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

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.

Vivendo o risco

A percepção que temos dos riscos de uma situação varia com o modo como nos falam sobre esta mesma situação. Num mundo em crise, talvez uma boa comunicação seja nossa melhor saída.

Nunca o futuro foi tão importante. Fugindo do inexorável hoje, projetamos diversos cenários de espalhamento da pandemia, enquanto sobrevivemos reclusos em cuidados consigo, irrompemos em ondas de solidariedade espontânea, aprendemos como nunca antes sobre a esterilização de todo um ecossistema que nem suspeitávamos habitar nossas cozinhas, maçanetas, sacolas de supermercados, e o ar que compartilhamos. Parecemos viver no futurista cenário de H.G. Wells, no livro Guerra entre Mundos, filmado por Spielberg, só que ao contrário, pois na ficção nossos invisíveis microorganismos nos salvam, ao dizimar invasores alienígenas muitíssimo poderosos, que apenas sucumbiram por não ter defesas imunológicas contra nossas … bactérias. Agora, no entanto, parece que os alienígenas somos nós, expulsos de um mundo que julgávamos haver criado à nossa imagem e semelhança, expulsos dos paraísos artificiais de consumo por seres microscópicos que sobreviveram ao holocausto de espécies que promovemos em nosso paraíso natural, nossa biosfera original.

Toda crise tem um lado positivo e, ao que parece, tivemos que chegar ao limite enquanto sociedade, precisamos nos colocar de forma nua e crua face a face com a dura morte para, só assim, nocautear o abominável teatro das fakenews. O nível de confiança da população em informação vinda de mídias sociais vem decaindo vertiginosamente. Os panelaços recorrentes pelo país e o imenso apoio que Mandetta têm recebido mostram que na crise real a verdade se impõe, ao tempo em que ela revela a imagem grotesca de um presidente a brincar de facebook e twitter (“é só uma gripe”) em um momento tão profundamente sério. Precisávamos de um governo federal uníssono e integrado para agir ao mesmo tempo em todas as frentes desta guerra. Neste sentido o vírus tem sido didático ao demonstrar uma crise de autoridade no âmbito federal, ao escancarar que cada Ministério ao final age quase que de forma autônoma, o que termina por forçar os governos estaduais a liderar o processo.

Na ausência de um governo federal uníssono, o sucesso do enfrentamento à pandemia vai basicamente depender de nossa própria capacidade de nos engajarmos em comportamentos que reduzam a transmissão do vírus, já que vacinas e remédios eficazes em larga escala virão apenas no longo prazo, especialmente aqui no Brasil, onde o governo federal corta novamente, e mais uma vez, as já escassas verbas para pesquisa, sim, a pesquisa, esta mesma que pode trazer a cura. Como conseguir o engajamento em uma sociedade tão ampla e diversa como a nossa? Felizmente a ciência, que tem nos ajudado muito até agora, pode também aqui ajudar. Semana passada a prestigiosa revista Nature Human Behavior deu voz a Cornelia Betsch, pesquisadora na interface entre Psicologia e Comunicação, que estuda a percepção de riscos à saúde e sua comunicação à sociedade. Ela coordena uma influente pesquisa que tem auxiliado o governo a conduzir o controle da pandemia na Alemanha, país que apresenta uma das menores taxas de mortalidade até o momento (apenas 1,6%, frente a 12% na Itália, 10% no Reino Unido, 6% no Irã, 4% no Brasil e na China, 3% nos EUA).

A percepção que temos do risco ao nosso redor controla em parte nossas decisões. Tenho certeza que o leitor tem um primo que sai para jogar futebol com os amigos, ou que vai à praia, ignorando os riscos envolvidos. Entender como percebemos individualmente o risco pode melhorar a forma como lidamos socialmente com a pandemia. Há tempos o prêmio Nobel de economia e psicólogo Daniel Kahneman mostrou que nosso comportamento se altera qualitativamente com a percepção de risco, refutando assim um dos dogmas da teoria econômica, qual seja, o de que o mercado seguiria uma racionalidade em suas decisões econômicas. Resumidamente, aceitamos correr mais riscos quando a opção é perder algo que nos agrada, mas preferimos não correr riscos quando podemos optar por um ganho certo. Reproduzo aqui um experimento de Kahneman da década de oitenta, apenas para mostrar o quão profética pode ser a ciência. Sua equipe apresentou a alunos de graduação o dilema abaixo:

Imagine que os Estados Unidos da América esteja se preparando para o contágio desenfreado por uma doença asiática rara (!!!), que matará 600 pessoas (neste detalhe a profecia errou feio). Dois programas alternativos de combate à doença foram propostos. Assuma que a estimativa precisa para a adoção de cada um destes programas seja:

  1. Se o programa A for adotado, 200 pessoas serão salvas.
  2. Se o programa B for adotado, haverá 1/3 de chances de que 600 pessoas sejam salvas, e 2/3 de chances de que ninguém seja salvo.

Pois então, pense bem, releia as opções acima e diga: qual dos dois programas você adotaria? A imensa maioria (72%) dos graduandos escolheram salvar 200 pessoas (opção 1). Esta seria também a sua opção? Pois saiba que, curiosamente, as duas opções são, de um ponto de vista racional, equivalentes, pois em ambas 200 (ou 1/3 de 600) pessoas seriam salvas. Sozinho este resultado já mostraria a irracionalidade das pessoas, mas Kahneman quis ir além, e preparou um segundo dilema. Aos alunos foi apresentada a mesma história acima (pandemia vinda da Ásia), só que agora as alternativas foram:

  1. Se o programa C for adotado, 400 pessoas morrerão.
  2. Se o programa D for adotado, há 1/3 de chances de que ninguém morra, e 2/3 de chances de que 600 pessoas morram.

Pois bem, e agora, qual das alternativas lhe parece menos pior? Neste caso, a imensa maioria (78%) dos estudantes escolheu a opção 2, embora, novamente, ambas as alternativas sejam racionalmente equivalentes (nas duas morreriam 400 pessoas, ou 2/3 de 600). No primeiro problema, as pessoas sistematicamente escolhem a alternativa não há risco de erro na previsão (não há probabilidade envolvida na previsão do programa A), enquanto que no segundo problema as pessoas sistematicamente escolhem a alternativa que envolve riscos (há probabilidades envolvidas na previsão do programa D).

Por que as pessoas às vezes preferem um resultado líquido e certo, e às vezes preferem correr riscos? Kahneman notou que a preferência sistemática pelo líquido e certo (não correr riscos) ocorria sempre que se apresentasse o problema de modo que houvesse uma opção onde haveria ganho líquido e certo (A). Por outro lado, Kahneman notou que a preferência sistemática pelo risco aparecia sempre que se apresentasse o problema de modo que houvesse uma opção onde haveria perda líquida e certa (C). Este viés para evitar sistematicamente riscos em certas circunstâncias (primeiro experimento) ou para correr sistematicamente riscos em outras circunstâncias (segundo experimento) seria inteiramente irracional já que, nos dois experimentos, nas quatro opções apresentadas, teríamos sempre 200 pessoas salvas e 400 mortas.

Assim, este estudo, e inúmeros outros que o seguiram, mostra que a percepção de risco varia em função do modo que apresentamos um mesmo problema, e que as escolhas que fazemos não são inteiramente racionais (e que portanto, na base do tão endeusado mercado, não vigora a racionalidade). Nossa percepção de risco é enviesada, funcionando como nossa própria percepção visual, também está sujeita a sistemáticas ilusões de ótica.

Este estudo nos sugere importantes formas de nos comunicarmos com o público. Se a melhor opção é tomar riscos, devemos ressaltar na comunicação social o aspecto negativo das certezas, enquanto se a melhor opção é não tomar riscos, devemos ressaltar o aspecto positivo das certezas. Tudo isto mostra que a ciência tem muito a nos ajudar na comunicação dos riscos envolvidos em uma pandemia. No entanto, as pessoas também variam bastante em seus posicionamentos frente ao risco, sejam estas variações ligadas ao gênero, idade, ou região, sejam ligadas ao nível de desinformação que adotam para si, ou à confiança que ainda depositam nas mídias sociais, ao nível de proteção que julgam possuir, enfim, há outros tantos fatores envolvidos, e daí o projeto de Cornelia Betsch ser tão importante, pois visa monitorar em tempo real estes fatores psicológicos, subsidiando assim a bem sucedida política de saúde pública alemã.

Este monitoramento é tão importante que foi inclusive adotado pela Organização Mundial de Saúde (OMS), visando o estabelecimento de um protocolo comum de monitoramento. Se queremos ter respostas sociais eficazes, devemos monitorar não apenas o estado de saúde, mas também o estado de ânimo, as perspectivas, a percepção de risco presente e futuro, enfim, devemos conhecer bem nosso povo se quisermos chegar à luz no fim desse túnel. Se nosso futuro próximo parece ainda incerto, se não sabemos ainda quando vamos voltar ao trabalho (nunca pensei que desejaria isso!), temos ao menos a certeza de que, quando voltarmos, será diferente. Afinal, um mundo pós-guerra sempre será um novo mundo.

Hilton F. Japyassu (UFBA)

Para saber mais

Betsch, C. (2020). How behavioural science data helps mitigate the COVID-19 crisis. Nature Human Behaviour, 1-1.

Tversky, A., & Kahneman, D. (1981). The framing of decisions and the psychology of choice. science, 211(4481), 453-458.

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Os microorganismos que nos habitam e seu impacto sobre a evolução da socialidade humana

Qual o papel dos microorganismos na evolução do comportamento social humano? A estrutura social dos primatas influencia os microorganismos presentes em seus corpos e os microorganismos também podem influenciar a evolução das sociedades primatas, incluindo as sociedades humanas.

Há pouco mais de uma semana, Frontiers in Ecology and Evolution publicou um artigo de Robert R. Dunn e colegas que trata de um tema que já foi discutido em vários textos de Darwinianas: os microorganismos que nos habitam (aqui está um exemplo), que literalmente vivem conosco em nossas casas, como Darwinianas também discutiu. Eles usam um dos métodos mais característicos da biologia, o método comparativo, para investigar as mudanças sofridas pelos microbiomas de hominíneos desde a separação de nossa linhagem e da linhagem de chimpanzés (Pan troglodytes) e bonobos (Pan paniscus) a partir de seu ancestral comum, que ocorreu há cerca de 6 milhões de anos. O microbioma ou microbiota corresponde à comunidade de microorganismos que residem num determinado organismo. Os hominíneos incluem todas as espécies que surgiram na linhagem que nos originou, desde este nosso ancestral comum. Hominídeos, por sua vez, incluem todos os grandes primatas, incluindo humanos, chimpanzés, bonobos, gorilas e orangotangos.

O foco do artigo recai sobre os microbiomas associados à evolução da socialidade de primatas, em especial aqueles localizados no estômago, nos intestinos, na pele e envolvidos na fermentação de alimentos. Os autores estão especialmente interessados na influência dos microbiomas sobre a evolução de hominíneos. Como as mudanças físicas, sociais e comportamentais que ocorreram na evolução humana afetaram e foram afetadas por nossas interações com microorganismos?

Para responder essa pergunta, é preciso considerar as interações complexas entre sociedades e comportamentos humanos, microbiomas e evolução. Ao fazê-lo, o artigo de Dunn e colegas suscita alguns insights relevantes para pensar a coevolução microbioma-cultura-gene, indo além da coevolução gene-cultura há muito reconhecida.

Estes nossos estômagos tão ácidos

Todos nós sabemos desde tenra idade escolar sobre o papel do estômago na digestão de proteínas. O estômago tem, contudo, outro importante papel nos mamíferos: ele funciona como uma espécie de filtro ecológico, permitindo que algumas espécies de microorganismos ingeridos com o alimento cheguem aos intestinos, mas não outras. Esse filtro pode ser mais ou menos restritivo: se muito ácido, o estômago impede a chegada da maioria desses microorganismos aos intestinos. Mas quando é mais neutro, permite que a maioria deles chegue vivos a estes órgãos, o que acontece, por exemplo, com primatas que se alimentam somente de frutos (frugívoros) e folhas (folívoros). Para esses primatas, o custo é pequeno se esses microorganismos alcançarem os intestinos. É até mesmo possível que nesse caso os microorganismos auxiliem na quebra dos alimentos, uma vez que já iniciaram sua degradação. Estas são razões subjacentes à evolução de estômagos mais neutros em primatas frugívoros e folívoros. Contudo, primatas onívoros, que também se alimentam de carne, têm risco relativamente grande de ingerir patógenos junto com os alimentos, o que favoreceu a evolução de estômagos mais ácidos.

Em aves e mamíferos esses padrões são observados: quanto mais carnívoro um animal é, mais provável que seu estômago seja ácido. Estômagos humanos fogem, contudo, estômagos, a esses padrões mais típicos: eles exibem pH médio de 1,5, ou seja, são extremamente ácidos. Nenhum primata até hoje estudado possui estômagos tão ácidos. Encontramos estômagos com acidez similar entre abutres (abutres-africanos-de costas-brancas, Gyps africanus, têm pH estomacal de 1,2), nos quais os estômagos muito ácidos evoluíram em resposta aos muitos patógenos que ingerem diariamente, ao se alimentarem de carniça.

Em que momento na história de nossa linhagem, estômagos tão ácidos evoluíram? Há algumas dificuldades a ser enfrentadas para responder a essa pergunta. O método comparativo indica que olhemos para chimpanzés e bonobos, para entender se esse momento teria sido anterior ou posterior à separação das duas linhagens. Contudo, os estômagos desses animais foram pouco estudados. Dunn e seus colegas fazem o possível com os poucos dados disponíveis, levantando diferentes hipóteses. De um lado, é possível que chimpanzés e bonobos tenham estômagos tão ácidos quanto os nossos. Isso é sugerido pela observação de que Helicobacter pylori coloniza com maior sucesso estômagos de chimpanzés em laboratório caso tomem anti-ácidos, assim como ocorre com humanos. Claro, esta observação apenas não é suficiente para a aceitação da hipótese de que a acidez encontrada em estômagos humanos tenha evoluído no ancestral comum de nossa linhagem e da linhagem de chimpanzés e bonobos. Mas tampouco é possível descartá-la. Caso essa hipótese fosse eventualmente aceita, novas questões se colocariam (aliás, como sempre ocorre em ciência: responder uma pergunta leva a mais perguntas, de modo que a pesquisa nunca cessa): por que estômagos tão ácidos teriam evoluído em nosso ancestral comum, há mais de seis milhões de anos?

Contudo, a hipótese de que chimpanzés e bonobos possuem estômagos mais neutros tampouco pode ser posta de lado. A grande maioria da alimentação desses animais é constituída por frutos, sementes, folhas, flores, sendo plausível, portanto, que tenham estômagos com pH próximo da neutralidade, como observado em outros primatas frugívoros. Além disso, um estudo do estômago de um único chimpanzé em cativeiro mostrou que ele possuía pH neutro, e dissecções de chimpanzés mortos em cativeiro mostraram em seus estômagos crescimento de leveduras, que raramente crescem em ambientes muito ácidos. Evidentemente, estas não são evidências decisivas, não sendo possível, pois, decidir de modo convincente entre as duas hipóteses.

Mas é possível construir uma hipótese bem informada (educated guess) a respeito do pH dos estômagos de chimpanzés e bonobos. Podemos conjecturar que eles são relativamente ácidos, mas menos do que os estômagos humanos. A extrema acidez de nossos estômagos teria – se essa hipótese for correta – evoluído após a separação do ancestral que compartilhamos com aqueles animais. Mas quais fatores teriam favorecido estômagos com pH mais ácido em nosso ramo da árvore da vida? Podemos seguir fazendo conjecturas bem informadas: um possível fator seria o consumo de carcaças abandonadas por carnívoros e/ou de presas muito grandes para serem consumidas de uma só vez. Assim como em abutres, os riscos de consumir patógenos abundantes nesses alimentos teriam favorecido estômagos com maior acidez. Embora seja muito provável que espécies de Australopithecus e de Homo (como Homo habilis e H. erectus) consumissem carne, seria de se esperar que houvesse variação em quanta carne consumiam, quão fresca ela era e quanto sobrava de uma presa capturada. Paleoantropólogos e antropólogos evolutivos concordam quanto ao papel da carne na evolução de nosso gênero, Homo, mas a importância relativa da caça e do consumo de carcaças e seu papel na evolução da socialidade humana são objeto de debate. Está bem estabelecido, contudo, que ao menos parte da carne consumida pelos primeiros hominíneos era oriunda de carcaças, possivelmente obtida por nossos ancestrais de presas de outros animais. A acidez do estômago dos hominíneos teria sido selecionada em resposta aos patógenos trazidos pelos alimentos, desempenhando um papel na evolução do comportamento de forrageio e da dieta humana. Por fim, não podemos descartar a hipótese alternativa de que a acidez extrema de nossos estômagos evoluiu em ancestrais que tiveram sucesso em caçar presas grandes, que não podiam consumir de uma vez e, assim, também seriam ingeridas com diferentes graus de decomposição.

Estes nossos pequenos intestinos

Em algum ponto nos últimos seis milhões de anos, nossos intestinos também sofreram mudanças importantes: o comprimento total do intestino diminuiu em relação ao tamanho do corpo e o intestino grosso ficou menor em relação ao intestino delgado. As evidências que apoiam esse padrão resultam de estudos comparativos dos intestinos de chimpanzés, bonobos e humanos, e do menor tamanho da caixa torácica do gênero Homo em relação a espécies anteriores de hominíneos. Há variação do comprimento do intestino grosso em humanos, mesmo entre indivíduos geneticamente semelhantes, com proporções entre intestinos delgado e grosso variando de 2,6 a 4,5. Este é um padrão muito distinto daquele observado em chimpanzés, nos quais esta proporção é em média 1,0 (ou seja, na média intestinos delgado e grosso têm o mesmo comprimento).

Esses achados suscitam duas questões colocadas por Dunn e colegas: Por que esse encurtamento dos intestinos ocorreu? Quais suas consequências para a fisiologia digestiva e o microbioma dos intestinos?

O uso de ferramentas para obter e processar alimentos parece ter diminuído a dependência de nossos ancestrais em relação à fermentação que ocorre no intestino grosso. Quando algum de nossos ancestrais dominou o fogo, por exemplo, os nutrientes de alguns tipos de alimento se tornaram mais disponíveis e a mastigação necessária para quebrar o alimento em tamanhos menores e mais digeríveis foi facilitada. Técnicas e artefatos de pesca, por sua vez, deram acesso a pescados e mariscos, de mais fácil digestão, e assim por diante. Com seu repertório crescente de ferramentas, nossos ancestrais poderiam pré-digerir e pré-processar parte de seus alimentos, tornando-se menos dependentes dos microorganismos intestinais para quebrar componentes resistentes de sua dieta, como a celulose. Esta é uma das bases de uma fascinante hipótese, a chamada hipótese do tecido custoso (expensive tissue hypothesis), que propõe que a menor necessidade de tecido intestinal tornou possível a seleção de cérebros maiores, na medida em que tornou disponível energia para investir em outros tecidos custosos sem desvantagem seletiva.

Intestinos menores tiveram implicações para o microbioma do gênero Homo: a manutenção de uma menor biomassa de microorganismos e uma diminuição do tempo de retenção do alimento nos intestinos. Ao mesmo tempo, outras características do microbioma se mantiveram inalteradas, como mostram, por exemplo, dados indicando que chimpanzés e humanos possuem as mesmas classes taxonômicas de bactérias em seus intestinos (o que permite conjecturar que o ancestral mais recente compartilhado por essas espécies também exibiria tais classes de bactérias). Apesar da redução no comprimento dos intestinos humanos, similaridades fisiológicas parecem ter permitido a manutenção da composição e função do microbioma.

Coevolução microbioma-gene-cultura

Curiosamente, também há diferenças importantes entre os microbiomas de intestinos humanos e de grandes primatas. Os microbiomas intestinais humanos são mais semelhantes aos de babuínos do que aos de chimpanzés. Esse padrão pode ser atribuído à dieta: humanos são geneticamente mais semelhantes a chimpanzés, mas exibem mais semelhança a cercopitecídeos, como os babuínos, na dieta e uso de habitat. Tanto babuínos quanto humanos têm uma dieta altamente onívora e rica em amido. Como o microbioma intestinal tem papel importante no processamento de componentes da dieta de seus hospedeiros, particularmente de carboidratos resistentes, é provável que as mesmas linhagens microbianas e vias metabólicas beneficiaram nossos ancestrais humanos e babuínos atuais. Essa similaridade está associada ao uso de ferramentas por humanos, que levou, como vimos, à diminuição do intestino, ao facilitar a digestão. O resultado foi – como discutem Dunn e colegas – um microbioma caracteristicamente humano que exibe aspectos tanto de grandes macacos quanto de cercopitecídeos.

Dunn e colegas discutem outro aspecto interessante dos microbiomas humanos: a grande variação em sua composição e função, fortemente correlacionada à geografia e ao estilo de vida. O microbioma parece ter, assim, um papel na adaptação local de grupos humanos, o que tem implicações para a evolução dos hominíneos. Suponha que populações locais de H. erectus tivessem, como chimpanzés e babuínos atuais, maior probabilidade de compartilhar microorganismos quanto mais próximas geograficamente. Então, elas poderiam também apresentar maior probabilidade de compartilhar microorganismos capazes de digerir ou detoxificar alimentos consumidos nos seus locais de vida, ou que aumentassem a resistência a doenças infecciosas endêmicas. Esse atributo levaria a uma plasticidade do microbioma associado aos primatas hospedeiros, graças ao compartilhamento social de microorganismos, mesmo na ausência de mudanças nos genomas dos hospedeiros.

Esta é uma possibilidade muito instigante, que me leva a algumas hipóteses. Essa plasticidade poderia contribuir, por sua vez, para a adaptação de grupos de hominíneos ao ambiente local, mediada por adaptações de seu microbioma compartilhado. Podemos ter, assim, uma coevolução microbioma-genoma, caso essas adaptações locais baseadas no compartilhamento de um microbioma plástico levem a novos regimes seletivos, que alterem a distribuição de frequências alélicas de genes sob pressão seletiva em gerações futuras dos hominíneos. Chegamos, assim, a um fenômeno de impulso fenotípico (phenotypic drive), no qual plasticidade do microbioma, associada à vida social, conduziria a novos padrões de seleção e a mudanças genéticas nas populações. Se o compartilhamento dos microorganismos estiver de um modo ou de outro associado a práticas culturais dos hominíneos, podemos ter então um fenômeno evolutivo muito interessante: uma coevolução microbioma-gene-cultura!

A plausibilidade dessa hipótese é sugerida por sua consistência com o fato de que microorganismos contribuem para a diferenciação e expansão do nicho ecológico de populações humanas atuais, assim como de outros mamíferos, como também discutem Dunn e colegas. Por exemplo, em ratos-do-deserto (Neotoma lepida), microorganismos intestinais permitem o consumo de uma dieta rica em taninos, dando-lhes acesso a recursos alimentares inacessíveis a mamíferos sem tal adaptação microbiana. Populações humanas que têm uma dieta rica em algas marinhas possuem adaptações microbianas locais que tornam possível extrair desses alimentos carboidratos complexos normalmente inacessíveis. Uma dinâmica similar pode ser conjecturada no caso de adaptações do microbioma humano a doenças infecciosas locais, embora isso tenha sido pouco estudado. Podemos, desse modo, ter uma influência importante do comportamento social de hominíneos sobre seus microbiomas plásticos, com uma retroalimentação desses microbiomas sobre a evolução dos hominíneos.

Dunn e colegas de fato levantam a hipótese de que adaptações microbianas locais tiveram papel crítico na evolução humana. Os humanos fizeram grandes migrações, que os expuseram a uma diversidade de novos ambientes: os primeiros membros do gênero Homo, como H. habilis, cruzaram as paisagens africanas e ampliaram suas opções alimentares dessa maneira. H. erectus, a espécie mais bem sucedida de nosso gênero (malgrado nossa mal-direcionada vaidade), ocupou o planeta de 2 milhões de anos a 500 mil anos atrás e se distribuiu por boa parte do planeta, indo tão ao norte quanto a atual Espanha e tão a leste quanto a China de hoje em dia. Nesses diferentes locais, eles comeram uma diversidade de alimentos, utilizaram uma variedade de ferramentas e provavelmente exibiram diferentes culturas culinárias, como observamos nos chimpanzés modernos. Eles também devem ter sido expostos a novas doenças à medida que se moviam pelo planeta. A plasticidade de seu microbioma poderia ter sido, assim, um fator adaptativo importante, na medida em que facilitaria a diversidade da dieta, contribuindo com vias metabólicas chave, que poderiam aumentar o poder nutricional de uma série de alimentos, bem como a resistência a novas doenças. Por sua vez, as estruturas e práticas sociais dos hominíneos provavelmente desempenharam papel importante no estabelecimento e na manutenção de microbiomas especializados em cada local. A coevolução microbioma-gene-cultura pode ter sido, assim, muito importante para a diversificação dos hominíneos e a eventual origem de nossa espécie.

O processamento dos alimentos e o microbioma estendido

Por fim, vale examinar o que nos contam Dunn e colegas sobre o papel do processamento dos alimentos na evolução humana e na evolução da socialidade humana. Esse papel decorre do impacto sobre a digestão, que passa a requerer menos calorias, e a mastigação. Chimpanzés realizam diferentes tipos de processamento dos alimentos que consomem, por exemplo, batendo nozes e sementes para abri-las, usando gravetos para acessar tubérculos, insetos, raízes e outros animais. Nossos ancestrais poderiam exibir estes e outros tipos de processamento, a exemplo do uso do fogo para cozinhar alimentos e de fogo e fumaça para acalmar abelhas e extrair mel. Eles também faziam uso de ferramentas para cortar, desmembrar e dividir carne. Embora algumas dessas formas de processamento de alimentos envolvem microorganismos, estes têm papel secundário. No que diz respeito ao microbioma, o grande salto veio com o controle da fermentação pelos hominíneos, que deu aos microorganismos um papel mais central em nossa nutrição.

Não se sabe quando a fermentação foi controlada pela primeira vez em nossa linhagem. Embora se possa pensar que a fermentação envolveria técnicas que hominíneos anteriores à nossa espécie não teriam dominado, essa percepção não é correta. No ártico, por exemplo, são largamente utilizadas técnicas de fermentação em estômagos de focas. Também é possível fermentar alimentos submergindo-os em riachos com fluxo lento de água ou enterrando-os. Essas técnicas são encontradas inclusive em outros animais, como hienas, assim como raposas e outros carnívoros de regiões frias, que armazenam e em alguma medida fermentam alimentos enterrando-os. Não parece haver, assim, quaisquer obstáculos técnicos ou intelectuais que pudessem impedir que H. erectus ou alguma outra espécie de Homo dominasse a fermentação de ao menos alguns tipos de alimento.

Quando a fermentação foi dominada em nossa linhagem, isso permitiu que nossos ancestrais começassem a armazenar alimentos, devido aos efeitos da própria fermentação, e, assim, ficassem por mais tempo em um único local. Assim, a persistência de grupos maiores de indivíduos na mesma região seria favorecida pela fermentação, levando a mudanças fundamentais na evolução de nossa socialidade. Os microorganismos usados na fermentação poderiam ser obtidos de corpos de insetos, como a levedura de cerveja, ou de corpos dos próprios humanos ou de outros mamíferos, como no uso de microorganismos da saliva na produção de outras bebidas fermentadas (por exemplo, a chicha na America Latina), ou da pele na produção de alguns queijos, ou de bactérias associados ancestralmente à boca na produção de iogurtes.

Dunn e colegas argumentam que, ao utilizar microorganismos do corpo para fermentar alimentos, nossos ancestrais estenderam seus genomas e fenótipos, assim como fazem castores ao construir suas represas. Eles teriam dessa maneira estendido seus intestinos, externalizando parte da digestão no processo de fermentação dos alimentos. Esta é uma ideia muito interessante, que pode ser expandida para o argumento de que a fermentação teve um papel importante na construção de nicho por sociedades humanas.

Muitos de nós possivelmente nunca imaginamos que a fermentação tivesse papel tão importante na evolução humana. Muito bem! Então, brindemos a isso com uma boa cerveja artesanal, pensando em como os microorganismos podem ter contribuído para duas das maiores transições sociais na história dos hominíneos: a transição para grandes populações mais sedentárias e a transição para a vida urbana!

 

Charbel N. El-Hani

Instituto de Biologia/UFBA

 

PARA SABER MAIS:

Aiello, L. C. & Wheeler, P. (1995). The Expensive-Tissue Hypothesis: The Brain and the Digestive System in Human and Primate Evolution. Current Anthropology 36: 199-221.

Amato, K. R., Jeyakumar, T., Poinar, H. & Gros, P. (2019). Shifting Climates, Foods, and Diseases: The Human Microbiome through Evolution. BioEssays 41: 1900034.

Dunn, R. R., Amato, K. R., Archie, E. A., Arandjelovic, M., Crittenden, A. N. & Nichols, L. M. (2020). The Internal, External and Extended Microbiomes of Hominins. Frontiers in Ecology and Evolution 8: 25.

Gomez, A. et al. (2019). Plasticity in the Human Gut Microbiome Defies Evolutionary Constraints. mSphere 4:e00271-19.

Price, T. D., Qvarnström, A. & Irwin, D. E. (2003). The role of phenotypic plasticity in driving genetic evolution. Proceedings of the Royal Society of London B 270: 1433-1440.

Whitehead, H., Laland, K. N., Rendell, L., Thorogood, R. & Whiten, A. (2019). The reach of gene–culture coevolution in animals. Nature Communications 10: 2405.

Imagem: Homo erectus, a espécie mais bem sucedida de nossa linhagem, migrou para várias regiões do planeta, adaptando-se localmente com a ajuda dos microorganismos que viviam em seu corpo (seu microbioma). Reconstrução feita por W. Schnaubelt & N. Kieser (Atelier WILD LIFE ART), exibida no Westfälisches Landesmuseum, Herne, Alemanha (lwl-landesmuseum-herne.de), fotografada por Lillyundfreya, 2007.

Meninos de azul, meninas de rosa, e outras ideologias de gênero

Distintas culturas abrigam distintas ideologias de gênero. Como nossa natureza humana é biologicamente cultural, nada mais natural que sermos sexualmente diversos, plurais. Tentar impor um padrão cultural verde e amarelo, ou uma ideologia de gênero rosa e azul, é um exercício inútil, pois a evolução cultural jamais se rende à força bruta.

Neste momento conturbado, em que sobrevivemos em um mar revolto de radicalismos, defender o meio termo chega a ser uma atitude revolucionária. Nunca pensei que chegaríamos ao ponto em que um discurso morno se tornaria mais inflamável que os discursos incendiários. Se eu viesse aqui defender que os papéis sexuais humanos, masculino e feminino, são invenções que variam de cultura para cultura, se eu viesse defender que as atitudes tipicamente femininas (bem como as tipicamente masculinas) são inventadas pela sociedade e, portanto, se viesse aqui defender que tais atitudes não fazem parte da natureza (biológica) do ser humano, eu seria amplamente repercutido na internet dentro de bolhas sociais politicamente de esquerda. Ao contrário, se eu viesse aqui dizer que os papéis, masculino e feminino, são fruto da biologia humana, que são geneticamente determinados, eu faria sucesso nas bolhas sociais de direita. No entanto, como sou cientista, e como baseio meu pensamento em fatos estabelecidos, me dou ao direito de ser muito mais radical: vou irritar tanto a direita quanto a esquerda.

Começo contando uma história clássica: a dos gansos de Lorenz. Lorenz foi Prêmio Nobel no estudo do comportamento animal (Etologia), e estudou a estampagem (imprinting): aves aprendem quem são ao nascer, e gansos que, ao nascer, não viram mamãe ganso, mas sim o próprio Lorenz, passaram a partir daí a segui-lo, como se ele fosse mamãe ganso. O ponto importante aqui é que, quando os machos desses bebês ganso ficaram adultos, ao invés de cortejarem as fêmeas de sua espécie, eles cortejaram o próprio Lorenz, um fenômeno então denominado estampagem sexual. Vejam só que coisa mais radical: a preferência sexual dos gansos mudou não de um sexo para outro (não viraram homossexuais), mas mudou de uma espécie para outra. A moral da história aqui é a seguinte: se até mesmo gansos aprendem qual é o seu objeto de desejo, por que seres humanos, que aprendem muito mais que gansos, não poderiam também aprender sobre sua sexualidade, e escolher suas preferências e práticas sexuais ao longo de suas vidas? Pronto, conquistei a ira tanto dos leitores que habitam apenas bolhas sociais no campo político da direita, quanto daqueles leitores que confundem ciência e religião, e que por isso negam a evolução. Agora deixe-me conquistar a ira dos leitores que habitam exclusivamente bolhas à esquerda, no espectro político, algo muito fácil para um biólogo como eu.

Será que o que dissemos acima implica que, se humanos aprendem muito mais que gansos, então humanos poderiam aprender muito mais sobre sua sexualidade e assim, ao nascerem, meninos e meninas seriam na verdade biologicamente neutros, e poderiam se transformar sexualmente em qualquer direção? Alto lá: não tão rápido nestas conclusões. Seres humanos não são uma tabula rasa, ou seja, não nascem inteiramente livres para escolher suas preferências. Há uma vasta literatura sobre os chamados universais humanos, ou seja, que se debruça sobre muitas e diferentes culturas ao redor do mundo (em vários estudos, mais de 40 culturas), e mostra que, apesar das diferenças culturais (que são inúmeras), há comportamentos sexuais humanos que são universais, presentes em todas as culturas. Coisas simples, tais como: homens preferem mulheres de aparência mais jovem, mulheres preferem homens com elevado status social, homens preferem cintura fina (como já diria Luiz Gonzaga em sua canção “vem cá cintura fina, cintura de pilão, cintura de menina, vem cá meu coração”). Mulheres têm menor número de parceiros sexuais do que homens, homens valorizam atividades com alto risco, e mulheres valorizam mais o cuidado parental: estes são exemplos de comportamentos/preferências encontradas em todas as culturas estudadas. Se há papéis sexuais humanos universais, então podemos concluir que há uma biologia de gênero, por oposição a uma ideologia de gênero? Alto lá, muita calma nessa hora.

Os psicólogos evolucionistas, que estudam a evolução do comportamento humano, e que têm apontado as evidências acima de que o ser humano tem papéis sexuais universais, jamais disseram que o comportamento humano é fixo (embora alguns cheguem perto disso), que nossas preferências sexuais são instintivas e determinadas por nossos genes, ou que não há espaço para a liberdade ou para a cultura influenciar o comportamento sexual. O fato de haver universais humanos indica que há uma alta probabilidade de certos comportamentos sexuais aparecerem em seres humanos. Agora, dizer que algo é muito provável não é dizer que esse algo, essa preferência sexual, é inevitável. Nós humanos, como os gansos e animais em geral, somos também fruto do meio. Todos conhecemos os casos de crianças ferais, que desenvolveram comportamentos pouco usuais quando criadas em ambientes também pouco usuais. Por exemplo, a linguagem é um universal humano: todas as culturas possuem uma língua. Isso não impede que muitos dos bebês ferais criados em isolamento não tenham desenvolvido linguagem. Seres humanos evoluíram para se ajustar culturalmente ao seu ambiente, o que significa que eles vão variar seu comportamento em função deste ambiente, via aprendizagem individual e social. Sem o convívio social, os bebês ferais não teriam motivo algum para desenvolver linguagem, pois não haveria com quem falar. Agora, havendo convívio social, os bebês irão desenvolver uma linguagem, mesmo que sejam surdo-mudos, e o desenvolvimento da linguagem é rápido justamente porque temos bases biológicas que aceleram e facilitam a aprendizagem de linguagens. Para ser claro, biologia não é destino: ter genes para a linguagem não implica ter linguagem, implica aumentar a probabilidade da existência de linguagem. Assim, quando falamos de uma natureza humana, estamos falando sempre em termos relativos (dependente do ambiente em que o indivíduo cresceu) e probabilísticos, ou seja, nunca devemos abraçar, como biólogos, um pensamento determinístico, do tipo: tem tal gene, terá tal comportamento.

Finalmente, dizer que há universais humanos (relativos e probabilísticos), não quer dizer que não exista também o oposto disso: há comportamentos sexuais que são claramente culturais, e dada a diversidade de culturas humanas, deve ficar claro para qualquer observador atento que há muito mais comportamentos culturalmente organizados que os poucos supracitados universais humanos. A diversidade de comportamento sexual humano é espantosa, como antropólogos e etnógrafos estão cansados de registrar. Sob este pano de fundo, dizer que meninos usam azul, e meninas usam rosa, é tapar o sol com a peneira, é ignorar toda a riqueza cultural já registrada em livros e documentários. Da Polinésia à Índia, das tribos africanas às ameríndias, dos Inuits aos mongóis, a variedade de comportamentos sexuais jamais poderia ser resumida a meninos de azul versus meninas de rosa. A história mostra que forçar um povo a adotar um costume não costuma dar certo: a capoeira, para ficar em um exemplo bem brasileiro, resistiu maravilhosamente aos poderosos de sucessivas gerações. Além disso, a cultura é intrinsecamente dinâmica, evolui sempre, se modifica, se diversifica: não adianta forçá-la a uma única opção bicolor. Fingindo lutar contra a ideologia de gênero, querem restabelecer a ideologia de gênero rosa/azul do século XVII. Por mais que neste curto momento anti-político, pelo qual passamos neste nosso belo país, se tente impor uma mal disfarçada ditadura de costumes, nenhuma camisa de força vai eliminar as cores do arco-íris. Não adianta lutar contra a multifacetada natureza humana.

Hilyon Japyassu (UFBA)

Para saber mais:

Buss, D. M. (2016). The evolution of desire: Strategies of human mating. Basic books.

Immelmann, K. (1972). Sexual and Other Long-Term Aspects of Imprinting in Birds and Other Species. In Advances in the Study of Behavior (Vol. 4, pp. 147-174). Academic Press.

Japyassú, H. F. (2015). Not Such Nature. Science & Education 24:1271-1283.

As duas origens do sistema nervoso

O movimento dos animais depende de células musculares conectadas por tendões ao esqueleto, ou pele, e de neurônios que as coordenam através de impulsos elétricos. Esses dois tipos celulares permitem toda a variedade de comportamentos que reconhecemos como tipicamente animais, desde rastejar a escrever estas linhas. Para a surpresa dos zoólogos, trabalhos recentes indicam que neurônios e células musculares evoluíram duas vezes, independentemente. Continue Lendo “As duas origens do sistema nervoso”

Tem uma mosca na minha ferida!

Para a maioria das pessoas, as moscas causam apenas uma reação: nojo. De fato, não há como negar que esses insetos sejam asquerosos. Eles entram em seu lixo, passeiam pelo esgoto e cadáveres –como discutido em um texto recente do Darwinianas– e regurgitam em tudo. Por causa dessas excursões por locais peculiares, ficam cobertos de bactérias e outros patógenos para depois andar com suas patinhas sujas por toda a sua comida. Pois é, as moscas são realmente nojentas, mas é justamente a atração desses insetos por material em decomposição que faz com que suas larvas sejam benéficas para a saúde humana.

Feridas crônicas podem se desenvolver em pacientes com diversas condições, como diabetes ou doença vascular, por exemplo. Essas feridas podem ter tecidos necrosados e infectados, e muitas vezes se tornam úlceras sem cicatrização –desesperadamente desagradáveis ​​para os pacientes que sofrem com elas. Em muitos casos, essas feridas podem piorar e resultar na amputação de partes ou mesmo de membros inteiros. No entanto, a aplicação de larvas (esterilizadas) pode reverter esse quadro. Quando todos os outros tratamentos falham, larvas de moscas em seu primeiro instar (larvas recém-nascidas) podem transformar, em poucos dias, uma úlcera estagnada em uma ferida limpa e saudável em processo de cicatrização. Esse tratamento alternativo é chamado de terapia larval, biocirurgia ou larvoterapia. A terapia larval é uma opção de atraente de desbridamento (remoção do tecido necrótico e outros resíduos de uma ferida) porque as larvas utilizadas para fins clínicos comem apenas tecidos mortos e deixam o tecido vivo intacto. Todos os outros procedimentos de desbridamento inevitavelmente destroem parte do tecido vivo.  

O uso de larvas para o desbridamento de feridas difíceis e crônicas não é uma ideia nova. Os aborígines australianos já usavam larvas para limpar feridas há séculos, mas as larvas passaram a ser apreciadas universalmente somente após algum tempo, quando os cirurgiões militares notaram que os soldados com feridas infestadas por larvas apresentavam uma melhor e mais rápida recuperação. Ambroise Paré foi um cirurgião-barbeiro que serviu no exército francês e fez um dos primeiros relatos sobre o benefício das infestações durante a batalha de St. Quentin, em 1557. Em 1829, o cirurgião de campo de Napoleão Dominique Larrey também observou os efeitos benéficos das larvas em ferimentos sofridos por soldados durante uma expedição à Síria. Ele notou que as larvas que se desenvolviam em ferimentos sofridos em batalha impediam o desenvolvimento de infecções e aceleravam a cura. Não há evidências, no entanto, de que Paré ou Larrey tenham introduzido larvas nas feridas de seus pacientes deliberadamente. Isso só aconteceu quando John Forney Zacharias, um cirurgião de Maryland durante a guerra civil americana, iniciou oficialmente a terapia com larvas, que ele explica ter salvado muitas vidas. Mais tarde, durante a Primeira Guerra Mundial, William Baer observou que as larvas auxiliavam na cicatrização de feridas e desenvolveu com sucesso um método para produzir larvas esterilizadas que não disseminariam infecções. A terapia foi amplamente utilizada até depois da Segunda Guerra Mundial, quando houve a descoberta de antibióticos e o desenvolvimento de melhores técnicas cirúrgicas, que deixaram as larvas em segundo plano, utilizadas apenas como último recurso.

O interesse renovado na terapia larval foi desencadeado com ocorrências generalizadas de “superbactérias”, resistentes a diversas classes de antibióticos. Por exemplo, a bactéria que ocorre mais comumente em feridas, Staphylococcus aureus, adquiriu resistência à meticilina em 1961, dois anos após sua introdução como substituto da penicilina. A evolução da resistência a antibióticos levou a um aumento do tempo de hospitalização e tratamento de pacientes com feridas crônicas. Como resultado, desde 1990, as larvas voltaram a ser utilizadas no tratamento de certas feridas que, de outra forma, seriam intratáveis. ​​Suas secreções são eficazes mesmo contra S. aureus resistente a antibióticos. As célebres larvas também atuaram no filme Gladiador (2000). Em uma das cenas, o protagonista desmaia após ser ferido em uma batalha e, quando ele acorda, encontra sua ferida cheia de larvas aplicadas por um amigo. As larvas limparam a ferida também na versão cinematográfica da terapia larval. Em 2004, o FDA (“Food and Drug Administration”) aprovou o uso de larvas estéreis em aplicações médicas nos Estados Unidos.

As larvas usadas na terapia geralmente pertencem a espécies de moscas varejeiras (apresentadas em texto sobre Entomologia Forense aqui no Darwinianas), como a Lucilia sericata. No Brasil, larvas de Cochliomyia macellaria também estão sendo testadas para o mesmo propósito. Essas larvas alimentam-se exclusivamente de material orgânico em decomposição e se afastam de uma ferida quando há apenas tecido saudável. Elas também são fáceis de cultivar em condições estéreis e são relativamente resistentes (podem ser resfriadas e armazenadas a 5°C). Cerca de 10-20 larvas esterilizadas são aplicadas por centímetro quadrado de ferida. Como as larvas de moscas são altamente móveis, há necessidade de contê-las em um curativo especial que lhes permite alcançar o tecido a ser tratado, mas impede que saiam da ferida. O progresso do tratamento é verificado diariamente, e as larvas são trocadas pelo menos a cada três dias por causa de seu rápido crescimento e ciclo de vida curto em temperaturas corporais humanas.

As larvas limpam o tecido necrótico com uma grande velocidade, apesar de não possuírem dentes. Elas secretam enzimas proteolíticas digestivas para liquefazer o tecido necrosado que servirá para sua alimentação. Juntamente com as enzimas, as larvas secretam outras moléculas com papel ativo na cicatrização da ferida: fatores estimulantes do crescimento celular, fatores antimicrobianos e fatores antiinflamatórios. A rápida melhora no quadro se dá então pelas diferentes atuações da larva na ferida. A alimentação competitiva das larvas das moscas varejeiras remove rapidamente a fonte de alimento das bactérias e muitas delas são digeridas no processo. A remoção do tecido morto também permite uma melhor difusão do oxigênio nos tecidos saudáveis, o que impede a proliferação de bactérias anaeróbicas. Elas também secretam fatores antibacterianos e antifúngicos  eficazes contra inúmeros patógenos, incluindo cepas resistentes a antibióticos. Além de combater a infecção, as secreções larvais também induzem a migração de fibroblastos, proliferação e remodelação do tecido, acelerando a recuperação. Finalmente, as larvas podem promover o crescimento do tecido por meio da estimulação física do tecido da ferida. O movimento ajudaria o fluxo das secreções das larvas e a quebra mecânica do tecido morto.

Todos esses processos se tornaram alvos para desenvolvimento de produtos biotecnológicos. Max Scott, da North Carolina State University, por exemplo, aposta na nova geração da terapia larval, combinando a atividade das larvas na ferida à atuação do fator de crescimento humano derivado de plaquetas (PDGF). Ele e sua equipe geraram uma linhagem de L. sericata transgênica que produz e secreta o fator de crescimento humano. O PDGF estimula a sobrevivência celular, a proliferação de fibroblastos e a quimiotaxia, reorganização da actina e produção e secreção de outros fatores de crescimento. Sua produção torna a larva ainda mais eficiente no desbridamento. Mesmo os estudos básicos sobre a biologia e evolução do hábito alimentar em Calliphoridae realizado pelo nosso grupo, em colaboração com a Profa. Patrícia J. Thyssen na Universidade de Campinas, contribuem para a compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes às preferências alimentares e dinâmica na ferida. Ensaios de preferência alimentar nos permitem escolher, dentre as espécies de Calliphoridae, aquelas que se alimentam exclusivamente de tecido necrosado, sem invadir o tecido sadio, enquanto nossa análise da expressão gênica nas larvas pode revelar proteínas secretadas com potencial terapêutico. Essas proteínas larvais podem ser estudadas para o desenvolvimento de pomadas para desbridamento, sem a necessidade da aplicação das larvas, que ainda encontra uma certa resistência de profissionais de saúde e do público em geral. Enquanto as pomadas não chegam ao mercado, as larvas funcionam como dispositivos médicos em miniatura com o poder de ajudar a curar e livrar muitos da carga dolorosa e incapacitante de feridas crônicas.

Tatiana Teixeira Torres (USP)

Para saber mais:

– Masiero FS, Martins DS e Thyssen PJ (2015) Terapia Larval e a aplicação de larvas para cicatrização: revisão e estado da arte no Brasil e no mundo. Revista Thema, 12(01): 4-14.

Nesse artigo, os autores revisam a literatura sobre terapia larval, apresentando a aplicação de larvas como alternativa para cicatrização de feridas. Um dos objetivos dos autores é desmistificar a modalidade terapêutica e estimular profissionais da saúde a aplicá-la em larga escala.

– Sherman RA (2014). Mechanisms of Maggot-Induced Wound Healing: What Do We Know, and Where Do We Go from Here? Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2014: 592419.

Revisão dos estudos clínicos controlados que testaram a eficácia da terapia larval. Pelos dados clínicos levantados há consenso de que o uso das larvas é efetivo no desbridamento. As evidências clínicas para a cicatrização acelerada de feridas são escassas, mas estudos clínicos pequenos sugerem fortemente que as larvas realmente promovem o crescimento de tecidos e cicatrização de feridas.

– National Geographic (2012) Maggot Medicine.

Programa mostrando a utilização da terapia larval. O vídeo contém cenas reais de larvas sendo aplicadas em uma ferida. Essas cenas podem ser desagradáveis para alguns espectadores.

Robôs maravilhosos e relojoeiros cegos

Há tempo nos divertimos com imitações de seres humanos. Os primeiros robôs, se é que mereciam este nome, eram extremamente simples: algo como marionetes com cordéis ligados a engrenagens de relojoaria, rebuscados bonecos de dar corda. No século XIII eles fascinavam imperadores e religiosos, e a igreja católica européia financiou e engendrou inúmeros santos e presépios maquínicos, com anjos-robôs que voavam, com almas subindo aos céus, santos que sorriam, andavam, giravam os olhos em interação com o público, o qual se deleitava entre o riso e o assombro da então novíssima tecnologia. Este assombro frente ao homem-máquina permanece ainda nos dias de hoje, com robôs sociais modernos imitando cada vez mais perfeitamente o comportamento humano, produzindo interações que se aproximam cada vez mais dos cenários dos filmes de ficção científica. Inclusive, no que se refere conversas online (chats), a ficção científica já chegou: muitas vezes não discernirmos se fomos atendidos por uma inteligência natural ou artificial, tamanha a sofisticação dos sistemas computadorizados de comunicação. O mesmo vale para bots que operam perfis falsos em redes sociais, ou que atuam no mercado financeiro, comprando e vendendo ações automaticamente.

Para muitos, a ficção científica é apenas uma questão de tempo: logo mais estaremos conversando diariamente com robôs sociais, naturalizando assim o assombro de nos recriarmos à nossa própria imagem e semelhança. Curiosa essa nossa propensão demiúrgica. Há séculos tentamos nos transformar em deuses capazes de criar seres “vivos”, e se a ciência afinal conseguir este feito extraordinário, muitos entenderão não haver mais necessidade de deuses “reais”: a religião seria afinal substituída pela ciência, pois nos transformaríamos nós mesmos em deuses. Será mesmo? Duvido muito desta possibilidade. Não da possibilidade de criarmos robôs quase humanos, mas da possibilidade de a ciência substituir a religião.

Quanto a criar robôs, há empresas trabalhando, por exemplo, na produção de implantes neurais, interfaces cérebro-máquina com conexão sem fio a computadores. Máquinas mais simples, como implantes cocleares que processam a linguagem para pessoas com severa perda auditiva, já estão em uso há um certo tempo. O que se discute hoje é a ampliação não só da capacidade de processamento como do nível de integração destes implantes com o sistema nervoso. Logo poderemos passar do uso de implantes com finalidades médicas para o uso de implantes com finalidades recreativas, ou para ampliação das capacidades humanas. Estamos pois a um passo de criar híbridos homem-máquina, super-homens com capacidades sobre-humanas.

Recentemente um número especial da influente revista inglesa Philosophical Transactions of the Royal Society analisou não apenas as questões éticas, mas também as possibilidades reais de aprimoramento técnico na comunicação homem-máquina, bem como os efeitos psicológicos desta interação. Por exemplo, para robôs serem capazes de interagir satisfatoriamente com humanos pode ser necessária uma arquitetura computacional multimodal inspirada nas neurociências, criando um sistema de memória autobiográfica, como vem sendo testado no robô iCub. Interfaces que permitam o reconhecimento online da personalidade e emoções de usuários humanos, baseado nas imagens e sons capturados durante a interação, também serão fundamentais, e estão disponíveis em robôs como o NAO da Softbank Robotics. Mas isso não é suficiente: os robôs têm que manter o engajamento em uma relação com humanos. Quem quer que tenha estado em mesas de bar sabe da energia, inventividade e carisma necessários para manter-se no foco das atenções, e os robôs estão evoluindo neste sentido, desenvolvendo expressões faciais adequadas ao contexto, incorporando sentimentos como confiança, e captando a perspectiva do interlocutor, em plataformas computacionais que não são mais programadas apenas de cima para baixo (como os antigos jogos de xadrez), nas quais todas as possibilidades de ação estão previamente dadas na “mente” do robô, mas que se adaptam ao imprevisto ao acrescentar curiosidade e capacidade de aprendizado treinada em situações concretas. Robôs sociais inteligentes estão surgindo.

Finalmente, robôs sociais inteligentes são muitas vezes inspirados na biologia, psicologia e neurociência, ou seja, eles são modelos artificiais daquilo que a ciência hipotetiza ser o funcionamento humano. Assim, tais robôs são também úteis para testar estas próprias hipóteses sobre nosso funcionamento. Se eles mimetizam bem nosso funcionamento, tais hipóteses não devem estar muito equivocadas. Eles permitem também que possamos controlar experimentalmente as interações humanas, e portanto facilitam seu estudo experimental. Por exemplo, podemos entender se a sincronização de posturas durante uma conversa aumenta a empatia, ao variar artificialmente a força desta sincronia postural em robôs, durante interação com humanos.

Claro, há inúmeras questões éticas envolvidas com o surgimento destas novas tecnologias. Quando estamos remediando uma deficiência (fazendo um surdo escutar), sabemos qual é o comportamento “normal” que desejamos restaurar. Já quando estamos ampliando a cognição do indivíduo de forma apenas recreativa, não há um “normal” a ser restaurado. Estamos criando algo novo, e há inúmeras incertezas sobre como isto pode afetar não apenas o indivíduo (sua fisiologia, seus aspectos psicológicos e interacionais), mas também o meio social. Se futuros humanos com próteses computacionais (seres híbridos) puderem controlar robôs, ou se comunicar com, ou controlar outros híbridos, teremos um claro efeito social destas novas tecnologias. Seria permitido a um híbrido, por exemplo, modificar (imprimir um hábito em) o cérebro de outro enquanto o outro dorme? E se hackers invadirem seu cérebro porque você não atualizou o sistema? Seria eticamente adequado permitir a competição entre humanos normais e híbridos por vagas no mercado de trabalho? Não estaríamos aumentando a disparidade social ao permitir que os mais ricos tenham acesso aos melhores empregos por terem implantes neurais mais potentes? Como se vê, há inúmeros dilemas éticos no caminho destas novas tecnologias.

Para finalizar, voltemos à ciência substituindo a religião. Ao homem-máquina semi-deus substituindo os antigos deuses no imaginário social, ao criar robôs perfeitos à sua imagem e semelhança. As novas possibilidades tecnológicas nos deixam maravilhados e assombrados. Este sentimento, este deslumbramento que vemos nas ficções científicas povoando o imaginário ocidental, é o mesmo deslumbramento dos medievais com as primeiras marionetes mecânicas. Tais marionetes eram capazes, para eles, de comportamentos surpreendentes, possíveis apenas nos seres vivos. Elas pareciam animadas por dentro. Foi deste deslumbramento que surgiu a ideia de que as máquinas iriam ser gradativamente aperfeiçoadas até se assemelharem completamente a nós mesmos.

A ideia medieval era a de que as máquinas não eram inertes, e como tal serviriam de modelo para o nosso próprio comportamento criativo. Seríamos assim uma máquina maravilhosa e surpreendente. No entanto, com o passar do tempo, e com a familiaridade com os bonecos mecânicos, este deslumbramento cedeu lugar para a concepção mecanicista atual, predominante nas neurociências, de que o cérebro é uma máquina de resposta a estímulos externos, que os animais são, ao final, apenas marionetes, complicadas é verdade, mas ainda assim marionetes, como um carro, cheio de peças, marionetes cheias de órgãos, cada um para uma função automática e pré-determinada. Esta concepção de uma máquina passiva foi introduzida e defendida pela igreja (em particular pelo protestantismo, veja um detalhamento histórico no livro de Jéssica Riskin), quando estava se arriscando a perder o controle sobre o imaginário social para a nascente ciência moderna. Para retomar o controle sobre o imaginário ela formulou a partição da máquina maravilhosa em corpo inerte e alma livre. Doravante a ciência estuda o corpo inerte, e a religião a alma criativa.

Boa parte da biologia contemporânea deriva desta concepção de corpo como máquina pré-programada. Reflexos disto vemos na concepção de que os genes pré-determinam o que somos, de que a fisiologia é o mundo das respostas e ajustes automáticos, de que temos instintos incontornáveis, enfim, de que os padrões biológicos são fruto de uma ordenação prévia que, no renascimento, era dada por Deus e que, em Darwin, seria dada pelo acaso, elaborada por um relojoeiro cego. Vemos assim que, curiosamente, a biologia do século XIX e XX aceitou uma concepção basicamente teológica do corpo como um aparato maquínico inerte. Não há portanto qualquer possibilidade de que a ciência substitua a religião: ao contrário, esta visão científica é, em sua origem, uma concepção religiosa. Ciência e religião andam juntas no corpo da cultura, e ainda teremos muito trabalho pela frente se quisermos construir uma teoria biológica realmente alternativa, uma concepção que restaure no âmago do ser vivo sua relojoaria inventiva, a máquina maravilhosa que, por enquanto, ainda somos.

Hilton Japyassú (UFBA)

Para saber mais

Cross ES, Hortensius R, Wykowska A. 2019 From social brains to social robots: applying neurocognitive insights to human–robot interaction. Phil. Trans. R. Soc. B 374: 20180024.

Gunes H, Celiktutan O, Sariyanidi E. 2019 Live human–robot interactive public demonstrations with automatic emotion and personality prediction. Phil. Trans. R. Soc. B 374, 20180026.

Metta G et al. 2010. The iCub humanoid robot: an open-systems platform for research in cognitive development. Neural Netw. 23, 1125 – 1134.

Riskin, J. 2016. The restless clock: a history of the centuries-long argument over what makes living things tick. The University of Chicago Press.

Animais não-humanos cometem suicídio?

Seria o suicídio uma característica única dos humanos? A questão do suicídio em outros animais pode ser mais importante do que muitos pensam.

Albert Camus um dia escreveu: “há apenas uma questão filosófica realmente séria e esta é o suicídio”. Muitos pensarão que se trata de uma afirmação exagerada. Concordo. Mas não podemos deixar de apreciar o poder dessa hipérbole. Possivelmente, devemos chamar a atenção para um problema que por vezes é negligenciado em nossas reflexões.

O suicídio levanta questões espinhosas sobre a vida e a morte. E ele parece ser algo tipicamente humano, ao menos à primeira vista. Parece evidente para muitos que animais não-humanos não poderiam cometer suicídio. Afinal, suicidar-se dependeria de alguns atributos que muitos supõem que apenas humanos possuem: subjetividade auto-reflexiva, livre arbítrio, consciência da própria morte. Na ausência de tais atributos, não poderia haver suicídio e, assim, a ideia de suicídio entre animais não-humanos não passaria de uma ilusão antropomórfica. Repetidamente, nós, humanos, buscamos argumentos para criar abismos de diferença entre nossa espécie e os outros animais. Repetidamente, essas barreiras são derrubadas. O suicídio é mais uma dessas barreiras em franca queda. Um dia, quiçá, aceitaremos com orgulho a natureza animal de nosso ser, deixando de lado os delírios de grandeza que nos acometem. Continue Lendo “Animais não-humanos cometem suicídio?”

Como ser um carnívoro vegetariano

Estudo mostra como pandas-gigantes fazem para comer tanta proteína quantos seus parentes que comem carne.

A ordem Carnivora inclui a maioria dos mamíferos que se alimenta de outros vertebrados: gatos, cachorros, ursos, lontras, focas, quatis, hienas e outros tantos. Mas o nome da ordem pode causar mal-entendidos, pois, por um lado, nem todo mamífero que come carne pertence à ordem Carnivora e, por outro lado, a maioria dos que pertencem também come vegetais. Pertencer à família Carnivora, como a qualquer outra linhagem de seres vivos, depende da relação de parentesco, não da dieta. Tanto é assim que uma espécie da ordem Carnivora é vegetariana. Continue Lendo “Como ser um carnívoro vegetariano”