O conhecimento e a verdade

Uma ideia comum sobre a ciência é a de que ela é uma atividade que “busca a verdade”. A intuição por trás dessa afirmação é a seguinte: cientistas buscam explicações que devem estar, de alguma forma, em conformidade com a forma como o mundo funciona. Esse “encaixe” entre as explicações que damos e o mundo que nos rodeia seria, segundo essa concepção, uma instância de “encontrar a verdade”.

Entretanto, cientistas aprenderam –com importante contribuições da filosofia das ciências– que sua atividade requer uma postura diferente, em que a “busca da verdade” não é o objetivo. Explico: para um cientista, o máximo a ser oferecido é uma explicação convincente, apoiada em dados e com coerência lógica. Mas, por mais sólida que pareça ser a explicação, ela não deve ser tratada como a verdade, mas sim como um conhecimento falível, que em pesquisa futuras pode ser refutado. O conhecimento do qual dispomos é, por definição, provisório. Se não fosse, todo o conhecimento gerado em algum momento no passado seria “definitivo”, e não haveria porque continuar a investigação.

Comecei este ensaio com essa reflexão pela seguinte razão. Se esquecermos que o conhecimento tem esse inevitável caráter provisório, poderemos incorrer no erro de achar que há algo de errado com a ciência toda vez que o rumo do conhecimento muda, seja por causa de uma nova descoberta ou de um avanço conceitual ou teórico. Ao longo de minha vida estudando evolução, vi muitas ideias que eram aceitas numa época serem refutadas ou revisadas. Fui aprendendo que essa renovação das ideias é parte inerente da ciência.

Mas vi também grupos que se posicionam contra ideias evolutivas, como por exemplo os adeptos do Design Inteligente (DI), abraçarem os casos em que o conhecimento está sendo revisado para bradar que eles representam uma admissão do caráter precário do conhecimento científico. Para anti-evolucionistas, toda mudança no nosso conhecimento sobre evolução constitui uma prova de que aquilo que sabemos sobre a evolução é precário.

Eles também argumentam que a comunidade científica – em particular, aquela voltada para a biologia evolutiva – é conservadora e dogmática, tratando as ideias de Darwin como imutáveis e as críticas a elas como indesejáveis. O quadro que pintam é um de evolucionistas que não admitem ideias diferentes das que já possuem, mas que devem se render ao fracasso de sua empreitada no estudo da evolução quando novidades surgem.

Mas é justamente o contrário! A ciência caminha pela sucessão de experimentos e análises que mudam o conhecimento vigente. Cientistas convivem com incertezas, pois são elas que motivam as novas perguntas. No restante deste post vou compartilhar alguns exemplos de como o conhecimento sobre evolução vem sofrendo desafios ao longo das últimas décadas. Espero convencê-los de que, no âmbito da comunidade científica, há espaço para questionar ideias arraigadas, assim como frequentes revisões das ideias vigentes.

Evolução com propósito?

Uma das ideias centrais da evolução por seleção natural é que ela ocorre em duas etapas. Primeiro, os processos de mutação e recombinação introduzem variabilidade nas populações.

Segundo, dentre o universo de indivíduos com diferentes características, aqueles mais capazes de sobreviver e reproduzir tendem a deixar mais descendentes, o que pode levar a característica vantajosa a tornar-se mais comum, geração após geração. Assim, com o tempo, a população se transforma. No âmago da teoria neo-darwinista está a separação entre essas etapas: as mudanças surgem de modo “cego”, sem serem guiadas pelas necessidades dos seres vivos. É a seleção que faz a triagem, tornando as características mais vantajosas comuns.

Eis que essa ideia básica sobre como se dá a evolução, central aos argumentos neo-darwinistas, foi desafiada. Num estudo publicado em 1988, três microbiologistas da Universidade de Harvard, John Cairns, Julie Overbaugh e Stephan Miller, propuseram uma ideia radical: quando desafiadas pela escassez de alimentos, bactérias seriam capazes de antever as mudanças necessárias para garantir sua sobrevivência, e as mutações desejáveis ocorreriam mais frequentemente do que aquelas que em nada ajudam. Essa radical fuga do pensamento vigente foi publicada na revista Nature, causando furor na comunidade científica.

Anos de pesquisa se seguiram a esse trabalho, e uma explicação alternativa foi dada ao que parecia ser uma capacidade das bactérias de “escolher” suas mutações: em situações de estresse ambiental, todo o funcionamento da maquinaria celular é alterado, resultando em taxas de mutação mais elevadas. Ocorriam mais mutações em geral, não só as desejáveis. Hoje em dia há poucas evidências sustentando a teoria de que bactérias podem “escolher” as mutações desejáveis.

Esse exemplo ilustra algo importante: mesmo ideias que são radicalmente diferentes do conhecimento vigente podem encontrar espaço nas publicações científicas. O exemplo também ilustra o caráter dinâmico das ideias: um desafio foi feito, ele gerou nova pesquisa e uma interpretação alternativa foi dada.

Evolução sem seleção natural?

É possível imaginar algo mais desafiador do que um artigo intitulado “Non-Darwinian Evolution?”. Pois ele foi publicado nas páginas da revista Science, em 1968. Sua ideia principal, assim como o exemplo tratado anteriormente, também era repensar o papel da seleção natural na evolução.

O artigo foi escrito por dois bioquímicos da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, Jack King e Thomas Jukes. Ao estudarem diferenças nas moléculas presentes em diferentes seres vivos eles viram evidências de que a maior parte da mudança evolutiva envolvia um processo chamado de deriva genética. Diferentemente da seleção natural, a deriva genética é um processo em que as diferenças entre os seres vivos não afetam as suas chances de sobrevivência. Assim, as mudanças que ocorrem ao longo do tempo são fruto do acaso. Sob deriva sobrevivem os mais sortudos, não os mais aptos.

Atribuir grande importância à deriva genética era uma importante ruptura com do modo dominante de pensar, segundo o qual mudanças causadas por seleção natural tinham importância central. A comunidade científica deu espaço para essa ideia nova e desafiadora, pois ela fora construída com argumento científicos sólidos e possuía uma lógica interna que a tornava relevante.

A importância desse desafio merece outros posts, mas para sintetizar a história, é possível dizer que seu impacto foi duradouro. Ninguém hoje entende as mudanças evolutivas sem atribuir importância central ao processo de deriva genética. Mas não se trata de dizer que a evolução se dá só por deriva: sabemos que mudanças causadas por seleção natural explicam o surgimento das adaptações, que são as características que foram modificadas evolutivamente por trazerem vantagem a seus portadores. A pesquisa hoje tem como foco entender qual proporção das mudanças evolutivas são fruto da deriva ou da seleção natural. A resposta ainda não foi obtida, e é possível que ela varie dependendo da espécie e da característica sob estudo: para algumas pode ser que a mudança por deriva seja maior, para outras, por seleção.

Esse exemplo mostra como perguntas científicas vão se transformando ao longo do tempo. Partimos do “há seleção natural?” nos dias de Darwin, para “Há deriva genética?”, respondida afirmativamente no artigo “non-Darwinian Evolution”, para chegarmos hoje ao “quanto há de seleção e quanto há de deriva?”. As respostas para uma pergunta geram novas perguntas. O conhecimento científico é dinâmico.

A evolução dá saltos?

A visão de Darwin sobre a velocidade das mudanças evolutivas é frequentemente sintetizada na frase “a natureza não dá saltos”. Para Darwin, as grandes mudanças evolutivas (por exemplo, aquelas que distinguem um tetrápodo terrestre de seu ancestral aquático) eram o resultado de muitas mudanças pequenas. Grandes mudanças evolutivas não ocorreriam subitamente.

Essa perspectiva, tão arraigada no modo de pensar darwiniano, foi desafiada por dois paleontólogos da Universidade de Harvard, Stephen Jay Gould e Niles Eldredge, num artigo publicado em 1972. Para eles, o registro fóssil acenava com uma alternativa à visão gradualista: as espécies passavam por longos períodos sem mudanças morfológicas, com curtos e intensos momentos de diversificação pontuando esse pano de fundo estático. As grandes mudanças não seriam o resultado do acúmulo de pequenas mudanças, mas fruto de períodos curtos e intensos de mudanças genéticas e morfológicas. Gould e Eldredge também argumentaram que a diversificação biológica era fruto de um processo de “seleção de espécies”: o que definia os rumos da variabilidade que vemos na terra não seria apenas a sobrevivência e reprodução diferenciais de indivíduos de uma espécie (a própria definição da seleção natural), mas o resultado de um tipo de disputa evolutiva entre espécies diferentes. Eles transferiram a seleção natural para um nível biológico superior, argumentando que algumas espécies com características vantajosas persistem, enquanto aquelas sem esses traços se extinguem.

Gould e Eldredge batizaram sua teoria de “Equilíbrio Pontuado”, para enfatizar a alternância entre períodos de conservação (o “equilíbrio”) e inovação (as “pontuações”). Essa teoria teve um efeito marcante na comunidade científica, pois ela re-interpretava a velocidade com que ocorriam mudanças evolutivas e a importância da seleção natural sobre indivíduos. Geneticistas se debruçaram sobre sua plausibilidade, investigando se mudanças súbitas eram compatíveis com o que sabemos sobre a genética. Paleontólogos investigaram se as mudanças “súbitas” eram de fato tão súbitas assim, ou fruto de imperfeições do registro fóssil.

Agora, 45 anos depois da proposição da teoria, podemos avaliar seu legado. Ela foi instrumental para botar vários temas em pauta: a ideia de que a diversificação evolutiva pode ser rápida (hoje uma ideia muito aceita); a noção de que há “seleção de espécies” (hoje uma hipótese com pouco apoio empírico); a percepção de que espécies passam por longos períodos sem mudanças (hoje foco de pesquisas genéticas, que buscam entender as causas do “equilíbrio”); a investigação da importância da seleção natural (hoje tema central da biologia, que busca compreender a contribuição da seleção ao lado de outros processos não seletivos, como a deriva genética).

A contribuição de Gould e Eldredge continha muitas ideias que foram refutadas. No lugar das ideias rejeitadas, novas propostas vieram. Para as ideias que que não foram refutadas (evolução rápida, por exemplo) seguiu-se um aprofundamento da pesquisa original (e hoje sabemos que espécies podem mudar rapidamente em pouco tempo, para alguns de seus atributos).

Esse breve tratamento que ofereci do Equilíbrio Pontuado ilustra como a ciência caminha: ideias que divergem da visão vigente podem ocupar as páginas dos periódicos, e mesmo que sejam refutadas, podem ter um impacto duradouro sobre o futuro da ciência, desde que sejam testáveis e sugiram novos caminhos de pesquisa. Sem os erros de Gould e Eldredge acertos subsequentes não teriam ocorrido.

Humanos e Neandertais

Há tempos se especula sobre a possibilidade de humanos anatomicamente modernos (ou seja, organismos que pertencem à mesma espécie que eu e você, Homo sapiens) terem se acasalado com neandertais, uma espécie distinta mas que em grandes regiões da Europa coexistiu com nossa espécie até cerca de 30 mil anos atrás.

Teriam os Homo sapiens aniquilado os neandertais que encontraram, ou poderiam ter ocorrido cruzamentos entre essas espécies, antes da extinção dos neandertais? O primeiro estudo genético a abordar essa questão foi feito em 1997. Analisando uma pequena porção do genoma, correspondendo ao material genético contido nas organelas chamadas mitocôndrias, pesquisadores do Instituto Max Planck na Alemanha, liderados por Svante Paabo, mostraram num artigo na revista Cell que neandertais e humanos não tinham nenhum compartilhamento de sequências, correspondendo a grupos distintos e diferenciados. Eles então concluíram: “Esse achado sugere que neandertais se extinguiram sem contribuir DNA mitocondrial para humanos”. A implicação desse achado era de que não havia evidência de mistura genética entre as espécies.

Pouco mais de uma década depois, impulsionado pelos avanços tecnológicos, o genoma inteiro do Neandertal foi sequenciado. A análise desse material revelou que, para 4% do genoma, indivíduos de origem eurasiática eram mais parecidos com neandertais do que com o africanos. A interpretação evolutiva foi a de que houve sim cruzamentos entre neandertais e europeus e asiáticos, deixando em nossa espécie, como legado, essa pequena fração do genoma neandertal. Há algo notável a ser registrado: esse segundo estudo, que refutou a ideia vigente, foi feito pelo mesmo grupo de pesquisa que publicou o estudo original, liderado por Svante Paabo. Num intervalo de 13 anos um pesquisador reviu sua posição a respeito de um tema, à luz de novos dados.

Novos dados e métodos de análise mudaram o conhecimento sobre a evolução da nossa espécie. Essa mudança é sintoma de uma ciência na qual não podemos confiar? Pelo contrário. O conhecimento só tem chance de ser alterado quando há esforço para compreender uma questão. As mudanças refletem o progresso no estudo da genética aplicada à evolução humana, capaz de nos revelar nuances tão fascinantes como essa, a ocorrência de cruzamentos entre humanos e neandertais há milhares de anos.

Desafios são a norma

Neste texto busquei enfatizar algumas ideias, através de vários exemplos. Cientistas que investigam evolução não são um grupo dogmático, fechado a qualquer ideia controversa ou que se choca com o que sabemos. Os grandes periódicos científicos já publicaram artigos que desafiam ideias muito estabelecidas: seria a evolução dirigida pela necessidade dos organismos? Seria o acaso mais importante do que a seleção? A evolução ocorreria aos saltos? Humanos e neandertais intercruzaram? Nem todas essas ideias revelaram-se sólidas. Mas, mesmo aquelas hoje rejeitadas, tiveram um papel em fomentar nova pesquisa. O estudo da evolução caminha entre erros e acertos. A ciência convive com a incerteza, e é desse convívio que floresce conhecimento sobre o mundo que nos cerca.

Diogo Meyer, Universidade de São Paulo

Para saber mais

Bárbara Bitarello e Diogo Meyer. 2011. “Intercruzamentos de humanos modernos com neandertais”. Revista de Biologia, Junho de 2011.

Gillian Barker and Philip Kitcher. 2013. “Philosophy of Science: a new introduction”. Oxford University Press.

Stephen Jay Gould. 1977. “Ever since Darwin”. W.W. Norton & Company.

Losos JB, Baum DA, Futuyma DJ, Hoekstra HE, Lenski RE, Moore AJ, Peichel CL, Schluter D, and Whitlock MC, eds. “The Princeton Guide to Evolution”. Princeton, NJ: Princeton University Press.