixa) seja por resultado de erros no momento da replicação do DNA, seja por estímulos ambientais externos como exposição a radiação quando vamos tirar um Raio-X, ou simplesmente por pegar uma boa dose de UV na praia no final de semana. Alguns elementos como o Urânio e o Tório são naturalmente radioativos, mas quase todos os elementos apresentam isótopos radioativos (por isso podemos dosar a idade de minerais pelo isótopo 14Carbono). Até mesmo uma árvore possui certa quantidade de isótopos radioativos de elementos comuns como sódio, carbono e potássio.
Em grande parte das vezes as mutações são negativas, ou sejam não conferem nenhuma capacidade melhor do organismo se adaptar ao ambiente. Para essas mutações cotidianas a que estamos expostos possuímos excelentes mecanismos de reparo.

Mas de tanto em tanto, alguma mutação que confere uma grande capacidade adaptativa aparece. Essa capacidade pode não ser percebida até que uma mudança drástica no ambiente ocorra. Por exemplo, um pombo que nasça com o bico levemente curvado para o lado pode passar despercebido na população. Mas se um dia os velhinhos parassem de jogar milho nas praças e os pombos precisassem buscar alimentos embaixo das cascas de árvores, e nesse caso, talvez os pombos com bicos tortos levassem uma vantagem. Eles conseguiriam mais alimento e teriam maior chance de chegar a idade da maturidade sexual, se reproduzindo e deixando descendentes, todos com bicos tortos e, conseqüentemente, com mais facilidade para se alimentas, crescer e reproduzir. Em algumas gerações todos os pombos teriam bicos tortos.

O principio da exclusão competitiva e da seleção natural, que é melhor traduzida pela expressão “a lei do mais adaptado” ao invés de a lei do mais forte, pode ser aplicado não só a biologia mas a diversos campos do conhecimento, como as ciências exatas e humanas. Por isso acho importante, termos claro em mente que o ambiente é capaz de causar mutações, mas essas sempre serão aleatórias e nunca “encomendadas”. O clima frio nunca fará com que o filhote de cobra nasça com um casaco de pele. Mas certamente um filhote de cobra que nasça com esse casaco de pele terá mais chance de sobreviver e reproduzir caso a temperatura em seu habitat caia bruscamente e por um longo período. A seleção natural sempre vai atuar em um leque existente de possibilidades de adaptação no ambiente, e nunca “encomendar” uma característica aos genes.

Por isso, vamos esquecer aquela história intuitiva de que a girafa tem o pescoço comprido de tanto estica-lo para comer as folhas de árvores mais altas.

O responsável por desvendar o mistério da hereditariedade foi o monge Gregor Mendel. Mas isso é uma história para semana que vem.

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