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Quanto podemos suportar perder a Amazônia?

Temos visto com frequência nos noticiários que o desmatamento da Amazônia está aumentando e que isto está diretamente relacionado com as mudanças climáticas. Mas afinal como esses temas estão relacionados? O que temos a ver com isso? Estas e outras perguntas o Dr. David Lapola responde em entrevista exclusiva ao Prof. Pedro Meirelles aqui no Darwinianas.

Nesta entrevista, o Dr. David Montenegro Lapola fala um pouco sobre sua trajetória acadêmica e como sua infância o influenciou a trilhar seus passos profissionais. Dedicado a modelar como as mudanças climáticas afetarão o futuro da Amazônia, e consequentemente milhões de vidas humanas, David fala sobre aspectos básicos para compreendermos as mudanças climática, modelagem e os principais problemas que a Amazônia vem enfrentando.

David, é Pesquisador do Centro de Pesquisas Meteorológicas e Climáticas Aplicadas à Agricultura – CEPAGRI da Universidade Estadual de Campinas – Unicamp.

Quer saber mais sobre o que historicamente conhecemos e o que a ciência está debruçada para responder sobre esses temas? Não perca a entrevista na íntegra. Prepara um bom café, e aproveita!

Pedro Milet Meirelles

Laboratório de Bioinformática e Ecologia Microbiana

Instituto de Biologia da UFBA

meirelleslab.org

Para Saber mais:

Rammig, Anja, David M. Lapola, Patricia Pinho, Carlos NA Quesada, Irving F. Brown, Bart Kruijt, Adriano Premebida et al. “Estimating the likelihood of an Amazon forest dieback and potential socio-economic impacts.” In EGU General Assembly Conference Abstracts, p. 12619. 2018.

Fleischer, K., Rammig, A., De Kauwe, M.G., Walker, A.P., Domingues, T.F., Fuchslueger, L. and Lapola, D.M., 2019. Future CO2 fertilization of the Amazon forest hinges on plant phosphorus use and acquisition. Nature Geoscience12, pp.736-741.

Fleischer, K., Rammig, A., De Kauwe, M.G., Walker, A.P., Domingues, T.F., Fuchslueger, L., Garcia, S., Goll, D.S., Grandis, A., Jiang, M. and Haverd, V., 2019. Amazon forest response to CO2 fertilization dependent on plant phosphorus acquisition. Nature Geoscience12(9), pp.736-741.

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Por uma síntese evolutiva mais inclusiva: a Epigenética e a evolução do genoma

Um artigo de revisão publicado no início desse ano fez um apanhado das várias maneiras pelas quais os mecanismos epigenéticos estão associados não apenas aos padrões de expressão gênica mas também a mutações no DNA, influenciando em larga escala a maneira como os genomas evoluem.

Uma das buscas incessantes da Biologia é a da descoberta dos mecanismos evolutivos e suas respectivas contribuições para a diversidade dos organismos vivos. Desde Darwin, a seleção natural é, sem dúvida, um dos processos evolutivos mais importantes, mas a lista hoje é relativamente longa. Processos como a deriva gênica, as migrações e mutações, por exemplo, fazem parte dessa lista. E quanto mais estudamos, mais descobrimos outros processos importantes para entendermos como os organismos vivos evoluem.

Nas últimas três décadas, com a revolução nos métodos de sequenciamento de DNA, o estudo dos genomas se tornou possível em larga escala, inaugurando uma nova área de pesquisa biológica, a Genômica. Consequentemente, a pergunta “Como os genomas evoluem?” foi um questionamento natural para os pesquisadores desse novo campo. E diversos processos já foram identificados para explicar a evolução do genoma, tais como as duplicações completas de genomas (do inglês whole genome duplications), já discutidas em um post aqui no Darwinianas, a transposição dos elementos genéticos móveis e os rearranjos genômicos. Recentemente, os mecanismos epigenéticos, até então primariamente envolvidos no estabelecimento dos padrões de expressão gênica, se tornaram foco dos estudos sobre evolução do genoma. Discutiremos nesse post não apenas de que maneira os mecanismos epigenéticos podem influenciar a evolução dos genomas, mas também quais as principais implicações dessa descoberta para o nosso entendimento a respeito da evolução biológica em geral.

Antes de nos debruçarmos especificamente sobre a maneira pela qual os processos epigenéticos contribuem para a evolução do genoma, vamos entender o que quero dizer com processos epigenéticos.  A Epigenética estuda as modificações químicas no DNA e nas proteínas a ele associadas sem, no entanto, resultar na modificação da sequência do DNA em si. Hoje conhecemos diversos mecanismos epigenéticos, e focarei em apenas dois dos principais: a metilação do DNA e as modificações das histonas, o principal grupo de proteínas associado ao DNA dos eucariotos, formando, através da associação DNA-histonas, o que chamamos de cromatina (Figura 1).

Figura_1

Figura 1 – Representação do DNA e do nucleossoma. (A) Uma representação da dupla hélice de DNA, enfatizando em cores, os nucleotídeos que formam a sequência do DNA. Os círculos pretos ressaltam os grupos metila (CH3) associados a citosinas (C). (B) Visualização do nucleossoma, resultado da associação entre o DNA, em azul, e as proteínas histonas, em vermelho. Note como as histonas projetam “caudas” para além do DNA (setas). Essas caudas são as regiões onde ocorrem as modificações das histonas, alterando assim a interação dessas proteínas com o DNA.

A metilação do DNA ocorre geralmente por meio da adição de um grupo metila (CH3) a citosinas, apesar de hoje sabermos que outros nucleotídeos também podem sofrer metilação. Quando essa metilação ocorre perto de genes, estes são, em geral, silenciados, ou seja, têm a sua expressão significativamente reduzida. Outro tipo de marca epigenética ocorre por modificação química das “caudas” das proteínas histonas, como mostra a Figura 1B. Variados grupos químicos podem ser adicionados as histonas, com consequências diversas para a expressão dos genes localizados na proximidade. A explicação mais aceita para o efeito dessas modificações nos padrões de expressão gênica se deve à força de atração entre as histonas e o DNA: quando a atração é forte, ela dificulta o acesso ao DNA da maquinaria de transcrição, primeiro passo para a expressão gênica. O inverso também é verdadeiro: quando a associação é mais fraca, o DNA fica mais accessível e os genes ali presentes são, em geral, mais expressos.

Exatamente por não afetar a sequência de nucleotídeos do DNA, os mecanismos epigenéticos sempre estiveram associados ao estabelecimento dos padrões de expressão gênica e raramente foram implicados em mecanismos capazes de explicar a evolução do genoma em si.  Um artigo publicado recentemente, no entanto, nos ajudou a desafiar essa ideia, através da apresentação do que sabemos a respeito do papel dos mecanismos epigenéticos na alteração da sequência de nucleotídeos do DNA, influenciando, direta e indiretamente, a evolução do genoma. Em geral, esses mecanismos estão envolvidos na evolução do genoma ao menos de três formas: (1) por afetar os processos de mutação e reparo do DNA, (2) por alterar a atividade dos elementos móveis do genoma, e (3) por influenciar a retenção de genes duplicados no genoma.

Há muito tempo sabemos que a metilação do DNA não apenas interfere nos padrões de expressão gênica, mas pode atuar também como agente mutagênico. As regiões metiladas do DNA apresentam taxas de mutações mais elevadas quando comparadas a outras regiões não metiladas do mesmo DNA. Sabemos também que as citosinas metiladas são mais susceptíveis a um processo de mutação conhecido como desaminação espontânea, resultando na sua modificação para uma timina (C  T). Com o tempo, essa aumentada taxa de mutação resulta na redução de citosinas no DNA e parece não ocorrer de maneira uniforme no genoma. Além disso, o posicionamento dos nucleossomas no DNA também afeta as taxas de mutação ao longo do genoma. Sabemos que DNA ligado fortemente a histonas é mais estável e apresenta menores taxas de mutação do que regiões onde o DNA liga-se apenas fracamente a essas proteínas. A explicação para essa diferença está na associação entre o grau de interação DNA-histonas e expressão gênica, como explicado acima. O primeiro passo da expressão gênica é a transcrição, a produção de uma molécula de RNA mensageiro a partir do gene localizado no DNA. Para que isso aconteça, no entanto, o DNA, normalmente fita dupla, precisa se abrir em fita simples, permitindo assim o acesso da maquinaria de transcrição. E DNA de fita simples está sujeito a mutações em uma frequência mais elevada do que o DNA de fita dupla. Além disso, o posicionamento dos nucleossomas e a força de interação DNA-histonas interfere também no acesso ao DNA das enzimas de reparo do DNA.

Além disso, mecanismos epigenéticos são eficientes em inibir o movimento dos elementos genéticos móveis. Os elementos genéticos móveis podem interromper a atividade de um gene ou alterar a sua expressão, a depender do local onde um elemento móvel seja inserido no genoma. Por inibir o movimento dos elementos genéticos móveis, os mecanismos epigenéticos controlam, ao menos em parte, mutações derivadas do movimento desses elementos. E acreditamos hoje que alguns dos mecanismos epigenéticos promoveram um aumento do fitness como resultado da sua capacidade de suprimir o movimento dos elementos móveis no genoma e foram, portanto, favorecidos pela seleção natural.

Talvez a contribuição mais fascinante dos mecanismos epigenéticos para a evolução do genoma esteja na sua influência sobre a retenção de genes duplicados.  Não há dúvidas de que a duplicação gênica é um importante processo evolutivo, além de ser um fenômeno bastante comum em praticamente todos os genomas estudados até hoje. E devido à redundância funcional entre o gene duplicado e o gene original, um resultado comum da duplicação gênica é o acúmulo de mutações que tornam uma das cópias não funcional. Assim, um dos passos principais para a manutenção de genes duplicados no genoma é a retenção inicial das duas cópias logo após a duplicação. E os processos epigenéticos fornecem um mecanismo pelo qual o silenciamento de genes duplicados pode proteger esses genes da seleção natural, aumentando sua probabilidade de retenção. Marcas epigenéticas são capazes de reduzir a expressão dos genes duplicados, prevenindo também a produção de um possível fenótipo com efeitos negativos sobre o fitness, isto é, sobre o sucesso reprodutivo do indivíduo. Os dados experimentais até então apoiam essa ideia: os padrões epigenéticos de genes duplicados e de genes de cópia única são distintos, e entre os genes duplicados, uma das cópias frequentemente exibe uma maior quantidade marcas epigenéticas, o que resulta também em diferenças na expressão das duas cópias.

Quanto mais nos debruçamos sobre os genomas dos vários organismos, hoje já sequenciados, percebemos a importância dos mecanismos epigenéticos na produção dos padrões evolutivos que observamos em seus genomas. Os mecanismos epigenéticos estão envolvidos não apenas no estabelecimento de padrões de expressão gênica, mas também na evolução molecular dos eucariotos. Precisamos, assim, de uma visão da evolução orgânica que seja abrangente o suficiente para levar em consideração os mecanismos epigenéticos, assim como vimos fazendo nas últimas décadas com os mecanismos do desenvolvimento. Não se trata, assim, de negar os mecanismos evolutivos já bastante estabelecidos, como a seleção natural ou a deriva genética, mas sim, como sugeriram Danchin e colaboradores, de construir uma síntese evolutiva ainda mais inclusiva.

 

Ana Almeida

California State University East Bay (CSUEB)

 

Para saber mais:

Entrevista com a cientista Eva Jablonka, na Revista do Instituto Humanitas Unisinos On-line. 2009. Epigenética e a teoria da evolução: suas compatibilidades.

Danchin E, Pocheville A, Rey O, Pujol B, Blanchet S. 2019. Epigenetically facilitated mutational assimilation: epigenetics as a hub within the inclusive evolutionary synthesis. Biol. Rev. 94, 259–282.

Feng JX, Riddle NC. 2020. Epigenetics and genome stability. Mamm. Genome 31, 181–195.

Makova KD, Hardison RC. 2015 The effects of chromatin organization on variation in mutation rates in the genome. Nat. Rev. Genet. 16, 213–223.

Schrader L, Schmitz J. 2019. The impact of transposable elements in adaptive evolution. Mol. Ecol. 28, 1537–1549.

Percharde M, Sultana T, Ramalho-Santos M. 2020. What doesn’t kill you makes you stronger: transposons as dual players in chromatin regulation and genomic variation. Bioessays 42, 1900232.

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O pato que pode não voar

No final do ano de 1832, Charles Darwin estava nas Ilhas Malvinas, no extremo sul do continente americano, quando escreveu em seu diário de viagem: “Nessas ilhas, um grande pato … é muito abundante… Suas asas são muito pequenas e fracas para permitir o voo, mas com sua ajuda, parcialmente nadando e parcialmente batendo na superfície da água, eles se movem muito rapidamente…. Esses patos desajeitados e cabeçudos fazem tanto barulho e respingos que o efeito é extremamente curioso.” Em seguida, reflete sobre duas outras aves que havia conhecido na sua viagem e que também não usavam suas asas para voar: emas e pinguins. A ideia de descendência com modificação começava a decolar na sua cabeça.

Embora todas as aves modernas tenham evoluído de ancestrais voadores, várias espécies não voam. Nossas emas, como observou Darwin, estão adaptadas à vida nos cerrados, caatingas e campos, onde correm com suas pernas fortes e asas pequenas. Pinguins “voam” debaixo d’água, com asas transformadas em nadadeiras, ossos pesados e penas que mais parecem escamas. Elas evoluíram de ancestrais voadores, há mais de 60 milhões de anos, e não possuem parentes próximos vivos que nos permitam investigar os detalhes da transição para uma vida longe dos céus.

Os patos que Darwin viu nas ilhas Malvinas oferecem um melhor caso para investigar essas transições. Eles são chamados de quetru (ketru significa pato na língua do povo mapuche) ou patovapor em espanhol e steamer em inglês (em referência aos antigos barcos à vapor com pás laterais). Existem quatro espécies, que pertencem ao gênero Tachyeres (Figura 1). O mais comum é T. patachonicus ou quetru voador, que habita todo o sul da América do Sul, incluindo rios e lagos do interior. As outras três espécies são costeiras e não voam: T. pteneres habita a costa do Chile, pelo lado do Pacífico, T. leucocephalus habita a costa atlântica da Argentina, e T. brachypterus habita as ilhas Malvinas e provavelmente foi a espécie que divertiu o jovem Darwin. As quatro espécies são muito parecidas, sendo difícil identificá-las na água. A principal diferença está no corpo menor e nas penas mais longas das asas e do rabo do quetru voador.

Figura 1: as quatro espécies de Tachyeres (modificado de birdsoftheworld.org).

Em 2012, Fulton e colaboradores compararam o DNA das quatro espécies e fizeram duas descobertas importantes. As espécies não-voadoras não estão mais relacionadas entre si, mas perderam a capacidade de voar independentemente, e indivíduos voadores encontrados nas ilhas Malvinas não são quetrus voadores (T. patachonicus), mas T. brachypterus capazes de voar. Quer dizer, a espécie que habita as ilhas Malvinas tem indivíduos voadores e não-voadores. Já se conhecia uma situação inversa, que alguns machos grandes de quetru voador (T. patachonicus), que habitam ilhas do extremo sul do continente, não são capazes de voar.

Esses dados confirmam dois aspectos importantes na transição evolutiva a espécies não-voadoras. Ela ocorre como um evento variacional em uma população com indivíduos voadores e não-voadores, e em um contexto ecológico que permite e facilita um modo de vida não-voador. Esse contexto é encontrado frequentemente em ilhas isoladas, sem mamíferos terrestres, quando colonizadas por espécies que não dependem do voo para se alimentar. O biguá das Galápagos e o Dodô da ilha de Maurício são dois exemplos famosos (ambas extintas com a chegada de humanos e animais domésticos às ilhas).

Patos têm ainda outra característica que pode facilitar a perda do voo. Asas possuem penas longas e assimétricas especializadas, chamadas de primárias, que a maioria das aves renova uma por vez para não perder a capacidade de voar. Patos renovam anualmente todas as penas primárias de uma vez e não podem voar por aproximadamente um mês. Isso é possível porque a maioria das espécies tem um estilo de vida que permite se alimentar e se proteger sem voar.  De fato, patos não voadores evoluíram outras vezes no arquipélago do Havaí (todas extintas recentemente) e em ilhas subantárticas ao sul da Nova Zelândia (duas espécies ameaçadas de extinção).

Mais recentemente, Campagna e colegas sequenciaram os genomas de 59 indivíduos das quatro espécies de patos em busca das causas da variação na capacidade de voo. Eles não encontraram regiões do genoma claramente associadas à perda do voo e reconheceram que a variação poderia não ser genética. Por exemplo, poderia estar associada à alimentação e aos seus efeitos no tamanho do corpo e comprimento das penas. Outra possibilidade é que as espécies não-voadoras tenham o desenvolvimento das asas atrasado, resultando em uma relação peso/área da asa insuficiente para voar no adulto.

Quase trinta anos depois de ver os patos quetrus pela primeira vez, Charles Darwin escreveu em a Origem das Espécies que “Quando vemos qualquer estrutura altamente aperfeiçoada para qualquer hábito em particular, como as asas de uma ave para voar, devemos ter em mente que os animais que apresentam graus de transição iniciais da estrutura raramente continuarão a existir até os dias de hoje”.  Os patos quetrus são uma dessas raras oportunidades para investigar uma transição evolutiva inicial. Embora ainda não exista uma resposta clara, os dados até agora indicam mecanismos variados, bem ao gosto do velho Darwin.

João Francisco Botelho (PUC de Chile)

Para saber mais:

Campagna, L., McCracken, K.G. and Lovette, I.J. (2019), Gradual evolution towards flightlessness in steamer ducks*. Evolution, 73: 1916-1926

Fulton, T. L., Letts, B., & Shapiro, B. (2012). Multiple losses of flight and recent speciation in steamer ducks. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 279(1737), 2339-2346.

Livezey, B. C., & Humphrey, P. S. (1986). Flightlessness in steamer‐ducks (Anatidae: Tachyeres): its morphological bases and probable evolution. Evolution, 40(3), 540

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Como dizer sem medo frases como “a insulina é liberada pelo pâncreas para diminuir a glicemia no sangue”

Sabe quando alguém fala que a insulina é liberada para diminuir glicemia e você se incomoda?! Nessa postagem, argumentamos que há maneiras legítimas e consistentes de usar afirmações dessa natureza (chamadas “teleológicas”), sem implicar desacordo com o discurso científico contemporâneo. Uma explicação é dita “teleológica” quando apela a noções como fins, metas, objetivos, propósitos. As obras citadas proporcionam uma jornada de leituras para os interessados em aprofundar o entendimento de como falar teleologicamente de maneira cientificamente correta.

O que é teleologia e por que ela invoca medo?

O uso da linguagem teleológica nas explicações sobre sistemas vivos sempre causa controvérsias e é frequentemente rejeitada por biólogos, cientistas de outras áreas, professores de ciências e biologia, e muitas outras pessoas. A razão fundamental para usar essa linguagem reside no fato de que sistemas vivos exibem fenômenos que nos incitam a pensar nas funções de suas características e de seus comportamentos, até mesmo em propósitos que parecem buscar cumprir. Assim, uma explicação teleológica apela a noções como fins, metas, objetivos, propósitos.

O incômodo que alguns sentem quando uma pessoa diz uma frase como “a insulina é liberada pelo pâncreas para diminuir a glicemia no sangue” é motivado, muitas vezes, por razões que já foram amplamente discutidas e superadas na filosofia da biologia, mostrando a necessidade de um maior acesso a esses avanços, na formação de cientistas e professores de ciências, e também da população em geral. Esta postagem é um primeiro esforço nessa direção, o que já nos permite dizer que não será exaustiva, e tampouco será nosso único texto a tratar do tema aqui no Darwinianas.

Em uma explicação teleológica, como explica o filósofo Charles Taylor, dizemos que um evento ocorre para certo fim, com um dado propósito, ou seja, que ele ocorre porque é o tipo de evento que produz aquele fim. Dessa maneira, o fato de que ele é o evento necessário para que se obtenha, num certo estado de coisas, o fim em que questão é considerado, em tal explicação, condição suficiente para a ocorrência do evento. Não se trata, claro, da única explicação possível. Se explico o comportamento de caça de uma onça em termos do fim de capturar uma presa, e interpreto esta como uma explicação suficiente do comportamento da onça, isso não me impede de explicar o mesmo comportamento de outra perspectiva, por exemplo, em termos dos mecanismos fisiológicos subjacentes ao comportamento. Estas explicações podem ser vistas como complementares, e não como rivais.

Noções como função, propósito, objetivo etc. comparecem, por exemplo, em toda uma série de questões comuns em livros didáticos e nos argumentos construídos para respondê-las, assim como na própria vida cotidiana. Por exemplo: “Quais as funções do complexo golgiense?” (em Biologia, de Amabis e Martho); “Que trabalhos especializados executam esses componentes [tronco cerebral, medula, cerebelo] do encéfalo?” (Em Biologia, de Frota-Pessoa); Qual o objetivo do comportamento de corte do galo-da-serra-do-Pará (Rupicola rupicola)? (v) Qual o propósito da viagem de Mariana à Serra da Lousã? Todas essas perguntas solicitam uma explicação teleológica, ou seja, que respondamos pela apresentação da função, do objetivo ou do propósito da estrutura ou do comportamento em questão. Essa apresentação é, por sua vez, considerada uma explicação de por que Mariana fez esta viagem, ou de por que o galo-da-serra-do-Pará exibe tal comportamento de corte, ou de por que complexo golgiense e componentes do encéfalo funcionam da maneira como funcionam. Por conta desse papel explicativo, considera-se em geral que noções teleológicas não podem ser eliminadas das ciências biológicas.

Contudo, raciocínios teleológicos também trazem preocupações importantes, que estão por trás da tendência de muitos de rejeitá-los. Estaríamos assemelhando os seres vivos demasiadamente a nós mesmos ao explicá-los apelando a funções e propósitos? Estaríamos nos comprometendo com um modo de explicar esses seres que não se mostra compatível com o naturalismo que caracteriza o discurso científico contemporâneo?

Parte das dificuldades decorre do fato de que a teleologia foi descartada nas ciências físicas modernas como explicação válida de fenômenos naturais, por conta de uma suposta inversão da ordem temporal nas relações causais. Supostamente, nas explicações teleológicas um efeito estaria sendo entendido como determinante de sua própria causa, conflitando com um princípio largamente aceito desde a revolução científica do século XVII, o de que os efeitos seguem às causas. Outras dificuldades decorreram da naturalização do discurso científico no século XIX, uma vez que as explicações teleológicas pareceriam implicar alguma forma de planejamento dos seres vivos. Por fim, do pensamento darwinista decorre uma terceira dificuldade, em virtude da visão – também largamente aceita – de que a evolução é um processo histórico aberto, que não tem metas ou finalidades, como, por exemplo, a origem da espécie humana. Nessa postagem, focaremos nossa atenção nessas três dificuldades.

Todas estas são preocupações importantes, que demandam soluções: é preciso explicar a teleologia eliminando a possibilidade de interpretação como se invertesse a ordem temporal de causas e efeitos. É fundamental para uma explicação compatível com a ciência naturalizar o entendimento teleológico dos seres vivos, tornando-o inteiramente compatível com o modo como a causalidade é pensada na ciência moderna, em particular, sem que os antecedentes causais de um fenômeno natural jamais incluam causas não-naturais. Por fim, a ideia de que a evolução em si tem metas deve ser recusada.

O ser vivo como causa e efeito de si mesmo: naturalizando a teleologia

O que pode ser novidade para muitos é que todas essas preocupações têm soluções já bem desenvolvidas, que tornam possível tanto o professor de ciências ou biologia, quanto o biólogo, quanto qualquer cientista ou outra pessoa, se bem informados, usar explicações teleológicas de modo válido e consistente com o pensamento científico contemporâneo.

Desde a Crítica do Juízo, do filósofo alemão Immanuel Kant, tem sido elaborado com profundidade cada vez maior um entendimento dos sistemas vivos como meios e fins em si mesmos, de modo que fenômenos associados a objetivos, metas, funções têm uma recursividade que torna sem sentido afirmar que efeitos viriam, nesses casos, após as causas. Na teoria da autonomia biológica desenvolvida por Alvaro Moreno, Matteo Mossio e colaboradores, por exemplo, os sistemas vivos são compreendidos como detentores de um “propósito intrínseco”, com base no entendimento de sua organização como inerentemente teleológica, no preciso sentido de que sua própria atividade é, de maneira fundamental, dirigida a uma finalidade (telos), a manutenção das condições de sua própria existência.

Esta é, além disso, uma compreensão inteiramente naturalizada da teleologia, que demarca regimes causais distintivos nos sistemas vivos, irredutíveis a processos físico-químicos, embora dependentes deles, mas fundamenta sua legitimidade em termos de uma concepção de causalidade cientificamente aceitável. Essa visão permite deixar de lado, então, preocupações tanto com a ordem temporal de causas e efeitos, quanto com a naturalização da explicação teleológica.

Nesta teoria, o que conecta a organização biológica à teleologia intrínseca é o conceito de autodeterminação: a organização biológica determina a si mesma no sentido de que os efeitos de sua atividade contribuem, numa relação circular, para sua automanutenção, e assim para a persistência da própria atividade. Nessa relação circular, causas e efeitos se concatenam de tal modo que não se pode supor qualquer inversão da ordem temporal esperada. Desse modo, também se estabelece uma noção biologicamente distintiva de propósito: a teleologia é intrínseca no caso dos sistemas vivos, e não extrínseca, como nos artefatos, uma distinção que foi discutida décadas atrás pelo filósofo Hans Jonas.

Duas consequências muito importantes seguem dessa distinção. Primeiro, que ao entender os seres vivos teleologicamente não há qualquer necessidade de postular um designer externo a eles, comprometendo-se com visões não-naturalizadas. Isso significaria propor que a teleologia dos seres vivos é extrínseca, que, como no caso dos artefatos, eles seriam produzidos desde fora. Mas desse modo perde-se de vista um dos aspectos mais fundamentais desses seres, o de que eles produzem a si mesmos, e assim exibem uma teleologia intrínseca, que lhes é característica. Segundo, a distinção entre teleologia intrínseca e extrínseca mostra que identificar o propósito dos seres vivos com a manutenção de suas condições de existência e atividade significa que não há necessidade de apelar a ideias antropomórficas, como desejo, volição, deliberação etc., para entender seu funcionamento teleológico.

É importante perceber que a teleologia intrínseca dos seres vivos é caracterizada por uma normatividade, isto é, ela diz respeito não somente ao que o ser vivo factualmente faz, mas também – e fundamentalmente – ao que ele normativamente deve fazer. E, mais, esta é uma normatividade naturalizada, porque baseada na automanutenção do sistema: um critério naturalizado estabelece quais normas o sistema deve seguir, dado que ele deve se comportar de uma maneira específica, e suas partes devem funcionar de uma maneira específica, porque, de outro modo, o sistema (e, logo, suas partes) deixa de existir. É nesse sentido que se pode dizer que as condições de existência de um sistema vivo são as normas (intrínsecas e naturalizadas) de sua própria atividade (dotada do propósito de sua automanutenção).

Essa naturalização da teleologia implica, então, um entendimento naturalizado de um dos conceitos mais usados na biologia, cujo papel explanatório nem sempre é bem entendido, a saber, o conceito de função. Na teoria da autonomia biológica que estamos discutindo aqui, quando funções são atribuídas às partes dos sistemas vivos, entende-se que elas correspondem aos efeitos causais dessas partes que contribuem para manter a organização do sistema. A autodeterminação e automanutenção do sistema são alcançadas em virtude das intrincadas interrelações de componentes e suas funções, que formam uma rede na qual eles são tanto mutuamente dependentes, quanto funcionalmente complementares. Por exemplo, nosso corpo se automantém porque nossos sistemas orgânicos (circulatório, respiratório, digestório etc.) se relacionam uns com os outros numa rede de dependências mútuas e complementares, que determinam nossas condições de existência e, assim, suas próprias condições de existência. Estamos de volta a Kant: o raciocínio teleológico oferece um princípio organizador de nosso entendimento dos sistemas vivos, ao colocar em primeiro plano uma explicação do ser vivo em termos de sua unidade, considerando que ele é tanto causa quanto efeito de si mesmo.

Distinguindo formas legitimas e ilegítimas do raciocínio teleológico na ciência contemporânea

Por fim, uma distinção apropriada entre formas de raciocínio teleológico torna possível separar usos cientificamente legítimos e ilegítimos. Em seu O Desenvolvimento do Conhecimento Biológico, o biólogo Ernst Mayr propõe uma diferenciação útil entre modos de pensar teleologicamente aceitáveis ou não no discurso científico. Ele aborda dois modos de pensar que, malgrado sua legitimidade e contribuição em outros sistemas de conhecimento, não encontram espaço na ciência contemporânea: de um lado, a ideia de uma teleologia cósmica, conforme a qual todo o universo ou cosmos seria teleológico, como assumido por filósofos como Aristóteles ou religiões como as judaico-cristãs; de outro, a ideia de que o processo evolutivo teria uma meta, usualmente vista como a origem dos seres humanos. No entanto, explicações que apelam a tendências em processos naturais (que Mayr denomina “teleomáticos”), devidas ao fato de que esses processos obedecem a leis, são inteiramente válidas no discurso científico. E o mesmo pode ser dito de explicações teleológicas distintivas dos sistemas vivos, como abordamos acima, mas sem mobilizar – como Mayr – a ideia de teleonomia, que se apoia na suposição de que tais sistemas exibem comportamentos e atividades dirigidas a fim porque possuiriam programas internos (frequentemente entendidos como programas genéticos) que trariam em si mesmos a especificação de suas finalidades.

Não utilizamos essa interpretação por recusarmos a ideia de programa, como insuficiente para entender sistemas que não têm distinção clara nem entre sua estrutura material (hardware) e sua operação lógica (software), nem tampouco entre dados e programas, como propôs o filósofo Henri Atlan. Isso para não falar do instrucionismo e preformacionismo incorporados na ideia de programas genéticos. Este não é o espaço, contudo, para estendermos essa discussão. Como foi dito acima, há muito a dizer sobre o assunto da teleologia e não podemos ser exaustivos no espaço que temos.

De qualquer modo, esperamos que estes primeiros passos possam dirimir, ao menos em parte, o medo que os biólogos e outros cientistas, ou professores e outros profissionais, costumam ter da teleologia, e, ao mesmo tempo, convidar os leitores a pensarem na teleologia distintiva dos sistemas vivos de modo naturalizado e intrínseco a eles. Até as próximas palavras sobre esse tema tão instigante! Nos links do texto e nas indicações abaixo, há muitas jornadas nas quais se lançarem antes de voltarmos ao assunto aqui no Darwinianas.

Charbel N. El-Hani

(Instituto de Biologia/UFBA)

PARA SABER MAIS

Allen, Colin & Neal, Jacob. (2020). Teleological notions in biology. The Stanford encyclopedia of philosophy (Spring 2020 Edition), Edward N. Zalta (ed.).

Jonas, Hans. (1966). The phenomenon of life. Towards a philosophical biology. New York, NY: Harper and Row.

Mayr, Ernst. (1982). The growth of biological thought. Cambridge, MA: Harvard University Press.

Moreno, Alvaro & Mossio, Mossio. (2015). Biological autonomy. Dordrecht: Springer.

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Costela de Adão ou cromossomo de Eva? As diversas formas de se criar dois sexos distintos

A reprodução sexual surgiu há mais de 1,2 bilhão de anos, sendo quase universal entre os eucariotos. Seu papel principal é misturar o material genético de diferentes indivíduos. A reprodução sexual de muitos organismos multicelulares levou à evolução de gametas de diferentes tamanhos e à evolução de dois sexos distintos. Apesar do resultado da determinação sexual —diferenciação em machos ou fêmeas— ser muito conservada, os caminhos adotados por cada espécie podem ser muito diferentes.

A curiosidade sobre as origens dos diferentes sexos deve ser quase tão antiga quanto a nossa percepção das diferenças morfológicas entre machos e fêmeas. As explicações foram muitas ao longo do tempo. Aristóteles propôs que indivíduos do sexo masculino eram caracterizados pela abundância do elemento fogo, enquanto indivíduos do sexo feminino eram caracterizados pela abundância de água e, portanto, a temperatura determinaria o sexo. A partir disso, também foi proposto que os embriões que se desenvolviam no lado direito do útero, dito o lado mais quente, tornavam-se machos e aqueles que se desenvolviam no lado esquerdo, fêmeas. Passaram-se mais de dois mil anos até que Hermann Henking observasse, em 1891, um cromossomo com comportamento peculiar em um hemíptero (percevejos) do gênero Pyrrhocoris. Henking notou que algumas células continham 12 cromossomos e outras continham 11, o que parecia uma contradição ao conceito da constância do número dos cromossomos para uma dada espécie. O cromossomo, chamado de acessório posteriormente, era diferente. Ele era o único cromossomo não pareado na metáfase da meiose. Durante a anáfase, os cromossomos se dividiam (ou separavam-se), mas isso não acontecia para esse cromossomo, que se movia como uma única unidade para uma das duas novas células. Henkins se referiu ao cromossomo diferente como elemento X (elemento desconhecido), pois ele não sabia classificá-lo e não fez associação deste elemento com a determinação do sexo. Clarence Erwin McClung, Edmund Beecher Wilson e Nettie Maria Stevens foram os primeiros a propor que os cromossomos acessórios determinavam o sexo. Wilson e Stevens descobriram dois diferentes sistemas de determinação cromossômica do sexo, XX/XY e XX/XO. Logo o sistema de aves, borboletas e mariposas, ZZ/ZW, também foi descoberto, assim como sistemas sem nenhuma diferença aparente nos cromossomos. Ainda não se sabia, no entanto, o que tornava aqueles cromossomos especiais. Até a descoberta dos genes de determinação sexual.

Em organismos-modelo, a determinação sexual é iniciada por um gene principal que ativa a cascata de diferenciação em machos ou fêmeas (gene Sry em mamíferos, gene Sxl em drosófila, tra em diversos insetos e xol-1 em Caenorhabditis elegans, por exemplo). São genes que codificam fatores de transcrição que, quando expressos, ativam genes efetores que levam ao desenvolvimento de estruturas de machos ou de fêmeas. Os cromossomos do sexo heterogamético (aquele que possui dois cromossomos diferentes) evoluem a partir de autossomos que são inicialmente idênticos e param de recombinar após adquirir um gene de determinação sexual. Havendo recombinação entre os cromossomos, a seleção pode agir independentemente em cada mutação, mas na falta dela, há uma redução na eficiência da seleção que age no cromossomo inteiro (tema já discutido aqui no Darwinianas). Um efeito colateral comum da recombinação reprimida nos cromossomos Y e W, por exemplo, é a perda da maioria de seus genes. Isso acontece em inúmeros grupos animais, incluindo mamíferos, pássaros, cobras e insetos. Nos casos mais extremos, o Y ou W é totalmente perdido, resultando nos sistemas X0 (como grilos e gafanhotos, por exemplo) e Z0 (algumas mariposas).

Apesar dessas observações em muitos organismos-modelo, fica cada vez mais claro que diversos mecanismos para determinação do sexo evoluíram independentemente (como revisado por Bachtrog e colaboradores). Répteis como crocodilos e tartarugas e alguns peixes têm determinação sexual dependente de temperatura; larvas de um verme do gênero Bonellia só se desenvolvem como machos se tiverem o encontro com uma fêmea; algumas plantas e animais mudam de sexo durante sua vida em resposta a estímulos externos. A evolução desses mecanismos é tão rápida que é possível observar diferentes mecanismos atuando dentro de uma mesma espécie (em sapos e peixes, por exemplo). Na mosca doméstica, a determinação sexual é poligênica. Há um gene determinante do desenvolvimento de machos no cromossomo Y (fator M) e machos, em geral, são XYM e fêmeas são XX.  No entanto, foram observados machos XX em algumas populações. Esses machos carregavam uma cópia do fator M em um dos autossomos (AM).  

Em mamíferos, no entanto, com a observação de uma grande variedade de organismos, o sistema XY parecia ser conservado. Os cromossomos sexuais dos mamíferos evoluíram há mais de 150 milhões de anos a partir de um par autossômico no ancestral comum de mamíferos placentários e marsupiais. O cromossomo Y, por um lado, sofreu uma importante degeneração e menos de 5% dos genes permaneceram no cromossomo. Em roedores, dez genes são geralmente encontrados e apenas cinco genes são comuns a todas as espécies com cromossomos Y sequenciados (incluindo o gene Sry). O cromossomo X, por outro lado, tem mais de 90% de seu conteúdo gênico conservado em mamíferos. O roedor Microtus oregoni é uma rara exceção dentro do grupo. M. oregoni tem dois cromossomos sexuais, X e Y, que não são homólogos aos demais cromossomos sexuais de mamíferos. Curiosamente, número de cromossomos sexuais é diferente entre as células germinativas diplóides e as células somáticas e a distribuição dos cromossomos sexuais entre os tipos de células é invertida em machos e fêmeas: fêmeas têm cromossomos sexuais emparelhados nas células germinativas (2n = 18, XX) e não emparelhados em células somáticas (2n = 17, X0), enquanto os machos têm cromossomos sexuais emparelhados em células somáticas (2n = 18, XY), mas um único cromossomo desemparelhado nas germinativas (2n = 17, Y0). Assim, o macho produz gametas portando um cromossomo Y ou nenhum cromossomo sexual.

Para desvendar os mecanismos subjacentes a esse novo sistema de determinação, pesquisadores sequenciaram e montaram o genoma de M. oregoni. Esse genoma não continha um cromossomo homólogo ao Y de outros mamíferos, mas oito dos 10 genes observados no Y de roedores foram encontrados no cromossomo X montado de M. oregoni. A expressão desses genes era observada tanto em machos como em fêmeas, ao contrário de espécie irmã, Microtus longicaudus, cuja expressão era restrita aos machos. Ou seja, a reorganização do genoma de M. oregoni fez com que genes que estavam restritos aos machos por 150 milhões de anos passassem a ser expressos nas fêmeas!

Eles então fizeram um teste para estimar quantas cópias de cada tipo de cromossomo estavam presentes nos indivíduos. Para isso, quantificaram o número relativo de moléculas sequenciadas (cobertura) derivadas de autossomos e cromossomos sexuais em células somáticas de machos e fêmeas. Se as células somáticas de machos fossem XY e de fêmeas X0, seria esperado observar cromossomos sexuais com metade da cobertura de cromossomos autossômicos (já que as células somáticas possuem duas cópias de cada um deles). Como esperado, a cobertura do X em fêmeas era metade daquela observada para os autossomos, mas isso não foi observado para os machos. Neles, cobertura dos cromossomos sexuais não era diferente da cobertura dos autossomos. Essa foi uma das evidências que levaram à conclusão de que machos não possuíam um X e um Y, mas sim dois cromossomos X, um com herança paterna, XP, e outro com herança materna, XM.

O mecanismo de inativação de um dos cromossomos também foi observado nos machos, guardando muita semelhança com mecanismo de silenciamento do X extra de fêmeas de outros mamíferos. Em M. oregoni, a inativação não é aleatória. Em todos os casos, o cromossomo silenciado era o de origem paterna, XP. A presença de genes derivados de Y em ambos os sexos e a substituição do cromossomo Y ancestral por um segundo cromossomo X em machos de M. oregoni poderiam ser explicadas pelo movimento dos genes do Y para o X, seguido pela perda do cromossomo Y. Foram encontradas evidências de fusão do Y ancestral aos novos cromossomos XP e XM. Um outro resultado surpreendente foi a detecção de várias cópias do gene determinante do sexo maculino, Sry, no XM, com herança materna.

Esses resultados revelam um padrão de transformação de um cromossomo sexual que era anteriormente desconhecido nos mamíferos: M. oregoni perdeu seu cromossomo Y e machos possuem dois cromossomos X com pedaços do Y ancestral, XPXM. Surpreendentemente, genes ancestrais masculinos podem ser acomodados em genomas de fêmeas e indivíduos com cariótipo XM0 possuem cópias do gene determinante do sexo maculino, Sry, e expressão de genes derivados do Y. Esse é um mistério ainda a ser respondido: como esses indivíduos evitam a masculinização e se desenvolvem como fêmeas férteis? É possível que ainda encontremos outros sistemas surpreendentes de determinação sexual na natureza e eles poderão nos ajudar a compreender as mudanças cromossômicas subjacentes às diversas formas de se criar dois sexos distintos.

Tatiana Teixeira Torres (USP)

Para saber mais:

– Ilona Miko (2008) Sex chromosomes and sex determination. Nature Education, 1, 108.

Revisão em inglês sobre a descoberta dos cromossomos sexuais e uma breve descrição de mecanismos cromossômicos de determinação sexual em diversas espécies.

– Laura Hake & Clare O’Connor (2008) Genetic mechanisms of sex determination. Nature Education, 1, 25.

Nessa revisão, também em inglês, o foco está nos mecanismos moleculares de diferenciação sexual, com a descrição dos processos e genes envolvidos no desenvolvimento dos indivíduos dos diferentes sexos.

Crédito da imagem: “O cromossomo Y é pequeno em comparação com o X, mas é necessário para manter os níveis de alguns genes altos o suficiente para que os mamíferos sobrevivam”. ANDREW SYRED/SCIENCE SOURCE

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DNA migrante na diversidade e na doença

Além de desbravar novos territórios, os movimentos migratórios humanos trazem consigo uma bagagem muito diversa. Não estamos falando somente de objetos pessoais ou de tradições culturais – as migrações também introduzem variações genéticas pré-existentes, inclusive algumas associadas a doenças. Quais são os impactos dessa introdução de variantes genéticas em populações miscigenadas, como a brasileira? É o que vamos discutir hoje.

A história da humanidade sempre foi marcada pela presença de doenças. Obviamente, quando olhamos para as pandemias de patologias infectocontagiosas, o impacto sobre a sociedade é visível, e seu curso deixa marcas profundas que podem perdurar por séculos. Afinal, milhares ou milhões de mortes são consequências que ficam registradas como uma herança sombria para nos lembrar ao que podemos estar sujeitos. Ao mesmo tempo, a eclosão de catástrofes sanitárias funciona como um motor que empurra as ciências biomédicas no caminho das descobertas sobre os mecanismos responsáveis pelas doenças e das buscas pelos tratamentos. Continue Lendo “DNA migrante na diversidade e na doença”

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Nas teias do social

O que falta para sermos mais que a soma da inteligência das partes?

É comum dizermos que agimos de tal ou qual forma por nossa personalidade impulsiva, ou extrovertida, ou controladora, aparentando assim justificar nossas ações. Podemos até avaliar de forma relativamente precisa aspectos de nossa personalidade. Certos indivíduos são sistematicamente mais extrovertidos que outros, e independentemente do tipo de avaliação que utilizemos, vamos sempre encontrar um ranqueamento estável entre indivíduos: um deles sempre em primeiro, outro sempre em segundo, terceiro, e assim sucessivamente, por exemplo, no quesito extroversão. A existência deste ranque estável indica estabilidade no comportamento, indica a personalidade. A personalidade é parte da explicação de nosso comportamento em geral, inclusive, por exemplo, com relação à pandemia: há indivíduos que sistematicamente se isolam em casa, enquanto outros, muitas vezes, escolhem não se isolar. Claro, muitos fatores contribuem para estas decisões, incluindo impulsionamentos em massa em redes sociais patrocinadas e com perfis falsos, mas o ponto aqui é apenas que a personalidade é um desses fatores. De qualquer modo, em um tema assim delicado, é preciso muito cuidado e atenção: o fato de conseguirmos explicar algo não significa que conseguimos justificar esse algo. Aglomerações e festas no meio de uma das maiores pandemias que o mundo já enfrentou são decididamente atitudes irracionais, e injustificáveis.

Será que a personalidade seria também uma explicação para a diferença entre culturas ou países? Digo, será que a taxa de mortalidade nesta pandemia estaria associada à personalidade do grupo como um todo? Será que faria sentido ranquear os países no quesito ousadia, sendo o Japão sistematicamente menos extrovertido que, por exemplo, o Brasil? Para avaliar esta possibilidade, precisamos primeiro separar a ideia da existência de personalidade em grupo da ideia, um tanto distinta, da existência de personalidade de grupo. A personalidade humana e animal é sempre fruto do ambiente social do indivíduo, e desta forma a minha personalidade certamente varia em função do meu grupo de amigos. De certa forma, minha personalidade é sempre ligada ao meu entorno, pois ela existe só neste grupo específico, ela se funda em interações sociais estáveis e estabelecidas. Minha personalidade não se dá jamais no vácuo, mas sempre em um contexto social que a influencia. Indivíduo e grupo estão entrelaçados, e a esta personalidade individual fundada no social podemos chamar personalidade em grupo. Agora, da existência de personalidade em grupo não decorre que o grupo em si tenha uma personalidade, digamos, autônoma em relação à personalidade dos indivíduos que compõem o próprio grupo: personalidade em grupo não resulta necessariamente em personalidade de grupo. Enquanto a personalidade do indivíduo (que vive em grupo) é medida apenas no indivíduo, a personalidade do grupo é medida apenas no grupo. Isso significa que seria possível existir, por exemplo, um grupo tímido (personalidade do grupo) formado por indivíduos relativamente ousados (personalidade dos indivíduos). Como isso seria possível? E como estudar estes distintos níveis de personalidade?

Como ser humano é sempre muito complicado, cientistas passaram a estudar esta questão em animais sociais mais simples, como abelhas, formigas, aranhas. E como eles fazem isso, como estudam personalidade em animais tão distintos de nós? Muito simples (aliás, simples demais). Separa-se a aranha de seu grupo social, espera-se que ela se habitue ao trauma desta manipulação (volte a andar e explorar seu novo ambiente), para então simular em laboratório um evento em que ela estivesse sendo caçada (simula-se o bater de asas de uma ave predadora). A aranha imediatamente se recolhe, formando uma bolinha de pernas coladas ao corpo, camuflada em um canto qualquer. Alguns indivíduos se recuperam rapidamente do “ataque da ave”, e passam a explorar novamente o ambiente, enquanto outros, sistematicamente, são menos ousados, demoram mais para retomar o normal da vida. Assim, medimos a ousadia de cada indivíduo medindo o tempo para se recuperar do ataque, e mostramos que, sim, aranhas, abelhas, formigas, cupins, e qualquer outra espécie que já tenha sido medida, apresentam personalidade.

Mas falávamos de personalidade de grupo … então, como medir a personalidade de uma colmeia? Para isso, precisamos de uma tarefa que seja coletiva, como, por exemplo, a decisão de um formigueiro entre duas fontes alternativas de alimento, uma mais próxima, outra mais distante. Esta decisão não é nunca tomada por um indivíduo: formam-se trilhas simultâneas para as duas fontes de alimento, e a trilha que recrutar mais formigas vence, o que de certa forma reflete uma democracia curiosa, na qual cada indivíduo vota em uma das opções (segue uma das duas trilhas) sem nunca conhecer simultaneamente as duas. Esta democracia às escuras sintetiza o processo decisório social em muitas das escolhas dos insetos sociais. Sabendo disso, os pesquisadores oferecem um problema para um formigueiro (esta escolha entre duas fontes de alimento) e medem quanto tempo demora para a decisão social. Fazem o mesmo para um segundo formigueiro, e um terceiro, e percebem, repetindo muitas vezes o experimento, que um dos formigueiros sempre é o primeiro a decidir, outro é sempre o segundo, e assim por diante: há um ranque estável entre os formigueiros. A partir de experimentos deste tipo, os pesquisadores concluem que há diferenças estáveis entre os formigueiros, no que se refere ao comportamento social. A estas diferenças, eles denominam personalidade social, que foi evidenciada em inúmeras espécies de insetos e aranhas sociais.

Agora vem nossa pergunta: esta personalidade social reflete a personalidade de grupo, a existência de um novo nível de organização acima do indivíduo, ou reflete simplesmente a personalidade dos indivíduos? No primeiro caso, teríamos de fato uma organização social tal que seria a sociedade que controlaria as interações entre os indivíduos, de modo que os indivíduos seriam apenas peões agindo cegamente em um jogo no qual a estratégia global vencedora não estaria no cérebro dos indivíduos, mas sim na organização de suas interações. No segundo caso, a organização das interações seria apenas um subproduto da ação dos cérebros individuais: não haveria uma macro-estrutura que se superporia às decisões dos indivíduos.

O problema é que o resultado dos estudos com personalidade em insetos sociais não nos permite distinguir entre as duas situações acima: os resultados são compatíveis tanto com a existência, quanto com a inexistência de uma macro-estrutura organizando as interações. Assim, temos que ser mais precisos para distinguir a existência de níveis superiores de organização social.

Foi exatamente essa análise precisa e minuciosa das interações sociais que foi publicada recentemente por nosso grupo de pesquisa. Quando analisamos as interações dentro do formigueiro, ou dentro da colmeia, verificamos que em nenhuma das espécies estudadas existe um nível de organização social que autonomamente manipula as decisões dos indivíduos, fazendo-os trabalhar, por assim dizer, por uma causa maior. Formigueiros, cupinzeiros, colmeias, estas estruturas não são super-organismos, ao menos no sentido de terem uma mente social que controla as mentes de seus indivíduos. Elas não apresentam um nível superior (ao do indivíduo) com autonomia para tomar decisões pelo coletivo. Elas constituem, sim, processos emergentes complexos, ou seja, processos cujo resultado global não é previsível a partir apenas do comportamento de suas partes.

Processos cognitivos emergentes certamente aumentam de forma não linear a percepção e inteligência do conjunto. No entanto, esses processos emergentes auto-organizados, por complexos que sejam do ponto de vista dos indivíduos, são simples demais do ponto de vista do funcionamento social. Uma trilha de saúva (um processo emergente) é uma estrutura social auto-organizada, imprevisível do ponto de vista do indivíduo, e que amplia de forma não linear a eficiência do forrageamento (coleta de folhas) ao uniformizar o comportamento dos indivíduos ao redor de uma atividade.

No entanto, do ponto de vista do funcionamento social, uma trilha é uma estrutura simples, e para que haja cognição neste nível social teríamos que ter trilhas inter-comunicantes criando estruturas de retroalimentação entre elas. A escolha entre fontes de alimento, entre duas ou mais trilhas, se dá muitas vezes sem troca de informação entre as trilhas, que são assim quase que independentes umas das outras. Para haver cognição propriamente social teríamos que ter uma teia de trilhas (ou outras atividades sociais auto-organizadas) que formasse uma superestrutura. Uma superestrutura que integrasse informações distintas e conduzisse a um processo decisório social unificado e autônomo (em relação às decisões de cada indivíduo). Sem uma superestrutura informacional, não há um desacoplamento das decisões coletivas em relação às decisões individuais, e assim são efetivamente os indivíduos, e não um coletivo autônomo, que estão no comando. Há personalidade nos indivíduos, mas o coletivo, o coletivo ainda parece mudo … será que, no fundo, não somos em muito semelhantes a essas formigas?

Hilton Japyassú

Para saber mais

Briffa, M., & Weiss, A. (2010). Animal personality. Current Biology, 20(21), R912-R914.

Carere, C., & Locurto, C. (2011). Interaction between animal personality and animal cognition. Current Zoology, 57(4), 491-498.

Japyassú, H. F., Neco, L. C., & Nunes-Neto, N. (2021). Minimal organizational requirements for the ascription of animal personality to social groups. Frontiers in Psychology, 11, 3586.

Webster, M. M., & Ward, A. J. (2011). Personality and social context. Biological reviews, 86(4), 759-773.

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O Renascimento Científico das Mulheres Guerreiras

A historiografia tradicional tem se centrado em figuras masculinas como centrais no apogeu de diversas civilizações, no entanto novas evidências científicas apontam mulheres guerreiras e caçadoras em diferentes tempos e lugares.

Em 1890, um rico herdeiro inglês, há tempos inspirado pela mitologia grega, comprou grande parte da ilha de Creta, na Grécia, obstinado a encontrar o labirinto do Minotauro. Ao final de alguns anos de trabalho, Sir Arthur Evans encontrou uma civilização antiga desconhecida, a que ele nomeou minoicos. No sítio arqueológico de Cnossos, são marcantes os indícios de que essa era uma civilização onde as mulheres tinham grande prestígio e poder. No entanto, ao escrever os seus achados em uma vasta coleção de livros, nada sobre essas evidências foi mencionado. Para piorar, Evans reconstruiu uma imagem de um príncipe minoico com restos do que seriam diferentes estátuas masculinas. Seria esse comportamento mal-intencionado? Desonesto? Talvez. No entanto, é mais provável que Arthur Evans fosse apenas uma construção do seu tempo, um senhor de posses inglês descrevendo seu novo mundo dentro dos parâmetros vitorianos, onde as mulheres não eram figuras principais, e sim decorativas.

A percepção sobre outras culturas sempre terá um viés introduzido por nós mesmos, nossa cultura, nossos valores. Pensem nas invasões dos vikings na Europa Ocidental. Ou nos povos astecas defendendo seu território de invasores estrangeiros. E por último em mongóis lutando contra o império chinês. Posso assumir com certa segurança que a maioria de vocês pensou em homens, altos, fortes e armados. O nosso contexto cultural foi moldado por homens guerreiros e mulheres na sombra das guerras, pois contar a história dessa maneira é reafirmar a dominação por mais algumas gerações a serem educadas.

A novidade é que, com auxílio de novas ferramentas analíticas, diversas descobertas têm apontado para a existência de mulheres guerreiras, e poderosas, em várias das grandes civilizações que nos precederam. Em 1878, uma ossada foi encontrada na Suécia, junto com diversas armas. Enterramentos dessa natureza na sociedade viking eram reservados a guerreiros de alta hierarquia. Assumiu-se, então, que se tratava de um importante guerreiro viking, até análises de DNA realizadas em 2017, quase um século e meio depois da descoberta, revelarem que se tratava de uma mulher. Esse foi o primeiro indício que apontava indubitavelmente para a presença de uma líder guerreira viking. Em outra parte do mundo, e algum tempo antes da era viking, na dinastia chinesa Wei do Norte (386-557 d.C.), a lenda de Hua Mulan começou a ser contada. Tratava-se da história de uma jovem, vestida de homem, que toma o lugar do seu pai no exército para ir à guerra. Essa história foi retratada em animações e várias outras produções. No entanto, até recentemente não havia nenhuma comprovação de mulheres guerreiras nos exércitos imperiais chineses, até a descoberta de dois esqueletos femininos na Mongólia, pertencentes ao período Xianbei (147-552 d.C.). Esse período é conhecido pela fragmentação política e diversas revoltas que teriam dado origem à lenda de Mulan. Outro sepultamento encontrado há algumas décadas já apontava para a presença de uma dezena de mulheres guerreiras na Mongólia, mas não foi respaldado pela comunidade científica da época. Recentemente, começaram a ser revelados indícios mais antigos da presença de mulheres guerreiras, como esqueletos eurasianos de mulheres citas, do século 5 a.C. Os citas eram uma importante sociedade nômade guerreira neste período, que se expandiu pelo leste da Europa. Os indícios mais antigos de mulheres caçadoras vêm da América, e datam de 9 mil anos antes do presente, nas terras altas da América do Sul. Estudos arqueológicos dos sítios andinos mostram que esta parecia ser a regra, e não a exceção, sendo que mulheres caçadoras deveriam ter representado cerca de 50% dos caçadores do Paleolítico.

Existem outras evidências de transferência cultural em estudos científicos, ou seja, de situações em que um conceito da sociedade da época se sobrepõe às evidências científicas. Um exemplo é encontrado no pensamento colonialista, intensificado a partir do século XV, com a fundamentação científica e religiosa do racismo. Antes disso, o pensamento aristotélico já havia colocado as mulheres à margem da sociedade. Organizando a natureza de maneira hierárquica, os gregos estabeleceram a ideia da mulher como um ser inferior. O Renascimento, que foi profundamente influenciado pelas ideias de Aristóteles, firma e estabelece a ideia do corpo feminino como menos desenvolvido que o masculino – que seria o corpo ideal. No século XIX, Charles Darwin mencionava em seus escritos uma fraqueza intelectual das mulheres quando comparadas aos homens. Darwin, nesse contexto, apenas expressava sua criação religiosa e vitoriana em suas ideias. O século XIX foi intensamente marcado pelo determinismo biológico, ideia segundo a qual desigualdades sociais poderiam ser justificadas por características fisiológicas e genéticas. Nessa época crescia o interesse por raça e sexo, mas não como objeto de estudos científicos, e sim para justificar a inferioridade de pessoas que não fossem homens cis brancos.

Embora a ciência tenha tido seus percalços, sendo direta e indiretamente responsável por atrocidades e condutas duvidosas, é inegável que nenhuma instituição na História teve mais impacto no bem-estar social do que a ciência. Nessa época de revisões dos apagamentos, como é o caso das mulheres guerreiras, e de eventuais cancelamentos, a importância da ciência e de seus interlocutores deve ser ponderada por seu papel no desenvolvimento social e por sua natureza revolucionária e com extenso potencial de autorreformulação.

Tábita Hünemeier

IB/USP

PARA SABER MAIS

Fuentes A. (2012) Race, Monogamy, and Other Lies They Told You – Busting Myths about Human Nature. University of California Press, 277p.

Saini A. (2017) Inferior: How Science Got Women Wrong and the New Research That’s Rewriting the Story. Beacon Press. 224p.

Fonte da imagem: https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/7/2019/03/PMB68F-56729d1.jpg?webp=true&quality=90&resize=620%2C413

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Vai um cafezinho aí?

Quando ouvimos a palavra “café” muitas coisas vem à nossa cabeça, de modo geral coisas muito agradáveis, não é mesmo? Pode ser um ambiente acolhedor, um mimo de vó, uma conversa interessante em um ambiente agradável, o início de um dia. Aqui na Bahia, falamos com frequência: “vamos tomar um café lá em casa”, ao convidar uma amiga ou amigo para um encontro familiar. Só de pensar as vezes já podemos até sentir o aroma agradável. Pois é, o café está relacionado a rituais diários que muita gente. Esta infusão de cor escura, de aroma e sabor complexo, também está associada a produtividade e ao trabalho. Para fazê-la precisamos dos grãos torrados e moídos, mas de onde vêm esses grãos? Pois é, neste post vamos conhecer um pouco mais sobre as plantas que dão origem a esses grãos. Vamos lá?

Segundo o World Atlas, depois do petróleo o café é a segunda maior commodity a ser negociada. Esta informação é controversa, mas o fato é que mesmo não sendo a segunda, o café está entre as 5 primeiras commodities mais negociadas no mundo. Foi estimado que em 2016 aproximadamente US$ 19 bilhões foram movimentadas pelo seu comércio. O café é a terceira bebida mais consumida, água e chá são as duas primeira no ranking. Aproximadamente meio trilhão de xícaras são consumidas anualmente no mundo. O Brasil é responsável por cerca de um terço da produção de café anual (aproximadamente 2,5 milhões de toneladas métricas, sendo o maior exportador de café do planeta. Com mais de três bilhões plantas de café e com mais de cinco milhões de trabalhadores empregados nas atividades agrícolas, lideramos a produção de café há 150 anos. No Brasil mais de 1,8 milhões de hectares de terra são destinados ao cultivo do café gerando em 2019 uma receita de 19,3 bilhões de reais. Em Minas Gerais, Espírito Santo, São Paulo e Bahia está a maior parte da produção de café do País. A variedade arábica ocupa a maior parte da área plantada por café no Brasil, aproximadamente 1,5 milhões de hectares. É importante ressaltar que nem todo o café produzido no mundo é destinado a produção o consumo de café como bebida. Parte da produção é destinada à extração de cafeína para a produção de fármacos e estimulantes. Sem dúvidas, o café é muito importante para a economia global, para hábitos e rituais diários historicamente.  Mas… o que são essas variedades de café? Como podemos compreender melhor a sua diversidade, evolução e ecologia?

A planta do café pertence ao gênero Coffea, que tem mais de 120 espécies. A evolução deste gênero está associada à variação do tamanho do seu genoma e à pequenas alterações cromossômicas. As espécies mais conhecidas deste gênero são Coffea arabica, conhecida popularmente como “arábica” e Coffea cenephora, conhecida como “robusta”. Estas duas espécies são responsáveis por de 60 a 80% e 20 a 40% da produção mundial de café, respectivamente. Estudos apontam uma origem recente para a espécie C. arabica. Evidências moleculares relacionadas à distribuição geográfica atual indicam que esta espécie é fruto do cruzamento entre C. canephora e C. eugenioides. Hoje também utilizamos o conhecimento sobre as características das plantas para induzir o cruzamento entre plantas para melhoria da produção, dando origem ao que chamamos de variedades de café. Neste post aqui do Darwinianas, Ana Almeida explica a importância do cruzamento entre linhagens distintas para produção agrícola mundial. Para produtores e comerciantes de café essas variantes fazem toda diferença. Para muitos consumidores também, especialmente aos aficionados por cafés “especiais” (falaremos um pouco mais sobre isso ainda neste post). As variedades de café, apresentam cores, aromas e sabores muito diferentes. Algumas variedades são extremamente valorizadas, como por exemplo o café Blue Mountain, da Jamaica, por características própria das plantas, mas também por influência dos locais de plantio, que conferem características próprias aos frutos e consequentemente, aos grãos. Algumas variedades, no entanto, são mais valorizadas devido ao seu modo de produção. Um outro aspecto super importante para a biologia do café é a produção de cafeína (e seu efeito sobre a saúde humana), mas isso será assunto para um próximo post aqui no Darwinianas.

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Figura 1 – Planta de café da espécie C. arabica florida (A) e com frutos (B). Créditos: A – Marcelo Corrêa e B – Forest & Kim Starr, ambas em https://en.wikipedia.org/wiki/Coffea_arabica.

Grãos de café podem ser extremamente caros. O café mais caro do mundo é o Black Ivory (Marfim Negro, na tradução literal, Figura 2), podendo custar R$ 18.254,70 o Kilo! Isso mesmo, mais de dezoito mil reais!!! Preço em reais baseado na cotação do dólar a 5,48 reais, no dia em que escrevo este post (24 de abril de 2021). Para produzir este café, coletores do norte da Tailândia buscam grãos de café arábica em fezes de elefantes. Os frutos do café são consumidos por elefantes e parcialmente digeridos, depois disso as sementes passam por um processo de lavagem e secagem, depois a torra, como nos outros tipos de café. Além de elefantes, outros animais também são usados para produzir café. O Kopi Luwak ou café civeta, é produzidos a partir das fezes da civeta na Indonésia. O café Jacu, é produzido a partir de fezes de aves Jacu, que vivem em regiões de Mata Atlântica, esse café é majoritariamente produzido no Espírito Santo, aqui no Brasil. A produção de café a partir de fezes de animais é controversa, pois muitas vezes envolve a manutenção de animais em cativeiros, muitas vezes sob mals tratos. Os elefantes da Tailândia são exceção, pois vivem em reservas, o que dificulta muito o acesso dos coletores às fezes, encarecendo o produto. 

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Figura 2 – Frutos de café Black Ivory. Esses frutos foram coletados em fezes de elefantes no norte da Tailândia. Crédito: Blake Dinkin (https://en.wikipedia.org/wiki/Black_Ivory_Coffee)

Essa produção “peculiar” de café chama muito a nossa atenção, não é? Parece muito estranho consumir um produto que foi produzido a partir do cocô de animais. É fácil também termos um sentimento de empatia por esses animais selvagens “escravizados” em jaulas vivendo para comer e defecar, não é? Sim, mas isso também pode nos fazer pensar sobre duas coisas: 1) sobre como é o processo de produção de café e por quê fazemos questão de ter tanto trabalho para usar grãos defecados; e 2) sobre os possíveis impactos e soluções ambientais para um consumo de café mais sustentável e consciente.

Vamos começar pelas etapas de produção de café. Ao ser colhido, processo que demanda trabalho manual de milhões de trabalhadores, o café pode ser selecionado e então passa por um processo de secagem. Esse processo pode ser antecedido por um processo de remoção da polpa ou não. Os grãos secos então são armazenados, transportados e depois torrados para consumo. Aqui, não posso deixar de falar sobre o meu querido tema, a microbiota. Em diversas destas etapas sabemos que os microrganismos são fundamentais. Neste estudo, os autores abordam revisam o conhecimento atual sobre a diversidade microbiana (ou seja, microbiota ou microbioma) relacionado à produção de café. Neste post quero ressaltar que em diversas etapas da produção de café este conhecimento é muito importante. A figura 3 resume a cadeia de produção de café, da produção das sementes ao consumo. Entender como os microrganismos estão envolvidos no processo, levará ao entendimento de pontos críticos para controlar o processamento, manipulação da qualidade do café, o manejo de doenças e contaminação por fugos produtores de Ocratoxina A (ilustrado com estrelas).  Sabemos que a microbiota do trato digestivo de diversos animais é extremamente importante o processo digestivo, liberando uma série de enzimas e produzindo nutrientes. Isto não é diferente para a digestão de café produzido a partir da fermentação dentro do trato digestivo de animais, como o elefante e o jacu.

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Figura 3 – Cadeia de produção do café. As estrelas representam pontos críticos para o estudo da microbiota. Figura adaptada de Vaughan e colaboradores, 2015.

A grande maioria do café produzido e consumido no mundo vêm de sistemas de agricultura intensiva de grande porte, em monoculturas de grandes propriedades, com alto consumo de água, de fertilizantes e defensivos agrícolas (conhecidos como agrotóxicos). Apesar de ter uma grande importância econômica e cultural, sabemos que essas práticas não são amigáveis à biodiversidade. Além disso, no Brasil, o grande centro produtor de café fica no Vale do Paraíba, centenas de milhares de hectares de Mata Atlântica foram derrubados para dar espaço à produção de café na década de 1830. Para abrir espaço para as plantações, os produtores na época usavam fogo, que na maioria das vezes era descontrolado (como o que observamos recentemente no Pantanal). Como consequência, por exemplo a cidade do Rio de Janeiro chegou a enfrentar problemas de abastecimento de água, pois as nascentes que ficavam na Floresta da Tijuca secaram. Hoje a supressão de mata nativa, seja Mata Atlântica ou Cerrado, não é mais um grande problema na produção de café, como é para produção de gado ou soja. Isso quer dizer que não há solução? Que você deve se sentir culpado por consumir essa infusão tão especial? De jeito nenhum. Há uma série de alternativas. O café pode ser produzido em sistemas de agroflorestas (SAFs), junto com outras plantas. O café sombreado é bem conhecido e extremamente valorizado. Existe um investimento grande em produção de cafés orgânicos e biodinâmicos, recebendo selos de sustentabilidade ambiental e responsabilidade social. Atualmente, grande parte desses cafés mais amigáveis a biodiversidade são exportados ou são classificados como “cafés especiais”, que ainda tem um custo elevado para a maioria dos consumidores brasileiros.

Beber café é uma tradição, é um ato que envolve uma atmosfera especial. Nós, entusiastas por café, podemos ser agentes influenciadores de mudanças importantes para a biodiversidade. Por exemplo, aumentar a demanda por produtos de qualidade pode impulsionar a redução de custos desses produtos. Podemos também podemos reduzir o consumo, muitas vezes excessivo, de cafés de baixa qualidade. Será que isso possibilitaria a conversão de áreas de agricultura intensiva para sistemas mais biodiversos?

Pedro Milet Meirelles

Laboratório de Bioinformática e Ecologia Microbiana

Instituto de Biologia da UFBA

meirelleslab.org

Para Saber mais:

Martins, Ana Luiza. História do café. Editora contexto, 2012.

Dados sobre a produção de café podem ser encontrados no Observatório do Café:  http://www.consorciopesquisacafe.com.br/index.php/consorcio/separador2/observatorio-do-cafe

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Fertilização em animais e plantas: as semelhanças são muito mais do que meras coincidências

Estudo recente revela que plantas e animais utilizam mecanismos semelhantes para garantir que a fertilização ocorra de maneira adequada, dando origem a um zigoto viável.

A reprodução sexuada tem um papel importante na manutenção das linhagens evolutivas da grande maioria dos animais e das plantas. Através da reprodução sexuada, gametas se fundem para a produção de um novo organismo que possui uma mistura do material genético dos pais. Durante a reprodução sexuada, a fusão dos gametas materno e paterno, ou fertilização, é uma etapa essencial para a produção de um zigoto viável, e é controlada, em plantas e animais, por vários mecanismos que aumentam as chances de que esse processo ocorra de forma adequada. Sabemos bastante a respeito dos processos que regulam a fertilização em animais, porém, muitos dos mecanismos envolvidos na fertilização de plantas ainda são desconhecidos. Na grande maioria dos animais, a fertilização resulta na penetração de apenas um gameta masculino (esperma) no gameta feminino (óvulo), fenômeno chamado de monospermia. Alguns grupos animais, incluindo pássaros, répteis e anfíbios, exibem polispermia fisiológica, fenômeno no qual vários gametas masculinos são capazes de penetrar o gameta feminino. No entanto, mesmo durante a polispermia fisiológica, apenas o núcleo de um único gameta masculino é capaz de fundir com o núcleo do óvulo, garantindo assim a reconstituição do genoma da espécie e a formação de um zigoto viável. Continue Lendo “Fertilização em animais e plantas: as semelhanças são muito mais do que meras coincidências”

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A evolução da visão bilateral: quando cada olho passou a estar conectado aos dois lados do cérebro

Nossa percepção visual é tridimensional: largura, altura e profundidade. Distinguimos largura e altura de acordo com a posição da imagem de um objeto na nossa retina, e profundidade de acordo com a diferença de posição em cada olho. Coloque seu dedo na frente do rosto a quinze centímetros e feche um olho. Depois, abra esse olho e feche o outro, sem mover o dedo. O dedo parece se mover, pois está sendo visto de uma posição relativamente diferente. Quanto mais próximo do rosto, mais evidente esse efeito. Nosso cérebro usa essa diferença para criar a percepção de profundidade. Continue Lendo “A evolução da visão bilateral: quando cada olho passou a estar conectado aos dois lados do cérebro”

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O que é ciência, afinal?

Se as pessoas entendessem mais como a ciência funciona, o conhecimento científico poderia tanto ser usado de modo mais proveitoso e justo na sociedade, quanto poderia ser submetido a crítica mais informada. Para alcançar esse entendimento, é necessário criar condições para que aprendam sobre a natureza das ciências. Nesta postagem, apresentamos uma visão sobre a natureza das ciências que faz jus às suas pluralidade e complexidade.

O mês de março foi o primeiro em que um de nós (C. El-Hani) ministrou aulas de forma remota. Em princípio, a expectativa não era das melhores, por uma antecipação das dificuldades e dos problemas dessa modalidade de ensino. No entanto, um curso que se estendeu por todo o mês, Introdução à Teoria Ecológica, Aplicação e Valores, do Programa de Pós-Graduação em Ecologia da UFBA, que também envolveu os professores Pavel Dodonov e Cláudio Reis, terminou por ser uma das experiências mais ricas e interessantes de sua carreira docente. Malgrado todas as dificuldades que temos vivido, não é pouca coisa poder dizer isso quase aos trinta anos de docência. Continue Lendo “O que é ciência, afinal?”

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A origem e evolução do sexo nos eucariontes

A capacidade de realizar sexo é muito comum entre seres vivos. Quando teria surgido, na história da vida na terra? Uma forma de responder essa questão é investigar quais organismos carregam os genes essenciais para o sexo. Tais pesquisas trouxeram surpresas, revelando que mesmo entre organismos que não parecem recorrer ao sexo, a maquinaria genética para esse mecanismo está presente.

Você sabia que o sexo surgiu há mais de 1.2 bilhão de anos e é uma característica que já estava presente no último ancestral de todos os eucariontes (organismos que apresentam células com organelas e núcleo, no qual o DNA fica restrito)? Isso mesmo, o ancestral comum de animais, plantas, fungos, amebas, ciliados, e demais eucariontes, muito provavelmente já era capaz de realizar sexo, e essa capacidade foi herdada pelos diversos grupos de eucariontes viventes que conhecemos hoje. Mais que isso, muitos dos eucariontes que hoje são considerados assexuados são, na verdade, muito provavelmente capazes de realizar sexo, mas isso nunca foi observado por falta de estudos. Mas vamos por partes: neste post vamos entender o que é sexo do ponto de vista evolutivo, para então identificar algumas premissas que nos permitem estudar a origem e evolução desse mecanismo.   

Para começar precisamos definir o que é sexo. Simplificadamente, do ponto de vista evolutivo, sexo é entendido como um ciclo que envolve uma etapa de fusão nuclear (cariogamia) e uma etapa de meiose com recombinação gênica. É por meio desse ciclo que diversos grupos de eucariontes apresentam alternância de ploidia (número de cromossomos presentes em uma célula); enquanto a fusão nuclear leva a um aumento de ploidia a meiose gera uma diminuição (Figura 1). Vale ressaltar, que nesse contexto, sexo não é sinônimo de reprodução, já que em muitos eucariontes sexo não está diretamente vinculado a geração de um descendente; por exemplo, ciliados como o Paramecium aurelium realizam sexo em uma fase do ciclo de vida, enquanto se reproduzem por meio de divisão (fissão) celular em uma outra fase. A partir dessa definição de sexo podemos estabelecer algumas premissas necessárias para os estudos evolutivos.


Figura 1. Esquema ilustrativo da definição de sexo no contexto dos estudos evolutivos. Sexo é um mecanismo clíclico que envolve etapas de fusão nuclear e meiose. Para visualizar essa definição de sexo podemos considerar o exemplo da espécie humana. Nos humanos, sexo é a fusão dos núcleos de duas células gaméticas (óvulos e espermatozoides) haploides de 23 cromossomos (23C) que dá origem a um organismo com células somáticas diploides com 46 cromossomos (46C). Por sua vez, as células gaméticas haplóides (23C) são geradas a partir da diminuição de ploidia de células somáticas diploides (46C) por meio da meiose. Vale ressaltar que a recombinação gênica é um evento intrínseco à meiose, já que uma das etapas da meiose envolve o pareamento e permutação gênica crossing-over) entre cromossomos homólogos e outra envolve a reorganização de cromossomos maternos e paternos em uma nova combinação. Tal recombinação gênica contribui com o aumento da variabilidade genética, que é uma das consequências mais notórias do sexo.    

Duas premissas são centrais para estudar a origem e evolução do sexo: (i) A origem evolutiva do sexo em uma linhagem de organismos está vinculada à origem de aparatos moleculares (genes e proteínas) envolvidos com a cariogamia e a meiose; (ii) Os organismos sexuados devem ter em seus genomas genes que compõem aparatos moleculares envolvidos com a cariogamia e meiose. Dessas premissas deriva a seguinte constatação: a presença de aparatos moleculares específicos da cariogamia e meiose no genoma de um grupo de organismos sugere que esse grupo é capaz de realizar sexo. Nessa perspectiva, organismos assexuados não devem apresentar aparatos específicos da cariogamia e meiose. Logo, fica evidente a relevância de estudos comparativos para identificar e descrever os genes envolvidos na meiose e cariogamia dos diversos eucariontes sexuados.

Décadas de estudos com diversos eucariontes identificaram os genes que codificam as proteínas que compõem o aparato molecular necessário para o sexo (cariogamia + meiose). Desses estudos, estabeleceu-se uma lista de genes que são específicos para meiose e que são denominados de ‘kit de ferramentas da meiose’ (do inglês meiosis toolkit). Interessantemente, os genes do ‘kit de ferramentas da meiose’ são compartilhados por amebas, fungos, animais, plantas, ciliados, e vários outros grupos de eucariontes. Por conta disso, infere-se que o último ancestral comum de todos os eucariontes (o LECA, do inglês Last Eukaryotic Common Ancestor) já apresentava o ‘kit de ferramentas da meiose’ (Figura 2). Mais que isso, é do LECA que os diversos grupos viventes de eucariontes herdaram (e conservaram) o aparato molecular envolvido na meiose, assim como a capacidade de realizar sexo. Por sua vez, o aparato molecular envolvido na meiose com recombinação gênica evoluiu de um aparato ancestral que, em Archaeas, são responsáveis em reparar danos no DNA; a partir de genes ancestrais relacionados com o reparo de DNA, duplicações e diversificação gênica deram origem aos genes que compõem o ‘kit de ferramentas da meiose’.

Figura 2. Árvore simplificada da relação de parentesco entre o grupo dos eucariontes (laranja) e demais domínios da vida (Archaea e Bactéria). Atualmente, os eucariontes são classificados em vários grandes grupos, como as Archaeplastida, que inclui as plantas e diversas algas, Obazoa, que inclui os fungos, animais e diversos representantes unicelulares, e Amoebozoa, que inclui diversos grupos de organismos amebóides. Todos os grandes grupos de eucariontes apresentam linhagens de organismos que têm em seus genomas os genes do ‘kit de ferramentas da meiose’ (KFM) que estão envolvidos com o sexo. A partir disso, é possível inferir que o último ancestral comum de todos os eucariontes (LECA) apresentava os genes do ‘kit de ferramentas da meiose’ e provavelmente já era sexuado. Inferências atuais baseadas em análises de relógio molecular sugerem que o LECA viveu entre 1.2 e 1.9 bilhão de anos atrás, logo a origem dos genes que compõem o ‘kit de ferramentas da meiose’, assim como o sexo, ocorreu em um período anterior a esse. Os traços coloridos na figura representam genes que compõem o ‘kit de ferramentas da meiose’.

Disso tudo podemos tirar alguns aprendizados gerais: (i) No contexto evolutivo, sexo é definido como um ciclo composto por cariogamia e meiose; (ii) Infere-se que o último ancestral de todos os eucariontes (o LECA) já era sexuado; (iii) Dado um LECA sexuado, todos os grupos de eucariontes potencialmente herdaram o aparato molecular necessário para a realização de sexo e devem ser considerados sexuados até que se prove o contrário (Hofstatter e Lahr, 2019); (iv) Ser assexuado é uma característica secundária (derivada) de grupos de eucariontes que perderam a capacidade ancestral de realizar sexo. Corroborando essas conclusões, tem sido demonstrado que vários grupos de microrganismos eucariontes, tradicionalmente descritos como assexuados, apresentam em seus genomas o aparato molecular necessário para a meiose e cariogamia e são capazes de realizar sexo em alguma fase do seu ciclo de vida, o que não havia sido observado anteriormente por falta de estudos. Portanto, dado que “ausência de evidência não é evidência de ausência”, e que na perspectiva evolutiva o sexo é uma característica ancestral que foi conservada por diversas linhagens de eucariontes, podemos esperar que muitos outros organismos “assexuados” pouco estudados sejam futuramente demonstrados capazes de realizar sexo, sendo o sexo uma regra, e não uma exceção, na história evolutiva dos eucariontes.

Alfredo L. Porfírio de Sousa (USP)

Para saber mais:

 Ficou curioso em saber quais são os tais genes do ‘kit de ferramentas da meiose’ dos eucariontes e o contexto no qual foram relacionados a evolução do sexo? Indico uma olhadinha no artigo “Using a meiosis detection toolkit to investigate ancient asexual ‘scandals’ and the evolution of sex” (Schurko e John, 2008). Se quiser mais detalhes quanto ao ancestral de todos os eucariontes (o LECA) ser sexuado e o sexo ser bem mais comum em eucariontes do que imaginado antes, indico dar uma espiada nos artigos “Sex is a ubiquitous, ancient, and inherent attribute of eukaryotic life” (Speijer e colaboradores, 2015), “All Eukaryotes Are Sexual, unless Proven Otherwise” (Hofstatter e Lahr, 2019) e “The Sexual Ancestor of all Eukaryotes: A Defense of the ‘Meiosis Toolkit’” (Hofstatter e colaboradores, 2020).

 

Hofstatter, P. G., & Lahr, D. J. (2019). All Eukaryotes Are Sexual, unless Proven Otherwise: Many So‐Called Asexuals Present Meiotic Machinery and Might Be Able to Have Sex. BioEssays, 41(6), 1800246.

Schurko, A. M., & Logsdon Jr, J. M. (2008). Using a meiosis detection toolkit to investigate ancient asexual “scandals” and the evolution of sex. Bioessays, 30(6), 579-589.

Hofstatter, P. G., Ribeiro, G. M., Porfírio‐Sousa, A. L., & Lahr, D. J. (2020). The Sexual Ancestor of all Eukaryotes: A Defense of the “Meiosis Toolkit” A Rigorous Survey Supports the Obligate Link between Meiosis Machinery and Sexual Recombination. BioEssays, 42(9), 2000037.

Speijer, D., Lukeš, J., & Eliáš, M. (2015). Sex is a ubiquitous, ancient, and inherent attribute of eukaryotic life. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(29), 8827-8834.

Foto de capa: https://www.eurekalert.org/multimedia/pub/256910.php

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Com a evolução não se brinca

Os vírus, assim como outros seres vivos, evoluem. Nesse processo, a seleção natural pode torná-los mais infecciosos, mais resistentes a drogas, ou mais capazes de burlar as vacinas. As ações que nós tomamos podem influenciar a chance de o processo evolutivo tomar esse rumo indesejável.

O material genético do coronavírus que hoje circula pelo mundo causando a COVID tem várias diferenças em relação àquele que começou a se espalhar no final de 2019. Essa transformação resulta de mutações, que são erros que ocorrem quando o material genético é copiado. Algumas das mutações que surgiram se tornaram comuns. As linhagens do coronavírus, como a P.1, que se torna cada vez mais comum no Brasil, são definidas pela combinação de mutações que acumularam. A mudança na composição genética de uma espécie ao longo do tempo é uma forma de definir a evolução. Assim como outros seres vivos, o vírus evolui.

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Mentes e mentiras ideológicas

O desejo individual cria a ideologia, ou apenas reflete o espírito de nosso tempo?

Estamos em um momento em que a ideologia liberal ultra-individualista tem angariado vitórias expressivas, aliada que está ao conservadorismo, a um certo patriotismo que identifica a nação à sua própria bolha social, e a uma ativa e propositiva rede de milícias digitais. Mas as ideologias também existem em outras direções, por exemplo, resistem socialismos, usualmente associados a uma defesa de minorias e direitos coletivos, bem como a uma sujeição do indivíduo ao grupo. Mas ideologias afinal refletem uma realidade
social, ou produzem esta realidade? Os indivíduos escolhem suas ideologias em um cardápio de possibilidades, ou são as ideologias que selecionam e moldam indivíduos à sua imagem e semelhança? Na pesquisa científica, a seta que aponta do indivíduo ao social (à ideologia) é conhecida como estratégia de pesquisa partindo de baixo, de níveis inferiores, para níveis superiores de organização. Já a seta que aponta a causalidade partindo das ideologias e atingindo os indivíduos é conhecida como estratégia de pesquisa de cima, da organização social, para os níveis inferiores de organização, e esta segunda estratégia deixa implícito que o indivíduo é em geral um peão conduzido por regras sociais que o suplantam e o superam.

O medo de perder a individualidade, o medo de ser apenas um peão, a vontade de que o indivíduo, de que eu consiga virar as regras do jogo social impondo minha própria lei, superando assim as adversidades da vida em grupo, é esta vontade de potência e afirmação do indivíduo que está na raiz do capitalismo liberal. Já na raiz das ideologias mais socializantes temos o desejo de conformidade, de desaparecer na multidão, a vontade de fazer parte de algo maior e justificar sua existência individual através do coletivo, o entendimento de que o todo é maior que a soma de suas partes. Mas, novamente, é o desejo individual que cria a superestrutura social ou, ao contrário, nossos desejos apenas refletem o espírito de nosso tempo ou, para sermos mais comedidos, são fruto da dinâmica de nossa bolha social?

A relação entre as capacidades cognitivas e personalidade de um indivíduo com a ideologia que ele abraça (ou que o envolve) pode ser analisada empiricamente, aliando testes, que avaliam a capacidade cognitiva, a questionários objetivos, que medem afinidades ideológicas. Foi exatamente o que fez o pesquisador Leor Zmigrod e uma equipe de psicólogos, em um estudo recente publicado na prestigiosa Philosophical Transactions of the Royal Society. Eles partiram de dados coletados em três estudos prévios, com uma grande amostra de 522 norte-americanos. Assim, foram previamente investigadas algumas habilidades cognitivas básicas: precaução, velocidade de percepção, velocidade de acúmulo de evidências, desconto temporal (a capacidade de deixar para depois uma gratificação, visando seu possível posterior aumento), e uso estratégico de informação. Foram também previamente quantificados 12 traços de personalidade, avaliando tendência a assumir riscos financeiros, assumir riscos sociais, apresentar controle emocional, perseguir objetivos, impulsividade, entre outros. Em uma sub-amostra de 334 desses indivíduos anteriormente estudados, os autores então aplicaram novos questionários, avaliando as crenças religiosas, o nacionalismo, as inclinações político-ideológicas, e o grau de dogmatismo. Seu objetivo, ao final, era buscar fatores cognitivos e traços de personalidade que fossem preditivos da orientação ideológica de um indivíduo.

Percebam de cara que os resultados do estudo podem ter aplicações assustadoras, visto que muitos desses testes cognitivos poderiam ser aplicados sub-repticiamente, enquanto jogamos online, por exemplo, ou enquanto respondemos a questionários aparentemente inofensivos (quiz) em redes sociais. A popularização de um poder assim imenso pode tornar coisa do dia-a-dia escândalos como o terrível caso da Cambridge Analytica, a empresa que usou dados do Facebook para manipular um importante referendo popular, determinando assim nada mais nada a menos que a separação do Reino Unido da União Européia.

Os resultados do estudo de fato sugerem que um poder ainda maior está ao alcance de muitos. Quando comparados a pessoas de ideologia mais à esquerda, conservadores nacionalistas são, em termos cognitivos, mais cautelosos, fazem mais desconto temporal (trocam mais facilmente um pequeno ganho hoje por um grande ganho em um futuro distante), e utilizam de forma menos estratégica a informação disponível. Já quanto à personalidade, conservadores nacionalistas são mais impulsivos, seguem mais de perto seus objetivos, e tomam muito menos riscos sociais. Dogmatismo, religiosidade, e conservadorismo apresentam diferentes assinaturas em termos do perfil cognitivo e de personalidade; por exemplo, dogmáticos tendem a não acumular evidências para a tomada de decisões (um campo fértil para as fake news), enquanto religiosos percebem rapidamente riscos, e são de caráter socialmente agradável. Outro resultado importante, é que o uso de testes psicológicos aumenta em quatro vezes nossa capacidade de prever a orientação ideológica dos indivíduos, em oito vezes a previsibilidade acerca de sua inclinação religiosa, em em 15 vezes a previsibilidade acerca do grau de dogmatismo dos indivíduos.

Como vimos no escândalo da Cambridge Analytica (escândalo que possivelmente se repetiu em nossa última eleição presidencial), o conhecimento acerca da distribuição geográfica fina de inclinações ideológicas na população permite o direcionamento preciso de campanhas publicitárias específicas para alvos específicos, aumentando enormemente a eficácia da propaganda política. Mas o potencial que vemos agora é maior: mapear em tempo real a cognição e a personalidade da população, com alguns poucos testes rápidos, abre uma janela sem precedentes para a manipulação ideológica da sociedade, e a simples existência de tamanho poder requer imediatamente um posicionamento da sociedade, um debate que ainda estamos por fazer.

Muitos países, particularmente a União Européia, estão impondo fortes restrições a corporações digitais, como Google, Facebook, e Microsoft, no sentido de impedir o uso comercial (ou político) de dados pessoais. A China, por outro lado, não demonstra preocupação alguma neste sentido; muito ao contrário, o estado chinês inclusive está aparentemente buscando estatizar o acesso a estas informações pessoais, por ora distribuídas em gigantes tecnológicas como Baidu, Alibaba, e Tencent; caso os recentes e bem sucedidos testes com o uso estatal de moeda (yuan) digital na China se expandam com sucesso para todo o país, o governo assumirá o controle de um banco de dados que compreende toda a população, e toda movimentação de compra ou venda (valor e objeto negociado). Isso implica o rastreamento em tempo real do quê, quando, onde, e quem compra. É um poder informacional talvez imenso demais para se ter, a ponto de autores como Shoshana Zuboff decretarem que o capitalismo entrou em uma nova era, na qual a vigilância digital cria um mercado de comportamento futuro, no qual as previsões sobre os desejos de cada um (e o controle destes desejos) são o produto que passa a ditar as regras ao mercado industrial, direcionando inclusive as apostas no mercado financeiro.

Independentemente do que se faça com este tipo de informação digital rápida e rastreável, se seu uso será permitido, incentivado, banalizado, banido, controlado, independentemente de nossa decisão coletiva, que só conheceremos após um grande debate nacional, cabe aqui uma outra discussão, talvez ainda mais relevante. Será que, como pressupõem Leor Zmigrod e colegas, em seu estudo acima detalhado, são a personalidade e a cognição do indivíduo que seriam preditivos de sua ideologia? Por que não o inverso? É fácil de se imaginar que um construto coletivo e histórico como a ideologia seja mais difícil de ser alterado que a personalidade ou a cognição de um indivíduo. Se a seta de causalidade for invertida, se o social determinar o indivíduo, então é o social que prevê a personalidade e a cognição individuais. Alternativamente, será que não existiria uma relação dialética, onde o indivíduo afete e seja afetado pelo social? Se for assim, simples modelos de causalidade unidirecional (do indivíduo para o social) não serão suficientes para prever o comportamento no longo prazo. Talvez no curto prazo, talvez no tempo do desejo individual se saciar em compras, ou no tempo de um segundo turno eleitoral, talvez para previsões de curto prazo, não faça diferença o uso de um modelo mais simples (unidirecional) ou mais complexo (bidirecional, dialético). Mas no longo prazo da competição entre nações, no tempo das irreversíveis mudanças climáticas, no longo prazo da sobrevivência da humanidade e de nosso pequeno planeta Terra, talvez para decisões com esta gravidade e este longo prazo, tenhamos, afinal, que considerar utilizar modelos mais complexos. Neste caso, o que estamos fazendo é considerar a possibilidade de encontrarmos ideologias novas ou modificadas que ajudem a salvar os indivíduos. Essa possibilidade parece muito necessária, quando vemos ideologias conservadoras causando múltiplos genocídios em nosso país, hoje.

Para saber mais:

Zuboff, S. 2021. A era do capitalismo de vigilância. Editora Intrínseca, Rio de Janeiro.

Lee, K. 2019. Inteligência artificial: como os robôs estão mudando o mundo, a forma como amamos, nos relacionamos, trabalhamos e vivemos. Editora Globo, Rio de Janeiro.

Imagem: The Psychology Behind Fake News: Cognitive biases help explain our polarized media climate. https://insight.kellogg.northwestern.edu/content/uploads/_1200x630_crop_center-center_82_none/fake_news.jpg?mtime=1488826762

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A resposta é 42!

No livro O Guia do Mochileiro das Galáxias, de Douglas Adams, o número 42 é a resposta para a “questão fundamental da vida, do universo, e de tudo mais”. No livro, essa resposta foi calculada ao longo de 7,5 milhões de anos por um supercomputador chamado Pensamento Profundo (ou Deep Thought, em inglês). Evidentemente essa é uma história de ficção, pois não existe tal solução simples para questões tão complexas. No entanto, recentemente, um time internacional de cientistas propôs a resposta para uma série de acontecimentos que moldaram nosso planeta e nossa espécie e que, embora pareçam desconectados, são consequência de uma mudança ocorrida no campo magnético da Terra. Essa conjunção de acontecimentos cruciais foi apelidada pelos cientistas de “Evento de Adam”, em alusão ao autor do célebre livro, por ter ocorrido há 42 mil anos antes do presente. Continue Lendo “A resposta é 42!”

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Você sabe o que é restauração ecológica e como ela pode nos ajudar a combater futuras pandemias?

A pandemia do novo corona vírus já infectou mais de 102 milhões de pessoas e causou mais de 2 milhões mortes. Muita informação sobre meios de evitar a contaminação e higienização vem sendo divulgadas intensamente, no entanto pouca atenção tem sido dada a causa da pandemia e meios para evitar outras novas. No post de hoje vamos falar um pouco sobre uma estratégia importante para conservação da biodiversidade que pode ser um dos meios mais eficazes para prevenir futuras pandemias como a da COVID-19, a restauração ecológica.

Com o aumento da derrubada de florestas, o crescimento populacional e a expansão do uso simplificado do solo (por exemplo, monoculturas), os riscos de novas pandemias, como a da COVID-19, aumentam (link). Em um recente estudo publicado na revista Nature, evidências coletadas de milhares de comunidades ecológicas em seis continentes mostram uma relação clara entre a intensificação do uso do solo, o desenvolvimento econômico e a perda de biodiversidade com o aumento na frequência de surtos de doenças infecciosas. Além da COVID-19, a maioria das epidemias que afetam humanos, como por exemplo Ebola, AIDS, SARS, influenza suína e aviária, vieram através do contato de humanos com animais. No atual contexto de fragilidade ambiental que vivemos no país (i.e., flexibilização de leis ambientais, enfraquecimento de instituições ambientais, expansão incontrolada da agricultura intensiva, desflorestação, aumento no tráfico ilegal de espécies silvestres), é de suma importância que encaremos o problema de frente e busquemos compreender suas causas, para que possamos evitar outros eventos trágicos como esse, ou piores. Temos a maior floresta tropical do planeta, a Amazônia, e estamos a derrubando em uma velocidade absurda. Além disso, outros biomas naturais, como o Pantanal, estão perdendo cada vez mais espaço para a pecuária e agricultura intensiva. Temos tempo de lidar a situação antes que viremos um epicentro de epidemias ou pandemias. Na literatura científica há um debate sobre o motivo que originou a pandemia do COVID-19. Uma frente defende que a contaminação e alastramento começou em resposta a destruição de habitats, uma outra defende que por causa da aproximação intensiva e desregulada entre a vida selvagem e humanos em centros urbanos.

Independentemente da causa específica da pandemia da COVID-19 ou outras epidemias, reconhecemos como sua causa geral o desequilíbrio das nossas atividades econômicas e estilo de vida com a capacidade de suporte do meio ambiente. Medidas de conservação da biodiversidade e criação de áreas protegidas são importantes medidas para a nossa própria saúde, porém a situação de degradação de áreas naturais é tão intensa que exige também restaurar áreas naturais. Esse é um enorme desafio.

Década da restauração

Agora é pra valer! Entramos na Década da Restauração de Ecossistemas. Em primeiro de março de 2019 a UNO declarou a Década da Restauração de Ecossistemas (2021-2030) (para ler a resolução publicada pela ONU, clique aqui). Esta iniciativa tem como objetivo frear a degradação de ecossistemas e restaura-los para alcançar metas globais para o desenvolvimento sustentável. O fim desta década coincide com o prazo para atingirmos também as Metas de Desenvolvimento Sustentável da ONU, que é o tempo limite previsto pela comunidade científica de termos uma última chance para prevenirmos mudanças climáticas catastróficas. Setenta países de todas as localidades do globo são signatários e juntos proclamaram essa data.

A restauração ecológica não está restrita a florestas. Pântanos, pradarias, savanas (por exemplo, o cerrado brasileiro) e ambientes marinhos, como recifes de corais e manguezais (Figura 2 e 3, respectivamente) também são ameaçados e fornecem serviços ecossistêmicos extremamente importante, como proteção a linha de costa, sequestro de carbono e abrigo de biodiversidade.

Figura 2 – Restauração de recifes de corais na Índia no Golfo de Kutch (Crédito: http://www.globalcoral.org/biorock-electric-reef-restoration-projects-to-start-in-india/)
Figura 3 – Restauração de manguezais na Baía de Gazi, no Kenia (Crédito: https://www.ser-rrc.org/project/kenya-mangrove-restoration-at-gazi-bay

Áreas prioritárias para restauração

Em outro artigo recente publicado na Nature, Bernardo Strassburg (PUC-RIO) e colaboradores desenvolveram modelos para elencar áreas prioritárias para a restauração de ecossistemas no mundo. Esses modelos se basearam em múltiplos critérios de prioridade: biodiversidade, mitigação das mudanças climáticas e redução de custos relacionados (por exemplo, plantio de mudas). Nesse trabalho os autores mostraram que restaurando apenas 15% das áreas prioritárias, poderiam ser evitadas 60% da das extinções. Além disso, 299 gigatoneladas de CO2 poderiam ser sequestradas, o que corresponde a 30% do total de aumento da concentração de CO2 desde a Revolução Industrial. Os modelos de priorização de áreas para restauração propostos indicam que poderíamos reduzir os custos em 13 vezes utilizando essa abordagem.

No entanto, temos muitos desafios pela frente. Apesar da restauração de áreas degradadas  ser estimulada pela atual legislação brasileira, temos ainda desafios importantes para implementação dessas iniciativas. Por exemplo, que espécies plantar? Quantas espécies plantar? Como o número e o tipo de plantas pode beneficiar as iniciativas de reflorestamento? Além disso há uma diferença importante regional, por exemplo, espécies plantadas na Amazônia são diferentes da Mata Atlântica e Caatinga. Como as mudas devem ser plantadas também varia. Para resolver esses problemas, experimentos de larga escala são fundamentais. Um excelente exemplo é o experimento que está em fase de implementação em Juíz de Fora (MG), o BEF-Atlantic (Figura 4).


Figura 4 – O experimento BEF-Atlantic será conduzido na área de pasto abandonada na Fazenda Experimental do Núcleo de Integração Acadêmica para a Sustentabilidade Socioambiental da Universidade Federal de Juiz de Fora (NIASSA-UFJF) (Crédito: https://bef-atlantic.netlify.ap)

A pandemia da COVID-19 certamente é um grande desafio para a humanidade. Milhões de pessoas perderam a vida, famílias ficaram sem sustento e foram desestruturadas. Essa tragédia deve ser vista como um aprendizado e um alerta para todos nós, para nosso padrão de consumo e para a relação que temos com o nosso planeta. Temos que conservar o que já temos, mas não é o suficiente, precisamos restaurar o que já degradamos, ainda é tempo.

Pedro Milet Meirelles

Laboratório de Bioinformática e Ecologia Microbiana

Instituto de Biologia da UFBA

meirelleslab.org

Para Saber mais:

Zu Ermgassen, E.K.H.J., Godar, J., Lathuillière, M.J., Löfgren, P., Gardner, T., Vasconcelos, A., and Meyfroidt, P. (2020) The origin, supply chain, and deforestation risk of Brazil’s beef exports. Proc Natl Acad Sci U S A 117: 31770–31779.

Arraes, R. de A., Mariano, F.Z., and Simonassi, A.G. (2012) Causas do desmatamento no Brasil e seu ordenamento no contexto mundial. Rev Econ e Sociol Rural 50: 119–140.

Tollefson, J. (2020) Why deforestation and extinctions make pandemics more likely. Nature.

Gibb, R., Redding, D.W., Chin, K.Q., Donnelly, C.A., Blackburn, T.M., Newbold, T., and Jones, K.E. (2020) Zoonotic host diversity increases in human-dominated ecosystems. Nature.

Jones, K.E., Patel, N.G., Levy, M.A., Storeygard, A., Balk, D., Gittleman, J.L., and Daszak, P. (2008) Global trends in emerging infectious diseases. Nature.

de Andreazzi, C.S., Brandão, M.L., Bueno, M.G., Winck, G.R., Rocha, F.L., Raimundo, R.L.G., et al. (2020) Brazil’s COVID-19 response. Lancet.

Destaque

As cobras também cospem!

Estudo publicado essa semana na revista Science sugere que a capacidade de cuspir veneno, criando assim um projétil de defesa bastante efetivo, evoluiu por convergência em três grupos distintos de cobras cuspidoras e que essa evolução parece estar intrinsecamente ligada à emergência dos hominíneos na África e Ásia.

É muito tentador pensar na natureza como um lugar idílico, um paraíso onde as plantas e os animais vivem em constante harmonia. Sem dúvidas, a beleza do mundo natural é encantadora e não pretendo aqui argumentar o contrário. Mas, desde Darwin, a ideia de que os organismos vivos estão em constante luta pela sobrevivência, na qual apenas os mais aptos sobreviverão, ou seja, aqueles mais capazes de obter recursos para sua manutenção, se tornou um conceito central no pensamento biológico, e essa noção está na base de um dos mais importantes mecanismos evolutivos, a seleção natural. E quanto mais estudamos o mundo natural, mais nos damos conta de que muito do que achamos fascinante evoluiu em contextos de predação, defesa ou competição. E um desses fenômenos é a evolução da peçonha.

A utilização de peçonha para defesa, competição ou predação é usualmente associada a insetos (como abelhas e vespas), a aracnídeos (como aranhas e escorpiões), ou a répteis (como as cobras). Diferentemente dos animais venenosos, que apenas produzem ou acumulam toxinas, animais peçonhentos possuem também um mecanismo ativo de liberação ou inoculação do veneno. Com poucas exceções, como as aves, exemplos de animais peçonhentos são encontrados em praticamente todos os grupos animais, até mesmo dentre os mamíferos (consulte aqui o Guia de Bolso dos animais peçonhentos do Brasil). Talvez o exemplo de mamífero peçonhento mais conhecido seja o ornitorrinco, espécie na qual os machos possuem, nas patas posteriores, esporões com veneno que são utilizados usualmente para defesa de território ou competição por fêmeas durante o período reprodutivo. Outro exemplo curioso entre os mamíferos é o dos musaranhos. Capazes de transferir o veneno de várias maneiras, os musaranhos usualmente utilizam seu veneno para imobilizar pequenas presas e preservá-las frescas por mais tempo. Já dentre os primatas, o Nycticebus é o único gênero venenoso conhecido até hoje. Nesses primatas, o veneno é produzido por uma glândula no braço e é ativado quando misturado à saliva. Esses animais lambem suas glândulas de veneno, tornando sua mordida venenosa.

Só no Brasil são notificados em torno de 100 mil acidentes com animais peçonhentos por ano, dentre os quais as cobras, aranhas e escorpiões são os principais envolvidos.  Segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), anualmente em torno de 2 milhões de pessoas são envenenadas por picadas de cobras, e dentre elas mais de 100.000 morrem por consequência. Entre os sobreviventes, aproximadamente 300.000 pessoas sofrem amputações ou desenvolvem deficiência física permanente como resultado de acidentes ofídicos. Envenenamento por picada de cobra é considerado uma doença negligenciada, como tantas outras que afetam primariamente as regiões tropicais do globo. Mas, ao contrário de outras doenças sérias, o tratamento de pacientes com soro antiofídico é altamente eficaz e capaz de prevenir morte ou sequelas mais graves. 

Em cobras, a utilização de veneno está primariamente ligada à predação, e a composição química desses venenos varia significativamente não apenas entre as diferentes espécies, mas também em populações geograficamente distintas da mesma espécie. Essas diferenças químicas resultam de diversos mecanismos, muitos dos quais estão relacionados a modificações nos padrões de expressão gênica nas glândulas de veneno ou em modificações nas proteínas do veneno em si, e não necessariamente a diferenças nas sequências dos genes que codificam para essas proteínas tóxicas. Desde 1996, a explicação mais aceita para as diferenças na composição dos venenos de populações geograficamente distintas de cobras da mesma espécie é a dieta. E essa explicação, apoiada por muita evidência empírica, faz sentido: as cobras utilizam o veneno primariamente para predação, imobilizando e digerindo a presa. E a população de presas varia na sua susceptibilidade ao veneno em diferentes regiões. Isso sugere que a variação geográfica da composição do veneno reflete a seleção natural de cobras mais eficientes em se alimentar das presas locais.

Mas, enquanto a maioria das cobras utiliza veneno para predação, três grupos de cobras, chamadas de cobras cuspidoras, são capazes de utilizar o veneno como um projétil de defesa. E um estudo publicado essa semana na revista Science revelou os mecanismos evolutivos que explicam a repetida evolução desse comportamento nesses grupos aparentados de cobras, as Elapidae. Curiosamente, esse comportamento evoluiu de maneira independente nas cobras cuspidoras africanas (Naja: subgênero Afronaja), nas cobras cuspidoras asiáticas (Naja: subgênero Naja) e nas cobras cuspidoras da espécie Hemachatus haemachatus. O comportamento de cuspir o veneno parece não ter papel na captura de presa, mas sim na defesa da cobra contra predadores. Essas cobras são capazes de projetar o seu veneno a uma distância de até 2.5 metros e buscam atingir o olho do agressor. O veneno dessas cobras é capaz de causar intensa dor ocular, inflamação e até cegueira, e parece bioquimicamente distinto do veneno de outras Elapidae.

Os resultados dos métodos de filogenética molecular e calibração com fósseis sugerem que o comportamento de cuspir se originou na linhagem africana em torno de 6,7-10,7 milhões de anos atrás, enquanto na linhagem asiática o comportamento de cuspir se originou em torno de 2,5-4,2 milhões de anos atrás (Figura 1a). Os pesquisadores não foram capazes de determinar com precisão a origem desse comportamento no terceiro grupo. Por meio de transcriptômica e proteômica das glândulas de veneno, os pesquisadores caracterizaram as proteínas presentes no veneno de cada um dos grupos de cobras cuspidoras, assim como de espécies de cobras não-cuspidoras. Curiosamente, a composição do veneno de todas as cobras estudadas é dominada por toxinas do grupo 3FTX, enquanto em muitas das espécies estudadas as fosfolipases A2 são o segundo grupo de proteínas em abundância. Apesar das similaridades entre os venenos, a composição dos venenos das cobras cuspidoras é distinta não apenas das cobras não-cuspidoras, mas também entre si (Figura 1b).

Figura 1: Evolução do comportamento de cuspir nas Elapidae. (A) Evolução independente do comportamento de cuspir nos três grupos de cobras cuspidoras (setas vermelhas) e a datação desses eventos nos três grupos. (B) Comparação da composição dos venenos de várias espécies cuspidoras e não cuspidoras de elapideas. A composição dos venenos das cobras cuspidoras diferencia-se não apenas das cobras não-cuspidoras, mas também entre si, com exceção de uma única espécie de cobra cuspidora, a Naja philippinensis (*), cujo veneno é puramente neurotóxico. [Fonte: modificado de Kazandjian e colaboradores (2021), Science]

O veneno das cobras cuspidoras é abundante em um tipo particular de proteína 3FTX com efeito citotóxico, um dos principais componentes ativos desses venenos, apesar de a ação isolada desse componente do veneno ser incapaz de recapitular o efeito citotóxico do veneno como um todo, sugerindo assim uma ação sinergética entre componentes distintos. Para entender em maior detalhe a função dos diferentes componentes dos venenos de cobras cuspidoras, e da sua capacidade de causar dor intensa, os pesquisadores realizaram testes de ativação de neurônios sensoriais com as diferentes frações do veneno. Os resultados apontam para a ação sinérgica entre o componente citotóxico e as fosfolipase A2. Na presença dessas fosfolipases, o efeito citotóxico dos 3FTX é significativamente amplificado. E, ao estudar a fosfolipase A2 no veneno das elapideas, os pesquisadores descobriram que fosfolipase A2  é significativamente mais abundante nos venenos das cobras cuspidoras quando comparado ao das cobras não-cuspidoras. Além disso, as fosfolipase A2 de cobras cuspidoras são, em geral, mais ativas do que aquelas das cobras não-cuspidoras. E, curiosamente, apesar das semelhanças funcionais entre as fosfolipase A2 das cobras cuspidoras, essas proteínas apresentam claras diferenças entre os três grupos de cobras cuspidoras.

É possível também que o ato de elevar o corpo acima do chão, associado à expansão lateral do corpo, tão comumente associado às imagens de najas (Figura 2), tenha sido uma etapa importante, ou um comportamento precursor, na evolução do comportamento de cuspir. Assim, a semelhança no comportamento, na morfologia, e até mesmo na similaridade entre as propriedades funcionais dos venenos das cobras cuspidoras é mais um exemplo de convergência evolutiva.

Figura 2Naja naja exibindo comportamento conhecido como ‘hooding’, no qual a cobra levanta o corpo do chão e expande lateralmente o corpo. [Fonte: Pavan Kumar N, WikipediaCC BY-SA 3.0]

Mas a razão pela qual a habilidade de cuspir veneno evoluiu independentemente nesses três grupos de cobras, ao invés da injeção  do veneno através da mordida, como acontece com a maioria das outras espécies de cobras peçonhentas, ainda não é completamente compreendida. No entanto, os autores propõem uma hipótese fascinante para explicar esse fenômeno. A evolução das cobras cuspidoras africanas ocorreu pouco depois da divergência dos hominínios da linhagem dos bonobos e chimpanzés, o que coincide com a emergência do bipedismo, o crescimento do cérebro, o uso de ferramentas e a ocupação das savanas. De forma semelhante, a evolução desse comportamento no grupo de cobras cuspidoras asiáticas coincide com a chegada do Homo erectus na Ásia. Assim, a evolução independente do comportamento de cuspir nesses três grupos de cobras pode ser mais um dos legados de Lucy.

Ao longo dos últimos 75 milhões de anos, a evolução dos primatas, principalmente sua neurobiologia e seu comportamento, parece ter sido influenciada pela evolução das cobras, e vice-versa. E a luta pela existência imposta pela evolução dos hominínios tanto na África como na Ásia pode ter sido a principal força motriz da evolução desse comportamento nas cobras cuspidoras. E, quem diria que cuspir seria um comportamento favorecido pela seleção natural e tão arraigado na história dos nossos ancestrais!

Ana Almeida

California State University, East bay

Para saber mais:

Ferraz CR. Et al. 2019. Multifunctional Toxins in Snake Venoms and Therapeutic Implications: From Pain to Hemorrhage and Necrosis. Frontiers in Ecology and Evolution. https://doi.org/10.3389/fevo.2019.00218

Headland TH, Greene HW. 2011. Hunter-gatherers and other primates as prey, predators, and competitors of snakes. PNAS 108(52): E1470-E1474.

Stayton C.T. 2015. What does convergent evolution mean? The interpretation of convergence and its implications in the search for limits to evolution. Interface Focus 5: 20150039. http://dx.doi.org/10.1098/rsfs.2015.0039.

Ward-Smith H, Arbuckle K, Naude A, Wüster W. 2020. Fangs for the Memories? A Survey of Pain in Snakebite Patients Does Not Support a Strong Role for Defense in the Evolution of Snake Venom Composition. Toxins 12(3), 201; https://doi.org/10.3390/toxins12030201

Westhoff G, Tzschätzsch K, Bleckmann H. 2005. Spitting behaviour of two species of spitting cobras. Journal of Comparative Physiology A 191: 873–881.

Destaque

Os disfarces de um estranho no ninho

Aves que colocam seus ovos em ninhos de outras espécies mimetizam os filhotes da espécie hospedeira.

Mamíferos e aves se assemelham na capacidade de produzir energia térmica para manter a temperatura corporal constante, mas diferem no modo reprodutivo. Enquanto os embriões da maioria dos mamíferos se desenvolvem dentro do útero ou de marsúpios, todas as aves colocam ovos.  Para que os embriões recebam o calor necessário para seu desenvolvimento, as aves incubam seus ovos em contato com a pele. Isso implica construir ninhos, passar vários dias sentados sobre os ovos e longos períodos em jejum. E a tarefa não termina depois da eclosão, pois filhotes de muitas espécies necessitam receber calor e alimentos durante semanas até se tornarem independentes.

Aproximadamente 1% das espécies de aves evitam todo esse trabalho. Elas colocam seus ovos nos ninhos de outras espécies, que incubam e alimentam filhotes que não são seus. Esse comportamento, chamado de parasitismo de ninhada, está presente em quatro grupos e evoluiu ao menos seis vezes. A marreca-de cabeça-preta (Heteronetta atricapilla), presente no sul do Brasil, coloca seus ovos em ninhos construídos próximos a lagoas por outras espécies de patos, gaivotas, frangos-d’água e garças. Como todos os patos, ela é uma espécie precocial: seus filhotes são capazes de caminhar, nadar e se alimentar sozinhos logo depois de nascerem. Portanto, o cuidado parental das espécies parasitadas pela marreca-de-cabeça-preta termina com a eclosão dos filhotes. Os estranhos deixam o ninho invadido logo depois de nascerem e não são alimentados pelos pais adotivos (vídeo 1).

Os cucos e alguns dos seus parentes na América do Sul (sacis e peixes-fritos) recebem mais que a incubação dos seus hospedeiros. Eles são altriciais e parasitam ninhos de outras espécies altriciais, especialmente de passarinhos. Filhotes altriciais nascem sem penas, com olhos fechados e permanecem no ninho. Portanto, os filhotes de cucos são cuidados durante semanas pelos pais adotivos até que possam voar e se alimentar sozinhos. Os filhotes de algumas espécies de cucos eclodem antes que os filhotes do hospedeiro e, ainda com olhos fechados, empurram os outros ovos para fora do ninho, recebendo sozinhos o cuidado dos pais hospedeiros (vídeo 1).

Vídeo 1

Os indicadores (Família Indicatoridae), parentes dos tucanos e pica-paus, presentes na África e Ásia, e famosos por seu comportamento cooperativo com mamíferos para obter mel, colocam seus ovos em ninhos de espécies altriciais construídos em cavidades de árvores ou barrancos. Os filhotes de indicadores nascem com um dente de queratina na ponta do bico, que usam para romper os ovos ou matar os filhotes da espécie parasitada e, assim como muitos cucos, não dividem o ninho com os filhotes da espécie hospedeira.

O último grupo com espécies parasitas são os Passeriformes. Aqui surge outro nível de complexidade, pois essas espécies aprendem de seus pais o canto que usam em suas relações sociais e reprodutivas. Na maioria dos passeriformes, o macho canta para cortejar a fêmea, que tem preferência pelo canto que aprendeu no ninho. O chupim e outras quatro espécies do gênero Molothrus (Icteridae) parasitam os ninhos de dezenas de espécies de aves no continente americano. Na primavera é comum ver tico-ticos alimentando filhotes de chupim nas cidades e nos campos do Brasil (vídeo 2). No entanto, por razões que não são ainda compreendidas, eles não aprendem o canto dos pais adotivos.

Video 2

Por último, um outro grupo de Passeriformes conhecidos como viúvas ou indigobirds (família Viduidae), formado por 20 espécies endêmicas do continente africano, parasitam espécies da família Estrildidae. A maioria das viúvas é fiel a uma única espécie hospedeiro e, ao contrário dos chupins, aprendem o canto da espécie hospedeira. Quando adultas, as viúvas fêmeas só se reproduzem com machos que imitam o canto da espécie hospedeira, gerando um isolamento reprodutivo. Por exemplo, Vidua macroura parasita ninhos de  bico-de-lacre (Estrilda astrild, introduzido no Brasil no século XIX) e as fêmeas adultas de V. macroura escolhem machos que reproduzem o canto do bico-de-lacre. Essa conduta resulta em um mecanismo de especiação simpátrica, iniciado cada vez que uma espécie de viúva acidentalmente coloca o ovo no ninho de uma espécie de hospedeiro diferente, pois os filhotes aprenderão o canto da nova espécie e, quando adultos, machos e fêmeas terão predileção por indivíduos que produzem o novo canto.

Os filhotes de viúva não matam seus companheiros de ninhos e dividem a atenção dos pais adotivos com os filhotes originais. Passarinhos reconhecem suas crias e as alimentam orientados por desenhos na boca que variam em forma e cor, às vezes lembrando flores. Também se orientam por vocalizações e movimentos estereotipados para pedir comida, um comportamento chamado de súplica ou begging, como os chupins no vídeo 2.  Um estudo publicado na edição de novembro da revista Evolution mostrou que os filhotes de viúvas mimetizam essas características dos filhotes dos seus hospedeiros (figura 1).

Aves que colocam seus ovos em ninhos de outras espécies mimetizam os filhotes da espécie hospedeira.
Figura 1: Filhotes de espécies de parasitas mimetizam a morfologia e o comportamento de espécies hospedeiras.

O estudo propõe que, depois de uma fase de isolamento reprodutivo comportamental, ocorre a seleção de morfologias e comportamentos miméticos. Os pais hospedeiros alimentam mais aqueles invasores que se parecem com suas próprias crias, resultando, depois de várias gerações, em filhotes quase idênticos.

Todas as espécies de viúvas fiéis aos seus hospedeiros se originaram há menos de um milhão de anos em uma radiação evolutiva que mostra como comportamento, cultura e seleção podem atuar combinados em processos evolutivos: as variações comportamentais na escolha da espécie hospedeira leva à adoção de uma nova cultura vocal que é seguida da seleção de morfologias miméticas.

Joao Francisco Botelho (PUC Chile)

Para Saber Mais:

Jamie, G.A., Van Belleghem, S.M., Hogan, B.G., Hamama, S., Moya, C., Troscianko, J., Stoddard, M.C., Kilner, R.M. and Spottiswoode, C.N. (2020), Multimodal mimicry of hosts in a radiation of parasitic finches*. Evolution, 74: 2526-2538.

Sorenson MD, Sefc KM, Payne RB. Speciation by host switch in brood parasitic indigobirds. Nature. 2003;424(6951):928-31.

Destaque

Ecologia Política como práxis para entender a Crise Ambiental

Em meio ao agravamento da crise ambiental que vivemos, a Ecologia Política se apresenta como uma ferramenta para enfrentar não só os problemas ambientais, mas também a constante despolitização que é comum à pauta verde.

“Ecologia sem luta de classes é jardinagem”. A célebre frase de Chico Mendes tem sido dita em vários momentos e contextos desde recentemente, refletindo o aumento da atenção midiática à pauta ambiental, principalmente com questões como a Greve Mundial pelo Clima e as apropriações ou retrocessos das pautas socioambientais dos governos e/ou partidos de extrema direita. Entre os sentidos que podemos atribuir à afirmação de Chico Mendes, acredito ser válido dar uma maior ênfase ao sentido de que não adianta termos um avanço na atenção ambiental se esquecermos sua dimensão política, bem como ao sentido de questionarmo-nos a quem a pauta verde pode servir quando defendida acriticamente.

Mas como uma pauta que em si é crítica à degradação ambiental poderia ser defendida acriticamente? Uma das maneiras disso acontecer é justamente assumir que os problemas ambientais existiria isolado de outros, não tão claramente associados às questões ambientais. Isso ocorre, por exemplo, quando o problema ambiental é resumido á degradação ambiental, sem considerar suas relações com comunidades humanas, sua economia e autodeterminação, ou quando se considera que a causa da crise é apenas a perda da biodiversidade ou o aquecimento global, ignorando-se os interesses socioeconômicos que levam a essas questões ambientais. Uma consequência dessa visão acrítica é que as soluções propostas se tornam dependentes apenas de boa vontade política e da aplicação de técnicas ambientais corretas. “Sejamos resilientes”, “ouçamos os cientistas ambientais” e/ou “acionemos os tomadores de decisão para aplicar o conhecimento necessário” e isso seria suficiente para superaremos a crise. Porém, é justamente quando tomamos como técnica a solução para um problema complexo e de natureza fundamentalmente política que estamos lidando acriticamente com o problema, ou, pelo menos, de forma parcialmente acrítica.

Foi justamente a partir do questionamento a essa atitude acrítica que a Ecologia Política surgiu nos anos 1970-1980, apontando a necessidade de lidarmos com os problemas de cunho ambiental sem ignorarmos sua amplitude, principalmente no que tange a fatores sociais, como poder, exploração, distribuição desigual de acesso à renda e aos meios de produção e influência na economia política.

A Ecologia Política surgiu nessa época fazendo críticas relevantes a outras ciências que lidavam com a questão ambiental, assim como apontando novas tecnologias de análise para uma compreensão de maior amplitude sobre as questões e a crise socioambiental. Para entendermos mais sobre essas críticas e tecnologias, vale a pena abordamos brevemente a história desse campo.

Ecologia Política, sua crítica e compreensão socioambiental.

A Ecologia Política surgiu como campo interdisciplinar entre as décadas de 1970 e 1980. Os primeiros trabalhos nesse campo foram produzidos justamente como críticas aos limites da Ecologia e Antropologia cultural, da Geografia ambiental e dos estudos a respeito de catástrofes. Essas críticas eram focadas em como a abordagem dessas ciências não só não dava conta de entender as relações sociais de forma ampla, limitando-se a uma perspectiva empírica simplista, considerando apenas as consequências e/ou desdobramentos diretos dos fenômenos ambientais sobre a organização social estudada (e vice e versa). Também criticavam as visões neomalthusianas assumidas, ou seja, a de reduzir qualquer problema ambiental a uma questão de excedente populacional, assumindo que esse excedente era a causa da falta de recursos,  dessa forma legitimando políticas excludentes, principalmente quando se avaliavam questões envolvendo camponeses e distribuição de terra nos países de terceiro mundo. A partir disso, a Ecologia Política apontou a necessidade de que, para alcançar um entendimento dos problemas socioambientais, as análises fossem além de uma perspectiva focada apenas nos indivíduos, considerando estruturas econômicas e políticas, ou de uma visão passiva dos sujeitos e objetos de interesse, considerando seus papeis de agentes de resistência e transformação mutua. Assim, os trabalhos desse campo indicavam a necessidade de entender como as questões ambientais estavam relacionadas com questões sociopolíticas, relativas, por exemplo, à distribuição de renda, à exploração de mais valor, ou seja o trabalho socialmente necessário para a manufatura do que recebe o trabalhador, ao acesso a recursos naturais, às relações dos sujeitos com o Estado e as disputas por poder.

Dessa forma, a Ecologia Política traz uma análise do embasamento e das articulações políticas que sustentam e delimitam as questões socioambientais. Seja com foco mais voltado para questões estruturais da economia política marxiana, comum na disciplina nos anos 1970-1980, seja através de análises foucaultianas sobre as relações de poder, comuns nos anos 1990, a Ecologia Politica criou uma série de ferramentas explicativas que não se limitavam a análises empíricas simples, com foco nas respostas que os indivíduos davam, ou considerando os fenômenos de formas isoladas acerca dos objetos e sujeitos de interesse, conforme encontrados em outras disciplinas que se debruçam sobre as questões socioambientais.

Nos últimos anos, esse campo tem se direcionado a ser mais ativo, em vez de limitar-se a uma perspectiva crítica. Obras recentes têm proposto a apropriação de metodologias e intervenções comuns às ciências ambientais, como por exemplo análise de redes, uso de big data, variação de escala e seus efeitos, entre outros, para além das metodologias de diagnóstico que a Ecologia Política desenvolveu. Considero essa uma mudança muito necessária, em vista não só do agravamento das questões socioambientais, como também de sua globalização.

O Antropoceno, a Pós-Política e a Crise Ambiental

Há uma defesa nos últimos anos de que vivemos em uma nova era geológica, marcada pelo impacto que os humanos (ou talvez mais precisamente o capitalismo e a sociedade ocidental) tem aplicado sobre a terra. Comparável às forças geológicas naturais, essa nova era geológica tem sido denominada Antropoceno. Basicamente, essa era marca o desenvolvimento ocidental e o capitalismo global como uma força geológica, que mudou o equilíbrio biogeoquímico, indicando que os fenômenos naturais não podem ser mais entendidos sem levar em consideração a influência humana. Resumidamente, vivemos em uma era em que devemos considerar os fenômenos ambientais como socioambientais, e onde a estrutura socioeconômica ifluencia diretamente a existência das crises socioambientais.

Contudo, mesmo com essa concepção da intervenção humana em fenômenos não humanos, vivemos uma época de avanço constante de uma despolitização, principalmente marcada pela pós-política. Essa forma de despolitização sustenta que disputas políticas são deletérias e que as questões deveriam ser resolvidas mediante a aplicação de boas técnicas, por uma espécie de tecnocracia apta. E é interessante notar o quanto essa concepção é comum em meio a movimentos ambientalistas ou pesquisadores das ciências ambientais.

Essa concepção pós-política parte de uma postura equivocada de que boa ciência é isenta de valores, e por vezes acaba por reforçar concepções que favorecem o status quo contemporâneo, ao defender medidas focadas em concepções inerentes ao paradigma neoliberal (eficácia, adaptabilidade, austeridade etc.). Quando examinamos a gerência das crises ambientais sendo feita dessa forma, vemos um crescente uso de medidas que resultam em exclusões sociais ou dos cientistas ambientais do debate e em derrotas na aplicação das politicas publicas, resultando em agravamento das questões socioambientais nas últimas décadas, principalmente quando focamos nas políticas ambientais dos países de terceiro mundo.

Claro que não se nega a importância do bom conhecimento empírico e teórico, bem como de boas técnicas para lidar com a crise ambiental; porém, não se pode ignorar que grande parte das crises que vivemos tem origem e manutenção decorrentes de movimentos políticos voltados para a aplicação e manutenção de um sistema específico de produção e consumo. Ao se propor ir além, considerando como se dão os processos socioambientais em sua totalidade, a Ecologia Política cria um arcabouço de maior compreensão do papel dos agentes envolvidos em tais processos, de suas disputas e contradições em relação à manutenção e resolução das questões socioambientais. Esse arcabouço permite acessar com mais precisão o papel limitante das estruturas socioeconômicas das quais esses agentes fazem parte, e a partir dele podemos ter um vislumbre de como avançar nessas questões socioambientais e como resolvê-las em seus quadros cada vezes mais graves. E é justamente esse o papel que a Ecologia Política se propõe.

A Práxis Ecopolitica

A Ecologia Política é antes de tudo um campo de estudo, uma cátedra acadêmica que busca entender melhor as relações entre os muitos agentes sociais e o meio ambiente. Porém, ela se propõe a ir além, a fomentar uma práxis que vise não apenas entender essas questões, mas fazer parte da solução das mesmas.

Dessa forma, os ecólogos políticos buscam que sua compreensão seja temperada por uma prática informada e que seja capaz de informar. Pesquisa-ação, pesquisadores participantes, e intelectuais orgânicos são algumas das formas e formações a que o campo se propõe, articulando assim não só técnicas para superar as contradições e crises socioambientais, mas também se somando às ações para essa superação.

Em meio ao agravamento das crises ambientais, das previsões de pandemias cada vez mais comuns e das consequências draconianas da acumulação de renda, é mais do que necessário que não nos detenhamos apenas em entender o mundo. Nosso objetivo deve ser, mais do que nunca, mudá-lo; afinal, o nosso futuro pode depender disso. E é nessa linha que a Ecologia Política, enquanto práxis, busca se mover.        

Breno Pascal de Lacerda Brito

(Instituto de Biologia/UFBA. INCT em Estudos Interdisciplinares e Transdisciplinares em Ecologia e Evolução)  

PARA SABER MAIS:

BRYANT, R.; BAILEY, S. Third World Political Ecology. e-book ed. New York: Taylor & Francis, 2005.

FERNANDES, S. Pós-Política. In: Sintomas Morbidos: A Encruzilhada da Esquerda Brasileira. São Paulo – SP: Autonomia Literaria, 2019. p. 214–254.

FORSYTH, T. Critical Political Ecology: The Politics of Environmental Science. Lodon: Routledge, 2003. PERREAULT, T.; BRIDGE, G.; MCCARTHY, J. (EDS.). The Routledge Handbook of Politcal Ecology. New York, NY: Routledge, 2015.

Destaque

Ansiedade, angústia e a evolução do movimento anti-vacina

Nove meses após as recomendações iniciais para a contenção do Sars-Cov-2 e chegando a quase 185 mil mortos pela COVID-19, voltamos à marca de mil de óbitos diários no Brasil. Esse aumento chega em uma época com as piores perspectivas: além da exaustão com isolamento, teremos as festas de fim de ano com a reunião de famílias em todo país. São motivos suficientes para ansiedade e angústia de toda a população. Por sua vez, vacinas vêm demonstrando uma alta eficácia e campanhas de vacinação já foram iniciadas em diversos países ou já têm data marcada em outros. Essas notícias deveriam trazer esperança de retorno à normalidade, mas no país da cloroquina, as vacinas são polêmicas e o plano de vacinação, incerto.

Uma pesquisa Datafolha recente revelou que 22% dos 2.016 brasileiros entrevistados não pretendem se vacinar contra Sars-Cov-2. Uma pesquisa similar em agosto apontou que a parcela de entrevistados que não pretendiam se vacinar era de 9%. A rejeição à vacina cresce claramente em meio a uma disputa política, com disseminação de teorias da conspiração e campanhas de desinformação respaldadas por autoridades políticas. Os argumentos usados pela parcela que rejeita a vacina são tão antigos quanto a própria vacina. Olhar para a história dos movimentos anti-vacina pode nos ajudar a entender por que eles podem ser tão eficazes em agregar seguidores.

Varíola e os movimentos anti-vacinação na Inglaterra

Registros antigos descrevem que a inoculação de varíola era praticada na China e na Índia antes do primeiro desenvolvimento de vacina contra varíola na Europa por Edward Jenner em 1796. Jenner deu início à primeira geração das vacinas, que também foi acompanhada pela primeira geração de movimentos contrários à vacinação. Assim que a vacina foi disponibilizada em 1798, encontrou resistência de religiosos que eram contra a vacinação, pois a vacina era derivada de animais. Foram publicadas imagens de deformidades atribuídas à vacinação para assustar a população e criar resistência popular contra a vacina. Instalou-se uma grande ansiedade devido à forma de administração do inóculo nas crianças, causando uma ferida onde era inoculado o pus de outro indivíduo ou animal infectado. Em 1853 a vacinação se tornou obrigatória na Inglaterra para crianças de até três meses de idade, e em 1867 a obrigatoriedade foi estendida para 14 anos, acrescentando penalidades para a recusa da vacina. As leis encontraram resistência imediata dos cidadãos que exigiam o direito de controlar seus corpos e os de seus filhos, mesmo com uma taxa de óbitos pela varíola entre 15 a 45 mortes em 100 casos.

A revolta da vacina no Rio de Janeiro

Em novembro de 1904, a população do Rio de Janeiro, capital do Brasil na época, também protestou contra a lei de vacinação que tornava obrigatória a imunização contra a varíola para todos os brasileiros com mais de seis meses de idade. O estopim da revolta foi a regulamentação da obrigatoriedade da vacinação. A lei incluía necessidade de comprovação da imunização para realização de matrículas nas escolas, para obtenção de empregos, viagens, hospedagens e casamentos. Assim como na Inglaterra, havia insegurança sobre a forma de administração do inóculo, derivado de pústulas de vacas infectadas. Havia também o boato de que as pessoas vacinadas adquiriam feições bovinas. Apesar de o pretexto imediato ter sido a vacina, a insatisfação com outros aspectos sociais também teve papel importante nos protestos.

A controvérsia da vacina contra difteria, tétano e coqueluche (DTP)

A vacina DTP já era usada rotineiramente no Reino Unido por mais de 20 anos. Até que, em meados dos anos 1970, foi publicado um relatório de um hospital em Londres que alegava que 36 crianças sofreram de problemas neurológicos após a imunização com DTP. O relatório foi destacado na televisão e em jornais chamando a atenção do público para a polêmica. O resultado da publicidade negativa foi uma queda rápida nas taxas de imunização contra a coqueluche, resultando em uma nova epidemia. Em 1981, novos estudos mostraram que o risco de doença neurológica grave era muito baixo (1 em 111.000). Comparativamente, a taxa de óbitos por difteria é estimada entre 10 e 50 a cada 100 casos, por tétano entre 40 e 60% e por coqueluche até 1%, com a maioria dos óbitos em bebês de até dois meses de idade. O risco de lesão neurológica permanente ainda era menor (1 em 310.000). Após a obtenção dos dados, foi realizada uma grande campanha de conscientização para prevenir uma epidemia que já era antecipada.  

A controvérsia da vacina contra sarampo, caxumba e rubéola (MMR)

O médico inglês Andrew Wakefield publicou um artigo em 1998 no qual alegava que a administração de vacinas causava autismo. O artigo foi posteriormente reconhecido como fraude, retirado da revista e o autor, que além de outras condutas incorretas, falsificou dados, foi impedido de praticar medicina no Reino Unido. Mesmo com a retratação e a série de artigos que se seguiu mostrando a ausência de relação entre vacinas e autismo, publicados no New England Journal of Medicine, The BMJ, JAMA, Vaccine, entre outros, o dano causado pelo artigo retratado de Wakefield é irreparável e criminoso. Legiões de pais deixam de vacinar seus filhos nos Reino Unido e Estados Unidos por medo irracional e infundado, trazendo de volta doenças previamente erradicadas.

A controvérsia da vacina contra Covid-19

Todos esses movimentos anteriores tiveram, em maior ou menor grau, alguma das seguintes características (bingo anti-vax para o grupo de WhatsApp da família):

1. Minimizar a ameaça de uma doença;

2. Alegar que a vacina causa doenças, é ineficaz ou ambos;

3. Declarar que a vacinação é parte de uma grande conspiração;

4. Usar “autoridades” alternativas para legitimar o argumento (como celebridades norte-americanas que davam voz ao movimento anti-vacina).

Além desses argumentos reciclados, a pesquisa Datafolha realizada em dezembro de 2020 mostrou um novo elemento do movimento anti-vacina atual, a xenofobia. Há uma resistência muito maior a uma vacina com participação de laboratórios chineses em seu desenvolvimento quando comparada àquelas produzidas por laboratórios com sedes em outros países, como Estados Unidos, Inglaterra ou Rússia. Diferentemente dos movimentos anteriores, esse que se opõe à vacina contra a COVID-19 tem suas raízes nas autoridades políticas. A pesquisa Datafolha mostra que quanto maior a confiança no governo, maior a rejeição à vacina.

Proponho a seguinte reflexão a todos aqueles que possuem crianças em casa, que ainda têm suas próprias carteirinhas de vacinação, ou mesmo que lembram de tomar suas vacinas. Das vacinas administradas, quais foram aquelas que você questionou o laboratório de origem? Quais foram aquelas que você questionou a tecnologia e se era constituída de vírus inativado ou de DNA/RNA? Por que isso se tornou importante hoje? Todas as vacinas, independentemente do laboratório ou país de origem, passam por rigorosos estudos, similares aos abordados em um post anterior do Darwinianas. Os imunizantes, assim como os medicamentos, podem causar reação adversas que são documentadas em estudos clínicos em suas fases II, III e IV. As vacinas já foram administradas a dezenas de milhares de voluntários, cerca de 20 mil no estudo da Pfizer/BioNTech, 15 mil no estudo da Moderna, 12 mil da Oxford/AstraZeneca e mais de 9 mil da Sinovac no Brasil (relatório a ser apresentado ainda neste mês). As reações mais comuns são muito similares em todas vacinas e incluem dor no local da injeção, fadiga, dor de cabeça, congestão nasal e febre. As reações adversas graves foram muito raras em todos os estudos. Como exemplo, o estudo da Pfizer/BioNTech registrou seis óbitos, dois no grupo que recebeu a vacina e quatro no grupo placebo. As mortes foram causadas por eventos que ocorrem em taxas semelhantes na população geral (parada cardíaca e arteriosclerose em voluntários que receberam a vacina; infarto do miocárdio, derrame cerebral e dois óbitos por causas desconhecidas nos voluntários que receberam o placebo). Nos 20 mil voluntários, não foram registrados óbitos atribuídos à imunização. Comparativamente, em 2020, a cada 20 mil casos de Covid-19 no mundo, foram registrados 440 óbitos (calculado a partir dos dados de casos e óbitos registrado no Johns Hopkins Coronavirus Resource Center).

Infelizmente, ainda não temos um plano claro de vacinação e o que pode evitar o colapso do sistema de saúde no final de 2020 e início de 2021 ainda é o isolamento social. Faço o mesmo apelo que fiz em abril: fique em casa, se puder. Acrescento: assim que possível, tome a vacina. Não há nenhum registro desde a primeira imunização até hoje de alguma pessoa virando um chimpjacaré (ou qualquer outra espécie) após a administração da vacina. As teorias conspiratórias associando as novas vacinas a alterações genéticas ou implantação de chips para monitoramento da população são tão absurdas quanto a aquisição de traços de outros animais. As vacinas são uma das intervenções de saúde pública mais bem-sucedidas da história e agora é uma nossas esperanças de um retorno à vida pré-pandemia, juntamente com a manutenção das medidas de saúde pública.

Tatiana Teixeira Torres (USP)

Para saber mais:

– Gabriel Alves (2020) Entenda os tipos de vacina em desenvolvimento contra a Covid e quais as vantagens de cada uma. Folha de São Paulo, 25.nov.2020.

Matéria no jornal Folha de São Paulo, com explicações muito claras sobre as diferenças entre os tipos de vacinas, um ponto não explorado neste post. A compreensão da natureza das vacinas e mecanismos de ação são essenciais no combate aos movimentos anti-vacina. Por exemplo, o medo de alterações genéticas causadas pela vacina de RNA é mais facilmente desmistificado após compreensão que o RNA isolado, administrado em uma micela, é incapaz de chegar ao núcleo e não representa nenhum risco de modificação genética.

– The College of Physicians of Philadelphia. The History of Vaccines. Website.

Página informativa criada pelo College of Physicians of Philadelphia com o objetivo de organizar e divulgar a história da vacinação, desde as práticas de variolação, com atualizações sobre as novas tecnologias para desenvolvimento e distribuição de vacinas. Visa aumentar o conhecimento e a compreensão do público sobre as formas de desenvolvimento e mecanismo de ação das vacinas e o papel que desempenharam na melhoria da saúde humana.

– Nicolau Sevcenko (2018) A Revolta da Vacina. Editora UNESP.

Livro que explora os principais fatores que levaram à Revolta da Vacina no Rio de Janeiro durante a campanha de vacinação contra a varíola em 1904.

Destaque

Manifesto por uma humanidade mais orgânica

Vivemos entre o sonho de que um herói, a tecnologia, virá nos salvar, do iminente esgotamento e desbalanceamento de nosso planeta, ou seja, vivemos entre o sonho de um Salvador, um gênio que se destaca no tecido social, e o paraíso de uma sociedade onde todos são iguais, perante a lei, perante Deus, perante … parece que sempre tem alguém, mesmo nestes paraísos utópicos, que se posta acima dos demais, com autoridade suficiente para julgá-los. Será que nossa mente humana pensa de forma tão hierárquica que não conseguimos conceber a igualdade plena?

O que significaria uma igualdade plena? Depende. Se estamos falando em termos absolutos, os iguais seriam clones com uma mesma experiência de vida. Se estamos falando de “iguais perante a lei”, não precisamos que haja igualdade absoluta, desde que os desiguais sejam tratados em pé de igualdade. Claro, cabe dizer que dar condições iguais a indivíduos de partida desiguais significa logicamente que devemos, enquanto sociedade e enquanto legisladores e juízes, garantir que não haja aqueles poucos afortunados de berço que iniciam uma corrida de 100 metros rasos já a dez metros da chegada. Para que a meritocracia faça sentido em um país, e em um mundo, onde o racismo estrutural vem sendo cada vez mais desmascarado, onde o mito do brasileiro cordial vem sendo exposto, a justiça requer que os mais afortunados iniciem a corrida bem mais atrás que o indivíduo médio.

Como é que a biologia lida com as diferenças? Em primeiro lugar, há um princípio básico que norteia o pensar biológico: a diversidade é a base sem a qual não há evolução. Se queremos nos adaptar a um mundo em mudanças, temos que nos cercar de diversidade de estilos de pensamento, de estilos de vida, de morfologia, de cor, de estatura, de sociabilidade, enfim, diversidade é a palavra mais fundamental e cara ao pensamento biológico. Dito isto, fica claro que não devemos tolerar, mas sim louvar a diversidade, entre elas a diversidade étnica humana. Agora, muito cuidado com este pensamento colocado assim de forma tão crua. Não vá sair por aí repetindo esse chavão de duas ou três linhas. Pseudo-intelectual é aquele sujeito que só lê seu feed de imagens associadas a duas ou três linhas de texto e que, por isso mesmo, tem um discurso que é basicamente uma colagem de frases de impacto, curtas e desconexas. Para que não nos transformemos em um raso caleidoscópio intelectual, temos que prosseguir na leitura, e temos que diversificar nossas fontes confiáveis de informação. Aqui cabe um aviso aos navegantes: aquelas três linhas de texto nunca são suficientes, elas são, sempre, apenas um chamariz. Entenda: seu feed na rede social não é fonte confiável de informação, é puro bate papo de boteco, só que enquanto o que se fala no boteco acaba no boteco, o que se escreve na rede social pode acabar na justiça.

A diversidade é valorizada tanto na ecologia quanto na evolução. Se os indivíduos de um ecossistema, em toda sua diversidade, podem se associar positiva ou negativamente, seria de se imaginar que as associações positivas sejam a fonte deste valor biológico dado à diversidade. Associações negativas são, por exemplo, a predação, ou a competição. Quando o liberalismo econômico apregoa que a competição entre os agentes econômicos (que às vezes é total predação) é melhor para a sociedade, ele está no fundo fomentando uma interação ecológica negativa. Claro, existem também interações positivas, como comensalismo, simbiose, altruísmo. De um modo geral, é possível, dentro da biologia, explicar as interações positivas a partir da competição entre rivais, com um argumento basicamente utilitarista: em certas circunstâncias me seria útil ajudar meu rival porque isto me traria mais benefícios que prejuízos. Assim, a competição tem gradativamente se colocado como a força predominante na organização do pensamento biológico, muito possivelmente em função do ethos liberal predominante na história do ocidente: somos todos formados em sociedades que valorizam a competição, de modo que pensar em termos competitivos tem sido, para nós, mais fácil que pensar em termos cooperativos. De que forma uma interação negativa como a competição pode gerar um valor positivo? A resposta usual é aquela do feed de notícias: os mais fracos morrem primeiro, e com isso os melhores sobreviventes vão gradativamente melhorando o mundo. Se você acha que o mundo está melhorando, você pode até acreditar no seu feed de notícias, e parar de ler o texto aqui.

Para aqueles mais de 90% da população para os quais o mundo não está melhorando, vamos descer mais fundo um pouco em nossa análise. O que acontece quando o interesse dos competidores se alinha? Duas coisas podem resultar: se o alinhamento é total, a tendência é a formação de uma sociedade extremamente coesa e integrada, essencialmente cooperativa, e se o alinhamento é apenas parcial, permanece uma competição interna, especialmente no que se refere a algumas tarefas (aquelas nas quais não há alinhamento de interesses). Alinhamentos fortíssimos de interesse acontecem, por exemplo, em inúmeros invertebrados sociais, notavelmente entre os insetos sociais. Quando eu devoto minha vida inteira ao sucesso de outros indivíduos (geralmente a rainha, ou a nobreza), é muito provável que haja um alinhamento fortíssimo de interesses (embora, sim, às vezes possa ser apenas a velha e boa coerção social). Entre os vertebrados essa hipersocialidade é muito mais rara, ocorrendo, por exemplo, nos estranhíssimos ratos toupeira pelados (Heterocephalus glaber). Como analisamos há pouco tempo aqui no Darwinianas, nossa socialidade deve ter sido selecionada em grupos pequenos, e em situação de escassez de recursos alimentares, situação que favoreceria indivíduos totipotentes (e não de castas especializadas, como rainhas reprodutoras, operárias forrageadoras, cuidadoras de ninho, etc) e, portanto, com grande cérebro. No entanto, com o advento da domesticação de plantas e animais, há cerca de 10 mil anos, passamos a ter recursos abundantes e grupos sociais maiores, situação que, ao contrário, favorece a especialização cognitiva que temos visto hoje em dia, cada um de nós em uma função muito específica dentro da sociedade. A organização social pressupõe uma convergência de interesses, mas que nível de convergência temos hoje? Estamos caminhando para uma sociedade de formigas, ou abelhas? Já vimos, também aqui no Darwinianas, que coletividades de cérebros minúsculos muitas vezes podem resolver problemas mais complexos que um mesmo número de indivíduos atuando isoladamente. Não pela força bruta do coletivo, não porque a união faz a força, mas porque a união faz a inteligência. No caso dos insetos sociais, alguns têm defendido que estes superorganismos (colmeias, cupinzeiros, formigueiros) conseguiram construir uma nova cognição, um meta-cérebro, uma coletividade pensando e utilizando para isso o cérebro dos indivíduos como ferramentas que controlam o fluxo de informação na colônia, de tal forma que os indivíduos passariam a ser como neurônios de um cérebro maior. É o que defendem Sasaki e Pratt, ao revisar a literatura e mostrar que, como os cérebros nossos, uma colônia de insetos sociais se auto-organiza ao redor de núcleos de informação: duas trilhas de formigas são duas estruturas sociais auto-organizadas competindo pela atenção da colônia, buscando cada uma recrutar um número maior de insetos para si. Ao final, a colônia decide (uma das trilhas desaparece), e geralmente decide pela melhor opção disponível (permanece ativa a trilha que focou no alimento mais próximo, ou em maior quantidade). Ao final, um grupo de indivíduos irracionais (que teriam individualmente feito uma escolha irracional) apresenta, sistematicamente, uma decisão racional, o que indica que a racionalidade emergiria no social, a partir desta auto-organização supra-individual ao redor de núcleos de compartilhamento informacional. Tudo isso parece muito bonito, e há um grande frisson na literatura acerca desta cognição social emergente. O superorganismo teria afinal uma super-mente.

Finalizo este texto com duas questões importantes: primeiro, será mesmo que a seleção natural teria produzido super-mentes nos insetos sociais? Segundo, será mesmo que nós, humanos, estamos trilhando este caminho para uma super-mente? Com relação à primeira, e para fazer simples um longo argumento que estamos desenvolvendo agora, entendo que há um otimismo exagerado na literatura ao atribuir a colmeias e formigueiros uma super-mente social que controlaria as mentes individuais dos insetos. Literalmente, as colônias de insetos sociais não deveriam ser chamadas de superorganismos, porque elas não têm um si-próprio, um controlador social do comportamento individual, uma personalidade de colmeia, um desejo de formigueiro (para além dos desejos das formigas individuais). Com relação à segunda pergunta, podemos apenas especular. Entendo que temos cérebros grandes demais, que fomos selecionados por tempo demais em grupos pequenos sob escassez de recursos, e reverter todo este grande cérebro hierárquico para um funcionamento cooperativo em colmeia iria requerer agora uma revolução biológica importante. A seleção natural predominante hoje é provavelmente neste sentido, digamos, de uma certa cupinização da humanidade. Mas estamos também sob forte pressão de seleção cultural, e estas novas cartas culturais no velho baralho evolutivo podem passar a ditar as regras de nossa futura organização social. Se caminharmos no sentido de uma maior coesão social, com a China se tornando a maior potência e portanto espelho para o mundo, estaremos caminhando no sentido deste superorganismo humano. O organismo é uma entidade incrível, ele reúne diversidade interna (cada órgão se especializa em uma função) e unicidade (todos têm um mesmo objetivo e funcionam em conjunto. Em cima disso tudo há ainda uma autonomia decisória: o que o organismo decide não é necessariamente fruto daquilo que seus órgãos necessitam no momento: posso entrar em jejum mesmo estando com fome. Ao mesmo tempo, as decisões do organismo não são necessariamente fruto de estímulos do mundo externo: quando vejo uma presa, ou um parceiro sexual, posso ignorá-los, ou fugir deles, emitindo assim respostas não esperadas. A autonomia do organismo em relação a seus órgãos internos e ao mundo externo é o que precisaríamos ter no nível social, se a sociedade for caminhar no sentido de adquirir uma super-mente.

Para nós, seres humanos, tornar nossa sociedade um pouco mais orgânica significaria valorizar a diversidade de funções que grupos humanos distintos podem ter em uma sociedade ampliada, ao tempo em que se deveríamos também criar objetivos e mitos e utopias comuns a todos, que norteassem assim um funcionamento unificado, dando coesão à necessária diversidade. Veja agora que chegamos ao final do texto com uma ideia bem distinta acerca da importância da diversidade. No seu feed de notícias, a diversidade humana seria importante como um seguro contra a adversidade imprevisível do futuro: se o mundo mudar, teremos sempre algum variante (morfológico, comportamental, cognitivo) presente que dará conta da nova pressão seletiva, enquanto os variantes restantes serão contra-selecionados: os índios, os negros, os gays, todas estas minorias morrerão, para que a humanidade permaneça. No entanto, o que vemos agora, ao final do texto, é algo muito distinto: a variação pode ser importante para que a sociedade resista melhor às mudanças, já que cada variação pode ter uma função complementar para o conjunto orgânico da humanidade. As diferenças entre os seres humanos, nesta visão mais organicista de sociedade, produziriam uma maior resiliência desta sociedade a perturbações, permitindo reorganizações frente a mudanças no ambiente. Uma sociedade mais orgânica: um belo desejo de ano novo. Vamos sonhar juntos?

Hilton Japyassú

Universidade Federal da Bahia

INCT IN-TREE

Para saber mais

Sasaki, Takao, and Stephen C. Pratt. The psychology of superorganisms: Collective decision making by insect societies. Annual Review of Entomology 63 (2018): 259-275.

Japyassú HF, Neco LC and Nunes – Neto N (in press) Minimal Organizational Requirements for the Ascription of Animal Personality to Social Groups. Frontiers in Psychology. Imagem: Capa do álbum Superorganism: https://www.discogs.com/pt_BR/Superorganism-Superorganism/release/12188398

Destaque

Como identificar a ação da seleção natural

É difícil enxergar seleção natural ocorrendo, pois a escala de tempo de nossa observação é curta em relação aos seus efeitos. Entretanto, é possível usar métodos estatísticos para identificar sua ação no passado. Numa conversa com Diogo Meyer, o biólogo Carlos Schrago, da UFRJ, fala sobre abordagens que permitem testar a hipótese de que a seleção natural atuou sobre sequências de DNA.

Numa entrevista anterior, Carlos Schrago conversou sobre a teoria neutra, segundo a qual a maior parte da mudança evolutiva é consequência da deriva genética, e não de mudanças movidas pela seleção natural.

Nesta continuação, o assunto recai sobre a possibilidade de identificar instâncias em que a seleção natural de fato operou. Schargo argumenta que a teoria neutra, mesmo que em grande medida refutada pela comunidade científica, é valiosa como um “modelo nulo” para testes de seleção. A ideia é que a teoria neutra nos diz o que esperar na ausência da seleção, e, portanto, serve de base para testes que permitem identificar as instâncias em que a seleção está presente. 

Originalmente gravada para um curso de biologia evolutiva na Universidade de São Paulo, a entrevista discute temas amplos sobre testes de hipótese, o uso de simulações computacionais, e o papel de abordagens teóricas e de análise de dados em projetos

Diogo Meyer (USP)

Destaque

Pandemia na era da cibernética

Modelagem do movimento urbano em diversas metrópoles nos Estados Unidos revela padrões de comportamento de diferentes grupos sociais e pode ajudar no desenvolvimento de políticas de saúde pública mais equitativas durante a atual pandemia

Desde 1992, o Gil já cantava: “Antes longe era distante / Perto, só quando dava / Quando muito, ali defronte / E o horizonte acabava / Hoje lá trás dos montes, den de casa, camará”. Na música Parabolicamará, Gil utilizou a imagem da antena parabólica para simbolizar a interconectividade do mundo digital e a difusão da parabólica pelo Brasil, influenciando não apenas a paisagem urbana, mas também os padrões de comportamento social. O desconhecido podia agora ser acessado por meio digital, do conforto e segurança do lar. As distâncias, antes quase intransponíveis, podiam agora ser virtualmente percorridas em questão de segundos. E a antena parabólica foi apenas o começo dessa era de globalização digital: internet, computadores portáteis, celulares, carros e casas inteligentes permeiam o cotidiano de todos nós, criando o que McLuhan chamou, quase que profeticamente, trinta anos antes da invenção da internet, de aldeia global.

O desenvolvimento de aplicativos digitais capazes de não apenas reunir, mas também transmitir dados entre si, levou Kevin Ashton, em 1999, a propor o conceito de Internet das Coisas (do inglês, Internet of Things). Esse conceito ressalta que, para além da interconectividade entre pessoas, o mundo digital gerou, em paralelo, a interconectividade entre objetos físicos, dispositivos, sistemas e serviços. Hoje, podemos, dos nossos celulares e de praticamente qualquer lugar, controlar a temperatura da nossa casa, cozinhar o jantar, ou até mesmo estacionar nossos carros. Na era digital, a portabilidade de dispositivos como o celular nos permite carregar a internet a qualquer lugar, e com isso permanecer constantemente conectados. E foi exatamente essa permanente interconectividade que permeia a vida da maioria da população atual que permitiu a realização do estudo que venho aqui dividir com vocês.

Nesse estudo, publicado essa semana na revista Nature, cientistas coletaram dados de localização de celulares de 98 milhões de indivíduos em 10 metrópoles norte-americanas, e utilizaram modelos de mobilidade, associados a modelos epidemiológicos de propagação do vírus, para entender a relação entre os padrões de deslocamento de diferentes grupos sociais para pontos de interesse, como restaurantes, lojas, supermercados e instituições religiosas, e os padrões de disseminação do vírus causador da COVID-19, o SARS-CoV-2. O modelo gerado foi capaz de predizer com acurácia os padrões observados de disseminação do vírus até então, sugerindo ser um bom modelo para testes de estratégias de re-abertura e reestabelecimento das atividades econômicas e sociais.

Ao utilizar o modelo para testar planos de reabertura e contenção da propagação do vírus, os cientistas observaram que a magnitude da redução da mobilidade é tão importante quanto o momento em que essas medidas são implementadas. Por exemplo, caso a região do metrô de Chicago não tivesse observado uma redução de ~54% de mobilidade durante o primeiro mês da quarentena, o número de casos poderia ter aumentado em mais de 6 vezes o número atual. E se a redução da mobilidade tivesse iniciado uma semana mais tarde, o número de casos seria quase duas vezes maior do que o observado. O modelo de dinâmica de movimento social desenvolvido nesse estudo sugere também que uma pequena minoria dos pontos de interesse é responsável pela grande maioria das infecções, possibilitando a identificação de eventos de super propagação. A ideia de eventos de super propagação (do inglês superspreader events) de COVID-19, no entanto, não é nova. O acúmulo de dados a respeito da pandemia de COVID-19 levou cientistas a proporem a ideia de que eventos de super propagação explicam os padrões de disseminação do vírus SAR-CoV-2. Eventos de super propagação são eventos nos quais um ou poucos indivíduos contaminam um número significativo de pessoas em um único encontro. É possível que um único indivíduo contaminado, em ambiente fechado, resulte na contaminação secundária de milhares de pessoas.

Se a minoria dos pontos de interesse (isto é, restaurantes, lojas, bares, supermercados, academias, instituições religiosas etc.) é responsável pela grande maioria dos casos, uma clara política pública é a reabertura desses pontos com restrição da capacidade máxima de ocupação desses locais. Ao testar cenários de reabertura sem redução da capacidade de ocupação, utilizando o modelo gerado, os cientistas foram capazes de prever um aumento de aproximadamente 32% de infecções na mesma região de Chicago. Ainda, a redução da ocupação reduz significativamente o risco de infecção, sem necessariamente alterar os padrões de mobilidade da região. Nessa mesma região, o modelo prevê que a restrição da capacidade de ocupação em, no máximo, 20% da capacidade total é capaz de reduzir o número de novas infecções em aproximadamente 80%, resultando em apenas 42% na restrição de mobilidade na região, sugerindo que a redução da capacidade de ocupação de pontos de interesse pode ser mais eficaz do que a restrição da mobilidade irrestrita da população.

Além disso, o modelo aponta para o risco relativo de reabertura de determinadas categorias de pontos de interesse, já que nem todos os pontos de interesse estão associados igualmente a eventos de super propagação. Devido ao fato de que apenas uma minoria dos pontos de interesse são responsáveis pela maioria dos eventos de super propagação nas regiões metropolitanas estudadas, entender a relação entre esses pontos de interesse e a propagação do vírus é fundamental, particularmente para locais que usualmente recebem uma grande quantidade de indivíduos, ou nos quais indivíduos tendem a passar longos períodos de tempo.

O modelo ressalta também os padrões de disparidade nas taxas de infecção entre diferentes grupos sociais, resultando na acentuação das desigualdades sociais preexistentes. O modelo corretamente previu maiores taxas de infecção entre grupos socioeconomicamente desfavorecidos, baseando-se apenas padrões de deslocamento dos diferentes grupos. De acordo com os dados de mobilidade, grupos socioeconômicos menos favorecidos não foram capazes de reduzir sua mobilidade tanto quanto grupos sociais privilegiados, e tenderam a frequentar locais de maior aglomeração, resultando assim em maior exposição e um aumento significativo no risco de infecção. O reconhecimento de que grupos sociais já cronicamente desfavorecidos são os mais afetados pela atual pandemia de COVID-19 também não é uma novidade. Desde Abril desse ano, estudos epidemiológicos já apontavam para a disparidade nas taxas de infecção e mortalidade nos Estados Unidos entre grupos socioeconômicos e raciais. Disparidades socioeconômicas semelhantes foram observadas no Brasil, onde as taxas de incidência e mortalidade por COVID-19 foram mais elevadas em unidades federativas com maior desigualdade econômica. Dessa forma, políticas justas de reabertura durante a pandemia precisam considerar o impacto díspar da pandemia nos diversos grupos socioeconômicos para o planejamento de ações que intencionalmente reduzam as taxas de infecção nas comunidades menos favorecidas e mais afetadas. Segundo os autores, são medidas importantes o estabelecimento de limites de ocupação mais restritos em restaurantes, lojas, academias e outros pontos de interesse, a criação de centros de distribuição de alimentos para a redução da densidade populacional em pontos de interesse super propagadores, como lojas e supermercados, a oferta ampla e gratuita de testes, principalmente em regiões metropolitanas de alto risco, e a melhoria das políticas públicas de suporte ao trabalhador doente, visando a redução da sua mobilidade durante a doença. Além disso, já sabemos que outras medidas são também efetivas, como o distanciamento social e o uso irrestrito de máscaras. Este último contribui significativamente para o controle da propagação do vírus causador da COVID-19, por reduzir a emissão de saliva e aerossóis das vias respiratórias de indivíduos infectados, porém com sintomas amenos ou moderados.

Infelizmente, perdemos a oportunidade de resolver a pandemia antes da morte de centena de milhares de pessoas em países como os Estados Unidos e o Brasil, mas modelos como os apresentados por Chang e colaboradores podem balizar políticas de saúde pública eficazes na contenção da propagação do vírus, pois permitem testar computacionalmente o impacto das medidas de reabertura em diferentes regiões e grupos sociais antes da efetivação das mesmas, principalmente em países cujos chefes de estado não foram capazes de atuar prontamente no controle inicial e na eliminação da disseminação do vírus. Veja-se, por exemplo, o caso da Nova Zelândia. A Nova Zelândia é o país com a menor taxa de mortalidade por COVID-19 (apenas 4 por 1 milhão de habitantes) entre os 37 países da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico. Em apenas 103 dias, e após um período de quarentena nacional, o país decretou, no início de Junho desse ano, o final da pandemia no território nacional, tendo registrado apenas 1.569 casos e 22 mortes por COVID-19. A impressionante contenção da pandemia na Nova Zelândia, resultado da implementação imediata e severa de medidas de saúde pública informadas pela ciência, foi reconhecida pela Harvard University com o Prêmio Gleistman em liderança e ativismo social de 2020, outorgado à Primeira Ministra Jacinda Ardern, que liderou, de forma exemplar, o país durante a crise.

No entanto, se vamos passar a utilizar padrões de movimento social inferidos a partir de dados de celular para propor e planejar políticas públicas, não podemos deixar de discutir questões ligadas à privacidade de cada um de nós. Em muitos casos, informações a respeito dos nossos padrões de mobilidade e comportamento são compartilhadas por aplicativos e dispositivos digitais sem que tenhamos clara consciência do fato. E com o avanço da interconectividade e da Internet das Coisas, esses eventos de compartilhamento de informações pessoais se tornam cada vez mais comuns. Mas, pessoalmente, acredito que precisamos atentar para uma questão ainda mais importante:  é imperativo garantirmos a inclusão digital de todos os setores da sociedade, para que todos estejam representados equitativamente nesses modelos, se é que eles balizarão futuras tomadas de decisão.

Ana Almeida

California State University East Bay

(CSUEB)

Para saber mais:

Chu, Derek K, et al. 2020. Physical distancing, face masks, and eye protection to prevent person-to-person transmission of SARS-CoV-2 and COVID-19: a systematic review and meta-analysis. The Lancet, 395(10242): P1973-1987.

Greenhalgh, Trisha. et al. 2020. Face masks for the public during the COVID-19 crisis. BMJ, 369: m1435

Ornes, Stephen. 2016. Core Concept: The Internet of Things and the explosion of interconnectivity. PNAS, 113 (40) 11059-11060.

Santos, Milton. 2000. Por uma outra globalização: do pensamento único à consciência universal. São Paulo: Editora Record.

Schadt, Eric. The changing privacy landscape in the era of big data. Molecular Systems Biology, 8:612

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A evolução é “só uma teoria”?

Biólogos estão acostumados a ter que lidar com um argumento frequentemente invocado para desqualificar a teoria evolutiva: a de que a evolução é “só uma teoria”. Esse é um bordão em diversos textos anti-evolucionistas.

Implícita nessa forma de criticar o conhecimento sobre a evolução está a ideia de que uma “teoria” de algum modo se distingue de um “fato”, por ser mais incerta e conjectural.

No vídeo que compartilhamos hoje, Charbel Niño El-Hani conversa com Diogo Meyer sobre o que está embutido na tentativa de criticar a evolução afirmando que ela é “apenas uma teoria”. Para Charbel, é fundamental investir para que estudantes tenham uma compreensão de como o conhecimento científico é produzido, e da importância central de teorias no processo de explicar o mundo através da ciência. Compreendendo como o conhecimento científico é construído, ficará claro que descrevê-lo como construído com base em “teorias” não o desqualifica.

Mais do que isso, entender como o conhecimento científico é produzido não só ilumina seu potencial de responder questões complexas – através da elaboração de teorias -, como também serve para mostrar os limites do conhecimento científico, e o fato de que a ciência convive com outras visões de mundo, de utilidade diferente e de inserção em diferentes domínios das atividades humanas.

A conversa chama a atenção para importância de investir na formação de jovens cientistas, buscando equilibrar a grande ênfase dada em ensinar extensos conteúdos, com a muito menos explorada via de ensinar como o próprio conhecimento científico é produzido.

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Mais além do dilema entre aprender e fazer no tratamento da COVID-19, fica a necessidade de aprender fazendo

Quando enfrentamos uma nova doença e/ou buscamos medicamentos e vacinas, ensaios clínicos são estritamente necessários, como parte do processo meticuloso, cuidadoso de que dependemos para saber se as pílulas que tomamos ou as injeções que nos aplicam são eficazes e seguras, já discutido aqui em Darwinianas. Efetividade e segurança devem ser bem evidenciadas, porque medicamentos, como qualquer outra substância, podem fazer por vezes mais mal do que bem. Quando se prescrevem medicamentos que não foram ainda suficientemente testados, sob os quais ainda há dúvidas sobre sua efetividade ou segurança (pior ainda: quando há evidência de carecem desses atributos), dois princípios fundamentais da prática médica estão sendo negligenciados: In dubio abstine (quando em dúvida, abstenha de tratar) e Primum non nocere (antes de qualquer coisa, não cause mal).

A cloroquina e seus derivativos, como a hidroxicloroquina, fornecem bom exemplo de por que ensaios clínicos são um requisito inquestionável do uso seguro de medicamentos. A margem de segurança desses medicamentos é relativamente estreita, especialmente por causa de seus efeitos cardiovasculares adversos, ou seja, a diferença entre uma dose com poder terapêutico e uma dose tóxica é relativamente pequena. Overdose de hidroxicloroquina é, além disso, de difícil tratamento, e não há antídoto conhecido. A hype em torno dessa droga levou a prejuízos a pessoas que se automedicaram com ela durante a atual pandemia, como mostram relatos de overdoses, hospitalização e mortes em contextos tão distintos quanto os da Nigéria e dos Estados Unidos. É uma trágica ironia que apenas quatro dias antes de um homem morrer por overdose de cloroquina no Arizona, o atual presidente norte-americano tenha dito, a respeito da hidroxicloroquina: “a coisa boa é que ela tem sido usada por um longo tempo, de maneira que, se as coisas não saírem como planejado, sabemos que ninguém será morto por ela”. Esses fatos mostram claramente a necessidade de maior prudência no uso dessa droga, tornando bastante evidente que, mesmo que ela venha a mostrar efeito no tratamento de determinada doença, quão importante é estabelecer, através de ensaios clínicos bem conduzidos, qual dosagem, extensão do tratamento, forma de administração utilizar.

Ensaios clínicos são fundamentais, pois, para que se torne possível uma prática médica responsável. Além disso, como os recursos necessários para realizar um ensaio clínico de boa qualidade são muitos, em termos da equipe necessária, das horas de trabalho, da logística e dos insumos materiais, ensaios pré-clínicos também são importantes, porque se evita que se dispenda muitos recursos na investigação de drogas com pouca chance de terem sucesso ou de serem seguros. Os ensaios pré-clínicos incluem estudos in vitro (em placas de cultura, tubos de ensaio etc.) e estudos em animais (os quais implicam uma série de aspectos éticos dos quais não poderei tratar nesse texto). No que diz respeito aos ensaios clínicos, uma vez que um medicamento tenha mostrado eficácia em doses seguras em ensaios pré-clínicos, a melhor opção é realizar ensaios clínicos controlados e randomizados (RCTs, randomized controlled trials), caso isso seja possível. Esses são ensaios nos quais terapias são comparadas com controles, como tratamento padrão ou placebo, e pacientes são alocados aleatoriamente nos grupos que receberão diferentes tratamentos.

Experiências anteriores em epidemias, por exemplo, as de Ebola, produziram um elevado nível de concordância na comunidade acadêmica de que pesquisa sólida, convincente, pode e deve ser feita mesmo durante emergências de saúde pública, bem como que RCTs constituem a abordagem mais ética e confiável para identificar-se rapidamente tratamentos efetivos e propiciar que a maioria das pessoas seja beneficiada, e não prejudicada, conforme requerido pelo princípio Primum non nocere.

A COVID-19 não estabelece qualquer exceção em relação aos princípios e ideias expressas acima. Não há dúvida de que qualquer pessoa racional deve compreender as dificuldades de fazer pesquisa sob enorme pressão para identificar rapidamente tratamentos efetivos para a doença e nas condições desafiadoras colocadas por instituições de saúde, como hospitais, superlotados, nos quais trabalhadores da saúde lutam contra uma doença nova e mortal, que afeta números muito grandes de pacientes e coloca a eles próprios em risco. No entanto, como escrevem Alexander e colaboradores, “essas circunstâncias infelizes e sem precedentes não transformam dados frágeis em resultados convincentes”. A despeito das dificuldades da crise atual, é importante dirigir os esforços na direção de RCTs bem planejados e éticos, prospectivos e não retrospectivos (ou seja, atuando no tratamento de pacientes, e não revisando tratamentos já feitos), e de larga escala, envolvendo múltiplos centros e grandes quantidades de pacientes em diversas regiões do mundo. Para além disso, diretrizes devem ser usadas no planejamento dos estudos clínicos, orientando o modo como serão recrutados pacientes, como será feita a randomização e o uso de duplo-cego, quais resultados do tratamento serão mensurados e como etc. Somente com tal padronização, a combinação do conhecimento obtidos em diferentes ensaios clínicos poderá ser feita com poder estatístico suficiente para estabelecer de modo convincente a efetividade e segurança de determinada profilaxia ou tratamento, ou para comparar a efetivamente de diferentes abordagens terapêuticas. Daí a importância de a OMS ter buscado ordenar a busca por tratamentos para a COVID-19, publicando orientações gerais para a condução de RCTs. A realização de estudos confiáveis se torna sine qua non quando vemos a evidência ser soterrada sob a veemência e a desinformação em virtude do forte movimento de algumas lideranças políticas na defesa de medicamentos para cuja efetividade e segurança não há evidência suficiente.

É preocupante ver na literatura sobre tratamento da COVID-19, a larga multiplicação de estudos observacionais, nos quais se investiga o efeito de uma droga ou de outra intervenção, sem manipulação ou intervenção. Apesar de fornecerem informação relevante e complementar àquela produzida por RCTs, esses estudos não fornecem evidência suficientemente confiável para a tomada de decisões sobre o tratamento de pacientes. A questão não é – que se entenda bem – que estudos observacionais não deveriam ser feitos, mas que eles têm ganhado precedência inclusive em situações nas quais isso não é suficientemente compreensível. Por exemplo, há estudos observacionais sobre tratamentos para COVID-19 que recrutaram grandes números de pacientes e, ainda assim, não utilizaram grupos controle, nem mesmo comparando o tratamento experimental com tratamento padrão (standard of care), uma vez que há questões éticas envolvidas no uso de placebo numa circunstância como a presente. Ademais, parece importante evitar a proliferação de estudos clínicos pequenos, sem poder estatístico suficiente para gerar qualquer conclusão sólida, ou estudos que apenas comparam duas intervenções terapêuticas distintas, sem utilizar controles. Ambas as situações têm ocorrido com frequência ao longo da pandemia.

Estudos observacionais são úteis, mas tendem a superestimar a contribuição de um tratamento. No caso da COVID-19, é importante não perder de vista que a maioria dos pacientes apresentam doença leve a moderada e, nesses casos, o tratamento padrão tenderá a aliviar os sintomas respiratórios e sinais vitais. Ademais, remissão espontânea da COVID-19 pode chegar a 90% dos casos ou mais. Como se poderia, então, alcançar conclusões sólidas acerca das contribuições de possíveis tratamentos numa doença com tais níveis de remissão espontânea sem o uso de amostras suficientemente grandes e grupos controle? A resposta é, simplesmente, que não se pode, com tal desenho experimental, chegar a qualquer conclusão convincente acerca da efetividade e segurança de uma dada intervenção terapêutica. Em tal desenho experimental, é um erro óbvio atribuir uma eventual cura aos efeitos do medicamento, ou resultados negativos à doença.

Da necessidade de “aprender fazendo” na crise da COVID-19

Contudo, ao pensar nas terapias para a COVID-19, é importante considerar como a pandemia abriga um conflito entre a pesquisa acadêmica nas ciências biomédicas e a prática da medicina clínica. Nesta última, médicos fazem uso não apenas de medicina baseada em evidência, mas também de tratamentos que por vezes não são baseados na evidência clínica mais rigorosa, mas em plausibilidade biológica, dados pré-clínicos ou evidência clínica limitada. Não é difícil apreciar como a opção por estes últimos tratamentos é incrementada numa situação como a da atual pandemia, para a qual não há ainda tratamento aprovado e poucos medicamentos gozam de evidência favorável mais sólida. Na altura em que escrevo esse texto, há somente dois medicamentos apoiados por evidências mais convincentes, para tratamento de doentes graves de COVID-19: dexametasona e remdesivir. Nos casos leves a moderados, por sua vez, não há ainda qualquer terapia bem apoiada. No entanto, é exatamente nestes últimos casos que a prescrição de drogas ainda carentes de evidência suficiente quanto à sua efetividade se torna menos recomendável, uma vez que os benefícios terapêuticos tendem a ser proporcionais à severidade do caso, enquanto os riscos de um dado tratamento tendem a ser relativamente mais constantes. Assim, a relação risco-benefício de um tratamento tende a ser menos favorável em casos mais leves do que em casos mais severos.

Reconhecer os dilemas envolvendo a pesquisa biomédica e a prática clínica em circunstâncias como as que hoje vivenciamos é muito diferente, pois, de uma defesa imprudente de terapias como se fossem balas mágicas, pílulas salvadoras, ignorando os riscos envolvidos no uso de tratamentos cuja efetividade e segurança não estão ainda suficientemente estabelecidas. Uma solução para esses dilemas não segue de uma negligência quanto à necessidade de evidência de alta qualidade para a recomendação mais confiável e eventual aprovação de abordagens profiláticas e terapêuticas da COVID-19. Para os clínicos, não é pequeno o desafio de fazer julgamentos e tomar decisões na ausência de evidência suficiente, malgrado o suporte dado por seu próprio conhecimento e experiência. Numa situação como esta, torna-se ainda mais fundamental considerar de maneira crítica, ponderada a evidência disponível, como base para avaliar os riscos e benefícios das opções feitas no tratamento de cada paciente. Tanto pesquisadores quanto trabalhadores da saúde devem ter a responsabilidade de se manter verdadeiramente informados, de pensar com clareza e de se comunicar com inteligência, evitando ser influenciados por, quanto mais comprometer-se com fake news e desinformação, tão frequentes na infodemia que anda lado a lado com a pandemia, menos ainda ser fontes de tal desinformação.

Recentemente Derek C. Angus publicou um artigo de opinião que remete ao dilema entre medicina clínica e pesquisa biomédica em contextos como o da crise atual. Ele trata esses dilemas em termos de um trade-off entre prospecção (exploration) e explotação (exploitation). A prospecção diz respeito a ações realizadas para gerar novos conhecimentos e diminuir a incerteza através de investigação, a uma opção por “dever aprender” (“must learn” option) a respeito de uma situação. Por sua vez, a explotação corresponde à ação com base no conhecimento, nos hábitos, nas crenças correntes, a despeito da incerteza, a uma opção por “fazer agora” (“just do it” option) o que parece necessário para enfrentar a situação. O conflito entre medicina clínica e pesquisa biomédica discutido acima resulta, em última análise, da interpretação dicotômica dessas duas opções: ou fazemos algo (tratamos o paciente) ou aprendemos algo (testamos o medicamento). Torna-se um desafio chave para os avanços na terapia da COVID-19, então, superar essa dicotomia, reconhecendo – como argumenta Angus – que trade-offs entre prospecção e explotação são, em geral, melhor resolvidos por uma estratégia que permite fazer e aprender ao mesmo tempo. E este não é o caso somente da medicina clínica, mas uma dificuldade que encontraremos em outros campos, a exemplo do trade-off entre aprender via pesquisa ecológica e atuar na tomada de decisão ambiental.

Se nos deslocarmos do conflito, da polarização entre fazer e aprender para uma integração entre ação e aprendizagem, poderemos ser capazes de maximizar tanto resultado de curto termo, por exemplo, aumentando as chances de recuperação de pacientes em estados mais graves, quanto de longo termo, avançando na descoberta, no teste rigoroso e na disseminação de novos tratamentos. Para além dos tempos excessivamente polarizados que vivemos, ou das atitudes negacionistas face à ciência ou mesmo ao conhecimento em termos mais gerais, a construção de uma abordagem integrada para fazer e simultaneamente aprender também é restringida pela organização institucional da pesquisa biomédica e dos cuidados à saúde. Cada uma dessas tarefas é feita separadamente, com a prática clínica (o fazer) e a pesquisa clínica (o aprender) ocorrendo mais frequentemente em instituições distintas, envolvendo diferentes agentes e procedimentos, e sendo também financiadas separadamente. Daí resulta que diferentes profissionais são prioritariamente responsáveis por cada um dos polos do trade-off, cada qual confiando em sua própria base de conhecimentos profissionais, critérios, métodos, práticas, e comprometidos com seus próprios valores e interesses. Esta é uma situação que alimenta o conflito entre prática clínica e pesquisa biomédica, potencializando o trade-off entre aprender e fazer. E não são baixos seus custos, na medida em que, de um lado, a aquisição e disseminação de conhecimento crucialmente importante se tornam mais lentas, e, de outro, pacientes são submetidos a tratamentos que podem exibir relações risco-benefício inaceitáveis na exata medida em que a pressão para “fazer algo” é amplificada.

Em tal situação, otimizar a relação entre fazer e aprender e, assim, negociar com sucesso o conflito entre medicina clínica e pesquisa biomédica se torna urgente. Para médicos clínicos e pesquisadores biomédicos, coloca-se a necessidade de integrar seus trabalhos e adaptar suas estratégias e abordagens uns aos outros. Três desafios para essa integração são identificados por Angus.

Primeiro, se de um lado a alocação aleatória de pacientes em diferentes grupos num ensaio clínico (randomização) é fundamental para estabelecer vínculos causais bem apoiados entre tratamentos e efeitos, essa randomização pode ser muito desconfortável na prática médica. É  verdade que um médico que simplesmente deseja prescrever uma droga a um paciente, em vez de aceitar uma alocação aleatória, pode não estar servindo ao melhor interesse de seu paciente, uma vez que a droga pode, ao fim e ao cabo, exibir uma relação ruim entre risco e benefício. Contudo, não se deve ignorar o profundo desconforto que pode ser vivenciado por médicos clínicos diante da alocação aleatória de pacientes, dada a angústia de lidar com uma pandemia como a que estamos atravessando. Este é um aspecto central dos dilemas mencionados acima: embora uma médica possa eventualmente reconhecer que a evidência a favor de determinado tratamento é incerta, ela ainda assim pode sentir-se compelida a prescrevê-lo, caso acredite que as chances de benefícios são maiores do que os riscos de prejuízos. Enquanto as consequências para o paciente por quem a médica é e se sente responsável podem ser imediatas e notáveis, os benefícios da aprendizagem a ser alcançada num ensaio clínico e as consequências do atraso na geração de conhecimentos necessários caso não sejam recrutados pacientes podem parecer, para ela, abstratas e remotas, difíceis de serem avaliadas e para além de suas responsabilidades.

É evidente, contudo, que há problemas com a inferência feita, uma vez que os resultados podem ser imediatos e notáveis também de uma maneira maléfica ao paciente, sendo a inferência colocada em xeque diante dos princípios In dubio abstine and Primum non nocere. Além disso, se o medicamento não traz prejuízo mas também não traz benefício, podemos dessa maneira perder a oportunidade de aprender, mantendo-se a prescrição de um medicamento sem efetividade, enquanto outras drogas não são consideradas ou testadas. A solução, portanto, não é confiar simplesmente em inferências que, mesmo mal apoiadas, tragam alívio à pressão cotidiana sofrida pelos trabalhadores da saúde, mas, antes, incorporar não somente sua angústia e urgência, mas também – e especialmente – seus conhecimentos e suas práticas no planejamento e na execução de ensaios clínicos que busquem um compromisso entre aprender e fazer. Trabalho colaborativo e integrado entre médicos clínicos e pesquisadores biomédicos pode propiciar uma plataforma para acomodar suas diferentes demandas, conhecimentos e práticas.

Um segundo desafio diz respeito ao fato de que, quando um ensaio clínico é implementado, as atividades necessárias para sua execução incluem muitos passos que interferem nos procedimentos clínicos e desviam a atenção das médicas de outras ações clínicas importantes. Portanto, um ensaio planejado de modo a integrar-se mais facilmente à prática clínica será mais atraente para médicas que desejem colaborar com a pesquisa clínica, favorecendo a integração de fazer e aprender.

Um terceiro desafio reside na dificuldade de estabelecer um plano unificado, devido ao caos que se instalou na realização de ensaios clínicos durante a pandemia. Há tantos testes de possíveis medicamentos para tratar a COVID-19 em andamento que é fácil concordar com os muitos apelos a uma maior coordenação entre os estudos. Médicos e hospitais, que já estão sobrecarregados pela própria pandemia, sofrem pressão adicional devido às muitas solicitações para participação em ensaios clínicos. O resultado são ensaios clínicos competindo uns com os outros por financiamento e recrutamento de pacientes, entre outros aspectos. Há, além disso, um conflito em andamento entre ideias rivais sobre quais terapias deveriam ser testadas e quais abordagens seriam mais apropriadas para a realização dos ensaios, às vezes com a discussão chegando a uma defesa de flexibilização da metodologia que pode mostrar-se excessiva, trazendo riscos de que sejam produzidas evidências sem utilidade ou que conduzam a equívocos. Em circunstâncias tão fragmentadas, é improvável que se consiga a integração entre pesquisa e prática clínicas que tornaria possível aprender e fazer ao mesmo tempo.

Não obstante esses desafios, podemos testemunhar no cenário da pesquisa sobre a COVID-19 avanços na direção de uma otimização da relação entre aprender e fazer. À guisa de exemplo, o ensaio clínico SOLIDARITY, coordenado pela OMS, caminha na direção de uma maior integração entre aprender e fazer. Este é um grande ensaio clínico multicêntrico, randomizado, utilizando uma abordagem pragmática e adaptativa, que está sendo realizado em 13 países (incluindo o Brasil), envolvendo milhares de pacientes. Um ensaio “pragmático” busca mimetizar, ao máximo possível, as condições reais das populações alvo e dos contextos clínicos, sendo planejado para dar conta das necessidades de tomadores de decisão sobre a saúde (por exemplo, gestores públicos) e o tratamento clínico (por exemplo, médicos). Num ensaio “adaptativo”, pode-se interromper o teste de drogas que mostram, ao longo do ensaio, falta de efetividade ou trazem preocupações importantes quanto à sua segurança, assim como pode-se adicionar novos medicamentos que pareçam promissores. Inicialmente, foi proposto o teste de quatro tratamentos potenciais no ensaio SOLIDARITY, todos em comparação com tratamento padrão (no grupo controle): remdesivir; lopinavir e ritonavir + interferon-β; apenas lopinavir e ritonavir; e cloroquina/hidroxicloroquina. Em virtude de seu desenho adaptativo, os dois últimos tratamentos foram descontinuados nesse ensaio.

O ensaio SOLIDARITY foi planejado para ser tão simples e rápido quanto possível, mas ainda assim produzir evidência confiável, ajustando suas estratégias e abordagens às condições de funcionamento de instituições de saúde e às práticas da medicina clínica. Por essa razão, ele não foi planejado como um ensaio de duplo-cego, de modo a alcançar um equilíbrio entre o rigor da pesquisa clínica e a necessidade de respostas rápidas e possíveis de serem alcançadas nas circunstâncias objetivas tanto de países de alta quanto de média e baixa renda. Tem sido previsto que esse ensaio clínico será capaz de diminuir o tempo necessário para avaliar os resultados dos tratamentos em teste em até 80%, em comparação a RCTs típicos. Para usar uma metáfora de Angus, ensaios clínicos como o SOLIDARITY armam uma grande tenda internacional e incorporam a liderança e o compromisso que podem nutrir um ambiente integrado, no qual se possa, assim se espera, aprender fazendo com sucesso. Nesses tempos de irracionalidade galopante, esta já é, em si, uma notícia a ser comemorada.

Charbel N. El-Hani

(Instituto de Biologia/UFBA)

PARA SABER MAIS

Angus, D. C. (2020). Optimizing the trade-off between learning and doing in a pandemic. JAMA 323(19): 1895-1896.

Cañás, M. & Urtasun, M. A. (2020). La evidencia en tiempos de coronavirus (COVID-19). Revista Evidencia 23(2): e002057.

Goodman, J. L. & Borio, L. (2020). Finding effective treatments for COVID-19: scientific integrity and public confidence in a time of crisis. JAMA 323(19): 1899-1900.

London, A. J., Omotade, O. O., Mello, M. M. & Keusch, G. T. (2018). Ethics of randomized trials in a public health emergency. PLOS Neglected Tropical Diseases 12(5): e0006313.

Vijayvargiya, P., Garrigos, Z. E., Almeida, N. E. C., Gurram, P. R., Stevens, R. W. & Razonable, R. R. (2020). Treatment considerations for COVID-19: a critical review of the evidence (or lack thereof). Mayo Clinic Proceedings 95(7): 1454-1466.

Imagem de abertura:

https://en.unesco.org/covid19/educationresponse/learningneverstops

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Aproveitadores pré-históricos

A pandemia da covid-19 nos mostrou, da pior forma possível, o impacto dos parasitas em diferentes aspectos na nossa sociedade. Há registros históricos de pandemias e epidemias que afetaram o curso da humanidade (praga de Justiniano, peste bubônica, gripe espanhola), mas os parasitas não estão restritos à nossa espécie e ao nosso tempo.

O hábito de parasitismo é universal. A grande maioria das espécies é parasitada pelo menos em algum estágio de sua vida. Devido a sua abundância em praticamente todos os ecossistemas e seus efeitos adversos sobre o hospedeiro, o parasitismo está entre os principais fatores para explicar a evolução e a ecologia de seus hospedeiros. Por isso, pesquisadores têm interesse em estudar a evolução de parasitas e de seus hospedeiros, e também em buscar formas de manejo e redução dos seus impactos. Embora as espécies parasitas sejam comuns nos ecossistemas modernos, sabemos pouco sobre o parasitismo no passado distante, particularmente sobre quando o hábito surgiu.

Normalmente, os parasitas não se tornam fósseis, pois seus corpos costumam ser pequenos e macios. Por isso, a maioria dos estudos sobre a evolução de parasitas é baseada em filogenias de espécies existentes, que foram construídas com base em dados morfológicos e moleculares. Apesar de muito úteis para inferir processos que atuaram na evolução dessas espécies, esses estudos dão pouco subsídios para entender as interações parasita-hospedeiro. Assim, os raros parasitas fósseis encontrados são bastante celebrados, como é o caso dos fósseis descritos em dois artigos recentes.

Num artigo publicado há pouco mais de uma semana, um grupo de pesquisadores brasileiros da Universidade Estadual de Campinas, Universidade Federal do Rio Grande do Norte e Universidade Federal de São Carlos fazem o primeiro registro de parasitas fósseis preservados no osso de um dinossauro titanossauro. Os cientistas analisaram um fragmento da fíbula do titanossauro encontrado no noroeste do estado de São Paulo. O dinossauro habitava a região há aproximadamente 80 milhões de anos, durante o Cretáceo. Eles notaram que, diferentemente de outros fósseis, o osso apresentava várias lesões que se apresentavam como protuberâncias esponjosas, o que poderia ser uma manifestação de alguma doença, como um câncer ósseo, por exemplo (Fig. 1A). O osso foi analisado por tomografia computadorizada, o que permitiu o diagnóstico da doença: osteomielite aguda. Foi observado também que as lesões esponjosas estavam na parte mais interna do osso, de onde se estendiam até a superfície (Fig. 1B). O próximo passo para entender as causas e a progressão da doença foi a análise histológica do osso, ou seja, de seus tecidos. A observação das lâminas permitiu estimar a idade do animal ao ser infectado e ao morrer, mas também, fortuitamente, revelou a presença de parasitas fossilizados nos canais vasculares do osso (Fig. 1C). Essa foi a primeira observação já descrita de um parasita sanguíneo preservado em ossos de um dinossauro. Os parasitas observados têm tamanho e comportamento de protozoários pré-históricos já conhecidos como Paleoleishmania da família Trypanosomatidae, mas possuem um tamanho bem maior. A identificação da espécie parasita, portanto, ainda depende de análises adicionais.

Figura 1. Fragmento de osso do titanossauro apresentando protuberâncias esponjosas. A. Detalhe de uma das lesões observadas no osso. B. Resultado da tomografia do osso, mostrando as regiões mais densas do osso em azul e as regiões com menores densidades em verde, como a medula (M) e o as lesões no córtex (Pr, CL, PML). C. Parasitas fossilizados observados na medula óssea (cada indivíduo preservado está indicado por uma seta vermelha). Reproduzido de Aureliano e colaboradores, 2020.

O registro mais antigo de interação parasita-hospedeiro também foi publicado neste ano. O registro observado foi provavelmente de um tipo particular de interação, o cleptoparasitismo, quando uma espécie usurpa recursos de espécies bem-sucedidas na obtenção de recursos alimentares em vez de encontrar comida por conta própria. O hábito não é raro nas espécies atuais. Por exemplo, aranhas do gênero Argyrodes estudadas pelo Hilton F. Japyassú, um dos autores do blog, roubam as presas das teias de outras aranhas, em geral pequenos insetos. Insetos da família Panorpidae também se aproveitam do esforço das aranhas, roubando suas presas. Cientistas chineses apresentaram o que seria a mais antiga interação entre duas espécies, mostrando que o cleptoparasitismo pode ter surgido há mais de 500 milhões de anos.

O grupo de pesquisadores encontrou um leito fóssil de braquiópodes –animais com aparência similar a moluscos bivalves– em Yunnan, China, datados em 512 milhões de anos atrás. Milhares de fósseis de braquiópodes, batizados de Neobolus wulongqingensis, aparecem agrupados sobre sedimentos antes cobertos pelo mar. Centenas deles tinham estruturas em forma de tubo incrustadas na superfície externa de suas conchas (Fig. 2A). Essas estruturas tubulares apareciam somente junto às conchas dos braquiópodes, nunca livres ou associados a outros fósseis. Essa observação levou à hipótese de que o organismo que habitava o tubo precisava da associação íntima com braquiópode para sobreviver. Os braquiópodes eram, provavelmente, organismos filtradores e Zhang e seus colaboradores se perguntaram se os organismos incrustados poderiam ter roubando o alimento na borda da concha, antes que o braquiópode pudesse acessá-la. Para testar essa hipótese, o grupo de cientistas comparou a biomassa dos braquiópodes que possuíam tubos incrustados (205 indivíduos) com a biomassa de indivíduos sem os tubos (224 indivíduos). Os braquiópodes incrustados com tubos eram significativamente menores: a presença dos tubos significou uma redução de 26,08% da biomassa. Além disso, os tubos encontrados possuíam aberturas orientadas exclusivamente para a extremidade anterior (via de alimentação) dos braquiópodes hospedeiros (Fig. 2B), uma indicação de que os organismos que viviam nos tubos não utilizavam o braquiópode unicamente como substrato rígido para construir as estruturas. A idade desses parasitas fósseis coincide com a Explosão Cambriana, período reconhecido pela rápida mudança diversificação biológica. Talvez a interação íntima entre as espécies e o hábito de parasitismo também tenham surgido nessa época de grande mudança evolutiva.

Figura 2. Interação entre duas espécies observadas em fósseis de 512 milhões de anos. A, B. Conchas de braquiópodes fossilizadas mostrando estruturas tubulares incrustadas em suas conchas. C. Reconstrução artística dos braquiópodes Neobolus wulongqingensis com os organismos cleptoparasitas incrustados. A abertura dos tubos estava sempre orientada para a extremidade anterior dos braquiópodes (Arte de Rebecca Gelernter, Near Bird Studios). Reproduzido de Zhang e colaboradores, 2020.

Mais de 500 milhões de anos se passaram e diferentes espécies ainda continuam se aproveitando dos esforços alheios para obter vantagens individuais, mostrando o sucesso deste estilo de vida. Dentre elas, está a nossa própria espécie, que usa uma das formas mais comuns de cleptoparasitismo, usurpando recursos de outras espécies (atire a primeira pedra quem não usa mel para adoçar o chazinho), mas também apresenta várias inovações, como suspeitos depósitos em cheques, transações imobiliárias em espécie e até novas estratégias para esconder o produto do crime em locais inusitados. É, não está “fóssil”…

Tatiana Teixeira Torres (USP)

Para saber mais:

– Tito Aureliano, Aline M. Ghilardi (2020) DINO ZOMBIE: blood parasites and severe bone disease hit dinosaurs.  Colecionadores de ossos, 05/09/2019.

Video de divulgação em português apresentado pelos pesquisadores Tito Aureliano e Aline M. Ghilardi no canal Colecionadores de ossos do Youtube, que integra a plataforma Science Vlogs Brasil. No video, os pesquisadores contam como foi feita a descoberta dos parasitas sanguíneos nos ossos de um dinossauro da família dos Titanossauros .

– Tommy L. F. Leung (2015) Fossils of parasites: what can the fossil record tell us about the evolution of parasitism? Biological Reviews, 92, 410–430.

Revisão em inglês com o levantamento de registros fósseis de parasitas e casos em que o parasitismo foi atribuído erroneamente alguns espécimes fósseis que, ao serem reexaminados, apresentam características prováveis ​​de serem encontradas também em taxa de vida livre.

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Evolução pode ocorrer sem seleção natural?

De acordo com a Teoria Neutra, desenvolvida há mais de 50 anos, evolução sem seleção seria comum. Essa ideia ainda é apoiada nos dias atuais? Assista à entrevista feita por Diogo Meyer com o biólogo Carlos Schrago, em que discutem o legado que a teoria neutra nos deixou.

Por muito tempo, a seleção natural foi vista como o principal mecanismo capaz de gerar transformação evolutiva. Para arquitetos da síntese evolutiva moderna, como Ernst Mayr (1904-2005) e George Gaylord Simpson (1902-1984), o estudo da seleção ocupava um papel central na biologia evolutiva.

Na década de 1960 essa visão foi desafiada (conforme discutido num post de Tatiana Torres, aqui no Darwinianas). Num trabalho publicado em 1968, o biólogo Motoo Kimura (1924-1994) lançou as bases da Teoria Neutra da Evolução Molecular. De acordo com a Teoria Neutra, a maioria das mudanças que ocorre em nível molecular é consequência de um fenômeno aleatório, a deriva genética, e não da seleção natural.

A teoria neutra trouxe uma nova perspectiva para a biologia, prevendo que genes menos importantes para a sobrevivência dos organismos evoluiriam de modo rápido, pois poderiam acumular mutações aleatórias. Os genes importantes, por outro lado, seriam conservados, pois mutações não seriam toleradas. Para a teoria neutra, quando há muita mudança temos indício de fenômenos aleatórios, não de seleção.

Essa teoria de mais de 50 anos ainda é importante nos dias de hoje? Qual seu legado para a forma como os cientistas pensam? Numa conversa com Diogo Meyer, o biólogo Carlos Schrago, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, examina quanto o modo de pensar introduzido pela Teoria Neutra ainda segue conosco.

Diogo Meyer (USP)

Para saber mais:

Destaque

De luzes e de sombras

Genes para monogamia em ratinhos fofos: o que há de verdade na relação entre genes e comportamento

Das sombras surgem seres de escuridão. Sem existência própria, desaparecem sob a luz, dela se escondem, mas a ela perseguem sempre, curiosos pelo luminoso. Na luz plena e desimpedida inexistem. A escuridão inteira é seu próprio lar. Podem as sombras mover as coisas? Ora, as coisas inanimadas, não, mas os vivos, ah … os vivos, estes se movem por si, e sua imaginação se encarrega de dar vida a qualquer canto escuro.

Sombras não podem mover coisas. Este foi o grande argumento de Thomas Huxley (1825–1895), conhecido como o buldogue de Darwin, ao defender um materialismo, segundo ele, fundamentado no darwinismo. Em uma palestra que ficou famosa, Huxley dizia que, da mesma forma que não haveria nenhuma enteléquia, nenhuma entidade sobrenatural, nenhuma energia misteriosa que operasse a transformação do vapor em água líquida, em gelo, em gás, seria dessa mesma forma que as leis físicas seriam suficientes para dar conta de outros fenômenos, também naturais, como a vida e a mente. Huxley descartou que devêssemos supor a existência de uma energia vital, um espírito, uma mente imaterial que concorresse na explicação da vida.

À época os cientistas estavam descobrindo a eletricidade, e fazer corpos de sapos mortos se moverem com descargas desta nova ‘substância’ elétrica  se tornou entretenimento fácil para a aristocracia. Estas ‘experiências’ públicas de revivificação reanimaram a discussão sobre o que nos tornava vivos, uma discussão antiga, que remonta aos primeiros autômatos, hidráulicos ou mecânicos, estatuetas que se moviam, dançavam, tocavam instrumentos, ou jogavam água nos passantes (para o divertimento de entediados aristocratas escondidos em meio ao jardim), experiências que estimularam a imaginação de toda uma época ao simular o ressurgimento da vida em um corpo morto. Novamente a humanidade entretinha o sempre atual sonho de sair de sua condição de mera criatura, para assumir o posto de criadora.

Mary Shelley (1797-1851), uma das primeiras britânicas a ter grande e reconhecido sucesso na literatura, criou um personagem, em muitos sentidos, imortal. Seu Frankenstein era uma montagem de peças de outros seres, pedaços que ganham vida, que adquirem uma consciência unificada após uma forte descarga elétrica. Em muitos sentidos este foi um século eletrizante. Um século que teve gênios como Lamarck, Darwin e Freud, os dois primeiros retirando o ser humano do centro da criação divina, e quiçá deixando de lado toda e qualquer divindade, e o último retirando-nos do centro de controle de nossas próprias ações, doravante comandadas a partir das trevas do inconsciente.

Todas estas metáforas giram ao redor do surgimento da vida, mais que isso, um passo além disso, giram ao redor do surgimento de agentes conscientes a partir da matéria bruta. Enquanto para alguns esta agência consciente requer um salto qualitativo, não podendo ser explicada meramente por leis físicas, e aqui falamos de Descartes, e de religiões em geral, para outros, como Huxley, essa aparência de um salto qualitativo era fruto de nossa ignorância. Para ele, era apenas uma questão de tempo até que as leis da psicologia ou da biologia pudessem ser reduzidas aos átomos da consciência e, superada nossa ignorância acerca destes fenômenos, veríamos que o surgimento da vida passaria a ser explicado como uma mudança de fase, como o surgimento da água, líquida, a partir da condensação do vapor, de água. És água, e à água retornarás.

Para Huxley e, de modo mais amplo, para boa parte da fisiologia e da psicofísica daquele tempo, era importante não deixar renascer qualquer tipo de animismo, era importante eliminar explicações que envolvessem energias vitais, que permitissem o intercurso de entidades mágicas. O vitalismo fora um influente princípio nos séculos XVII e XVIII, mas foi lentamente perdendo força nos meios científicos[1], dado que experimentos terminaram por refutar suas explicações.

Neste período vive também Émile Durkheim (1858–1917), sociólogo francês e, de fato, o principal formulador da própria Sociologia, ao lado de nomes como Karl Marx e Max Weber.  Durkheim se opõe fortemente à escola da psicofísica, defendendo que as representações, as imagens mentais e sensações, não são como sombras, dado que as representações poderiam ter um efeito causal sobre nossos pensamentos e comportamentos. Diferentemente de Huxley, Durkheim defende que há algo além das leis físicas atuando na mente, que este algo são as representações (que em conjunto comporiam um espírito), e que estas representações poderiam uma estimular a outra, ativando o organismo, ativando a matéria nervosa que lhes serve de residência.

Em oposição a Durkheim, William James (1842–1910), eminente psicólogo norte-estadunidense, defenderia que a memória é estática, é um resíduo orgânico deixado pelo funcionamento neural: em uma linguagem mais contemporânea, diríamos que é um conjunto de sinapses (conexões entre neurônios) estruturalmente modificadas. Em nossa luminosa metáfora, as redes neurais seriam, para James, a luz que gera múltiplas sombras (sensações, representações, abstrações) e que, findas as sensações, restariam apenas as marcas orgânicas de sua prévia existência, um conjunto de sinapses reforçadas pela experiência. Esta rede neural modificada pela experiência facilitaria o surgimento posterior de novas réplicas destas mesmas sensações (lembranças destas sensações), ao facilitar a replicação no agora daquele anterior funcionamento neural.

Nesta influente visão do comportamento, as sensações, as representações, nossos pensamentos e abstrações, seriam apenas sombras (os filósofos dão a isso o pomposo nome de epifenômenos). Ora, sombras não poderiam ser causa de mais nada, pois elas são passageiras, e comandadas pela luz. Nossa memória, a cada instante que lembramos de nossa falecida e querida avó, nossa memória é uma nova memória, uma nova imagem mental (leia-se, funcionamento neural) construída no aqui e no agora, e que só pode ser construída à semelhança do passado porque essas sinapses são estruturas morfológicas que dão uma certa continuidade entre experiência passada e memória presente. Uma boa metáfora é a de uma rede de canais: se alteramos a estrutura física (a morfologia) da rede de canais, o fluxo de água também se altera; a cada nova descarga de água, o fluxo será novamente igual ao do passado porquanto a rede de canais se mantenha intacta. Para William James, a rede de canais é a memória, a descarga de água são os estímulos do mundo externo, e o fluxo de água são nossas sensações, representações, abstrações, pensamentos. Para replicar (lembrar) um mesmo funcionamento (sensação) basta que a rede neural se mantenha (memória) e que a estimulação externa seja similar à que tivemos no passado: ao vermos uma velhinha na rua, lembramos de nossa falecida avó, ainda viva em nosso imaginário.

Durkheim rebate esta posição de James. Para Durkheim as representações (sensações, pensamentos, abstrações) não são sombras, não são epifenômenos. Em realidade, ele coloca em xeque a própria noção de epifenômeno: dizer que elementos ou propriedades no mundo, como as representações, podem ter maior ou menor poder causal seria, segundo Durkheim, compreensível; mas dizer que representações não podem ter efeito algum, isso lhe parece um equívoco. Por que, afinal, algo que tem uma existência real seria impedido de gerar consequências neste mesmo mundo real? De onde viria uma tal proibição? O fato de que sombras não causam a si próprias não as impede de terem efeitos no mundo. Objetos se escurecem ao adentrar zonas sombreadas, em dias quentes, procuramos uma sombra para reduzir nosso calor. Sombras têm efeitos no mundo real.

Apesar de sua fundamental importância para a Sociologia, Durkheim foi ignorado na Biologia, e duvido que neurocientistas trabalhando hoje com os mistérios da mente sequer tenham ouvido falar dele. No entanto, todo o seu discurso sobre a mente vem sendo inadvertidamente reabilitado por pesquisadores que adotam uma abordagem organizacional para explicar a mente, entre os quais me incluo. Para estes pesquisadores, a mente seria uma organização no sistema nervoso, uma organização autônoma, que lê tanto o mundo externo (ambiente) quanto o mundo interno (corpo) para a tomada de decisão. É interessante notar que, sendo uma organização, a mente não seria propriamente material, mas sim uma específica organização da matéria. Isto explicaria de certa forma o insight de gerações de filósofos e pesquisadores que postularam a imaterialidade da mente. A mente seria então uma organização autônoma que buscaria atingir seus próprios objetivos e que, para isso, se utilizaria tanto de ferramentas externas (teias, ninhos, martelos, bigornas, computadores) quanto de ferramentas internas (genes, hormônios, proteínas de membrana). Para ressaltar esta autonomia (e não independência) da mente em relação ao corpo, vou finalizar esta nossa digressão histórica comentando pesquisas recentes sobre uns ratinhos fofos que formam casais para a vida inteira, até que a morte os separe.

Os arganazes (ou ratinhos fofos) formam pares monogâmicos (casais para a vida toda), e recentemente foi desvendada a genética subjacente a este peculiar estilo de vida matrimonial. Primeiro, ficou claro que níveis maiores de ocitocina e vasopressina (neurotransmissores que conectam certas sinapses, as ligações entre neurônios), em locais específicos do cérebro, auxiliam na monogamia. Espécies irmãs e não monogâmicas desses ratinhos regulam para baixo (diminuem a produção de) estes neurotransmissores. O mesmo vale para a regulação da expressão de dopamina (outro neurotransmissor), também acentuada em regiões específicas do cérebro monogâmico. Estes resultados foram noticiados como sendo a descoberta do interruptor genético da monogamia: dos genes que regulam para cima a expressão dos citados neurotransmissores. Contada desta forma, parece que nossas ratinhas e ratinhos não têm opção: dado que esta espécie possui este gene, um indivíduo qualquer desta espécie será necessariamente monogâmico. Mais que isso, parece que seu destino conjugal já está traçado em sua genética. Agora, o que esta história deixa de lado (ou conta apenas nas entrelinhas) é que a ativação do gene regulador da monogamia só acontece depois que o casal decidiu ficar junto. Percebam o detalhe: o casal decidiu ficar junto, não foi nem um, nem outro indivíduo: quando um não quer, dois não casam. Assim, uma ratinha em sua vida normal copula muitas vezes com muitos ratos antes de formar um casal, pois há um processo de escolha que antecede a monogamia. Pode acontecer de pares nem se formarem: alguns indivíduos podem não se reproduzir. Pode acontecer de casais de ratinhos já formados copularem fora do matrimônio, e continuarem casados. O que esta nova história, agora mais detalhada, revela é que os genes não são a causa da formação de um par monogâmico, eles não tomam a decisão pelos indivíduos. Eles são ativados pelo indivíduo após uma série de decisões feitas pelo casal: vou cortejar esta fêmea, vou aceitar copular com este macho, este macho parece ótimo e vou ficar por aqui com ele após a cópula, esta fêmea foi incrível e vou ficar com ela mais um tempinho. Só após copularem e permanecerem juntos por ao menos 6h é que os tais genes da monogamia são ativados. A ativação dos genes não é a causa da formação do casal, mas sim a consequência de uma decisão do casal, e a decisão poderia muito bem ter sido outra, porque ela depende da experiência de vida de cada um dos envolvidos, depende do que aquela fêmea em particular aprendeu sobre machos em geral, experiências com outros machos que a fizeram ao final escolher aquele macho em particular. O que esta história mais detalhada transparece é que os genes são uma ferramenta utilizada pelos ratinhos para estabelecer uma relação monogâmica. Os sujeitos da decisão são os indivíduos, os organismos, e não seus genes. O que esta história mais detalhada mostra é que não podemos confundir a influência que um gene possa ter na expressão de um comportamento com as decisões do indivíduo ao se comportar de uma ou outra maneira. Sofremos muitas influências, por exemplo, a fome me influencia a ir em busca de alimento. Mas a fome não decide por mim: eu posso decidir buscar alimento mais tarde, porque eu tenho um sistema cognitivo que é autônomo em suas decisões, autônomo em relação aos estados internos de meu corpo (minha fome, meus genes), e em relação aos estímulos do ambiente externo. Percebam que minhas decisões não são independentes destas influências: autonomia não é independência. A decisão de formar um par monogâmico é minha, mas ela não terá efeito se os ratinhos não tiverem como aumentar a expressão de genes particulares em locais específicos do cérebro: a decisão depende de que os genes funcionem para ser efetiva, do mesmo jeito que, para ser efetiva a decisão, os ratinhos precisam ter um coração batendo, pernas funcionando, pulmões em bom estado e … genes específicos em locais particulares, em bom funcionamento. Esta autonomia tem sido deixada de lado na história da Etologia (o estudo do comportamento), e postulamos ora que somos fruto do meio (Skinner), ora que somos maquinetas instintivas (Lorenz). O problema é que em ambos esses casos nós somos concebidos como seres sem autonomia sobre nossas decisões. Isso está muito errado.

Hilton Japyassú

Universidade Federal da Bahia

Para saber mais:

Cormier, Zoe, and Zuoxin Wang. “Gene switches make prairie voles fall in love.” Nature (2013).

Durkheim, E. 2009 (1898). Representações individuais e representações coletivas, in Durkheim, E. Sociologia e filosofia. Martin Claret Editora.


[1] A história do vitalismo remonta ao Egito antigo, passa pela filosofia grega, suplanta a Idade Média em nomes respeitados, como Malpighi, e chega ao século XIX e XX na mão de cientistas como Müller, Driesch. O vitalismo persiste ainda hoje em muitas práticas de cura tradicionais, que sugerem que as doenças derivariam, por exemplo, de um desequilíbrio entre forças ou energias vitais (nunca especificadas, nunca encontradas). Percebam que, o fato de nunca terem sido encontradas faz com que tais energias não possam ser uma explicação para a doença, ou para a cura através de práticas tradicionais. No entanto, a prática, o tratamento aplicado em terapias tradicionais, pode ser eficaz, o que estaria errado seriam as explicações vitalistas para esta eficácia. A prática pode estar certa, mesmo tendo por trás de si uma teoria errada. A prática, ao ignorar os equívocos de sua teoria, ao reter como conhecimento teorias já refutadas, pode assim mesmo evoluir, só que mais lentamente, posto que presa a um imaginário equivocado. Longe da luz provida pela teoria adequada, as práticas tradicionais tateiam e se arrastam à deriva, no escuro.

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Uma conversa sobre ciência

Como a ciência joga luz sobre questões complexas? Já discutimos no Darwinianas que a produção do conhecimento muitas vezes requer o desenvolvimento de modelos. Modelos são representações da realidade que deixam de fora parte de sua complexidade  e dessa forma tornam fenômenos naturais passíveis de explicação e mais acessíveis para nossa cognição, nossas ferramentas experimentais e nossa capacidade analítica.

O recurso a modelos é algo tão inerente ao modo como fazemos ciência que às vezes até esquecemos que nosso conhecimento é intermediado por eles. No post desta semana do Darwinianas , compartilhamos um vídeo de uma conversa com Charbel Niño El-Hani, um dos autores do blog, a respeito do papel de modelos em biologia. A conversa foi originalmente gravada para um curso de Biologia Evolutiva da Universidade de São Paulo, e é motivada pelo uso de modelos no estudo da evolução.

Charbel discute a importância de modelos na ciência e a necessidade de estarmos sempre atentos aos limites impostos pelospropósitos, natureza e estrutura de cada modelo. A ciência depende de bons modelos, mas mesmo bons modelos precisam ser continuamente examinados com um olhar crítico.

Destaque

Lendo a história do Brasil nos genomas brasileiros

O contato com os europeus e a colonização do assim chamado Novo Mundo levou ao extermínio em massa dos nativos americanos e ao ocultamento da maior parte da sua história, principalmente do período pré-contato. Estudos tem conseguido recuperar antigas migrações nativas brasileiras, bem como aspectos da história pós-contato dessas populações usando dados genômicos.

Atualmente, o Brasil é o país com maior diversidade linguística nativa, concentrando mais de 150 línguas somente na região amazônica. No entanto, a distribuição tanto das línguas faladas quanto dos povos indígenas é hoje muito diferente daquela originalmente encontrada pelos exploradores portugueses no século XV. Nessa época, grande parte da população nativa brasileira (cerca de 900 mil, ou 1/3 do total) vivia na costa atlântica e fazia parte de sociedades complexas. Assim como os biólogos fazem com os seres vivos, os linguistas também utilizam um processo de classificação e nomenclatura das línguas, criando uma classificação hierárquica que vai desde as línguas, passando pelas famílias linguísticas até chegar aos troncos linguísticos. A maioria dos nativos da costa brasileira falava uma língua derivada das línguas amazônicas do tronco Tupí, caracterizadas como o ramo costeiro da família Tupí-Guaraní.

Ao longo do processo de colonização do Brasil pelos portugueses, as populações litorâneas foram gradativamente extintas, por meio de processos de escravização, introdução deliberada ou não de doenças, desterritorialização, deterioração dos meios de subsistência e guerra. Restam hoje apenas pequenas comunidades autodeclaradas indígenas as quais não possuem mais falantes de nenhuma língua nativa. Em um trabalho recente, estudamos uma dessas populações para responder a duas questões principais: Seria essa população, autodeclarada como Tupiniquim, uma representante dos índios do litoral na época da conquista europeia? Quais rotas os Tupí Amazônicos teriam seguido para chegar à costa atlântica e ao sudoeste do Brasil?

Por meio das informações genômicas desta população Tupiniquim, atualmente miscigenada com povos de origem Europeia e Africana, desvendamos alguns aspectos da história recente e antiga do Brasil. Neste sentido, resgatamos as relações de parentesco entre diferentes grupos indígenas atuais, eventos demográficos, movimentos populacionais e datamos os períodos onde a miscigenação ocorreu de forma mais intensa. Além disso, pudemos estimar o número de indivíduos formadores da população Tupiniquim há mais de 500 anos.

Primeiro, examinamos a variação genética da população Tupiniquim em comparação com os de outros nativos americanos ao lado de europeus e africanos, e descobrimos que seus genomas eram predominantemente nativos americanos (o que não é comum em populações miscigenadas brasileiras). Em seguida, usamos os outros componentes (europeus e africanos) do genoma para estimar quando teriam ocorrido os principais eventos de miscigenação entre esses nativos e os outros grupos. Nossos resultados mostraram que esses eventos massivos de miscigenação foram consistentes com os principais eventos históricos da escravidão indígena (Ciclo do Ouro; século 18), com a chegada da família real ao Brasil, o que intensificou o tráfico de africanos escravizados ao país bem como o povoamento da costa, e por último, com a abolição da escravatura, que impulsionou a migração europeia (principalmente italiana) para o Novo Mundo. Além disso, estimamos que o tamanho da população Tupiniquim em 1.500 estaria em torno de 100.000 indivíduos, mostrando a importância desse povo no período pré-contato e colonial. Além disso, de acordo com nossa estimativa baseada em dados genéticos, o colapso dessa população se deu há aproximadamente sete gerações, período muito próximo ao encontrado no registro histórico (em 1877 foram registrados apenas 55 Tupiniquim no Brasil).

Utilizando apenas a porção indígena dos genomas desses indivíduos, pudemos mostrar que eles não apresentavam evidências de miscigenação com outros grupos indígenas brasileiros, e se relacionavam fortemente com os grupos Tupí-Guaraní do oeste da Amazônia. Com base nisso, pudemos inferir que o grupo Tupiniquim faz parte do extinto ramo costeiro do Tupí. Por fim, construímos e testamos modelos para tentar entender a história da população Tupí desde sua origem até a expansão por grande parte da América do Sul. Para tanto, nos embasamos em hipóteses baseadas principalmente em evidências arqueológicas e linguísticas sobre como a expansão Tupí se desdobrou do oeste da Amazônia ao Atlântico e ao sudoeste do Brasil (Figura 1). A primeira hipótese, baseada em dados linguísticos e paleoambientais, afirma que os Tupí se deslocaram da Amazônia em direção ao sudoeste do continente até o Trópico de Capricórnio, e lá uma parte dessa população rumou para o leste dando origem aos Tupí costeiros, e outra permaneceu no oeste originando as população Guaraní. De acordo com essa hipótese, os Tupí eram caçadores-coletores que se dispersaram para outra região do continente devido a mudanças climáticas que reduziram a região de floresta tropical. De acordo com a segunda hipótese, os dois ramos do Tupí (sul e costeiro), teriam se separado ainda na Amazônia, e rumado de maneira independente para sul e leste. Neste contexto, esses grupos Tupí seriam ceramistas e agriculturalistas incipientes que saíram da Amazônia em busca de terras de várzea férteis. A hipótese da separação ainda na Amazônia é evidenciada pelas diferenças na confecção de cerâmicas pelos dois grupos Tupí em relação aos grupos ceramistas Tupí amazônicos.

Figura 1. Hipóteses sobre a expansão dos povos Tupí a partir da Amazônia.

Nossos dados corroboraram a segunda hipótese,segundo a qual os falantes do Tupí eram agricultores incipientes e se expandiram da Amazônia em busca de novas terras para cultivar, movendo-se para o leste até a foz do rio Amazonas e depois seguindo a costa atlântica brasileira. De forma independente, uma segunda expansão foi para o sul e teria originado os povos Guaraní do Sul do Brasil, Paraguai e Argentina. Nossos resultados também apontaram para uma migração antiga da Mesoamérica para as terras baixas da América do Sul, e que provavelmente foi importante para diferenciar os Tupí do Sul (Guaranís do Brasil, Paraguai e Argentina) dos outros grupos Tupí (Amazônicos e remanescentes costeiros). Essa migração provavelmente ocorreu há cerca de 1500 anos, contudo não necessariamente representa uma ligação direta entre estas duas regiões, podendo indicar que o isolamento entre as populações Andinas e das terras baixas ao leste não fosse absoluto.

Nosso estudo recuperou a história milenar de populações indígenas brasileiras virtualmente extintas durante a colonização europeia. Ao estudar as informações genômicas desses indivíduos, fomos capazes de reconstruir a história antiga e recente destes povos, ainda hoje continuamente ameaçadas de extinção e pelo apagamento de suas culturas e identidades.

Marcos Araújo Castro e Silva

Tábita Hünemeier

IB/USP

PARA SABER MAIS:

Salzano FM (2019) The Amerindian Microcosm: Anthropology, Comparative History, Ecology, Genetics and Evolution. Cambridge Scholars Publishing, 607 pp.

Fonte da Imagem de abertura: Retrato de indígenas brasileiros

Destaque

O que a evolução do córtex de hominíneos tem a ver com a duplicação de pedaços de cromossomos?

Ao estudar novos genes que surgiram em nossa linhagem, cientistas estão desvendando como o seu surgimento pode ter influenciado o tamanho do nosso cérebro.

Na história do estudo do cérebro, não há estrutura mais estudada do que o córtex cerebral. Uma das razões é que o nosso córtex cerebral é particularmente grande quando comparado ao de outros grandes primatas. É no córtex que acontece boa parte do processamento necessário para a nossa cognição. Assim, entender de onde vem esse córtex diferente que nós temos pode ajudar a explicar as origens desse macaco pensador. Mas até muito recentemente, nós não tínhamos muitas pistas sobre os mecanismos que levaram ao desenvolvimento deste córtex maior. Tudo mudou quando descobrimos, há menos de dez anos, algumas duplicações de pedacinhos de nossos cromossomos. Mas para entender a importância destes pedacinhos, precisamos primeiro olhar como se forma o córtex cerebral.

O córtex cerebral, como qualquer outra estrutura do sistema nervoso central, se forma a partir do tubo neural.  O tubo neural é um folheto de células em divisão. Em um primeiro momento, estas células se dividindo não se diferenciam, são células tronco neurais, com capacidade de originar neurônios e células da glia.  Depois de um tempo, algumas células deixam o ciclo celular, começam a se diferenciar e migram das porções mais internas do tubo em direção ao seu exterior

Figura 1: Representações do desenvolvimento do córtex em três momentos. À esquerda, a placa cortical mais jovem, no qual as células são, em sua maioria, células tronco neurais, próximos ao centro do tubo (abaixo). Quanto mais progride o desenvolvimento, mais células param de se dividir e se diferenciam em neurônios (acima). Esta migração contínua de novas células acaba por aumentar a espessura do córtex.

Durante o desenvolvimento, as paredes do tubo neural vão ganhando espessura, acrescentando mais e mais camadas. Após a sua migração, parte das células se diferencia em neurônios e outra parte em células da glia. Os neurônios então começam a emitir prolongamentos que podem se conectar com alvos próximos ou muito distantes. É por conta destas conexões à distância que se forma o que chamamos de substância branca, grandes regiões do nosso cérebro dedicadas à passagem de cabos conectores, os axônios.  Todos estes fenômenos podem levar a um córtex maior. Se cada célula tronco neural se dividir mais vezes, gerando mais neurônios e/ou glia, estas células a mais ocuparão mais espaço. Se os neurônios formarem mais conexões, elas ocuparão mais volume e a substância branca irá também aumentar. Muitas espécies de mamíferos possuem um córtex tão grande e extenso que ele se acomoda à caixa craniana por meio de dobras em estruturas que chamamos de sulcos e giros. Qualquer modificação na expressão de moléculas que regulem estes fenômenos tem o potencial de gerar uma catástrofe, como malformações cerebrais, mas também modificações que são novidades sobre as quais a seleção natural pode operar, levando a alterações, por exemplo, na capacidade cognitiva da espécie.

As técnicas de sequenciamento de DNA sofreram uma grande revolução no começo deste século com a chegada das técnicas de sequenciamento de nova geração, do inglês next generation sequencing. Nesta tecnologia, o genoma é quebrado em pequenas sequências de DNA que são sequenciadas várias vezes. Nestas várias vezes, a mesma sequência aparece às vezes associada com nucleotídeos mais abaixo na cadeia e às vezes com nucleotídeos mais acima. Combinando a informação sobre estas relações de vizinhança, podemos montar um quebra cabeça para obter a sequência toda. Obviamente ninguém monta um genoma com bilhões de nucleotídeos no olho. Para isso, um grande esforço de desenvolvimento de ferramentas de bioinformática foi criado. Mas mesmo com todas estas ferramentas, o montar do quebra cabeça pode ser especialmente desafiador quando estas sequências são muito repetitivas ou duplicadas. Uma das soluções foi voltar a técnicas antigas para realizar o sequenciamento de cadeias de nucleotídeos longas. A outra foi investir em algoritmos melhores, à medida que fomos aprendendo sobre estas falhas. Assim, apesar de termos o primeiro genoma humano desde 2003, foi somente em 2014 que conseguimos detectar duplicações de um grupo importante de genes para os nossos cérebros. E esses genes duplicados deram o que falar.

Hoje em dia, além de termos muitos genomas de seres humanos sequenciados, temos também genomas de grandes macacos, como chimpanzés e gorilas, e grandes pedaços de genomas de hominíneos extintos, como Neandertais. A partir da comparação entre estes genomas, podemos detectar quais genes foram duplicados em nossa linhagem. Dentre os genes encontrados, alguns são expressos durante o desenvolvimento do córtex cerebral e são, assim, possíveis fontes de novidades evolutivas nessa estrutura. Isso porque hoje sabemos que o gene duplicado não sofre as mesmas pressões seletivas para manter as funções desempenhadas pelo gene ancestral. Nele pode haver modificações que eventualmente criem uma nova função. Mas o simples fato de o gene novo ser expresso em um córtex diferente não quer dizer que um causou o outro. E é aí que entram os experimentos que testam a função do gene.

Mas aqui esbarramos em um problema. Como testar o efeito de um gene novo para hominíneos se é eticamente inaceitável realizar um teste da sua função em um embrião humano? Para isso, criamos modelos que se aproximam o máximo possível do que sabemos sobre o desenvolvimento do córtex cerebral em humanos. Tomemos então aqui como exemplo o estudo de um dos genes identificados como potencial novidade na evolução do córtex cerebral, que foi chamado de ARHGAP11B. Este gene não está presente em nenhum dos grandes primatas, mas está presente em Neandertais, hominíneos de Denisova e todos os humanos modernos. O ARHGAP11B é o produto da duplicação parcial do gene ARHGAP11A. A enzima ARHGAP11A, resultante da transcrição e tradução do gene de mesmo nome, é uma enzima envolvida na sinalização intracelular. Mas ARHGAP11B perdeu esta função, pois graças à substituição de uma única citosina por uma guanina, criou-se um novo sítio para splicing que acaba por remover 55 nucleotídeos originais de seu RNA mensageiro. Esta mudança acabou por gerar uma parte completamente nova desta proteína, que perdeu sua atividade enzimática original, mas ganhou uma nova função.

Para descobrir que função é esta, Marta Florio e seus colaboradores se perguntaram se este gene específico de humanos, quando expresso em células tronco neurais do córtex cerebral em formação de camundongos, teria algum efeito. Os pesquisadores promoveram, então, a expressão artificial de ARHGAP11B no cérebro de embriões de camundongo. O que eles observaram foi que, na presença de ARHGAP11B, as células tronco neurais se dividem mais e o córtex cerebral ganha sulcos e giros, que não existem no cérebro liso desses animais. Assim, o uso de embriões de camundongo como modelo sugere indiretamente que a função nova de ARHGAP11B pode ter contribuído para a expansão do córtex de hominíneos.

Mas será que o efeito observado é uma propriedade única da expressão artificial em células de camundongo? O que aconteceria se ele fosse expresso nas células de um primata? Aí entra uma nova corrida tecnológica. A criação de um modelo animal, que atenda requisitos de um animal de laboratório, mas que seja um primata. Para isso, a espécie escolhida foi Callithrix jacchus (o sagui, ou sorin, para nós aqui no RN). Para conseguir saguis expressando ARHGAP11B, este mesmo grupo injetou um lentivírus contendo o gene e sua região regulatória em óvulos fertilizados. Assim, eles obtiveram embriões em que o gene foi incorporado ao genoma. Após isso, os embriões foram transferidos para fêmeas para a gestação. Os embriões que receberam o gene com sucesso apresentaram ampliação no número de células tronco neurais, de novos neurônios e formaram sulcos e giros no córtex cerebral, que em saguis também é liso. Assim, as evidências indiretas da participação de ARHGAP11B na expansão cortical se acumulam. A proteína possui efeitos semelhantes em progenitores corticais de espécies diferentes, não parecendo ser esta observação apenas um efeito colateral do modelo. ARHGAP11B se soma a outros genes novos de hominíneos que atuam no desenvolvimento cortical, como NOTCH2NL, cuja duplicação também causou o aumento no número de divisões que as células tronco neurais fazem, e SRGAP2C, que se tornou um inibidor da proteína produzida pelo gene original (que é um inibidor de sinapses e ramificações de neurônios). Como SRGAP2C é um inibidor de uma proteína inibidora da formação de sinapses, ela acaba sendo um estimulador de sinapses. Todos estes genes estavam presentes em Neandertais e hominíneos de Denisova. Por isso, é difícil acomodar na hipótese molecular atual a ideia preconceituosa de que nós seríamos intelectualmente superiores ou mesmo teríamos um córtex mais avantajado do que os hominíneos com os quais convivemos no último milhão de anos.

Eduardo Sequerra (UFRN)

PARA SABER MAIS:

Marta Florio, Victor Borrell e Wieland Huttner (2017) Human-specific genomic signatures of neocortical expansion. Current Opinion in Neurobiology

Destaque

Os desafios da hidra

As hidras mostram que sua constância morfológica é um redemoinho de células modulado pelo diálogo de seu genoma com o ambiente. E nos desafiam novamente a repensar conceitos.

Em 1741, o naturalista suíço Abraham Trembley descreveu uma pequena criatura que habitava lagos e rios da Europa. Ela era verde, tinha forma de tubo e passava a maior parte do tempo agarrada ao substrato, como uma alga. Mas às vezes se soltava e caminhava lentamente para um novo local, dando graciosas cambalhotas. Tinha tentáculos delicados na parte de cima que variavam em número entre diferentes indivíduos, algo incomum para uma espécie de animal.

Trembley não tinha certeza se a criatura era uma planta ou um animal. Para responder essa dúvida, ele fez um experimento, método que só viria a ser comum em biologia mais de um século depois. Ele cortou a criatura ao meio e elaborou uma hipótese: se fosse um animal, morreria; se fosse uma planta, brotariam dois novos indivíduos. Após alguns dias, cada parte da criatura cortada ao meio gerou dois indivíduos completos (Figura 1). E quando cortada em quatro partes também. Não importando se eram pedaços grandes ou pequenos, cortes verticais ou horizontais, sempre se regeneravam organismos completos de cada fragmento.

Trembley concluiu que era uma planta. Mas sua conclusão ruiu quando observou um indivíduo capturar e comer uma presa. Tratava-se de um animal com capacidades extremas de regeneração. Linnaeus batizou o animal de Hydra, em referência ao mito grego de Hidra de Lerna, um monstro marinho capaz de regenerar uma nova cabeça cada vez que era cortada (foi finalmente derrotado por Héracles com a ajuda de um cauterizador).

Figura 1: Estátua de Héracles lutando contra Hidra de Lerna, no Louvre, em Paris (esquerda); Uma Hydra cortada em duas partes regenera dois indivíduos completos (esquerda).

A pequena Hydra de Trembley foi mais que uma curiosidade para ciência do século XVIII. Foi uma monstruosa anomalia para as teorias preformistas apoiadas na visão mecanicista do animal máquina. Para os preformistas, a forma do animal adulto preexistia miniaturizada em ovos ou espermatozoides. Não havia verdadeira geração da forma, mas simplesmente crescimento. A hidra desafiava essa concepção ao gerar novos indivíduos a partir de diferentes partes. Um século depois, o preformacionismo foi completamente abandonado e a visão de que a forma dos animais é construída durante o desenvolvimento embrionário se tornou um consenso.

As hidras são cnidários, como os corais, anêmonas e águas-vivas. Na biologia contemporânea, ela se tornou um organismo-modelo para estudar os mecanismos celulares e moleculares que controlam a capacidade de regenerar partes e órgãos. As células de seu corpo, ao contrário das nossas, estão todas constantemente se dividindo e substituindo as antigas, em uma contínua recriação corporal. Células que se dividem na região central se movem continuamente em direção às extremidades, seguindo gradientes moleculares de proteínas na cabeça e na base do corpo. Quando cortada ao meio, a hidra regenera uma cabeça no lado que tinha maior concentração da proteína produzida na região da cabeça, coordenando assim a reconstrução do eixo corporal.

A proteína secretada por células na região da cabeça foi chamada de WNT e ativa a produção de outras proteínas nas células vizinhas. O número variável de tentáculos é uma indicação da potência da atividade de WNT. Quando uma molécula sintética que ativa a via de WNT é colocada na água, as hidras desenvolvem tentáculos em todo o corpo (Figura 2).  Um estudo publicado esse mês por cientistas alemães mostrou que o gradiente molecular de WNT depende também de fatores abióticos e bióticos. Indivíduos criados a 12°C desenvolvem em média 40% menos tentáculos do que indivíduos criados a 18°C, e indivíduos que tiveram as bactérias simbióticas da pele eliminadas pela aplicação de antibióticos desenvolvem quatro vezes mais tentáculos. Mostraram ainda que temperatura e bactérias influenciam diretamente onde se expressam genes do genoma da hidra.

Figura 2: Expressão de WNT na região apical de uma Hydra (esquerda); Plasticidade de uma Hydra exposta a diferentes temperaturas.

A biologia moderna frequentemente descreve o desenvolvimento embrionário como um processo controlado autonomamente pelo genoma em direção a um estado adulto estável. O ambiente é visto como condição de fundo ou fonte de ruído de um processo que é controlado internamente. Mas as hidras mostram que sua constância morfológica é um redemoinho de células modulado pelo diálogo de seu genoma com o ambiente.  E nos desafiam novamente a repensar conceitos.

João Francisco Botelho (PUC de Chile)

Para saber mais

Gilbert, Scott F., Thomas CG Bosch, and Cristina Ledón-Rettig. “Eco-Evo-Devo: developmental symbiosis and developmental plasticity as evolutionary agents.” Nature Reviews Genetics 16.10 (2015): 611-622.

Taubenheim J, Willoweit-Ohl D, Knop M, Franzenburg S, He J, Bosch TCG, et al. Bacteria- and temperature-regulated peptides modulate β-catenin signaling in Hydra. Proc Natl Acad Sci U S A. 2020;117(35):21459-68.

Vogg, Matthias C., Brigitte Galliot, and Charisios D. Tsiairis. “Model systems for regeneration: Hydra.” Development 146.21 (2019).

Destaque

Proteção dos polinizadores e sustentabilidade: objetivos que se cruzam

A polinização realizada por animais é um serviço ecossistêmico essencial para sustentabilidade do planeta e da vida humana. A proteção dos polinizadores nos permitirá alcançar a maioria dos objetivos de desenvolvimento sustentável da Agenda 2030 das Nações Unidas.

A polinização, que consiste na transferência do pólen das anteras (parte masculina da flor) para o estigma (parte feminina), é a primeira fase do processo da reprodução sexuada das plantas terrestres com flores, sem a qual não haveria frutos, sementes e novas plantas. Essa transferência pode ocorrer por meio de agentes bióticos e abióticos, mas são os agentes bióticos – animais vertebrados e invertebrados – os principais vetores de pólen, ou polinizadores. Aproximadamente 90% das plantas terrestres e 75% dos principais cultivos agrícolas depende, de alguma forma, do serviço realizado pelos polinizadores, sendo a polinização animal considerada um serviço ecossistêmico chave para a sustentabilidade do planeta e para a vida humana.

Nesse sentido, a proteção dos polinizadores e do serviço de polinização é amplamente reconhecida como medida necessária para garantir a segurança alimentar e manter a vida na Terra, o que os relaciona diretamente a dois dos 17 objetivos do desenvolvimento sustentável (ODS) – ODS 2 – ‘fome zero’ e  ODS 15 – ‘vida em terra’ –, que são parte deuma agenda acordada pelos países signatários das Nações Unidas visando promover o trabalho conjunto de toda a sociedade para um mundo mais justo, igualitário e sustentável. Esta é uma agenda a ser alcançada até 2030, que envolve desde a eliminação de males como a fome e a pobreza à eliminação do medo e da violência, dentre outras medidas necessárias à garantia de vida digna para todos os seres vivos do planeta.

Contudo, Jeff Ollerton, professor da Universidade de Nottingham, no Reino Unido,  recentemente chamou atenção em seu blog para o fato de que o papel dos polinizadores, assim como suas interações com as plantas, está sendo subestimado ao relacioná-los apenas aos ODS 2 e 15. Para Ollerton, direta ou indiretamente, a biodiversidade e, em particular, as interações entre plantas e polinizadores se relacionam com pelo menos 12 dos 17 ODS. Portanto, isso precisa ser explicitado com mais frequência e com maior ênfase do que é atualmente, para demonstrar a grande importância desses animais na garantia da nossa sobrevivência.

Os argumentos de Ollerton baseiam-se no fato de que, como a sobrevivência a longo prazo de quase todas as  plantas terrestres depende dos polinizadores,  e estas  dominam a maioria dos habitats terrestres – de 40 até 50% em áreas temperadas e  até 90 a 100% em habitats tropicais – formando a base da maioria das cadeias alimentares terrestres, a viabilidade e sustentabilidade a longo prazo de grande parte da biodiversidade da Terra podem ser ligadas, direta ou indiretamente, aos polinizadores. Isso vale também para os biomas marinhos costeiros, que recebem uma entrada significativa de energia e nutrientes dos habitats terrestres, o que também relaciona esses animais ao ODS 14 – Vida na água.

À luz desses argumentos é possível analisar como os polinizadores e a polinização estão conectados aos demais ODS, a partir de uma visão sistêmica dos processos envolvidos em cada um desses objetivos.

Podemos então começar pela produção de alimentos, na qual os polinizadores desempenham papel crucial. Essa perpassa por dois eixos centrais estabelecidos pela Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação, que são a segurança e soberania alimentares. A segurança alimentar existe quando os povos, em qualquer tempo, têm acesso físico e econômico a alimentos saudáveis, que atendam às suas necessidades para uma vida ativa e saudável. Quando adicionamos o conceito de soberania à essa lógica, o mesmo destaca a importância de os povos escolherem os modos de produção de alimento, considerando os saberes tradicionais, a maximização dos serviços ecossistêmicos e a diminuição da distância entre produtores e consumidores finais. Esses conceitos estão ligados de forma direta aos polinizadores e suas interações com as plantas, visto que há evidências da contribuição desses animais para o aumento da produtividade agrícola, especialmente para aquelas culturas consideradas fontes primárias de nutrientes essenciais para os humanos. Essa contribuição é maximizada com o uso de práticas agrícolas sustentáveis, de baixo impacto à biodiversidade, por garantirem estabilidade na abundância e na riqueza dos polinizadores e no serviço de polinização. Essas práticas, que incluem medidas que protegem à biodiversidade, como redução ou eliminação do uso de agrotóxicos, diversificação de cultivos  e proteção de habitats naturais no entorno dos cultivos, estão alinhadas aos conceitos de segurança e soberania alimentares, contemplando, desse modo, não apenas  o ODS 2  – erradicação da fome e agricultura sustentável – mas também  o ODS 3saúde e bem-estar das populações humanas.

Aos ODS 2 e 3, podemos agregar os ODS 1 e 8, que consistem na erradicação da pobreza e no trabalho decente e crescimento econômico, respectivamente, pois sabemos que a adoção de práticas agrícolas sustentáveis proporcionam melhores condições de vida no campo, criando maior número de nichos de trabalho e mais oportunidades  de emprego para populações que se encontram em condição de vulnerabilidade socioeconômica. Estratégias que visam ressignificar espaços urbanos ou rurais historicamente submetidos a processos de precarização, envolvendo os atores sociais locais, têm se mostrado um caminho de enfrentamento da pobreza e inclusão social e econômica dessas populações. A qualificação desses atores para práticas de produção agrícolas de baixo impacto à biodiversidade cria oportunidades de sinergias entre políticas públicas de enfrentamento a problemas associados à tríade econômica, social e ambiental, promovendo espaços de discussões e ações mais sistêmicas para a construção de soluções respaldadas na conservação e no uso sustentável dos recursos naturais. Associando-se essas soluções a um maior protagonismo de populações historicamente vulneráveis, pode-se assim ajudar na redução das desigualdades (ODS 10). Um exemplo de promoção dessas sinergias pode ser vista na iniciativa dos Quintais Produtivos Agroecológicos no município de Marituba, Região Metropolitana de Belém, que levou, através de capacitações para as populações de baixa renda,  a uma mudança nas esferas econômica, social e ambiental, criando um cenário propício de sinergias de ações em prol do desenvolvimento sustentável, com uma rede potencial de benefícios para os polinizadores e o serviço de polinização. Outro cenário muito favorável ao enfrentamento da pobreza e à geração de emprego e renda diz respeito às atividades de criação de abelhas. Trata-se de uma prática secular e que tem muita relação com a interação do conhecimento tradicional com o conhecimento científico, criando caminhos para ressignificar espaços, de forma que sejam propícios para a criação dessas abelhas, fornecendo produtos comercializáveis, como pólen, mel, cera e própolis. Pode-se, assim, aumentar a autonomia financeira de apicultores (profissionais que criam a espécie Apis mellifera) e meliponicultores (criadores de abelhas nativas sem ferrão), além de contribuir para a conservação dessas espécies em seus locais naturais de ocorrência.

As contribuições dos polinizadores no combate às mudanças climáticas (ODS 13) também são claras, mesmo que de forma indireta, por meio da polinização das plantas terrestres. Afinal, uma das principais estratégias nesse combate está relacionada à proteção e recuperação da vegetação, dado o seu importante papel na fixação de estoques de carbono e na regulação climática. As previsões mais recentes do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) apontam para aumento de temperatura global de até 4ºC, até o ano de 2050, sendo que devemos perseguir o objetivo de não ultrapassar 1,5ºC, uma vez que, com tal aumento, além dos prejuízos na agricultura, seriam potencializados efeitos que já temos sentido hoje em alguns grandes centros urbanos, como aumento das ondas de calor, aumento nos níveis dos oceanos, enchentes causadas pelas mudanças nos regimes pluviométricos e problemas diretos e indiretos na saúde humana. Nos ambientes rurais, a proteção se dá por meio do combate ao desmatamento e às queimadas, pelo estabelecimento de Reservas legais (RL) e Áreas de Proteção Permanentes (APP) e desenhos de paisagens agrícolas heterogêneas. Nas cidades,  a recomendação é a criação de uma infraestrutura verde, com parques urbanos, canteiros urbanos com plantas alimentícias e medicinais, tetos verdes, áreas de proteção ambiental, quintais produtivos e hortas urbanas. Os polinizadores são esses essenciais para manutenção dessa infraestrutura verde, cujo planejamento deve também dialogar com outras políticas de planejamento urbano, de forma a criar políticas Inter setoriais em prol da mudança de concepção de uma cidade produtiva, adotando modelos de desenvolvimento sustentável que atendam às aspirações das comunidades atuais e futuras, tornando possível alcançar, assim, as metas do ODS 11, cidades e comunidades sustentáveis. Em ambos os cenários, campo e cidade, a manutenção da vegetação traz benefícios claros para a biodiversidade, saúde humana, diminuição das ondas de calor, fornecimento de alimentos, além de criar cenários de maior capacidade de absorver os gases do efeito estufa e diminuir os impactos das chuvas sobre os solos, sendo um caminho promissor no enfrentamento de enchentes e deslizamentos de terras.

Ainda na perspectiva mais sistêmica do significado dos polinizadores e do serviço de polinização para a vida no planeta, os ODS, água potável e saneamento (6), vida na água (14) e vida na terra (15) nos colocam diante de mais um cenário oportuno para discutir os benefícios dos polinizadores. Como mencionado no início do texto, cerca de 90% de todas as plantas terrestres com flores dependem de um animal polinizador para cumprir a primeira etapa de seu ciclo reprodutivo. Essa vegetação acima do solo mantém redes complexas de interações com diversos outros animais, com fungos, bactérias, protozoários, algas, além de outras plantas. O fluxo de matéria e energia nos ambientes terrestres está pautado, primariamente, na regulação de conversão da matéria inorgânica em complexas biomoléculas que sustentam essas redes de interação, afetando todas as espécies que habitam o planeta. Às margens dos rios, essa vegetação, denominada mata ciliar ou mata de galeria, tem a importante função de regular a entrada de nutrientes que chegam do ambiente terrestre, impedindo potencial eutrofização (i.e. aumento da quantidade de nutrientes) desses corpos d’água, além de estabilizar o sedimento, reduzindo a probabilidade de assoreamento desses rios. O resultado é, além da preservação dos organismos que vivem associados a esses corpos d’água, a manutenção de uma água de qualidade que pode chegar à casa do consumidor final, com um custo total de tratamento reduzido, com impactos claros na economia e na saúde das populações. Quando consideramos os sistemas socioecológicos, a presença de certas espécies vegetais pode também estar associada não apenas à alimentação humana, como a uma grande diversidade de práticas religiosas, principalmente de matriz indígena e africana, que possuem uma relação sacralizada de milênios com espécies vegetais, garantindo a manutenção da herança cultural desses povos. Manter essa vegetação requer a presença de polinizadores realizando o fluxo polínico e contribuindo para o ciclo reprodutivo dessas espécies.

 As mudanças necessárias para alcançar esses objetivos também perpassam por uma necessidade mais elementar, que consiste na criação de espaços formais e informais de educação, que possam despertar o interesse da sociedade e contribuam na formação de cidadãos críticos e conscientes do seu papel na sociedade. O ODS 4, educação de qualidade, está conectado com todos os demais objetivos, visto o papel basilar da educação em prol da ressignificação de valores e promoção de um ideal de sociedade que promova justiça social e crescimento econômico pautado em desenvolvimento sustentável, o que já incorpora as dimensões social e ambiental. A construção desse pensamento sistêmico deve partir de modelos de educação que estimulem o pensamento crítico e a visão holística dos sistemas socioecológicos, considerando as especificidades de contextos regionais, estimulando a ativa participação de estudantes na proposição de soluções para os problemas que envolvem a conservação dos polinizadores e o serviço de polinização. Por ter várias conexões com distintas áreas do conhecimento, os polinizadores e o serviço de polinização pode inspirar a criação de múltiplas situações de ensino e aprendizagem, que coloquem o(a) estudante em uma posição mais ativa na resolução de problemas reais da sociedade em que se insere.  Entre esses temas, encontramos o déficit de polinização em função do declínio de polinizadores; uso de agrotóxicos para controle de pragas e doenças; desmatamento, sob a alegação da ampliação das fronteiras agrícolas; prática da meliponicultura e transporte ilegal de espécies. Estes são alguns dos problemas socioambientais atuais que podem ser abordados em sala de aula, por meio de questões sociocientíficas (QSC), estimulando estudantes a se posicionarem diante de cenários controversos que envolvam posturas éticas, mudanças de comportamento e reflexões sobre consumo e produção sustentável (ODS 12).

Os polinizadores, principalmente as abelhas, também têm sido ao longo da história e em todo o mundo fontes de inspiração nas artes plásticas, no cinema, na literatura, na música, atividades que geram emprego e promovem a cultura (ODS 8 – trabalho decente e crescimento econômico).  Três abelhas, retratadas em vitrais, esculturas e pinturas nos museus de Roma, eram símbolo da família Barberini, do Papa Urbano VIII, dentre outros inúmeros exemplos. Mais recentemente conhecimentos tradicionais sobre abelhas foram tema de um belíssimo documentário indicado ao Oscar em 2020, Honeyland, que narra a história de uma caçadora de abelhas no leste europeu e sua relação harmoniosa com esses insetos.  Na literatura, um bom exemplo é  A vida secreta das abelhas, da escritora Sue Monk Kidd,  um livro que também foi adaptado para o cinema e conta  a história de uma adolescente que  desvenda mistérios sobre a sua vida por meio da prática da apicultura. A música popular brasileira também está recheada de exemplos, como As Abelhas, de Vinicius De Moraes e Luis Enrique Bacalov; Morena Tropicana, de Alceu Valença; Mel, de Caetano Veloso, dentre outras. 

Assim como as artes e a cultura, a Indústria, Inovação e infra-estrutura (ODS 9) também podem beneficiar-se dos polinizadores, como mostram alguns exemplos recentes. Na Expo Milão 2015, o design do pavilhão do Reino Unido, idealizado por  Wolfgang Buttress,  foi inspirado em uma colmeia, tendo sido batizada com esse nome. Na tecnologia robótica, pesquisadores da Universidade de Harvard estão desenvolvendo um projeto de um RoboBee, cujo objetivo é produzir um enxame de robôs voadores totalmente autônomo, inspirado nas abelhas, para aplicações como busca e salvamento, vigilância e polinização artificial.

Como vimos acima, os polinizadores silvestres e manejados, juntos, oferecem muitos benefícios para a humanidade e para o planeta. Ações de uso sustentável e conservação desses animais é uma via que os países podem seguir para alcançar objetivos e metas da Agenda 2030. Contudo, é necessário que essas ações sejam integradas, sistematizadas e traduzidas em políticas e diretrizes que visem, dentre outras: estabelecer padrões regulatórios mais rigorosos para liberação dos agrotóxicos; promover o manejo integrado de pragas que atacam os cultivos; regular e fiscalizar o transporte de polinizadores manejados, para evitar os prejuízos relacionados às espécies invasoras, como doenças e perda da variabilidade genética; incentivar o uso de práticas agrícolas de baixo impacto, amigáveis à biodiversidade, para ajudar os agricultores a se beneficiarem dos serviços ecossistêmicos ao invés  de agroquímicos; reconhecer a polinização como um insumo agrícola, relacionando-a  à produtividade dos cultivos; apoiar sistemas agrícolas diversificados; conservar e restaurar a “infraestrutura verde”, aumentando as chances de os polinizadores se moverem entre paisagens agrícolas e urbanas; desenvolver monitoramento de polinizadores e polinização de longo prazo; financiar pesquisas participativas para melhorar os rendimentos na agricultura orgânica, diversificada e ecologicamente intensificada, ou seja, uma agricultura pautada em práticas de manejo capazes de manter a biodiversidade e os serviços ecossistêmicos dentro das áreas produtivas. Essas ações exigem dos governos um esforço de pensar as políticas intersetoriais de forma integrada, promovendo sinergias de ações que perpassem por todos os eixos dos ODS. As grandes dimensões do desenvolvimento sustentável – econômica, social e ambiental – precisam ser pensadas de forma articulada, conforme agendas de curto, médio e longo prazo, buscando soluções para os problemas socioambientais de forma responsável e planejada, a partir de uma visão sistêmica dos sistemas socioecológicos. A conservação dos polinizadores e do serviço de polinização é um caminho que pode guiar a construção dessas agendas mais integradas.

Blandina Felipe Viana (Instituto de Biologia, IBUFBA)

Jeferson Gabriel Coutinho (Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia, IFBA)

Para saber mais:

BPBES/REBIPP (2019). Relatório temático sobre Polinização, Polinizadores e Produção de Alimentos no Brasil. Marina Wolowski; Kayna Agostini; André Rodrigo Rech; Isabela Galarda Varassin; Márcia Maués; Leandro Freitas; Liedson Tavares Carneiro; Raquel de Oliveira Bueno; Hélder Consolaro; Luisa Carvalheiro; Antônio Mauro Saraiva; Cláudia Inês da Silva. Maíra C. G. Padgurschi (Org.). 1ª edição, São Carlos, SP: Editora Cubo. 184 páginas. http://doi.org/10.4322/978-85-60064-83-0

CBD/COP/DEC/14/6 (2018). Decision Adopted by the Conference of the Parties to the Convention on Biological Diversity. https://www.cbd.int/doc/decisions/cop-14/cop-14-dec-06-en.pdf

DICKS LV, et al. (2016). Ten policies for pollinators. Science Science. 354, 14–15. http://doi.org/10.1126/science.aai9226

IPBES (2016). The assessment report of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services on pollinators, pollination and food production. S.G. Potts, V. L. Imperatriz-Fonseca, and H. T. Ngo (eds). Secretariat of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services, Bonn, Germany. 552 pages. https://doi.org/10.5281/zenodo.3402856

Link para download de cartilhas, e outros materiais de divulgação cientifica, sobre polinização e polinizadores, em português: https://www.mma.gov.br/publicacoes/biodiversidade/category/57-polinizadores.html

Destaque

O que será da ciência sem o seu chão de fábrica?

Todo ano, programas de pós-graduação do Brasil repetem uma tarefa recompensadora: a seleção de uma tese de doutorado que representará o seu programa no prêmio CAPES de tese. No programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas (Biologia Genética) do Instituto de Biologia da USP, três teses defendidas em 2019 cativaram a comissão de seleção. Uma das teses descreve o uso do vírus Zika para o desenvolvimento de um tratamento para tumores embrionários do sistema nervoso central, a principal causa de morte relacionada ao câncer infantil. Outra tese mostra o processo de produção em laboratório de fígados humanos funcionais usando bioimpressão em três dimensões e células tronco como uma alternativa para pacientes em fila de espera de transplante de fígado. Uma terceira tese mostra como efeitos genéticos interagem para formar um padrão de variação de características complexas e como esse padrão evolui sob seleção. Essas três teses são uma pequena amostra das milhares que foram defendidas em todo o país apenas no ano de 2019. São pesquisas desenvolvidas por estudantes de pós-graduação durante sua formação, e que podem contribuir para a construção do conhecimento científico (pesquisa básica), mas também permitem o desenvolvimento de tecnologias na indústria, melhoria da saúde e bem-estar, e criação de políticas públicas.

O Brasil ocupa o 13º lugar no mundo em termos de produção de artigos científicos. Somente em 2018, pesquisadores brasileiros publicaram mais de 50.000 artigos, como descrito em um relatório da empresa Clarivate Analytics encomendado pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Esse mesmo relatório revela que as universidades públicas são a principal fonte de publicações de pesquisas no Brasil. As 15 universidades com maior produção de pesquisa, todas públicas, produzem mais de 60% da produção total de pesquisa nacional. Estima-se que 80% dessa produção é realizada no contexto dos programas de pós-graduação. O protagonismo do país na produção científica em diversas áreas se deve em grande parte aos esforços dos alunos de mestrado e doutorado. Mesmo tendo papel essencial para o desenvolvimento científico, está cada vez mais difícil atrair e manter os estudantes em sua vocação.

Os estudantes que desenvolvem os projetos científicos estão matriculados em cursos de Pós-graduação Stricto Sensu, que compreende os cursos de mestrado e de doutorado. Durante o curso de mestrado ou de doutorado, os estudantes cursam disciplinas, mas passam a maior parte do tempo (24 a 36 meses para mestrado e 48 a 60 meses para o doutorado) desenvolvendo seu projeto de Dissertação ou Tese. As exigências dos cursos raramente permitem um vínculo empregatício e a única fonte de renda da maioria dos estudantes é a bolsa de estudos concedida por uma agência de fomento à ciência, a qual não pode ser acumulada com a maioria das atividades com remuneração. Em um post anterior aqui no Darwinianas comentei sobre as diferentes agências de fomento à pesquisa atuantes no Brasil. No Brasil, a CAPES e o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) são os principais financiadores de bolsas de pós-graduação. Um estudante em um curso de mestrado pode receber recebe R$ 1.500,00 da CAPES ou do CNPq e um estudante matriculado em um curso de Doutorado uma bolsa de R$ 2.200,00. O último reajuste no valor dessas bolsas ocorreu em 1º de abril de 2013. Em sete anos não houve sequer correção da inflação. Como não tem vinculo empregatício, o estudante não tem direito a férias remuneradas, 13º salário, seguro saúde, ou fundo de garantia. Como se já não bastasse o baixo valor das bolsas e o trabalho precário, há um grande contingente de estudantes cursando a pós-graduação, realizando pesquisa, porém sem receber bolsa. Infelizmente, esse número de pós-graduandos que não são pagos só tem aumentando nos últimos anos. Usufruir de uma bolsa enquanto trabalha para ciência e geração de riquezas para o país está se tornando exceção para o chão de fábrica da ciência.

Até 2015, o número de bolsas de pós-graduação vinha aumentando gradualmente. Em 2005, mais de 27 mil estudantes foram contemplados com bolsas da CAPES (dados do GEOCAPES). Em 2015, mais de 92 mil estudantes recebiam bolsas. Mesmo com o aumento, ainda havia um grande déficit de estudantes atendidos pela CAPES, mesmo com as bolsas oferecidas pelo CNPq e pelas agências estaduais. Em seu auge, o CNPq oferecia 38.339 bolsas. De 2015 para cá, a redução do investimento em ciência assusta os cientistas em formação e seus supervisores. Desde 2019, os cortes de bolsa resultantes de mudanças de regra de distribuição se tornaram comuns. Em 9 de maio de 2019, 3.474 bolsas foram “contingenciadas” e pouco tempo depois, em 4 de junho, mais 2.724 bolsas foram bloqueadas. Em 2 de setembro, outras 5.613 bolsas foram congeladas. Ainda em setembro, houve a devolução de 3.182 dessas bolsas para cursos mais bem avaliados, sem recuperar o número de bolsas do ano anterior (92.008 bolsas). As bolsas cortadas pertenciam a estudantes que haviam terminado seus cursos e seriam destinadas àqueles em espera ou que haviam ingressado nos processos seletivos.

Essas mudanças não foram discutidas com a comunidade acadêmica e foram divulgadas sem anúncio prévio, não dando sequer espaço para planejamento de coordenadores de programa, orientadores e estudantes. Programas com processos seletivos que contavam com bolsas disponíveis para os ingressantes se viram com listas de espera por bolsas que talvez nunca cheguem. Estudantes que se deslocaram de suas cidades para realizar sua matrícula e iniciar seu curso descobriram apenas em seu destino que a sua bolsa já não existia mais. Em março de 2020, foram publicadas novas portarias da CAPES, alterando os critérios de distribuição de bolsas para programas de pós-graduação. Mais uma vez, a portaria impactou a pesquisa em diversas áreas do conhecimento, incluindo  pesquisas  para o enfrentamento da covid-19. Em julho, foi a vez do CNPq anunciar uma mudança drástica na forma de distribuição de bolsas. Mais uma vez, a mudança inesperada com prazo exíguo para apresentação de propostas e sem critérios claros, preocupou a toda comunidade. A chamada de propostas foi alterada, mas ainda não se sabe qual será a extensão do corte de bolsas decorrente da chamada. Em 2017, o número de bolsas de pós-graduação financiadas pelo CNPq já havia caído para 17.256.

As agências de fomento estaduais que contribuem com uma pequena parcela de bolsas, também correm risco. Em São Paulo, por exemplo, um projeto de lei, PL 529/20, tramita na assembleia legislativa do estado. Em seu artigo 14, o projeto prevê a retirada de recursos das universidades estaduais e da FAPESP, alegando ser um saldo não utilizado. Porém, esse valor tratado como se fosse uma “sobra” é um recurso com destino planejado para a FAPESP e as universidades estaduais. Não é uma sobra. O projeto pune a boa gestão dos investimentos públicos e, caso aprovado sem alterações, terá um impacto desastroso na pesquisa e na pós-graduação nas universidades públicas paulistas.

Todos os ataques sofridos pela pós-graduação e sentidos pelos pós-graduandos em sua renda — fundamental para a realização de suas pesquisas— têm pouca repercussão na popularidade dos governos que as implementam. Os resultados dessas pesquisas chegam à sociedade em longo prazo. Certamente poucos cidadãos estão cientes do papel dos pós-graduandos na geração de conhecimentos e riquezas para o país. Poucos sabem do papel deles no desenvolvimento diagnósticos e tratamentos de doenças, nas alternativas para transplante de órgãos e na investigação dos processos evolutivos que atuam sobre os organismos. Poucos sabem do papel dos estudantes no enfrentamento da Covid-19, em pesquisas que visam, por exemplo, o desenvolvimento de novos testes para diagnóstico da doença, a criação de aplicativo para identificar sintomas, criação de  mapa interativo para monitorar casos da doença, mitigar transtornos de humor e sedentarismo durante o isolamento social e no desenvolvimento de produtos para reduzir a transmissão do coronavírus.

A médio/longo prazo, os projetos realizados por estudantes bolsistas retornam à sociedade. Os cortes nas bolsas representam o encerramento de projetos como esses e a interrupção da formação dos recursos humanos em ciência. Deixaremos de formar futuros cientistas do país. Futuros professores que cumpririam o papel de formação de novos núcleos de pesquisa. Futuros cientistas que priorizariam os interesses de sua comunidade em sua pesquisa. Os cortes terão impacto negativo duradouro para a toda comunidade cientifica já fragilizada com os cortes acumulados. Devemos apoiar os estudantes e suas iniciativas para a defesa da pós-graduação e lutar para preservação do orçamento em ensino e ciência, defendendo os interesses de nosso país. O ataque aos alunos é um ataque à própria ciência.

Tatiana Teixeira Torres (USP)

Para saber mais:

– Herton Escobar (2019) 15 universidades públicas produzem 60% da ciência brasileira. Jornal da USP, 05/09/2019.

Matéria que descreve o levantamento da empresa Clarivate Analytics sobre produção científica encomendado pela CAPES. A matéria ressalta que 15 universidades, todas elas públicas, produzem mais da metade da ciência brasileira.

– Herton Escobar (2020) Mudanças no CNPq e Capes preocupam pós-graduação da USP. Jornal da USP, 31/07/2020.

Matéria publicada no Jornal da USP, explicando as alterações nas regras para concessão de bolsas e recursos das principais agências de fomento à pesquisa do governo federal, a CAPES e o CNPq.

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP

Repositório de Teses e Dissertações defendidas na Universidade de São Paulo. O banco de dados público contém mais de 90 mil documentos, sendo 54244 Teses, 37832 Dissertações e 676 Teses de Livre Docência.

Destaque

IMUNIDADE COLETIVA AO SARS-CoV-2

Até que haja uma vacina eficaz, os níveis de imunidade não serão altos o suficiente para atingir o que é chamado de imunidade coletiva à COVID-19. Esse é o ponto em que a doença começa a se extinguir, porque um número suficiente de pessoas está imunes e a transmissão acaba.

Surtos, epidemias e pandemias surgem quando um agente causador de uma doença infecciosa começa a circular dentro de uma população suscetível. A diminuição no aparecimento de novos casos acontece quando pessoas recém-infectadas passam a transmitir a infecção  para menos  uma pessoa suscetível dentro da população. Para essa quantidade de pessoas suscetíveis diminuir, é preciso que boa parte da população esteja imune ao patógeno causador dessa doença.

Apesar de haver vários fatores que contribuem para que uma doença infecciosa pare de ser transmitida, o caso citado acima é conhecido na área de imunologia como “imunidade coletiva”, ou “imunidade de rebanho”. A imunidade coletiva ocorre quando uma grande parte da comunidade se torna imune a uma doença, tornando improvável a transmissão de pessoa para pessoa. Como resultado, toda a comunidade fica protegida – mesmo aqueles que não foram infectados. Para que uma doença infecciosa se espalhe, é preciso que uma porcentagem da população seja infectada. Se a proporção de pessoas imunes à doença for suficientemente alta, a propagação da doença diminuirá. Isso é conhecido como limite de imunidade do rebanho.

O exemplo da infecção pelo sarampo ilustra como a imunidade coletiva funciona, pois é um vírus com alta capacidade de infecção, ou seja, cada pessoa infectada consegue transmitir o vírus para até 18 pessoas. Quando a quantidade de casos diminui, é possível inferir que a população está gradativamente ficando imune, seja pela vacinação, seja pela infecção natural. Na epidemiologia, um parâmetro muito importante é o R0, a taxa que mede a capacidade de transmissão de uma pessoa infectada. O SARS-CoV-2 possui um R0 de 2,5, ou seja, cada pessoa infectada consegue transmitir o vírus para no mínimo 2 e no máximo 3 pessoas. Essa taxa determina a proporção limite da imunidade coletiva da população, uma vez que, quanto maior a capacidade de infecção do vírus, maior a quantidade de pessoas imunes que a população precisa ter para impedir a circulação desse vírus.

Que porcentagem de uma população precisa ser imune para haver imunidade coletiva?

A resposta para essa questão varia de doença para doença. Por exemplo, se 80% da população é imune a um vírus, quatro em cada cinco pessoas que encontrarem alguém com a doença não ficarão doentes (e não espalharão a doença mais). Dessa forma, a propagação de doenças infecciosas é mantida sob controle. Dependendo de quão contagiosa é uma infecção, geralmente 70% a 90% da população precisa de imunidade para que seja obtida imunidade coletiva. Para o sarampo, este limite é perto de 95%, o que significa que 95 em cada 100 pessoas precisam estar imunes ao sarampo, para que as 5 que não possuem imunidade ao vírus estejam protegidas. Já para o SARS-CoV-2, a proporção limite foi proposta como sendo entre 60 e 80%.

Quanto mais contagiosa for uma doença, maior será a proporção da população que precisa ser imune para impedir sua propagação. Esse efeito pode ser visto em simulações, como a do  grupo de pesquisadores da Sociedade de Medicina da Filadélfia, que permite visualizar cenários onde uma população desenvolve a imunidade coletiva a uma doença infecciosa com sucesso (acesse as simulações aqui).

Na figura abaixo, que apresenta os casos de sarampo divulgados pela Agência de Proteção à do Reino Unido (Health Protection Agency ) desde 1940, é possível ver que, apesar de baixos, os números de casos aumentam e diminuem periodicamente, mostrando que o vírus continua circulando em populações. É o que acontece, por exemplo, na população brasileira. Os aumentos periódicos podem ter duas explicações. Primeiro, a população de suscetíveis está aumentando, ou seja, a proporção limite para que a imunidade coletiva aconteça é muito baixa, expondo a população que ainda não tem imunidade contra o vírus. Por outro lado, a cobertura vacinal passou a ter um papel importante a partir de 1968, quando a vacina foi licenciada, resultando numa diminuição grande nos casos. Contudo, ainda há uma persistência, que pode ser explicada com o aumento da população em geral e o tempo até as crianças serem vacinadas. Hoje, no Brasil, a recomendação do calendário de imunizações é a aplicação da primeira dose entre 0 e 3 meses de idade.

Health Protection Agency – UK

Podemos prever quando conseguiremos a imunidade coletiva para a COVID-19?

Existem dois caminhos para a imunidade coletiva para a COVID-19: pela imunização com as vacinas, ou pela infecção natural da população, e o consequente desenvolvimento de imunidade pelo próprio indivíduo.

A vacina para o vírus que causa a COVID-19 seria o caminho ideal para obter imunidade coletiva. As vacinas induzem o desenvolvimento de imunidade de modo seguro para a população, ainda que a estratégia de buscar a imunidade coletiva por meio da vacinação às vezes apresente desvantagens. Por exemplo, a proteção de algumas vacinas pode diminuir com o tempo, exigindo revacinação. Além disso, às vezes as pessoas não tomam todas as vacinas que estão disponíveis e recomendadas pelo calendário oficial.

Se a proporção de pessoas vacinadas em uma comunidade cair abaixo da proporção limite de imunidade coletiva, a exposição ao patógeno pode resultar na disseminação rápida da doença. O sarampo ressurgiu recentemente em várias partes do mundo, devido a taxas de vacinação relativamente baixas, incluindo os Estados Unidos e o Brasil. A oposição às vacinas pode representar um verdadeiro desafio para a imunidade coletiva, tão custosamente construída, com campanhas de vacinação anteriores.

A imunidade coletiva também pode ser alcançada quando há um número suficiente de pessoas recuperadas e imunes contra infecções futuras. Por exemplo, aqueles que sobreviveram à pandemia de Influenza (gripe espanhola) de 1918 se tornaram imunes à infecção com a gripe H1N1, um subtipo do vírus Influenza A.

No entanto, existem alguns problemas importantes em depender da infecção da comunidade para criar imunidade coletiva ao vírus que causa COVID-19. Primeiro, ainda não está claro se a infecção pelo vírus COVID-19 torna uma pessoa imune a infecções futuras. Até agora o que sabemos é que há uma resposta imune composta por linfócitos T CD4+, CD8+, células NK e anticorpos, mas ainda precisamos de mais tempo para entender melhor se a imunidade natural e a imunidade induzida pela vacina são suficientes para proteger a população.

Mesmo que a infecção com o vírus COVID-19 crie imunidade duradoura, um grande número de pessoas teria que ser infectado para atingir o limite de imunidade de rebanho. Especialistas estimam que, nos EUA, 70% da população – mais de 200 milhões de pessoas – teriam que se recuperar do COVID-19 para conter a epidemia. Se muitas pessoas ficarem doentes com COVID-19 ao mesmo tempo, o sistema de saúde pode ficar sobrecarregado rapidamente resultando em milhões de mortes.

Apesar de ser a melhor saída, sabemos que há uma movimentação de algumas partes da população em recusar a imunização pelas vacinas. Em 1998, um pesquisador afirmou que a vacina contra o sarampo aumenta a incidência de autismo em crianças. Os pais expressaram suas preocupações e a mídia divulgou amplamente esta declaração. Após muitos estudos, a Organização Mundial da Saúde concluiu que não existia nenhuma evidência de uma associação causal entre a vacina e transtornos autistas, apesar de parte da população ainda usar este argumento para não seguir o calendário de vacinação proposto pelo Programa Nacional de Imunizações (PNI) (acesse a posição da OMS sobre o trabalho de 1998).

A melhor maneira de obter imunidade coletiva sem perda de vidas é com uma vacina que seja altamente eficaz e administrada para a grande maioria dos indivíduos, de modo que todas as regiões tenham pelo menos 60%-70% da população imunizada. Embora tenhamos várias vacinas candidatas em testes clínicos em estágio final, sabemos que as vacinas são difíceis de se produzir, mas são a nossa melhor chance de proteger a população.

Thais Boccia

Bióloga, mestre e doutora em imunologia pelo Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo

Para saber mais:

Metcalf CJE, et al. Understanding herd immunity. Trends in Immunology. 2015; doi:10.1016/j.it.2015.10.004.

Fox JP. Herd immunity and measles. Rev Infect Dis. 1983;5(3):463-466. doi:10.1093/clinids/5.3.463

https://www.historyofvaccines.org/content/herd-immunity-0

https://www.cdc.gov/globalhealth/measles/globalmeaslesoutbreaks.htm

https://www.gov.uk/government/publications/measles-deaths-by-age-group-from-1980-to-2013-ons-data/measles-notifications-and-deaths-in-england-and-wales-1940-to-2013

https://vaccine-safety-training.org/mmr-vaccine-increases.html

Guerra FM, Bolotin S, Lim G, et al. The basic reproduction number (R0) of measles: a systematic review. The Lancet. Infectious Diseases. 2017 Dec;17(12):e420-e428. DOI: 10.1016/s1473-3099(17)30307-9.

Bartsch SM, O’Shea KJ, Ferguson MC, et al. Vaccine Efficacy Needed for a COVID-19 Coronavirus Vaccine to Prevent or Stop an Epidemic as the Sole Intervention [published online ahead of print, 2020 Jul 15]. Am J Prev Med. 2020;S0749-3797(20)30284-1. doi:10.1016/j.amepre.2020.06.011

García LF. Immune Response, Inflammation, and the Clinical Spectrum of COVID-19. Front Immunol. 2020;11:1441. Published 2020 Jun 16. doi:10.3389/fimmu.2020.01441

Long QX, Tang XJ, Shi QL, et al. Clinical and immunological assessment of asymptomatic SARS-CoV-2 infections. Nat Med. 2020;26(8):1200-1204. doi:10.1038/s41591-020-0965-6

Kwok KO, et al. Herd immunity — Estimating the level required to halt the COVID-19 epidemics in affected countries. Journal of Infection. 2020; doi:10.1016/j.jinf.2020.03.027.

Destaque

Operárias pós pandemia

O fungo induz a formiga a espalhar ainda mais os esporos do próprio fungo. Nossas redes sociais virtuais podem também nos fazer espalhar ainda mais nossa pandemia.

Às vezes o fragmento revela o todo, às vezes a vida de uma vila se revela universal. Muitos escritores escrevem sobre o seu entorno, seus relacionamentos, seu bairro, sua cidade. Machado de Assis nunca saiu do Rio de Janeiro, e no entanto seus personagens cariocas tocam a todo um mundo, traduzidos em outros tempos e cidades. Também a ciência pode assim ser versada em muitas línguas. Às vezes um olhar para o mínimo permite desvendar o máximo quando, por exemplo, conseguimos captar no que é ínfimo regras gerais de uma organização que se espelha em muitas escalas deste nosso mundo, que valem tanto para os formigueiros quanto para megalópoles humanas.

Viver em sociedade é um convite aos parasitas. Muitos corpos um ao lado do outro, é uma oportunidade imperdível para parasitas se espalharem, contaminando um a um, a dois, a três … milhões no Brasil, hoje. Mas sociedades de formigas enfrentam pandemias com muito mais galhardia que nossa desumana sociedade. Formigas constróem moradas escuras e úmidas, e muitas vezes levam folhas e cadáveres de insetos para dentro de suas casas, convidando assim fungos, bactérias e inúmeras viroses para o interior de sua intimidade. Como sobreviver a esta promiscuidade com o perigo? Como evitar que uma formiga operária adoentada infecte toda a colônia, sem ter hospitais ou leitos de UTI? Como evitar que a desinformação se espalhe criando um pandemônio em meio a uma pandemia? Talvez as formigas tenham algo a nos ensinar lá do fundo de sua aparente simplicidade. Talvez suas atitudes minúsculas possam nos ajudar a fazer a diferença, nesta estranha época em que tudo parece ser sempre muito mais de um imenso mesmo.

Indivíduos simples para uma sociedade complexa?

Do alto (ou de baixo) de seus pequenos cérebros, formigas não se furtam a produzir uma sociedade complexa, com castas especializadas em separados labores, uma realeza amparada por uma aristocracia em vários tons de cinza, campos de cultivo separados de lixões e de berçários e de áreas de processamento e transporte, uma sofisticada rede de contatos informando decisões que se alteram conforme a necessidade de um todo que nenhum pequeno cérebro individual conhece em sua inteireza. E formigas estão longe de ser mini-robôs que seguem algumas poucas simples regras das quais emerge, como num passe de mágica, um complexo sistema social. Não: do alto de seus pequenos cérebros formigas individuais aprendem com seus erros, corrigem ao longo de suas vidas suas decisões, mudam de profissão (função), optam às vezes por seguir a boiada, às vezes por liderá-la, espalhando cheiros ora convidativos, ora repugnantes, banhos de essências comunicativas sobre seu corpo, sobre suas trilhas, guiando-se ora por dicas visuais, ora pela memória dos caminhos já percorridos, seguindo os outros apenas após avaliá-los com contatos comunicativos de suas antenas, enfim, não estamos falando aqui de maquinetas simplificadas, mas sim de organismos inteiros, complexos, que sabem quem é de seu formigueiro e quem é forasteiro, sujeitos com história de vida pessoal e coletiva. Daí que não se avexem, leitores, ao serem comparados com uma formiga. Conheço muita gente boa que encararia essa comparação como um grande elogio.

Sociedades humanas e sociedades de insetos dependem de um complexo e coordenado sistema de infraestruturas, tais como redes de comunicação, de suprimentos, e de transporte. Não somos só nós que podemos ter barragens de detritos tóxicos implodindo cidades a jusante, derramamentos de petróleo eliminando culturas e comunidades de pescadores, pandemias colapsando o sistema de saúde, ou queimadas destruindo o futuro de uma nação, com o incentivo criminoso de Ricardo Salles (que apesar disso tudo ainda se considera ministro do meio ambiente). Como os nossos, os sistemas das formigas podem entrar em colapso, fruto de desastres naturais, flutuação na oferta de suprimentos, irrupção de doenças e perda de indivíduos chave. Talvez em mais uma semelhança, desta vez com a sociedade brasileira em particular, não há entre as formigas um planejamento deliberado ou um sistema centralizado de controle. Com o crescimento descontrolado da população, os sistemas de infraestrutura humanos estão, no geral, tornando-se decentralizados e interconectados, como o dos insetos sociais. Isto torna os insetos sociais um bom modelo para o estudo das redes de infraestrutura humanas, por exemplo, para promover um bom funcionamento das redes hospitalares, das redes de transporte de cargas, ou das redes de colaboração entre instituições de pesquisa. De forma mais direta, podemos estudar o espalhamento de epidemias em várias espécies de insetos sociais, utilizando os resultados como um banco de testes que nos permita prever o espalhamento de epidemias em várias condições diferentes. Isto certamente nos deixaria mais preparados para nosso nebuloso futuro de pandemias em série.

Algumas espécies de formigas constróem ninhos com uma intrincada rede subterrânea, e este alto investimento no ninho requer consequentemente a construção de paredes reforçadas para o exterior, de modo a garantir seu investimento na infraestrutura do ninho, resistindo a ataques e perturbações externas. Outras espécies não investem muito no ninho, e optam, frente a um ataque, por uma fuga coordenada e rápida, redirecionando seus investimentos para outro local. No geral, há três estratégias para uma boa resiliência em insetos sociais: resistência (como no primeiro exemplo acima), redirecionamento (como no segundo exemplo), e reconstrução (quando a resistência é rompida e um novo ninho tem que ser reconstruído do zero). Espécies diferentes se especializam em estratégias distintas, e estudar a diversidade de espécies nos ajuda a entender que opções mais estariam no menu de estratégias resilientes, que condições tornam uma ou outra opção mais atraente. Certamente estamos precisando ampliar nosso leque de opções para a construção de, entre outras coisas, uma rede de instituições hospitalares, um sistema de saúde que não colapse facilmente frente a sucessivas ondas de epidemias, ou pandemias, ou pandemônios.

Com relação à estrutura social, quanto menor o grupo de insetos sociais, mais todos se relacionam com todos, de modo que em pequenas sociedades é mais provável que todos compartilhem um mesmo conjunto de saberes. Por outro lado, quanto maior o grupo, mais subgrupos temos nos insetos, ou seja, mais modularizada é a rede de interações sociais (maior o número de panelinhas de amigos), dando oportunidade para o surgimento de grupos especializados em determinados tipos de informação, ou fofoca, ou trabalho, e fazendo surgir também indivíduos chave para o grupo, indivíduos que conectam as panelinhas de amigos entre si, pessoas populares que conectam várias bolhas nas redes sociais. No entanto, diferentemente do que ocorre em nossas redes virtuais de relações sociais, as redes biológicas de interação no mundo concreto não comportam indivíduos hiperconectados: não há um Felipe Neto ou um Carlos Bolsonaro entre as formigas, mesmo havendo formigueiros com mais indivíduos que a maior das megalópoles humanas. Parece haver limites para as interações concretas, limites que nossas redes sociais virtuais permitiram suplantar: alcançamos recentemente uma nova escala de conectividade social.

Medicina social

Andamos nestes últimos tempos embrenhados por demais no individualismo. Temos uma dificuldade muito grande em entender que não sou eu que estou em risco ao sair por aí sem máscara. Não nos vemos como um elo, ou uma parte, de um todo maior, cada um focado no seu aqui, no seu agora. Talvez no Brasil isto seja particularmente difícil: para uma sociedade com origens múltiplas, negros de muitas etnias, diversas nações indígenas, brancos e amarelos de muitos e distintos mundos, é sempre mais difícil criar uma identidade vivendo um caleidoscópio. Sem identidade, nos resta a solidariedade com o diferente, mas este é um sentimento menos potente, não sei se capaz de fazer a unidade. É uma tarefa em aberto a construção de uma identidade brasileira, uma vontade de defender o outro como a nós mesmos, como se o ataque ao outro abrisse uma ferida em nossa própria e brasileira carne. Formigas são um só corpo (talvez não sejam uma só mente), mas como diziam acima meus bons amigos, é até covardia comparar-nos a estas sociedades maravilhosas.

Insetos sociais possuem estratégias variadas de defesa contra parasitas. Formigas usam antibióticos, produzidos por bactérias que vivem em sua cutícula, para controlar parasitas que atacam suas fazendas de fungos. Já cupins podem diretamente secretar antibióticos que inibem a germinação de fungos.

Cupins doentes, parasitados por fungos, ao entrar no cupinzeiro levam os cupins a se limpar uns aos outros, reduzindo a taxa de contágio, e aumentando a sobrevivência dos contaminados. Já formigas, ao limparem seus colegas, transferem a seus parceiros pequenas quantidades de patógenos, que serviriam como mini-vacinas, ao estimular o sistema imune do parceiro com doses não letais destes patógenos. Em outros casos, uma maior imunização estava associada a um aumento da trofalaxe, um comportamento no qual uma formiga regurgita alimento para a outra. Esta troca íntima de líquidos corporais poderia espalhar na colônia a capacidade de combater parasitas.

Assim, para além da auto-medicação individual, insetos sociais têm estratégias coletivas que reduzem a disseminação de doenças. Uma outra estratégia coletiva é a divisão de trabalho estrita: operárias que se especializam no processamento de material contaminado (operam lixões com resíduos tóxicos) dificilmente entram em contato com outras operárias da colônia, havendo desta forma um efetivo isolamento dos lixões, cheios que estão de contaminantes que poderiam prejudicar as fazendas de fungos.

Um outro exemplo fascinante é o uso de resina de coníferas (araucárias, pinheiros) por formigas. Há tempos se sabe que algumas espécies carregam gotas de resina para dentro dos formigueiros, mas apenas recentemente descobriu-se que tais resinas contêm substâncias que inibem o crescimento e a multiplicação de bactérias e fungos parasitas, servindo desta forma como um medicamento coletado coletivamente para a defesa da colônia.

Considerando que insetos sociais têm uma casta reprodutiva, eles têm uma barreira óbvia para a transmissão de parasitas entre gerações. Se uma operária estiver doente, esta doença pode não chegar à rainha e às câmaras onde estão as larvas das próximas rainhas e reis. A rainhas e a futura realeza são cuidados apenas por operárias jovens que não saem do ninho, sendo assim pouco expostas a doenças. Assim, uma colônia parasitada pode evitar a transmissão do parasita para suas colônias filhas, ao proteger de doenças suas castas reprodutivas.

Chegando ao correlato mais direto com nossa pandemia atual, pesquisadores simularam uma epidemia em colônias de formigas. Injetaram fungos mortíferos em formigas, e seguiram seu comportamento ao entrar no formigueiro. O resultado foi surpreendente: imediatamente houve um maior distanciamento social nos formigueiros infectados, quando comparados aos formigueiros controle (não infectados). A infecção fez com que as redes de interação social ficassem mais modularizadas, ou seja, com um maior número de panelinhas de amigos isoladas umas das outras. Este maior isolamento, em consequência, reduziu a velocidade de espalhamento da infecção.

Guerrilhas sociais

A pergunta que salta aos olhos é: como é que somos incapazes de fazer o que até mesmo ‘simples’ formigas fazem facilmente? Uma resposta: porque somos muito complicados. A rede de interações entre os insetos sociais não permite o surgimento de Carlos Bolsonaros da vida: como vimos, não há formigas hiperconectadas, não há abelhas super populares, não há cupins que tenham contato com a maior parte do cupinzeiro. Mas nossas redes sociais não têm limites para o número de contatos que uma pessoa pode ter. Pessoas hiper-conectadas, os tais influenciadores digitais, podem rapidamente contaminar uma sociedade com informação, ou com desinformação. Embora os vírus reais (o coronavírus, entre outros) se espalhem através de um contato mais próximo entre os indivíduos, a guerra de desinformação se espalha muito mais rapidamente, preparando o terreno para o espalhamento das viroses reais. Recentemente um estudo mostrou que cidades nas quais Bolsonaro teve maior votação na eleição presidencial são também cidades em que a taxa de mortalidade da COVID é maior. As guerras de desinformação têm preparado o terreno para uma maior letalidade do coronavírus.

Somos complicados, e isto é um problema. Agora que entramos em uma nova escala de socialidade, com redes sociais de pessoas hiper-conectadas, vamos nos dispor a desbravar este vasto novo mundo social que criamos, ou ficaremos à mercê dos interesses de grandes conglomerados digitais, como Facebook, Instagram, TikTok, WhatsApp, entre outras redes sociais que venham a surgir? Não podemos deixar que grandes conglomerados digitais funcionem como aqueles parasitas que controlam o comportamento de seu hospedeiro. Não podemos ser reféns dos algoritmos das redes sociais, planejados para que não desliguemos o celular, nunca.

Recentemente grandes empresas têm retirado seus anúncios do Facebook, pressionando assim para uma redução dos discursos incendiários e de polarização social que, literalmente, alimenta as redes sociais virtuais, dando-lhes um público cativo que quer ver o circo pegar fogo. O judiciário brasileiro está investigando gabinetes de ódio espumante. Para um novo problema, basta uma nova solução, e uma guerrilha contra a desinformação está em curso no Brasil, neste exato momento. Participe.

Hilton Japyassú

Para saber mais

Christe, P., Oppliger, A., Bancalà, F., Castella, G., & Chapuisat, M. (2003). Evidence for collective medication in ants. Ecology Letters, 6(1), 19-22.

Cremer, S. (2019). Social immunity in insects. Current Biology, 29(11), R458-R463.

Middleton, E. J., & Latty, T. (2016). Resilience in social insect infrastructure systems. Journal of The Royal Society Interface, 13(116), 20151022.

Naug, D. Structure and resilience of the social network in an insect colony as a function of colony size. Behav Ecol Sociobiol 63, 1023–1028 (2009). https://doi.org/10.1007/s00265-009-0721-x

Stroeymeyt, N., Grasse, A. V., Crespi, A., Mersch, D. P., Cremer, S., & Keller, L. (2018). Social network plasticity decreases disease transmission in a eusocial insect. Science, 362(6417), 941-945.

Destaque

Genocídio indígena na era da COVID-19

O aumento das práticas ilegais de garimpo e desmatamento em meio à pandemia agravam a vulnerabilidade epidemiológica dos povos indígenas, podendo ocasionar o extermínio de diversas etnias.

Desde o momento em que invadiram a América, os europeus contaminaram os nativos americanos, causando a morte de centenas de milhares de indígenas por doenças como varíola, cólera, sarampo e gripe. Essas doenças, por serem endêmicas de outros continentes, não estavam presentes na América até sua invasão. Assim, diferentemente dos europeus, que desenvolviam imunidade para essas doenças através da exposição a elas desde a infância, os nativos americanos eram extremamente vulneráveis às mesmas. De acordo com o biólogo Jared Diamond, no livro ganhador do prêmio Pulitzer Armas, germes e aço, a morte dos nativos americanos por doenças excedeu em muito o número de mortes por batalhas e assassinatos – embora estas também não possam ser menosprezadas. Logo, a chegada e as explorações territoriais dos europeus foram responsáveis por inúmeras epidemias, causando a morte de milhares de indígenas e o extermínio de diversas culturas. Continue Lendo “Genocídio indígena na era da COVID-19”

Destaque

COVID-19 e outras guerras biológicas na América

As viroses vêm moldando a história dos povos nativos da América desde que os europeus começaram a explorar regularmente o Novo Mundo, há cinco séculos. Epidemias virais trazidas pelos imigrantes tiveram um impacto devastador nas populações que aqui viviam. Estima-se que cerca de 90% das populações nativas foram dizimadas por viroses, escravagismo ou guerras. Atualmente, problemas respiratórios resultantes de infecções ainda são a principal causa de morte nas populações nativas brasileiras.

A expressão ‘Virgin Soil’ tem sido usada para enfatizar que as populações em risco de epidemia são as que não tiveram contato prévio com as doenças que as atingem, e são, portanto, imunologicamente indefesas. Embora essa expressão tenha se popularizado, e apresente algumas bases biológicas – dado que as populações nativas das Américas estiveram 15.000 anos isoladas de outras populações, e, consequentemente de seus patógenos – ele também acarreta a noção errônea de que o colapso dessas populações não passou de acidentes históricos, e a enorme perda de vidas dos indivíduos nativos é dada como inevitável após o contato, implicando que as políticas coloniais não contribuíram para talvez o maior desastre relacionado à saúde pública em nossa história. Há que salientar que as doenças pós-contato eram incapacitantes não somente porque os indígenas não tinham imunidade, mas porque as condições criadas pelo colonialismo europeu tornaram as comunidades nativas vulneráveis.

O primeiro relato de uma epidemia na América é praticamente concomitante ao contato com os europeus. Em abril de 1520, as forças espanholas desembarcaram no que é agora Veracruz, no México, trazendo involuntariamente um escravo africano infectado com varíola. Dois meses depois, tropas espanholas entraram na capital do Império Asteca, Tenochtitlán, e em meados de outubro o vírus estava varrendo a cidade, matando quase metade da população, estimada em 200.000 pessoas. Em 1548, os habitantes indígenas de Hispaniola, ilha colonizada por Cristóvão Colombo, foram vítimas de varíola, gripe e outros vírus. Em 1563, calcula-se que cerca 30.000 nativos tenham morrido nos primeiros 90 dias após a eclosão de um surto de varíola na Bahia, trazida de Portugal. Na Amazônia, a exploração da borracha expôs os nativos a uma série de patógenos, e a um colapso ambiental na região, que agravou os impactos das epidemias. Concomitantemente à entrada de novos patógenos, as expedições europeias de exploração levaram também a surtos de doenças que aqui já existiam, como a disenteria, resultado de guerras, privação de recursos e alterações no ambiente.

As investidas colonialistas contra os povos nativos sempre foram violentas, no entanto, algumas estratégias historicamente usadas contra populações nativas norte e sul-americanas, se apresentaram como uma guerra biológica. No século XVIII, o comandante Henry Bouquet ordenou o uso de cobertores infectados com varíola contra os nativos dos grupos Mingo e Shawnee, nativos da América do Norte, durante um levante desses grupos contra os colonizadores. No mesmo período, os Timbira foram presenteados com roupas infectadas por varíola, no estado do Maranhão, com intuito de espantar os nativos de suas terras. Auguste de Saint-Hilaire relata em seus livros de viagens pelo Brasil uma história semelhante, na qual brinquedos infectados também com varíola teriam sido distribuídos entre os índios Botocudos do sudeste brasileiro.

Infelizmente esses ataques não terminaram com o final do período colonial. Em 1950, cerca de mil indígenas da etnia Cinta-Larga, residentes no Mato Grosso, foram mortos por uma epidemia de sarampo. Os indígenas relataram que “aviões atiravam brinquedos doentes dos céus”. Segundo um relatório da Comissão Nacional da Verdade, de 2014, tal ação foi coordenada por mineradores, madeireiros e garimpeiros, interessados nas terras indígenas, com a conivência do governo federal. Existem também diversos relatos recentes sobre aviões pulverizando agrotóxicos sobre aldeias Guarani no Paraná e Mato Grosso, causando danos à saúde indígena. Antes disso, na década de 1970, pesquisadores norte-americanos participaram de um estudo de imunização ao sarampo entre os indígenas amazônicos. Tal estudo é visto por muitos como um experimento in vivo, ou seja, uma epidemia controlada de sarampo nas populações indígenas.

Em 2020, a epidemia da COVID-19 atinge cinco vezes mais indígenas do que não indígenas, sendo a taxa de mortalidade 2,5 vezes maior. Ao mesmo tempo, falhas e omissões do poder público desrespeitam preceitos constitucionais, tornando as populações nativas ainda mais vulneráveis e negligênciadas pela saúde pública. Outra vez, a epidemia não é apenas em relação à doença causada entre as populações indígenas. Ainda que possam realmente existir fatores genéticos subjacentes ao aumento do risco de infecção nessas populações, fatores sociais e culturais parecem ser mais decisivos para a mortalidade e evolução da infecção. Os exemplos mais gritantes atualmente são a invasão das terras Yanomami pelos grileiros e garimpeiros e a situação de abandono dos povos nativos nas periferias das grandes cidades. Assim como as catástrofes ocorridas com os Cinta-Larga na década de 1950 ou os demais massacres biológicos dos séculos passados, os efeitos da epidemia atual nos povos indígenas são uma consequência direta e previsível das decisões tomadas pelo Estado de desapropriar os povos nativos de terras desejáveis e empurrá-los para outro lugar, afastados de sua cultura e seu modo de viver tradicional.

Tábita Hünemeier

IB/USP

PARA SABER MAIS:

Suzanne Austin Alchon (2003) A Pest in the Land: New World Epidemics in a Global Perspective. University of New Mexico Press.

Kristine B Patterson  and Thomas Runge (2002) Smallpox and the Native American. Am J Med Sci. 2002 Apr;323(4):216-22. doi: 10.1097/00000441-200204000-00009.

Créditos da imagem de abertura

Destaque

Devagar e Sempre: A Evolução do SARSCoV-2

A pandemia da COVID-19, causada pelo coronavírus SARS-CoV-2, já dura vários meses, e o número de mortes é assustador. A COVID-19 já matou mais de meio milhão de pessoas em todo o mundo, mais de 77 mil só no Brasil. Apesar de termos hoje, em fase de testes, mais de 90 vacinas e 50 tratamentos, ainda não achamos uma saída clara para essa situação. Assim, permanecemos (espero) em distanciamento social, usando máscaras, lavando as mãos e seguindo outras medidas de segurança para nos protegermos e protegermos aqueles ao nosso redor. Continue Lendo “Devagar e Sempre: A Evolução do SARSCoV-2”

Destaque

Vulnerabilidade da População Negra ao Covid-19 e o Conceito Biossocial de Raça

Os números da pandemia provocada pelo COVID-19 ratificam as desigualdades raciais na saúde e trazem novos ingredientes ao debate recorrente sobre o conceito de raça.

Tem sido noticiado na mídia de massa e nos meios de divulgação científica que indivíduos da população negra são mais propensos a morrer de COVID-19 do que os brancos. Por exemplo, no Reino Unido a taxa de óbito de pessoas não-brancas é significativamente maior do que a taxa de pessoas brancas, apesar de representarem apenas 14% da população. Nos EUA, a taxa de mortalidade de negros por COVID-19 é o dobro daquela observada em outras etnias, como latinos e asiáticos e três vezes a mortalidade de brancos. No Brasil, enquanto a taxa de óbito por COVID-19 em internados brancos é de 38%, a taxa para pessoas negras é de 55%. Continue Lendo “Vulnerabilidade da População Negra ao Covid-19 e o Conceito Biossocial de Raça”

Destaque

A Coisa: o fóssil misterioso da Antártica

Uma expedição científica chilena à Antárctica encontrou, em 2011, um objeto misterioso, finalmente identificado.

Dois paleontólogos de uma expedição científica chilena à Antárctica procuravam fósseis em uma região que havia sido o fundo do mar há 68 milhões de anos, quando avistaram um fóssil que parecia uma bola de rúgbi desinflada. Não era um objeto familiar aos olhos dos dois especialistas em fósseis de vertebrados. De volta ao acampamento, mostraram o fóssil aos geólogos da expedição, que disseram jamais haver visto algo parecido. Seria uma alga fossilizada­? Um estômago? Por quase uma década, ele permaneceu não identificado na coleção do Museo Nacional de Historia Natural, em Santiago, conhecido por um apelido: A Coisa. Continue Lendo “A Coisa: o fóssil misterioso da Antártica”

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Papéis sexuais são uma falsa dicotomia?

Na nossa sociedade, tendemos a encaixar o que é um macho e o que é uma fêmea em definições fixas. De fato, há razões evolutivas para eles terem diferenças marcantes. Mas estudos recentes questionam a universalidade dessa dicotomia.

Na natureza, tipicamente há na reprodução sexual um gameta que é maior e, assim, demanda maior investimento para ser produzido (em termos de nutrientes, tempo, energia), e que tem menor ou nenhuma mobilidade. Ele se encontra com um gameta pequeno, de maior mobilidade, que demanda menos energia para ser produzido (sendo muitas vezes descartável). A reprodução envolvendo esses tipos de gameta é chamada de anisogamia (do grego, anisos: ‘desigual’ + gamos:casamento). Nós designamos por “fêmeas” os indivíduos que produzem os gametas maiores e em menores quantidades, e por “machos”, os que produzem os gametas menores em grande quantidade. Também há organismos que produzem ambos, chamados de hermafroditas. Há na biologia uma argumentação sólida sobre por que a anisogamia foi selecionada em quase todas as espécies que fazem reprodução sexuada. Essa argumentação é baseada na ideia de que, quando temos gametas de vários tamanhos competindo os que produzem gametas de tamanho mais extremo (muito grande ou muito pequeno) terão maior facilidade para se reproduzir do que os que produzem de tamanho mais intermediário.

Se há na natureza indivíduos que produzem gametas pequenos, móveis e abundantes, e outros que produzem gametas grandes, imóveis e repletos de reservas, cabe perguntar se as diferenças no tipo de gameta resultaram em diferenças comportamentais e morfológicas, uma vez que as pressões seletivas sobre indivíduos que produzem cada tipo de gameta devem ser, em princípio, diferentes. Foi exatamente essa a questão abordada por Angus Bateman (1919-1996), que ao estudar moscas-das-frutas propôs que existia uma variação maior na taxa de sucesso reprodutivo entre machos do que entre fêmeas (princípio de Bateman), e que esse sucesso dependia do número de fêmeas com as quais eles conseguiam copular. Já para as fêmeas, Bateman encontrou outro efeito: tinham maior sucesso reprodutivo aquelas que escolhiam machos de maior qualidade.

A teoria de Bateman estabeleceu uma relação entre a anisogamia e a noção de que a seleção natural age assimetricamente em cada sexo, uma vez que, quando os gametas são baratos de produzir, seria uma boa estratégia distribuí-los ampla e indiscriminadamente, enquanto que, quando são custosos, é preferível escolher bem como usá-los. Isso resultaria em diferenças comportamentais e físicas entre machos e fêmeas. O princípio de Bateman explica algumas características que variam com o sexo, entre elas, o fato de machos competirem por parceiros reprodutivos, o maior cuidado parental por parte de fêmeas, assim como o fato de estas serem seletivas na escolha do parceiro. Os traços que podemos relacionar com cada sexo, além do tamanho do gameta, são chamados de papéis sexuais. Dessa forma, o princípio de Bateman explica papéis sexuais historicamente associados a machos e fêmeas.

Contudo, animais nem sempre se encaixam nessas regras, pois os papéis sexuais na natureza são bem mais diversos do que a dicotomia estabelecida entre machos e fêmeas pode sugerir. Não é incomum machos que cuidam de suas crias ou fêmeas que competem com outras fêmeas. Não é impossível, inclusive, observar um indivíduo de um sexo se comportando com o papel sexual atribuído ao sexo oposto. Interessada em fazer um estudo sistemático sobre a diversidade e possibilidade de mudanças de papéis sexuais, a pesquisadora sueca Malin Ah-king e sua equipe fizeram uma extensa compilação de dados sobre comportamentos e morfologias. A partir de suas observações, propuseram que o sexo e os papéis sexuais na natureza não podem ser vistos como uma dicotomia estática, mas como algo que na biologia é chamado de norma de reação. Normas de reação descrevem as diferentes formas que um organismo pode assumir, em função de mudanças no ambiente que ele ocupa. Sob essa perspectiva, sexo num sentido morfológico e comportamental pode ser entendido como um contínuo no qual os indivíduos e espécies ocupam a distribuição completa, embora mais comumente se encontrem nas extremidades dessa distribuição.

Um exemplo da plasticidade do sexo é a capacidade encontrada em algumas espécies – principalmente anelídeos, camarões, caracóis e peixes – de trocarem de sexo durante sua vida. Essa capacidade é chamada de hermafroditismo sequencial (Figura de abertura). Um outro estudo teórico sugeriu que esses indivíduos mudam de sexo porque isso aumenta seu sucesso reprodutivo. Apesar de a mudança de sexo ser vantajosa aos indivíduos nessas espécies, ela é impraticável em espécies com o aparato sexual mais complexo. Entretanto, nessas outras espécies, há plasticidade para outras características, como a própria a determinação sexual, como é o caso em muitas espécies de tartarugas e crocodilos, em que o processo de determinação sexual tem um importante componente ambiental (a temperatura influencia a definição do sexo).

Nos vertebrados que não trocam de sexo durante a vida, a determinação do sexo pode ocorrer de forma cromossomal ou ambiental. É possível, também, que ocorram ambos, como no lagarto Bassiana duperreyi (Figura 2). A análise filogenética feita por Ah-King mostra que houve trocas entre esses dois sistemas de determinação do sexo no passado, ou seja mesmo em espécies com alto grau de parentesco é possível que uma use o sistema genético e a outra ambiental. Ela mostra também que, dentro de um sistema de determinação sexual, há muita variação nos genes envolvidos na determinação sexual, no tamanho desses cromossomos, na combinação de cromossomos sexuais que estão associados à determinação de se um organismo será macho ou fêmea, ou na temperatura que induz a formação de machos. A Figura 3 ilustra o quão diferente sistemas de determinação do sexo podem ser ao longo da árvore filogenética. O estudo de Ah-king reforça que processos de determinação sexual são evolutivamente lábeis, mudando de modo recorrente ao longo da filogenia dos animais.

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Figura 2: Bassiana duperreyi é uma espécie de lagarto que tem o sexo determinado tanto por fatores genéticos como ambientais. Imagem por Onesland – Own work, Public Domain.

Mesmo nas espécies em que o sexo é determinado geneticamente, o trabalho de Ah-king sugere haver plasticidade de papéis sexuais. Contudo, é mais difícil estudar a plasticidade de características relacionadas a papéis sexuais, uma vez que a análise é muitas vezes enviesada pelas características historicamente atribuídas aos sexos da nossa espécie, um viés que pesquisadores inevitavelmente carregam ao estudar esse tema. Além disso, para ser uma análise completa, é necessário um entendimento da ecologia em que vive o grupo estudado. Por exemplo, um pássaro pode apresentar baixo dimorfismo (a diferença física entre os sexos) num olhar desatento, mas os padrões de cores no ultravioleta podem ser bem distintos, e mais relevantes para a forma como eles enxergam as cores.

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Figura 3: A variedade dos sistemas de determinação do sexo mostrada em filogenia disponível em Ah-King et al. (2010). Legenda (de cima para baixo): determinação de sexo dependente de temperatura; fêmea heterogamética (fêmeas geralmente geradas pela presença de dois cromossomos sexuais não homólogos ZW); macho heterogamético (machos geralmente gerados pela presença de dois cromossomos sexuais não homólogos XY); hermafroditismo; unisexualidade (indivíduos produzem apenas um tipo de gameta); haplodiplóide (machos são determinados por gametas não fecundados e fêmeas por gametas fecundados)

Também é fundamental colocar os achados num contexto filogenético, algo feito por Ah-king. Não podemos dizer que uma espécie de peixe que apresenta cuidado parental por parte do macho teve seu “papel sexual trocado”, já que essa é uma característica comum nos peixes, ainda que pouco usual nas outras espécies. Levando tudo isso em consideração, Ah-King mapeou em uma filogenia papéis sexuais clássicos em borboletas, peixes e aves, mostrando que mudanças de papéis sexuais numa escala filogenética é algo que ocorre várias vezes ao longo da evolução (Figura 4).

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Figura 4: A ocorrência de mudança de papéis sexuais em borboletas, peixes e aves, em filogenia disponível em Ah-King et al. (2010). Legenda: em preto animais que apresentam inversão de papéis sexuais.

O trabalho de Ah-King expande nossa visão sobre o sexo, por vê-lo como apenas mais uma norma de reação – assim como vemos o comportamento, a porcentagem de gordura corporal, e certas medidas de inteligência. Essa proposta está de acordo com as recentes discussões acerca de gênero nas ciências sociais e tem o potencial de contribuir tanto para a discussão pública, como para a pesquisa sobre esse tema,  ao introduzir novas visões e ferramentas que nos permitem incluir e explicar interações não típicas na natureza (como por exemplo, a existência de animais transgêneros). Não obstante, toda nova teoria precisa ser olhada de uma forma crítica, não sendo esta uma exceção. Primeiramente, deve ser pontuado que a relação entre a anisogamia e a seleção sexual é solidamente estabelecida,  e não pode ser ignorada. Essa crítica foi o tema de artigos publicados em resposta àqueles que defendem a plasticidade dos papéis sexuais, em que é reiterada a forte influência da anisogamia na determinação de papéis sexuais, e seu apoio por estudos por dados experimentais. O artigo de Malin Ah-King e colegas não exclui a importância da anisogamia para explicar seleção sexual, ou o princípio de Bateman, mas enfraquece-os.

Em segundo lugar, é importante questionarmos se os achados de Malin Ah-King que apoiam a visão de que o sexo pode ser visto como um contínuo plástico não seriam apenas uma coleção de casos extraordinários, o que implicaria que a visão clássica continuaria sólida. Para testar isso, mais dados devem ser obtidos, preferencialmente tentando evitar os vieses que podem fortalecer a visão clássica.

Em suma, os pesquisadores expuseram uma ideia nova, de que os papéis sexuais podem ser entendidos como “apenas mais uma norma de reação”. Essa ideia pode ser aprimorada por mais pesquisas científicas, mas é necessário tratar essa hipótese com todo o rigor demandado e levar em conta o que já é bem aceito, por exemplo o princípio de Bateman. E assim entender em que contextos podemos utilizar a teoria mais clássica e em que casos devemos levar em conta a ideia da norma de reação. A plasticidade do sexo, caso seja estabelecida, pode tornar a discussão pública mais diversa e fundamentar uma maneira mais tolerante de pensar, uma vez que se trata de uma teoria que ao encontrar casos desviantes da norma tenta incluí-los em uma explicação mais geral ao invés de excluí-los colocando-os como exceções.

Carmen Melo Toledo

Graduanda de Ciências Moleculares, Universidade de São Paulo (USP)

Para Saber Mais:

G.A. Parker, R.R. Baker and V.G.F Smith; The origin and evolution of gamete dimorphism and the male-female phenomenon; Journal of Theoretical Biology (1972); vol. 36 pp. 529-553.

Knight ; Sexual stereotypes; Nature (2002); vol. 415, pp. 254–256.

Malin Ah-King, Sören Nylin; Sex in an Evolutionary Perspective: Just Another Reaction Norm; Evol Biol. (2010); vol. 37 pp. 234-246.

Philip L. Munday et al.; Diversity and flexibility of sex-chage strategies in animals; Trends in Exology and Evolution (2006); vol. 21, pp. 90-95;

Shine et al.; Co-ocurrence of multiple, supposedly incompatible modes of sex determination in a lizard population; Ecology Letters (2002); Vol. 5, pp. 486-489.

Göran Arnqvist et al.; Anisogamy, chance and the evolution of sex roles; Cell (2010); vol. 27 no. 5 pp. 260-264.

Tin Janicke et al.; Darwinian sex roles confirmed across the animal kingdom; Science Advance 2 (2016); e1500983

https://randyschickenblog.squarespace.com/home/2019/7/7/the-life-and-times-of-betty-the-transgender-chicken

Imagem de abertura: Semicossyphus reticulatus é um  peixe capaz de mudar de sexo ao longo da vida, no processo chamado hermafroditismo sequencial. Em 2017 essa transformação foi filmada e mostrada no primeiro episódio da série da BBC Earth chamada One Ocean II, foto por Ryokou man – Wikipedia.

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A natureza que passou e ainda passa em nossas vidas

Estudar Biologia durante a ditadura, o ambientalismo, as convenções internacionais para a proteção ambiental, e onde estamos hoje.

Estudar Biologia nos anos de chumbo foi uma dureza, em nossas casas, fora dela, e mesmo dentro do Instituto de Biologia da Universidade Federal da Bahia, onde pensar qualquer coisa adiante era um deus-nos-acuda.  Não obstante o manto sombrio da ditadura, nessa época a cultura fervilhava na cidade do Salvador, e em 100m da Avenida Sete de Setembro, tínhamos o Acbeu (Academia Cultural Brasil-Estados Unidos), com sua biblioteca, sem a mão da censura e diversa, e o Icba  (Instituto Goethe), com seus movimentos culturais, teatro, dança e cinema. Leituras alternativas, como Primavera Silenciosa de Rachel Carson (1962) e o Choque do Futuro de Alvin Tofler (1970). Nessa época, a percepção de como o ambientalismo, bem como o capitalismo planejado chegavam em nossas vidas propiciou momentos ímpares. O livro seminal de Carson inseriu a humanidade como parte da natureza e focava no impacto dos pesticidas, principalmente, DDT sobre a população de aves. Enquanto o livro de Carson nos avisava, pela primeira vez na história, como nós humanos também passamos a ser expostos a compostos químicos perigosos, Toffler tratava das mudanças bruscas naturais que o futuro nos reservava, e seus efeitos sobre a economia, embora a preocupação com a limitação dos recursos naturais nunca tenha sido seu ponto forte. Estes livros, somados à leitura intensa dos clássicos, nos tornaram biólogos.

O sêmen do ambientalismo

Uma andorinha só não faz verão, mas vários fatores atuando em conjunto, em diferentes lugares do mundo podem influenciar mudanças, e a década de 1960  estava recheada desses fatores: a guerra do Vietnã, os protestos sobre o uso generalizado da energia nuclear e a desigualdade de direitos, os hippies com uma proposta de liberdade absoluta, que buscava romper o sistema social e cultural convencional, e a defesa dos animais e do meio ambiente, este último pela semente plantada por Carson. No outro lado do mundo, os jovens europeus que nasceram no pós-guerra, sentindo o peso conservador da academia e as poucas perspectivas de emprego, começam a protestar levando em conta todas estas variáveis, num mundo onde a informação começava a se espalhar com mais rapidez.

Já na década de 1950, Aldous Huxley,  no livro  ”As Portas da Percepção” descreveu as suas experiências com a mescalina, principio psicoativo extraído do peiote (Lophophora wiilliamssi) e utilizado em rituais religiosos pelos povos indígenas do sul do continente norte-americano, revelando cenários antes obscurecidos pela consciência continuamente ocupada com a realidade visível. Sem dúvidas, as drogas psicoativas, como a mescalina e o LSD, tiveram um papel importantíssimo na construção de uma nova apreciação e compreensão da natureza, experimentadas e potencializadas, inicialmente pelos hippies, e posteriormente por intelectuais da contracultura das décadas entre 1950 e 1970, para finalmente se inserirem como um  objeto do convívio social em todo o planeta, seguindo a tradição de várias outras drogas.

Uma nova natureza foi vislumbrada. Livros outrora esquecidos, como “Walden ou A Vida nos Bosques” (1854), um manifesto sobre a economia da natureza, e “A Desobediência Civil” (1849), um manifesto anarquista contra o pagamento de impostos ao governo estado-unidense escravagista e em guerra de dominação com o México, ambos de Henry Davi Thoureau, voltaram a ser mencionadas na onda de Primavera Silenciosa.

O movimento hippie consagrou-se como uma onda de imensa amplitude mundial, tendo como gatilhos principais uma rejeição pela juventude estado-unidense às guerras da Coreia e do Vietnã, e aos padrões conservadores e reacionários. Essa onda chegou ao Brasil no final da década de 1960, justamente quando a ditadura se solidificava com a Constituição de 1967 e o Ato Institucional Nº 5 (AI-5) de 1968, que auto-outorgava plenos poderes à ditadura militar, implantada em 1964. Enquanto outros movimentos de resistência buscavam na luta armada uma oposição ao regime, os hippies através de uma cultura de paz, tomaram outra direção para fazer frente à opressão contra a ditadura e toda espécie de conservadorismo de uma sociedade eminentemente reacionária, que marchava com Deus pela Liberdade, Tradição, Família e Propriedade.

O ambientalismo surgiu como uma válvula de escape, por ser o primeiro movimento a congregar os anseios de mudança dos jovens de então, pelo rompimento do status quo, transformando-se na utopia da hora, mesmo sem a proposição de alternativas. Em 22 de abril de 1970, cerca de 20 milhões de cidadãos estado-unidenses foram às ruas para exigirem mais proteção para a terra, ar e água, com a contribuição de artistas famosos. Até mesmo a elite começou a ter outro olhar para a natureza com o Clube de Roma, com uma nova visão sobre temas como energia, poluição, saneamento, saúde, ambiente, tecnologia e crescimento populacional.

Cenários de cooperação internacional

A Conferência das Nações Unidas sobre o Ambiente Humano, em Estocolmo (Suécia), em 1972, também foi um reflexo desses novos tempos, mesmo sem a participação dos ambientalistas da época.  A conferência representou um marco histórico ao introduzir a questão ambiental na agenda da política internacional, estabelecendo um padrão ético-moral que seria base para outros movimentos. A posição brasileira sustentava que o discurso dos países mais desenvolvidos se configurava como um ato de ingerência na soberania dos países subdesenvolvidos, pois estes tinham direito ao seu desenvolvimento, a despeito da proteção ambiental, similar à política do presente governo, quase 50 anos depois.  Isso quer dizer que o desenvolvimento no Brasil, conforme pensado pelo regime militar, desde a sua concepção deixou de lado a questão ambiental como uma política de nação, sendo esta uma visão/postura/atitude que foi absorvida de forma natural por toda a população com o passar dos tempos. A criação do  Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (Pnuma)) foi um dos marcos desta conferência, e passou a ser o órgão da Onu, tendo entre seus principais objetivos manter o estado do meio ambiente global sob contínuo monitoramento; alertar povos e nações sobre problemas e ameaças ao meio ambiente; e recomendar medidas para melhorar a qualidade de vida da população sem comprometer os recursos e serviços ambientais das gerações futuras.

Embora a origem dos estudos de impacto ambiental tenha sido os Estados Unidos da América (EUA), já em 1969, os mesmos rapidamente passaram a fazer parte dos grandes projetos financiados por bancos internacionais de desenvolvimento, antes da liberação dos empréstimos , sendo este o embrião do que se tornou no Brasil a lei de licenciamento ambiental.   Surgiu também nos EUA a Agência de Proteção Ambiental (EPA), em 1970 e a Lei da Água Limpa (Clean Water Act), em 1972, e outros instrumentos de controle ambiental, durante o primeiro mandato de Richard Nixon.

Com a publicação do livro “Biodiversidade”, em 1988 , por E.O. Wilson muitos pensaram que a síntese da natureza estaria nessa definição, e que, a partir daí, nós biólogos teríamos mais facilidade em interagir com a sociedade, algo que não aconteceu pelo caráter eminentemente biológico da mesma. Contudo a biodiversidade  passou a representar a síntese da natureza, que ela realmente é, e sua conservação o indicador mais forte da manutenção dos recursos naturais.

O Brasil, saindo da ditadura, em meados da década de 1980, ofereceu-se para sediar a Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e o Desenvolvimento, no Rio de Janeiro, o quê viria a ser a ECO-92. No ano de 1983, a Onu criou a Comissão Mundial sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento, com o objetivo de promover audiências em todo o mundo e produzir um resultado formal das discussões. A comissão foi presidida por Gro Harlem Brundtland, na época primeira-ministra da Noruega e Mansour Khalid, daí o mesmo ser chamado de Relatório Brundtland ou Nosso Futuro Comum, publicado em 1987, que introduziu oficialmente, na agenda internacional, a noção de desenvolvimento sustentável, depois apropriado em grande parte do planeta pelas grandes corporações, partidos políticos, organizações governamentais e não-governamentais, mas principalmente pelo capital, o qual aproveita-se da pouca precisão da expressão para aumentar seus lucros

O conceito original de sustentabilidade foi proposto pela primeira vez em 1713  por Hans Carl von Carlowitz, na Alemanha, para mostrar o quão inviável seria minerar se tivessem que buscar a madeira muito longe para usar como escoras de túneis e fazer carvão. Presentemente, a sustentabilidade alardeada aos quatro cantos apresenta-se como uma polissemia,  e é mantra de vários setores da sociedade,  contudo seu emprego, independente do conceito proposto, tem que ser integrativo, cooperativo e global. Não podemos pensar em fazendas sustentáveis, cidades sustentáveis, países sustentáveis, sem um mundo sustentável. Sem contar que, dentro do conceito atual, nenhuma geração conseguiu antever o que a outra vai necessitar,  muito menos suas exigências. Que fique a utopia de querer algo melhor para as gerações futuras, mas não podemos falar ou agir em nome delas. 

O mundo depois da ECO-92

A partir da ECO-92, com a participação de organizações não-governamentais (ONG), o ambientalismo passou a ser uma narrativa  da sociedade e se tornou partícipe de vários processos decisórios. Não obstante, especificamente no Brasil, pouco se avançou em termos de legislação, a qual, em seu contexto, ainda peca, por um lado,   ao não integrar, em nenhum momento,  a dimensão ecossistêmica em suas normas, e muito menos a sociedade, e pelo outro, ao não atualizar-se aproveitando o vasto conhecimento oferecido pela Ecologia, impulsionada que foi pela irradiação do ambientalismo em todo o mundo

O século XXI, o dos tratados, convenções e dos vírus

O séc. XXI tem sido pródigo nas tentativas de propor políticas públicas de caráter internacional, muitas delas assinadas um dia por um dirigente e no outro, desconsideras por seu sucessor. As reuniões foram inúmeras, com idas e vindas, impasses, mas os problemas continuam os mesmos, tendo como consequência principal,  a perda da biodiversidade, que conduz ao aumento da pobreza, aparecimento do novas doenças, perda de qualidade de vida, dentre outras. Em 2005, publicou-se a Avaliação Ecossistêmica do Milênio, com um novo coelho saindo da cartola, um programa de pesquisas sobre alterações ambientais e suas tendências para as próximas décadas, lançado em 2001 com o apoio da Onu, para alcançar os Objetivos do Desenvolvimento do Milênio. Pretendeu-se oferecer uma avaliação compreensiva global sobre os principais ecossistemas mundiais, através do conceito dos serviços ecossistêmicos, em uma tentativa de, mesmo com uma visão antropocêntrica, mobilizar uma discussão que possibilitasse que políticos, gestores ambientais e a sociedade em geral entendessem o valor da natureza, mesmo isto não representando o que ocorre nos ecossistemas. Esta tentativa também deu em água, porquanto grande parte dos atores envolvidos, nomeadamente políticos e os detentores do capital, associam o conceito dos serviços ecossistêmicos a algum ganho ou lucro, e, globalmente, apesar de todas as convenções, reuniões, assembleias, não se avança na redução dos principais problemas ambientais, perda e destruição de habitat, perda de biodiversidade, espécies exóticas invasoras, e poluição,  tem sido alcançado. O aquecimento global não está aqui listado, pois ele é uma consequência direta da poluição, e não causa. Tão pouco se fez que o aumento da poluição e sua principal consequência, a mudança do clima, é ainda tema principal da agenda mundial, sendo apenas temporariamente amenizada pela pandemia da Covid-19, em 2020.

Esta pandemia merece uma menção. Em 15 de janeiro de 2009, decolou do aeroporto de La Guardia (Nova Iorque), rumo a  Charlotte (Carolina do Norte), um avião comercial de passageiros  que, por problemas  em seus motores, fez um pouso na água do rio Hudson, adjacente a Manhattan, seis minutos após a decolagem. Em 24 min, as 155 pessoas foram resgatados com vida; dessa operação participaram as balsas de passageiros que acorreram ao local, a guarda costeira, o corpo de bombeiros e os mergulhadores da polícia de Nova Iorque, para salvar alguns passageiros que caíram na água e foram levados pela maré. Foi uma operação iniciada pela torre de controle, envolvendo também o equilíbrio e a competência do piloto. Mas tudo estava determinado em um plano de resgate em caso de um acidente deste tipo. Eventos pretéritos nos servem para projetar o futuro, contudo isto nem sempre é a regra. Os eventos da síndrome respiratória aguda grave (SARS, em inglês), epidemia que teve lugar no ano de 2002, assim como a síndrome respiratória do Oriente Médio (MERS, em inglês), que apareceu em 2012, ambas causadas por vírus do tipo corona, serviram muito para os cientistas aprenderem sobre os mesmos. Logo depois da SARS, em 2003, houve um incremento nas pesquisas relativas a tais tipos de vírus, mas já em 2005, tornou-se difícil de se conseguir recursos para tais tipos de pesquisa. Primeiro, porque a doença havia desaparecido e não havia interesse do mercado em pesquisar drogas ou encontrar uma vacina que rendesse pouco ou nenhum lucro, segundo a visão curta das agências internacionais de fomento à pesquisa, por crerem que isto poderia ter sido apenas um evento fortuito. A continuidade de tais estudos poderia ter alterado a sequência de eventos relacionados ao SARS-CoV-2. Mas não só isto, a Organização Mundial da Saúde (OMS) recomendou, já a partir de 2003, aos países a elaboração de planos para lidar com pandemias, após a epidemia de SARS, na Ásia. Apesar disso,os países não trabalharam da forma devida para a elaboração de planos, e as consequências são vistas agora, no número de casos e de óbitos, assim como nas sequelas sociais e econômicas, que estão ocorrendo e ainda virão. Esse erro foi fatal: medidas mitigadoras funcionaram aqui ou ali, de uma forma melhor, mas todo o problema se deve à ausência do devido planejamento e na forma como o problema foi abordado, sem a devida cooperação entre as nações, mesmo aquelas que possuem blocos políticos consolidados.

Terminamos aqui com o livro de Carson, que não falava apenas sobr e o efeito do DDT sobre a natureza, mas também como a ciência poderia auxiliar a evitarmos crises ambientais, como a Covid-19, que tem a ver com perda e destruição de habitats. Os vírus do tipo corona, causadores de infecções respiratórias em  humanos são típicos de morcegos e roedores e transmitidos aos humanos por hospedeiros intermediários (veja quais), como resultado do uso abusivo dos recursos naturais, redução das florestas, consumismo desenfreado, poluição e o contato direto e indireto destes animais com humanos,  influência das grandes corporações sobre nosso destino. Cabe a nós, de forma individual e coletiva, uma lição aprendida pela sociedade vinda do ambientalismo, agir e exigir dos governantes, que passem a falar mais em nome de seus povos, forma cooperativa, em vez de difundir o discurso das grandes corporações e do mercado.

 

Ronan R.C .de Brito & Eduardo M. da Silva são professores aposentados do Instituto de Biologia da Ufba

 

PARA SABER MAIS:

R.R.C. de Brito. Seria o ambientalismo a grande narrativa da contemporaneidade?. Meio Ambiente e Sustentabilidade. 3: 35-50, 2013.

E.P. Nascimento. Trajetória da sustentabilidade: do ambiental ao social, do social ao econômico. Estudos Avançados, 26: 51-64.  2012. https://dx.doi.org/10.1590/S0103-40142012000100005

Imagem: Ronan Caires de Brito

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Não precisamos de árvores somente para abraçá-las

Reconhecer que os serviços ecossistêmicos providos pela biodiversidade podem evitar pandemias como a Covid-19 é um passo importante, mas é necessário ir além. Num mundo invertido, onde há menos florestas e mais desigualdades sociais, o que podemos fazer?

Jogue o lixo no lixo. Não deixe água parada. Lave as mãos. Preserve o meio ambiente.

Nenhuma dessas mensagens é incomum no nosso cotidiano. Embora muito importantes e geralmente aceitas por nós, elas escondem, por praticidade, um conjunto de relações e eventos que justificam a sua contundência. Essas frases traduzem o entendimento científico sobre o ciclo de doenças transmissíveis e a conservação da biodiversidade em ações muito práticas e simples. Mas, o que está por trás destas palavras de ordem? Bem, para responder esta pergunta é preciso considerar duas coisas: Continue Lendo “Não precisamos de árvores somente para abraçá-las”

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O que a pandemia nos ensina sobre o papel da ciência em sociedades democráticas?

Em tempos de pandemia, o imperativo de basear as decisões e políticas para enfrentamento da COVID-19 em conhecimento científico virou discurso político e é amplamente advogado nas redes sociais. Mas o que significa – e o que é necessário para – basear em ciência a tomada de decisão?

Após tempos de descrédito na ciência, a pandemia do novo coronavírus trouxe de volta a ciência para o centro do debate público e tem contribuído para o aumento da confiança da sociedade na pesquisa científica (veja aqui e aqui). Esse cenário não só colocou os cientistas em papel de destaque na mídia e no suporte à tomada de decisão, como desencadeou a formação de amplas redes de parceria e colaboração entre cientistas em todos os níveis – local, regional e global – na busca por testes, tratamentos e vacinas. Continue Lendo “O que a pandemia nos ensina sobre o papel da ciência em sociedades democráticas?”

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O SARS-CoV-2 é capaz de infectar diferentes espécies?

Alguns relatos em diferentes meios de notícias indicam que diferentes animais podem ter sido infectados pelo SARS-CoV-2. Apesar disso, poucos desses relatos foram bem documentados do ponto de vista científico. Os estudos que visam entender a interação desse vírus com o seu receptor indicam que ele tem uma maior capacidade de infecção em humanos do que em outros animais.

Atualmente, são conhecidos diferentes coronavírus, como HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-NL63, HCoV-HKU1, SARS-CoV, MERS-CoV e SARS-CoV-2, responsáveis por causar infecções do trato respiratório em humanos com diferentes graus de severidade. Todos eles possuem uma origem zoonótica em morcegos e roedores e foram transmitidas aos humanos por hospedeiros intermediários, como alpacas (Vicugna pacos), bovinos (Bos taurus), civetas (Paradoxurus hermaphroditus) ou dromedários (Camelus dromedarius). O SARS-CoV-2 possui uma sequência com homologia de 96% com o coronavírus de morcego RaTG13, isolado de Rhinolophs affinis. Quando ocorreu o primeiro contato do SARS-CoV-2 com a espécie humana ou outras espécies hospedeiras intermediárias ainda é um tópico de debate e estudos pela comunidade científica.

Dentre os coronavírus humanos, o SARS-CoV-2 obteve grande sucesso de infecção e é o responsável pela pandemia atual de COVID-19 (Corona Virus Disease 2019). A COVID-19 foi inicialmente caracterizada como uma doença respiratória grave e, atualmente, tem se mostrado uma doença que se apresenta como diferentes síndromes em jovens ou adultos, incluindo síndrome respiratória grave, distúrbios de coagulação, tempestade de citocinas e síndrome vascular similar à doença de Kawasaki.

O SARS-CoV-2 utiliza a enzima conversora de angiostensina 2 (ACE2) como receptor de ligação para invadir as células eucarióticas. A interação entre aminoácidos em posições específicas da glicoproteína S do SARS-CoV-2 e a proteína ACE2 são críticos para a afinidade e eficiência da infecção. Pelo menos cinco nucleotídeos da glicoproteína S são considerados críticos para infecção e são relacionados à capacidade de ligação desse vírus ao ACE2 humano. Variações nos sítios de interação do ACE2 com glicoproteína S podem indicar diferenças na capacidade de ligação e infecção do SARS-CoV em diferentes espécies.

A análise genômica comparativa dos genes ortólogos do ACE2 de diferentes espécies foi realizada por diferentes grupos de pesquisa, para tentar entender a dinâmica evolutiva que permitiu o sucesso na adaptação do SARS-CoV-2 para a infecção dos humanos. Na análise de cinco sítios importantes de ACE2 para a ligação do vírus, foi sugerido que o SARS-CoV-2 possui a capacidade de ligação a diferentes espécies, como cachorro (Canis lupus familiaris), gato (Felis catus), cavalo (Equus caballus), gado (Bos taurus), ovelha (Ovis aries), entre outros.

Uma análise mais abrangente de 30 sítios do ACE2, relacionados à função fisiológica ou ligação com o vírus em 70 espécies de mamíferos, evidenciou que os humanos (Homo sapiens) compartilham com os grandes macacos (família Hominoidea) os mesmos aminoácidos nas 30 posições da proteína, e existe apenas uma divergência com espécies de macacos do velho mundo (família Cercopithecidae). Isso mostra que os principais sítios de ACE2 estão conservados nesses primatas e, considerando-se essa proteína, o SARS-CoV-2 tem o mesmo potencial de infecção nessas espécies, sendo essa uma preocupação já demonstrada por especialistas da vida selvagem e saúde de grandes macacos. Quando foram comparados os mesmos sítios de ligação com espécies filogeneticamente mais distantes ao Homo Sapiens, foi observada uma maior diversidade entre as espécies. Primatas como os macacos do novo mundo (Platyrrhini) apresentam diferenças em sítios importantes que potencialmente alteram a capacidade de ligação ao vírus. Os genes ACE2 ortólogos de gatos (Felis catus) e cachorros (Canis lupus familiaris) apresentam 77% e 73% de identidade com o ACE2 considerando os mesmos 30 sítios, o que indica uma menor afinidade de ligação ao vírus e a proteína. Estudos recentes evidenciaram que, em uma frequência baixa, gatos e cachorros podem se infectar com o SARS-CoV-2 de maneira assintomática, provavelmente de seus donos infectados. A ACE2 de pangolim (Manis javanica), considerado um possível hospedeiro intermediário para SARS-CoV-2, apresenta aproximadamente 85% de similaridade com a ACE2 de humanos; entretanto, se considerarmos apenas os 30 sítios de ligação ao vírus, a similaridade é de apenas 66%.

Quando comparamos a sequência do gene ACE2 nas diferentes populações humanas (acessíveis pelo projeto mil genomas), são observadas variantes raras (frequências < 0,005) na sequência codificante e diversos polimorfismos (SNPs), principalmente na região intrônica do gene. Alguns desses polimorfismos já foram associados com doenças cardiovasculares em estudos de associação genômica ampla (Genome-wide association study – GWAS), mas até o momento não foram associados diretamente com a COVID-19. Os 30 sítios importantes na interação com o vírus não apresentam polimorfismos entre as populações humanas, e as espécies de Neanderthal (Homo neanderthalensis) e Denisova compartilham os mesmos aminoácidos com o Homo sapiens. Isso mostra que o SARS-CoV-2 tem potencialmente a mesma eficiência de infecção em todas as populações humanas, considerando os sítios de ligação ao ACE2, algo que é observado na atual pandemia de COVID-19.

Até o momento ainda não se conhece o animal originário do SARS-CoV-2 e seus intermediários até a infecção no seu hospedeiro final, o Homo sapiens. A ideia de que a infecção por SARS-CoV-2 pode ser ou se tornar epizoótica (que ocorre ao mesmo tempo em vários animais uma mesma área geográfica) não parece ser provável, quando consideramos a sequência da proteína ACE2 utilizada como receptor celular pelo vírus. Espécies de grandes primatas são os animais que possivelmente correm mais risco de uma contaminação por esse vírus, e, apesar de casos esporádicos em animais domésticos como gatos e cachorros, ainda não existem evidências robustas que indiquem uma transmissão entre esses animais ou que eles possam infectar outros humanos. Além das variantes que existem nas regiões de ligação do vírus com o receptor ACE2, outros fatores, como os níveis de expressão dessa proteína nos tecidos e o sistema imune desses animais, podem ser barreiras à transmissão e ao desenvolvimento de uma doença semelhante aos humanos nessas espécies.

O SARS-CoV-2 parece ter se tornado um vírus com alta eficiência para a infecção de qualquer população humana quando analisamos a sequência do seu receptor ACE2. Possivelmente, as diferenças observadas nas frequências, suscetibilidades, sintomas, mortalidade de COVID-19 entre as populações poderão ser explicadas por (ou atribuídas a) genes relacionados à resposta imunológica ao vírus, outras regiões do gene ACE2 (por exemplo, regiões reguladoras que modulam a expressão do gene), outros genes ainda não estudados e fatores não biológicos (sociais, culturais e econômicos).

Vinicius de Albuquerque Sortica

Departamento de Genética/ UFRGS

Para saber mais:

Nicola Decaro e Alessio Lorusso (2020) Novel human coronavirus (SARS-CoV-2): A lesson from animal coronaviruses. Veterinary Microbiology.

Marcel Levi e outros (2020) Coagulation abnormalities and thrombosis in patients with COVID-19. Lancet Haematology.

Bibiana Sampaio de Oliveira Fam e outros (2020) ACE2 diversity in placental mammals reveals the evolutionary strategy of SARS-CoV-2. Scientific Electronic Library Online.

Smriti Mallapaty (2020) Coronavirus can infect cats — dogs, not so much. Nature.

Smriti Mallapaty (2020) Dogs caught coronavirus from their owners, genetic analysis suggests. Nature.

Joint Statement of the IUCN SSC Wildlife Health Specialist Group and the Primate Specialist Group (2020) Great apes, COVID-19 and the SARS CoV-2http://www.internationalprimatologicalsociety.org

Destaque

Microrganismos na restauração ambiental: o essencial é invisível aos olhos?

Os microrganismos, apesar do tamanho diminuto, são essenciais para o crescimento e a saúde das plantas. Diante das necessidades de restauração ambiental, devem ser manejados e aplicados em diversas fases de reestruturação e recomposição de funções ecológicas.

Vou iniciar o texto falando de algo mais literário, filosófico e poético: “Eis o meu segredo: só se vê bem com o coração. O essencial é invisível aos olhos.” Essa frase foi dita pela personagem Raposa, no livro clássico infantil O Pequeno Príncipe, escrito pelo francês Antoine de Saint-Exupéry (1900-1944).

Falei isso para confessar que enxergo beleza, criei laços e fui cativado por seres que normalmente estão fora do nosso campo de visão, mas que caminham junto com a gente, num processo coevolutivo, civilizatório e inebriante. Esse grupo extremamente diversificado, conhecido como microrganismos, realiza processos fundamentais nos ecossistemas ou nos agroecossistemas. Promovem a ciclagem de nutrientes, a fertilidade e estruturação dos solos, bem como o desenvolvimento e a saúde das plantas.

Os microrganismos, com destaque inicial para os fungos micorrízicos, foram fundamentais para que as plantas ocupassem o ambiente terrestre, há cerca de 450-400 milhões de anos. A associação micorrízica permitiu que os rizoides retirassem água e nutrientes de um ambiente “extremo”, por meio da associação com hifas fúngicas. Portanto, os ecossistemas terrestres não foram colonizados por plantas, simplesmente, mas pela associação micorrízica. Essa simbiose é um caráter ancestral que permaneceu em pelo menos 85 % das plantas vasculares, ou seja, é a condição mais comum para a grande maioria das famílias botânicas.

As micorrizas são funcionalmente críticas e impactam a distribuição global de plantas, uma vez que possibilitam o estabelecimento das pioneiras e realizam a transferência de fotoassimilados (açúcares, vitaminas e lipídeos) de plantas adultas para as juvenis, no sub-bosque de floresta tropicais densas, com pouco acesso à luz. O mesmo é válido para as orquídeas, que devido ao tamanho diminuto das sementes, não possuem tecido de reserva (endosperma) e, portanto, em condições naturais dependem de fungos micorrízicos para garantir a sua germinação e o seu crescimento, ao realizar a digestão de enovelados de hifas (chamados de pelotons), condição conhecida como micoheterotrofia.

A evolução é um processo temporal impressionante, que faz uso da bricolagem, ou seja, reaproveita coisas que já existe. Apesar da distância evolutiva, a maquinaria de reconhecimento entre plantas e fungos micorrízicos foi reutilizada na simbiose entre plantas e bactérias fixadoras de N2, a exemplo de plantas da família Fabaceae e rizóbios (Rhizobium, Bradyrhizobium etc.). Essa associação é essencial para algumas espécies florestais nativas, que dependem do mutualismo para manter seu fitness em ambientes com deficiência de nitrogênio. Assim, devido aos processos coevolutivos, mesmo em condições otimizadas de viveiros comerciais essas espécies podem requerer a simbiose mutualista para sobreviver e crescer adequadamente.

Para simplificar essas informações, usarei as palavras de um produtor de mudas: “Algumas plantas precisam do colostro ou solo da planta-mãe”. Esse saber tem embasamento científico na teoria da retroalimentação positiva planta-solo, de acordo com a qual as plantas modificam o ambiente e favorecem o recrutamento de juvenis. Isso tem relação com adaptações locais e a presença de microrganismos benéficos na rizosfera, a região do solo que fica em contato com as raízes, onde há maior abundância e diversidade de microrganismos.

Assim, aos que preferem uma abordagem mais holística, podemos considerar as plantas e seus microrganismos como um holobionte, uma única unidade, com características genéticas, metabólicas e evolutivas moldadas por coevolução. Por isso, não é exagero afirmar que o futuro das nossas florestas depende dos microrganismos.

E daí? Como os microrganismos auxiliam na restauração ambiental?

Primeiramente, é preciso lembrar que a restauração ambiental é decorrente de ações humanas, que devido a impactos negativos, tornam necessário buscar a reintegração do ecossistema em seus aspectos estruturais e funcionais. Diante desse grande desafio, somado ao pouco conhecimento sobre a nossa biodiversidade, é comum se concretizarem apenas reabilitações ou recuperações ambientais. A reabilitação visa minimizar impactos negativos e desenvolver atividades alternativas, por exemplo, destinar a área para a recreação. A recuperação está associada à retomada de algumas funções, em conformidade com as condições socioambientais da área, o que permite a implantação de cultivos agrícolas, para recuperar a função produtiva.

Por enquanto, é preciso lembrar que em ecossistemas terrestres as plantas são a via basal de entrada de energia nas redes alimentares. Portanto, a revegetação é uma das principais estratégias para iniciar o processo de restauração ambiental. Apesar disso, conforme apresentado anteriormente, as plantas dependem, em maior ou menor grau, da associação com microrganismos para explorar adequadamente o solo, o que já é um grande indicativo de que são essenciais em processos de restauração ambiental.

Além do mais, os microrganismos podem ser utilizados como bioindicadores em áreas impactadas, porque respondem rapidamente a pequenas mudanças nas propriedades físico-químicas do solo. Funcionam como parâmetros sensíveis para avaliar o estresse ambiental e/ou recuperação do ambiente a curto prazo. Desse modo, geram indicativos da efetividade da revegetação, a exemplo do ocorrido após o crime ambiental da Samarco Mineração, sucessivo ao rompimento da barragem de Fundão em Mariana/MG, que afetou a bacia do rio Doce.

Cabe destacar que os microrganismos desempenham importantes transformações e atuam efetivamente nos ciclos biogeoquímicos. Ao realizarem a degradação do material orgânico, mineralizam nutrientes e contribuem para o fluxo de matéria e energia nos ecossistemas. Atuam na produção de hormônios vegetais, a exemplo do ácido indol-acético (AIA), solubilizam fosfato e fixam o N2 atmosférico, mantendo funções-chave diversas.

Os microrganismos exercem papéis importante na degradação de compostos xenobióticos (compostos químicos estranhos a um sistema ecológico específico, tais como agrotóxicos e derivados de petróleo) e na imobilização de metais pesados (p.ex., chumbo, urânio, arsênio, cádmio), comuns em áreas degradadas por indústrias e mineração. O uso de inóculo microbiano para a biorremediação de ambientes contaminados pode ser combinado com a fitorremediação. Nesses casos, são aplicados métodos de restauração ativa para acelerar e definir uma trajetória de restauração desejada. Entretanto, existem diversas dificuldades operacionais e ecológicas para reestabelecer a comunidade que habitava determinado local. A restauração de campos rupestres ferruginosos, por exemplo, que estão fortemente ameaçados pela mineração de ferro, traz a dificuldade de que esses campos apresentam muitas espécies botânicas endêmicas, de cuja Ecofisiologia conhecemos muito pouco. Isso inclui pouco conhecimento sobre o nível de dependência mutualista dessas plantas aos microrganismos associados, o que aumenta os desafios de restauração desses frágeis ecossistemas.

Os trabalhos com viveiristas na bacia do rio Doce, engajados em projetos de recuperação ambiental, têm evidenciado que diversas espécies florestais nativas, a exemplo de braúna (Melanoxylon brauna), garapa (Apuleia leiocarpa) e vinhático (Plathymenia reticulata), apresentam baixa sobrevivência e não crescem adequadamente em substratos comerciais. Estudos indicam que esses impedimentos envolvem a ausência de nossos amigos pouco visíveis, os microrganismos benéficos. Além disso, a inoculação de mudas é desejável, porque muitos microrganismos atuam na promoção do crescimento das plantas e diminuem a necessidade de adubação (Figura 1).

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Figura 1: Mudas de vinhático (Plathymenia reticulata) cultivadas com 50 mg de fósforo (P) por dm-3 de solo. (A) Plantas inoculadas com fungos micorrízicos arbusculares (FMA) apresentaram maior crescimento do que (B) plantas não inoculadas com FMA. Foto: Paulo Prates Jr.

As dificuldades na restauração ambiental são enormes. Com isso, abrem-se oportunidades para que alguns estudiosos digam que a restauração é uma grande mentira, uma vez que existem prejuízos causados pela própria atividade de restauração. Eles entendem que a restauração funciona como um Cavalo de Tróia, sendo usada apenas como justificativa para a indústria degradar. E dizem mais, que a restauração é apenas a manifestação do sonho humano de dominar a natureza. As provocações desses estudiosos são importantes para nos lembrar que preservar é o melhor caminho. Porém, acredito que possamos reparar parte dos danos que nós mesmos provocamos. Para tanto, os microrganismos precisam ser manejados e aplicados nos processos de restauração, de modo a aumentar o sucesso na retomada da estrutura e função dos ecossistemas degradados.

Vejo que diante das dificuldades surgem oportunidades. No contexto da restauração ambiental, torna-se importante aumentar os estudos sobre as relações plantas-microrganismos. Além da prospecção para uso biotecnológico, esses estudos podem facilitar a produção de espécies florestais nativas, que dependem de associações mutualistas. Devemos considerar, ainda, a vantagem de as plantas inoculadas serem fontes de propágulos microbianos, que incluem células individuais, fragmentos de hifas ou esporos de fungos e bactérias (Figura 2).

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Figura 2: Muda de farinha seca (Albizia niopoides) (Fabaceae), inoculada com um Mix de microrganismos benéficos, em viveiro familiar, Mariana/MG. Parceria com a Fundação Renova. O círculo vermelho destaca os nódulos nas raízes, devido à associação com rizóbio. Fotos: Paulo Prates Jr.

Percebemos que não é fácil restaurar um ambiente degradado. Isso exige muito trabalho, pesquisa básica e aplicada de longo prazo, cooperação e conhecimento multidisciplinar para usar as informações de estudos de diferentes áreas. A propósito, acredito que assim como o livro O Pequeno Príncipe, os microrganismos são indutores de uma série de reflexões filosóficas e práticas. Espero que o texto possa ajudar mais pessoas a perceberem o quão nossos amigos pouco visíveis são essenciais para a restauração de áreas degradadas, o quão são essenciais para a manutenção da vida em nosso planeta. Encerrando, deixo a pergunta em aberto: O essencial é invisível aos olhos?

Paulo Prates Júnior

Departamento de Microbiologia (DMB), Universidade Federal de Viçosa (UFV)

 

Para saber mais

Greipsson, S. Phytoremediation. Nature Education Knowledge 3, 10 (2011).

Martin, F. M., Uroz, S., Barker, D. G. Ancestral alliances: Plant mutualistic symbioses with fungi and bacteria. Science 356, 6340 (2017).

Revillini, D., Gehring, C. A., Johnson, N. C. The role of locally adapted mycorrhizas and rhizobacteria in plant–soil feedback systems. Functional Ecology 30 (2016).

Soudzilovskaia, N.A., van Bodegom, P.M., Terrer, C. et al. Global mycorrhizal plant distribution linked to terrestrial carbon stocks. Nature Communications 10, 5077 (2019).

Destaque

A ciência no centro das atenções

Por que devemos confiar na ciência? O que fortalece e fragiliza a sua capacidade de nos oferecer respostas? A experiência da COVID-19 dá urgência a essa discussão

Frente à pandemia da COVID-19, tornou-se comum defender que decisões devem ser “guiadas pela ciência”, bem como afirmar que dependemos do trabalho dos cientistas para encontrar soluções, através de políticas sanitárias, vacinas ou remédios. Dada a responsabilidade que estamos atribuindo a ela, cabe perguntar: por que devemos confiar na ciência?

A resposta comum é que a ciência “baseia-se num método científico”, o qual balizaria, então, sua objetividade. Essa visão, entretanto, é antiquada e refutada pelos filósofos da ciência. A razão é que não há “um método científico” único que garantiria a objetividade e confiabilidade da ciência. O conhecimento gerado pelos cientistas é fruto de uma imensa diversidade de estratégias, e não é possível identificar “um método” que atribua objetividade àquilo que chamamos de ciência (como já tratamos antes, neste blog).

Felizmente, a filosofia da ciência nos oferece uma outra forma de entender o que torna o conhecimento científico objetivo. Para autoras como Helen Longino e Naomi Oreskes, o conhecimento científico é confiável quando resulta dos esforços de uma comunidade diversa, aberta e afeita ao exercício do debate e da crítica mútua. Nesse ambiente, cientistas individuais podem acertar ou errar, mas as trocas coletivas da comunidade constroem um conhecimento que constantemente se corrige. Nas palavras de Oreskes, “os fatos científicos são afirmações a respeito das quais cientistas estão de acordo”.

A forma como estamos lidando com a pandemia COVID-19 diz muito sobre como o conhecimento científico é construído, sobre como ele pode ser atacado ou fragilizado, e quais seus potenciais e limites. Vamos analisar três histórias recentes, que jogam luz sobre esses temas.

O caso da cloroquina

Antes da atual pandemia, a cloroquina havia se mostrado eficiente para tratar algumas infecções virais e diminuir estados inflamatórios. Portanto, foi natural perguntar se seria eficiente para tratar a COVID-19. Para responder a essa pergunta, sabemos o que fazer: administrar a droga a alguns pacientes e observar se eles sobrevivem mais e/ou têm melhoras mais acentuadas do que aqueles que não receberam a droga. Ainda não dispomos de um consenso sobre a eficiência da cloroquina; porém, um crescente número de estudos vem mostrando que ela é pouco eficaz, trazendo pouco ou nenhum benefício ao paciente com COVID-19.

Então por que a cloroquina tornou-se alvo de tamanho frenesi e empolgação? Vale revisitar estudos feitos no início da pandemia, que atraíram imenso interesse. Numa série de três trabalhos, células cultivadas em laboratório tiveram um decréscimo na quantidade de vírus quando tratadas com cloroquina ou hidroxicloroquina (e aqui vão os links para eles: 1, 2, 3).  Em dois trabalhos que causaram bastante alvoroço, um pequeno estudo francês mostrou um efeito protetivo da hidroxicloroquina (artigos aqui e aqui); porém, foi criticado por não realizar controles estatísticos desejáveis, como a randomização dos indivíduos recebendo o tratamento.

Não obstante, há muitas pessoas advogando a favor do extenso uso da droga. Citando os achados científicos e resultados vistos como promissores, governantes apresentam a cloroquina como solução para uma grave crise sanitária. No Brasil, o presidente apareceu em rede nacional elogiando o remédio. O presidente da França visitou o laboratório que havia obtido os resultados promissores (e que desde então são vistos com cada vez mais ceticismo), fazendo reverências ao pesquisador que havia liderado os estudos.

Esse movimento tem buscado fazer com que a veemência se sobreponha à evidência, o que vai na contramão dos processos que permitem gerar conhecimento confiável. O resultado de experimentos específicos não é sinônimo de “conhecimento científico” num sentido mais amplo. Sim, há estudos científicos que mostram que a cloroquina diminui a carga viral em células. Sim, há estudos indicando possíveis efeitos protetores. Mas o conhecimento não emerge de um ou outro experimento, mas de um consenso construído pela teia de experimentos, de um processo de crítica mútua, que transforma as visões de uma coletividade de especialistas até que se alcance conhecimento confiável. O conhecimento objetivo precisa ser amadurecido pela crítica rigorosa de uma coletividade de pessoas capazes de julgamento treinado.

Frente a esses argumentos, a queixa comum é a de que, em momentos de crise, não podemos nos dar ao luxo de esperar o lento processo científico. Aqui, novamente, uma reflexão filosófica nos ajuda. Se a decisão errada pode ter consequências desastrosas, o amadurecimento da resposta científica (e a espera pelas fundamentais provas clínicas, discutidas em outro post de Darwinianas) nos traz segurança. É o caso da cloroquina: ela não é inócua quando administrada em altas doses, e possui graves efeitos colaterais. Se for administrada de modo descuidado, mais pessoas poderão padecer dos efeitos colaterais do que se beneficiar da prevenção.

Em outros casos, podemos nos dar ao luxo de usar um conhecimento científico ainda não consensual. Por exemplo, considere o pouco que ainda sabemos sobre quanto tempo o vírus SARS-CoV-2 sobrevive em superfícies de cartolina ou plástico, ou se o contágio através dessas superfícies é comum. Será que devemos sempre limpar pacotes que trazemos do mercado? Nesse caso, os custos e benefícios são bastante distintos do caso da cloroquina: limpar recipientes e pacotes com álcool é chato, mas um preço pequeno a se pagar. Se a ciência estiver errada, e o contágio através dessas superfícies for muito raro, teremos perdido alguns minutos de nossas vidas fazendo algo tedioso. Se a transmissão por superfícies for comum, os benefícios serão imensos. Na dúvida, fazer a limpeza parece uma boa aposta. Mas apresentar um conhecimento que não é consensual e que carrega riscos, como o tratamento com a cloroquina, como se fosse cientificamente sólido é uma estratégia política, que pode trazer altos custos: distorce-se o que é conhecimento científico, e a população pode ser exposta a riscos de saúde.

A ciência do distanciamento físico

Planejar e definir a forma de distanciamento físico, estimar seu impacto sobre a saúde humana, prever o seu impacto social e planejar a transição para uma etapa de distanciamento reduzido são desafios imensos no contexto da COVID-19. As decisões a serem tomadas a respeito do momento e da forma de fazer a transição não são simples e envolvem a análise de perdas e ganhos em frentes de saúde, economia e educação, entre outras. A ciência tem ferramentas para auxiliar: modelos matemáticos constroem cenários e fazem previsões da transmissão da doença, dependendo do grau de isolamento adotado.

Como a ciência está sendo ferida nesse caso? Os governantes, as pessoas a quem delegamos a responsabilidade para tomar decisões em benefício da sociedade, muitas vezes tomam decisões com base naquilo que seus cálculos políticos identificam como desejável. O recurso exclusivo à opinião pessoal numa questão em que há argumentos técnicos significa ignorar a ciência, é diminuir sua importância, é desprezar sua forma de chegar ao conhecimento. Poderíamos ir além: recorrer à opinião exclusivamente pessoal para fundamentar decisões que afetam a coletividade é eticamente reprovável e, ademais, fere a racionalidade. Fica patente nesse caso porque Platão, ao tratar da política, insistiu na distinção entre conhecimento (episteme) e opinião (doxa), como já discutimos em outra postagem de Darwinianas.  

Entretanto, os achados científicos nem sempre conduzem a decisões objetivas. A dificuldade no planejamento de políticas sanitárias frente à COVID-19 é um bom exemplo. Há consenso de que o distanciamento é uma medida preventiva para a propagação da doença, mas como faremos a transição para sair dele? Qual nível de relaxamento é tolerável? Qual grau de ocupação de UTIs sinaliza que o relaxamento pode ser considerado? Quais atividades devem ser consideradas básicas, por trazerem benefícios para a população que justificam os riscos ao qual os funcionários estão expostos? Essas respostas não virão exclusivamente da ciência, mas de sua estreita convivência com instâncias políticas e de tomadas de decisão. É desejável que decisões sejam tomadas baseadas na ciência, mas a ciência, por si só, não prescreve um único curso de ação. Como discutido em outro post, é necessária uma visão integrada do problema, dentro da academia e para além dela.

O design inteligente e a cloroquina se encontram

A ciência é atacada por diversos grupos. Um deles é o dos criacionistas que defendem o design inteligente, que negam a teoria darwinista da evolução e invocam um designer. O debate com eles é difícil, e não pelas boas razões que tornam conversas difíceis instrutivas, mas porque suas críticas à evolução não são construídas considerando-se o que propõe de fato a ciência, mas a partir de uma visão de mundo prévia que os leva a questionar a objetividade da ciência. Estas costumam ser conversas pouco produtivas, porque nenhum dos lados parece em posição de aprender com o outro e transformar suas visões.

Será que há semelhanças entre a negação da ciência feita por criacionistas que atacam a evolução com pseudociência, e daqueles que sustentam a eficácia da cloroquina, apesar de evidências contrárias? Nós achamos que sim. Em ambos os casos, ignora-se o que é um consenso sólido na comunidade científica. No caso do criacionismo, a teoria evolutiva darwinista é tratada como uma ideia frágil e pouco corroborada, apesar de ser consensualmente apoiada. No caso da cloroquina a falta de consenso é deixada de lado, apesar de ser evidente que há muitas dúvidas sobre a eficácia da droga. 

Ambas são distorções graves do que constitui conhecimento científico. Tanto no design inteligente, quanto na defesa da cloroquina, as posições estão sendo construídas não a partir da ciência, mas a partir de interesses políticos ou crenças pessoais. Isso é grave, pois introduz dúvidas infundadas sobre a credibilidade da ciência, e semeia-se dúvida sobre sua objetividade. Atacar um instrumento tão valioso como a ciência, quando dela precisamos para resolver problemas tão imediatos, é um comportamento que só podemos chamar de autodestrutivo.

******

Dependemos de uma vigilância constante –e de recurso à filosofia da ciência– para decidir qual conhecimento é objetivo. Precisamos estar atentos à forma como o conhecimento científico pretende ser usado, para decidir se aceitamos incertezas. Precisamos distinguir ciência de pseudociência, para não minar nossa confiança nesse instrumento. Mas precisamos também distinguir entre diferentes formas de conhecimentos que devem ter seu valor reconhecido, científicos ou não-científicos. Precisamos de uma dose de humildade, ao lembrar que o conhecimento científico não tem voz própria, e constitui apenas um –sem dúvida importante– elemento no processo de tomada de decisões. Em crises complexas, não há “balas de prata”, que tudo resolvem.

Diogo Meyer (USP) e Charbel Niño El-Hani (UFBA)

Sugestões de Leitura

Alonso Soto. Cuando la vehemencia supera la evidencia: el caso del uso de hidroxicloroquina para el tratamiento del COVID-19. Acta Med Peru  2020

Naomi Oreskes. Why Trust Science? Princeton University Press, 2019

Destaque

Desinformação, o falso dilema saúde-economia e o paradoxo do isolamento social

Como a desinformação e os argumentos pseudocientíficos podem impactar na percepção da população sobre as políticas de combate à pandemia COVID-19.

Os primeiros relatos de infecção pelo vírus SARS-CoV-2 em humanos surgiram no final de dezembro de 2019, na cidade de Wuhan, província de Hubei, China. No momento em que escrevo esse texto, a pandemia COVID-19, doença causada pelo SARS-CoV-2, parece estar longe do fim. O número de pessoas diagnosticadas com COVID-19 no mundo passa de 3.4 milhões, com quase 240 mil óbitos notificados (clique aqui para ver os números atualizados). No Brasil, de acordo com informações disponibilizadas pelo Ministério da Saúde e reproduzidas pelo site Our World in Data, já foram registrados cerca de 108 mil casos e mais de 7 mil óbitos. Apesar de sabermos quando a pandemia de COVID-19 começou, não é possível determinar quando e como ela terá um fim. Embora a crise sanitária atual ainda se apresente como um cenário de incertezas, é possível extrair informações valiosas de outras epidemias que afetaram a nossa espécie. Por exemplo, sabemos que o curso de uma epidemia é principalmente afetado por fatores biológicos, como a evolução do patógeno e a reposta imunológica do hospedeiro, e por decisões no campo da saúde, como o uso de medicamentos ou vacinas e o isolamento social.

O fato é que realmente não sabemos as consequências da atual pandemia. Além disso, vivemos na ‘Era da Informação’, com as redes sociais representando os principais meios de comunicação entre grupos de pessoas. Esse ambiente, em teoria mais democrático, fomenta a diversidade de ideias e o compartilhamento de opiniões. Contudo, o material veiculado nessas plataformas dificilmente têm suas fontes verificadas, o que pode facilitar a disseminação de informações de baixa qualidade e de desinformação deliberadamente veiculada com intuitos políticos e de outras ordens. Em tempos de COVID-19, por exemplo, esse tipo de situação pode rapidamente ofuscar as informações de entidades científicas e suas recomendações para o enfrentamento da pandemia. É possível observar também que debates em torno de informações científicas têm se tornado campos férteis para todo tipo de manipulação e interpretações inadequadas de evidências. Realizar verificações e rebater o grande volume de desinformação sem o auxílio das empresas de mídia social é tarefa praticamente impossível. Joan Donovan (Harvard Kennedy School, EUA), em comentário publicado na prestigiosa revista Nature, relata resistência dessas empresas em implementar políticas rigorosas de combate a fraudes no campo da informação. Como mencionado pelo colega Diogo Meyer, nesse mesmo blog, a propagação de argumentos pseudocientíficos em tempos de grave crise sanitária é particularmente preocupante.

Apesar de percorridos pouco mais de 4 meses desde o surgimento dos primeiros casos de COVID-19 na China, o esforço conjunto de cientistas de diversas áreas criou um corpo de conhecimento relevante sobre a doença. Mesmo assim, diversas informações cruciais para o enfrentamento da pandemia carecem de estudos conclusivos. Ainda existem dúvidas sobre os períodos de incubação e de transmissibilidade do vírus, sobre as taxas de transmissão e de mortalidade e sobre o potencial de disseminação da infecção por indivíduos assintomáticos. Até o momento, não existem alternativas profiláticas ou terapêuticas com eficácia contra a COVID-19 bem apoiada por evidências. Além disso, não é possível determinar a real dimensão da pandemia, visto que a subnotificação de casos é regra entre os países afetados. No Brasil, essa realidade parece ser ainda mais alarmante. Os números mais recentes apresentados pelo Ministério da Saúde mostram que, até o dia 20 de abril, somente 132 mil testes para a COVID-19 haviam sido realizados pela rede pública de saúde. Considerando essa quantidade de testes, o Brasil, que hoje figura entre os 10 países mais afetados pela doença (em número de casos), apresentaria na data citada uma taxa de 0,63 testes para cada mil habitantes, valor muito inferior aos que eram praticados até o dia 20 de abril por países recordistas em número de casos, como Itália (23,1) e EUA (12,2). Uma análise realizada pelo consórcio COVID-19 Brasil, que reúne pesquisadores de diversas instituições brasileiras, estimou que o número de infectados no Brasil deve ser 15 vezes maior do que o número de casos notificados. Considerando todos esses aspectos, a Organização Mundial da Saúde (OMS) preconiza o isolamento social como principal medida para conter o avanço do SARS-CoV-2. Alinhado com a orientação da OMS, Maurício Barreto, Professor Emérito da UFBA, Pesquisador da FIOCRUZ, um dos maiores epidemiologistas do nosso tempo, afirma que o isolamento social, associado a um sistema amplo de proteção das camadas sociais mais vulneráveis, é a única opção contra a catástrofe.

É possível antecipar que as desigualdades sanitárias e socioeconômicas, notadamente presentes na sociedade brasileira, serão fatores determinantes para a gravidade da epidemia no Brasil. Devem ser considerados os ambientes em que a maioria das pessoas vive, os empregos que têm, a prevalência de condições de saúde (como obesidade, cardiopatias e diabetes) e a desigualdade de acesso a testes e a atendimento médico. Nesse sentido, a COVID-19 já tem se mostrado desproporcionalmente letal para os afro-americanos em situação de vulnerabilidade nos centros urbanos dos EUA.

Aqui, faz-se importante ressaltar que é infundada a oposição construída em torno da saúde e da economia. Esse falso dilema tem sido abordado por equipes transdisciplinares que indicam que o arrefecimento da economia global seria uma realidade, mesmo que em menor escala, na hipótese de não aplicação de medidas de isolamento social. Pesquisadores da Universidade Northwestern, nos EUA, e da Free University, da Alemanha, desenvolveram modelos econômico-epidemiológicos para avaliar os possíveis impactos humanos e financeiros da COVID-19 nos EUA (leia comentário sobre esse estudo). Os autores sugerem que o enfrentamento da crise deve buscar padrões econômicos de equilíbrio entre custos e benefícios, e afirmam que em todos os cenários avaliados foi mais vantajoso introduzir o isolamento social.

No Brasil atual, em crescimento acelerado do número de casos e óbitos pela COVID-19, e em eminente colapso dos sistemas de saúde de muitos estados, foi constatada queda considerável do apoio da população ao isolamento social amplo (também conhecido como ‘isolamento horizontal’). Fatores econômicos e sociais têm grande peso prático na percepção das pessoas sobre a crise. Poderiam argumentos pseudocientíficos agravar essa percepção? Considero aqui o modelo de ‘isolamento vertical’, que mesmo sem evidências que o sustentem cientificamente, vem sendo tratado como alternativa ao isolamento horizontal. Nesse modelo ‘alternativo’, apenas idosos e pessoas nos grupos de risco ficariam isolados. As graves limitações dessa proposta, sobretudo para implementação no Brasil, já foram discutidas aqui por Charbel El-Hani e Virgílio Machado. Em um modelo como esse, não é possível garantir que somente indivíduos jovens e sadios sejam infectados. Além disso, é considerada a infecção da maior parte da população (60-70%) de forma não-controlada para o desenvolvimento da chamada imunidade de rebanho (efeito obtido quando algumas pessoas são indiretamente protegidas pela imunização de outras). Esse volume de infecções simultâneas seria particularmente dramático no caso da COVID-19, já que 2-5% dos pacientes necessitam de cuidados hospitalares. Desse modo, um grande volume de pessoas necessitaria de internação simultânea, implicando um colapso dos sistemas de saúde dos países. Consideremos o exemplo da China, que em localidades com disponibilidade de leitos em Unidade de Terapia Intensiva (UTI), apenas 20% dos pacientes em estado crítico morriam. Já na cidade de Hubei (epicentro da doença no país), que apresentou colapso do sistema de saúde e limitações de acesso a leitos de UTI, cerca de 90% pacientes em estado crítico acabavam morrendo.

Simulações feitas no Brasil por pesquisadores do Grupo de Trabalho COVID-19 (UFMG) mostram que os cenários de isolamento vertical são quase tão ruins quanto os cenários em que não há nenhum isolamento, e muito piores do que os cenários de isolamento horizontal. Todos esses estudos consideram realidades muito semelhantes à do Brasil, com transmissão comunitária do vírus (aquela em que não é possível localizar a origem da infecção) e com grande parte dos indivíduos infectados e seus contatos não identificados ou isolados. O Reino Unido, que inicialmente adotou estratégia de isolamento vertical, diante da hipótese de colapso precoce do sistema de saúde e do crescimento acelerado do número de óbitos, optou por suspender diversas atividades não-essenciais, com bloqueios ainda mais rígidos a partir do dia 23 de março (evitando assim um cenário ainda mais trágico do que o que tem sido observado). A Coréia do Sul é muitas vezes citada como exemplo de sucesso na aplicação do isolamento vertical. Realmente, esse foi um dos únicos países que teve êxito no combate à COVID-19 sem adotar medidas rigorosas de restrição de mobilidade da população. Contudo, o sucesso da Coréia do Sul se deve sobretudo à implementação precoce de testes em massa para identificar e isolar os indivíduos infectados, além de seus contatos. Esta é uma realidade muito diferente da maioria dos países afetados pela doença.

Ressalto que o sucesso do isolamento social depende sobretudo da magnitude das políticas de não aglomeração de pessoas, da extensão da paralisação de atividades não-essenciais e do engajamento da sociedade. O paradoxo do isolamento social é pautado pela ideia de que, se ele for eficaz, as pessoas podem achar que ele não é necessário. Além disso, se ele for proposto e a diminuição da taxa de transmissão do patógeno não for percebida pela população, pode-se ter a impressão de que ele não funcionou. Não à toa, começam a surgir afirmações de que as medidas de isolamento social não têm surtido efeito no combate à COVID-19 no Brasil. Distante dessa postura negacionista, ao que tudo indica, a diminuição da adesão ao isolamento social em todo o Brasil, que ocorre desde o início de abril, tem contribuído substancialmente para o insucesso do controle da epidemia no território brasileiro. O efeito da desmobilização social parece bater à nossa porta. Em breve, é possível que medidas mais duras de restrição da mobilidade social sejam necessárias para conter o avanço da doença em diversas localidades do Brasil.

Pablo R S Oliveira

Instituto de Biologia (IBio), Universidade Federal da Bahia (UFBA)

Centro de Integração de Dados e Conhecimentos para Saúde (CIDACS), Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)

 

PARA SABER MAIS:

Boletim CoVida #4 – Fortalecer o Sistema de Saúde para Proteger a População. Rede CoVida – Ciência, Informação e Solidariedade.

Eichenbaum, M. S., Rebelo, S. & Trabandt, M. (2020). The Macroeconomics of Epidemics. NBER Working Paper n. 26882.

Yancy, C. W. (2020). COVID-19 and African Americans. JAMA.