Ciência na prática: Uma oportunidade de aprendizagem “Mãos na massa” por meio da Ciência Cidadã

Já dizia Paulo Freire “(…) ensinar não é transferir conhecimento, mas criar as possibilidades para a sua própria produção ou construção”. Estudos revelam que a Ciência Cidadã é uma dessas possibilidades, podendo ser usada no ambiente escolar e universitário para promover engajamento com a ciência e atitudes positivas em relação à ciência e ao meio ambiente.

Imagens do Guardiões da Chapada em ação em escolas nos municípios de Lençóis e Mucugê, Bahia (fotos da autora)

É inegável que a ciência está passando por uma crise de confiança nesse começo de século XXI. Os dados da pesquisa realizada pelo Instituto Gallup, em 2019, encomendada pela organização britânica Wellcome Trust, mostram que 75% dos brasileiros entrevistados nessa pesquisa responderam que desconfiam da ciência e 23% consideram que a produção científica pouco contribui para o desenvolvimento econômico e social do país. Quais as explicações possíveis para essa falta de confiança das pessoas na ciência?  Especialistas apontam diversas causas, dentre elas, falta de investimentos em uma educação científica crítica desde a educação básica e/ou disseminação de informações falsas, que confundem deliberadamente as pessoas, em nome de interesses escusos, e/ou a atual crise de legitimidade institucional, com as pessoas deixado de acreditar nas instituições republicanas, e a ciência entrando nesse bojo.

As consequências negativas da ausência de valores próprios do pensamento científico são sentidas pelo número cada vez maior de pessoas que acreditam em pseudociências e teorias da conspiração e que se deixam enganar por notícias falsas. A desinformação é ainda mais preocupante quando diz respeito a determinados temas relacionados à saúde pública, como podemos ver, no presente, no aumento da parcela da população que resiste à vacinação.  No tocante às questões ambientais, a desinformação também impede que as pessoas enxerguem as relações de interdependência dos seres humanos com o mundo natural. No caso das plantas, por exemplo, a cegueira em relação à forma como elas se reproduzem e sua importância em nossas vidas faz com que as pessoas não se incomodem com a perda da biodiversidade vegetal, provocada por ações humanas, como queimadas e desmatamentos, levando-as a ignorar ou apoiar tomadas de decisão não qualificadas que poderão afetar seriamente as nossas vidas e das gerações futuras.

Em artigo publicado aqui no blog, Charbel N. El-Hani e Tiago Guimarães consideram que a crise de confiança na ciência tem a ver, ao menos em parte, com o modo como ensinamos ciências às pessoas. Na avaliação desses colegas, “se as pessoas entendessem mais sobre o que é a ciência e como a ciência funciona, o conhecimento científico poderia ser usado de forma mais justa e proveitosa”. Eles também sugerem que “não precisaríamos nos preocupar com a desinformação, pois as pessoas filtrariam esses documentos falsos, reconhecendo-os pela falta de marcas evidentes das práticas científicas”. Em outra postagem, El-Hani chama a atenção para o fato de que ensinar como a ciência funciona não consiste em ensinar métodos e fazer experimentos. Para isso, é necessário adotar um conjunto de estratégias e ações que aproximem o estudante das práticas científicas.

A Ciência Cidadã (CC) tem potencial para ser utilizada no ambiente escolar e universitário como uma dessas estratégias. Mas antes de começarmos a discutir como a CC poderia ser incluída como ferramenta na educação científica, é importante saber de qual (ou quais) CC estamos falando, pois esse é um termo cuja definição varia bastante entre as diferentes áreas do conhecimento e regiões geográficas. Aqui estamos adotando uma definição ampla e abrangente, proposta pela Rede Brasileira de Ciência Cidadã, que inclui (…) ”uma gama de tipos de parcerias entre cientistas e interessados em ciência, para produção compartilhada de conhecimentos com potencial para promover: o engajamento do público em diferentes etapas da prática científica;  a educação científica e tecnológica, e  co-elaboração e implementação de políticas públicas sobre temas de relevância social e ambiental”. Essa definição abarca, assim, uma  série de iniciativas ao longo de um espectro entre  as duas visões da Ciência Cidadã, a do filósofo e sociólogo inglês Alan Irwin, que define ciência cidadã como “ciência democrática”, e a do zoólogo Rick Bonney, que usa o termo  para descrever projetos em que o público se envolve ativamente na investigação científica e na conservação ambiental, o que ele chama de “ciência participativa”.

Dada a pluralidade conceitual, as iniciativas de CC podem ser classificadas de diferentes modos: pelo tipo/nível de colaboração entre cientistas e público interessado em ciência; pela forma de participação na coleta de dados em programas de monitoramentos e inventários da biodiversidade; pelo grau de contribuição do projeto para a ciência; quanto à natureza ou ao tipo de atividade a ser realizada; pelo nível de participação do cidadão voluntário, interessado em ciência, na pesquisa científica; e quanto aos objetivos do projeto de ciência cidadã. Em relação à participação, os projetos contributivos e colaborativos são os mais comuns e, em geral, de maior interesse da comunidade científica, podendo ser acessados em diversas plataformas, como por exemplo iNaturalist, Zooniverse e SibBr. Já os projetos co-criados, embora menos numerosos e em menor escala, possuem maior relevância social.

Mas, independentemente da tipologia, estudos revelam que a participação em projetos de ciência cidadã proporciona aos estudantes um ambiente favorável para o engajamento com a ciência, levando à melhor compreensão da diversidade da pesquisa científica e do pensamento científico, e promovendo atitudes positivas em relação à ciência e ao meio ambiente. Muito embora os projetos colaborativos contribuam mais para aprendizagem de conteúdos específicos e para aumentar o interesse nesses conteúdos, os projetos co-criados contribuem mais para o desenvolvimento de habilidades para a investigação científica.

No escopo do INCT IN-TREE, alguns projetos de CC estão sendo conduzidos, dentre eles, os projetos Guardiões da Chapada e Guardiões dos Sertões de Sergipe. Em linhas gerais, os “Guardiões” são projetos colaborativos de ciência cidadã que envolvem voluntários no monitoramento participativo da interação planta-visitante em ambientes naturais, urbanos e agrícolas, por meio do registro fotográfico das interações.

Apesar das especificidades de cada projeto “Guardiões”, no que diz respeito aos locais de atuação, aos tipos de ambientes monitorados e às ações que desenvolvem, eles têm em comum o fato de estarem  baseados em três pilares, que coexistem e interagem entre si de forma harmoniosa, organizados em duas dimensões, educacional e científica, quais sejam: 1) Produção colaborativa de informações de base científica, por meio do monitoramento participativo, que permite gerar novos conhecimentos sobre a biodiversidade; 2) Tradução e compartilhamento dos conhecimentos relacionados aos projetos ou gerados por  estes;  3) Despertar da cidadania científica e ambiental, por meio de ações voltadas à capacitação, ao desenvolvimento de habilidades e ao engajamento em ações de conservação.

Na dimensão científica do projeto, a colaboração entre cientistas e interessados em ciência envolve a coleta de dados das interações por meio do registro fotográfico. As fotos podem ser tiradas com uma câmera fotográfica, com o celular ou com o tablete e enviadas diretamente para uma plataforma online E-Guardiões da biodiversidade, ou por meio do aplicativo “Guardiões da Biodiversidade”, desenvolvido para dispositivos móveis, já disponíveis para IOS e Android, o qual permite também registrar as interações em tempo real. As fotos tiradas, com as respectivas informações, são armazenadas em um banco de dados, onde especialistas poderão acessá-las e fazer a identificação dos animais e de plantas e complementar a descrição da interação planta-visitante, se for necessário. Com todos esses dados, será possível, por exemplo, mapear novas ocorrências de espécies, avaliar o efeito das mudanças ambientais sobre as espécies, desenvolver diretrizes para manejo e conservação da vida silvestre, e planejar o uso sustentável da terra na região. Como um projeto científico, os projetos “Guardiões” devem produzir dados e informações científicas genuínas, que possam gerar novos conhecimentos. Nesse sentido, esses projetos buscam aliar relevância e rigor por intermédio da parceria entre cientistas profissionais e demais atores sociais. A parceria com cientistas ajuda a aumentar a confiança e a credibilidade nos dados, enquanto a parceria com os atores sociais aumenta a relevância e o impacto social dos resultados.

No ambiente escolar e universitário, a dimensão científica dos projetos “Guardiões” pode ser explorada para colocar os estudantes em contato com a prática científica e a natureza da ciência, estimulando o estudante a formular questões situadas na sua realidade local e a discutir os resultados das pesquisas. As questões podem variar conforme o perfil e nível de escolaridade dos estudantes, o que fica a cargo do professor, que deve fazer as adequações que julgar necessárias.

Na dimensão educacional, os temas centrais dos projetos Guardiões podem ser contextualizados por situações ou problemas socioambientais, locais ou regionais, como, por exemplo, desmatamento; queimadas; uso de agrotóxicos; produção de alimentos; pragas e doenças de cultivos agrícolas; declínio de polinizadores; qualidade do ar e da água; arborização em espaços urbanos e bem-estar humano; mudanças climáticas e a biodiversidade; espécies invasoras, dentre outros. Dessa maneira, podem contribuir para tornar os conhecimentos escolares mais significativos para os estudantes. Essas situações-problemas poderão mobilizar tanto conhecimentos científicos quanto outros tipos de conhecimentos, necessários para busca de soluções, o que favorece uma aprendizagem multidimensional dos conteúdos, que permite ao estudante, além de compreender conceitos e princípios técnicos e memorizar fatos e evidências, também exercitar procedimentos e ações práticas e vivenciar e refletir sobre situações concretas, do mundo real.

Ao relacionar os conceitos científicos aprendidos em sala de aula às questões científicas relevantes para a vida das pessoas, ou sejam, às questões sociocientíficas, os projetos Guardiões também contribuem  para aproximar a escola/universidade do seu entorno, promover uma educação científica crítica dos estudantes, desenvolver novas habilidades e competências, despertar novos talentos para a carreira científica, e construir os valores necessários para tomada de decisões responsáveis sobre questões relacionadas às relações entre ciência e tecnologia na sociedade e no ambiente (CTSA).

Contudo, existem desafios para implementar projetos de CC nas escolas, dentre eles, a necessidade de capacitação dos professores, bem como dos cientistas, para co-produção e condução dos projetos; adaptação do projeto aos currículos e processos avaliativos; dificuldades para garantir a qualidade dos dados coletados pelos estudantes, bem como para análise e interpretações dos resultados; e falta de recursos financeiros contínuos para garantir a sustentabilidade do projeto e o tempo de professores e pesquisadores para dedicação aos projetos. Por sua vez, esses desafios podem ser em parte solucionados pelo estabelecimento de parcerias entre Universidade-Escola, entre professores de diferentes disciplinas e, se possível, entre as escolas ou universidades e diferentes setores da sociedade; pela formulação de objetivos científicos e educacionais claros e protocolos simples, adequados ao perfil e nível de escolaridade dos estudantes; por ações que incentivem a participação dos estudantes e dos professores desde o início do projeto; pela transparência e compartilhamento dos resultados; e por atividades que visem manter engajamento, interesse e motivação de todas as partes interessadas no projeto.

Buscando contribuir para superação desses desafios, os projetos “Guardiões” vêm construindo parcerias com instituições de ensino, organizações não-governamentais e coletivos para o desenvolvimento de ações educacionais.  Na Bahia, o Guardiões da Chapada tem atuado nos municípios de Lençóis, Mucugê, Ibiocoara e Piatã no âmbito de uma Ação Curricular em Comunidade e Sociedade (ACCS), componente curricular, na modalidade disciplina, que visa ampliar a possibilidade e a qualidade de participação pública em temas relacionados ao uso e à conservação da biodiversidade e dos serviços ecossistêmicos, instrumentalizando os atores sociais para intervirem melhor nos processos decisórios relacionados à conservação ambiental; contribuir para a formação de profissionais comprometidos e engajados com a solução dos problemas ambientais; e estimular a autonomia e criticidade dos participantes, na busca de soluções sistemáticas para problemas socioambientais. Em Sergipe, as ações do Guardiões dos Sertões acontecem por intermédio de parcerias construídas pelo projeto  “Protagonistas da Escola Verde: experiência de aprendizagem em ecologia e educação científica no ensino médio”, que articula a Universidade Federal de Sergipe, escolas da educação básica, gestão pública e comunidade em geral em prol de avanços na discussão de temas relacionados à ética, à biodiversidade e aos serviços ecossistêmicos, no contexto do semiárido sergipano, com abordagem participativa. Interessados em conhecer essas ações podem visitar as nossas páginas nas redes sociais e/ou entrar em contato com os coordenadores dos projetos “Guardiões” através do e-mail guardioeschapada@gmail.com

Blandina Viana

Universidade Federal da Bahia

Para saber mais:

Bonney, R. et al. Can citizen science enhance public understanding of science? Public Understanding of Science, v. 25, n. 1, p. 2–16, 2015.

Kelemen-Finan, J.; Scheuch, M.; Winter, S. Contributions from citizen science to science education: an examination of a biodiversity citizen science project with schools in Central Europe. INT J SCI EDUC. 2018; 40(17): 2078-2098

Viana, BF; Souza, CQ. Ciência cidadã para além da coleta de dados. Revista ComCiência – Revista eletrônica de jornalismo cientifico, Labjor, UNICAMP, p. 1 – 2, 05 out. 2020.

Viana, BF.2020.  Meliponicultura e Ciência Cidadã: o que elas têm em comum?. Revista Mensagem Doce, n. 151

Mudanças climáticas, tempestades de poeira, vacinação e outras crises modernas do coletivo

Para vencermos o desalento e a distopia temos, hoje, que compartilhar conhecimento, e Elinor Ostrom está aqui entre nós, para nos guiar do alto de sua feminina sabedoria.

Mais fácil um camelo passar pelo buraco de uma agulha do que um rico entrar no reino dos céus. Talvez esta fala, que nos remete ao cerne do cristianismo, sintetize simultaneamente nossos maiores problemas sociais e alguns grandes problemas da biologia teórica. Em 1968 Garrett Hardin publicou um texto de imenso impacto (quase 50 mil citações) e ainda hoje atual (5 mil citações de 2020 para cá), no qual argumenta que os bens comuns estão fadados a serem explorados até sua exaustão. Assim, aqueles bens que não são nem propriedade privada e nem propriedade do estado, ou seja, bens que são compartilhados por muitos, como o ar que respiramos, a água dos rios, as riquezas oceânicas, a riqueza das matas intocadas, ou até mesmo bens mais prosaicos, como a conta de água do condomínio (quando não há leitura individual do gasto), ou o pó de café compartilhado por todos os membros de uma equipe de trabalho, estes bens comuns estariam permanentemente em risco de serem super-explorados pelos indivíduos que burlam as regras e tomam para si mais do que sua justa parte. Isto porque pensar no coletivo, pensar nos outros, no bem comum, seria menos natural do que pensar em seu próprio bem, seria mais difícil que cuidar apenas de sua própria vida, ou seja, de sua passagem individual (através do buraco da agulha) para o reino dos céus. Continue Lendo “Mudanças climáticas, tempestades de poeira, vacinação e outras crises modernas do coletivo”

No Mundo Invertido: genética e evolução das inversões cromossômicas

As inversões cromossômicas são de grande interesse na biologia pois estão comumente associadas à origem de inúmeros fenômenos, como organização social, adaptação ambiental, isolamento reprodutivo e até especiação. Duas características fazem delas instrumentos eficazes para adaptação local: envolvem muitos genes e reduzem drasticamente a permutação quando estão em heterozigose. Juntas, essas características produzem um cenário favorável para a disseminação de genes envolvidos na adaptação local em populações naturais.

Por volta de 1915, na famosa sala das moscas da Columbia University, pesquisadores perceberam que alguns estoques de Drosophila melanogaster apresentavam uma taxa de permutação (“crossing-over”) muito menor que a esperada. Alfred Sturtevant propôs que havia fatores supressores da permutação e, por meio de cruzamentos e contagem de mutantes de D. melanogaster, observou que a ordem dos genes nos estoques com diferentes taxas de permutação também era diferente. Essa observação o levou a concluir que os fatores inibidores de permutação eram inversões de regiões dos cromossomos. Foi então levantada uma hipótese para explicar essa observação: a permutação era impedida pois os cromossomos homólogos não poderiam se emparelhar na região invertida durante a meiose. A hipótese foi logo descartada após a observação do emparelhamento (em forma de alça, figura 1) em milho e em cromossomos politênicos de Drosophila. O emparelhamento ocorre e a permutação também ocorre, mas os produtos recombinantes tornam os gametas inviáveis na grande maioria das vezes e, por isso, não são observados indivíduos gerados por esses gametas (figura 1).  

Figura 1. Esquema mostrando os dois tipos de inversão cromossômica, ambas em heterozigose, e os gametas resultantes da permutação. (A) a porção cromossômica invertida pode não incluir o centrômero (inversão paracentromérica). Neste caso, a permutação dá origem a uma cromátide sem centrômero e outra com dois centrômeros. Cromátide sem centrômero não fica ligada às fibras do fuso e não é puxada para os pólos da célula durante a divisão meiótica. Por outro lado, a cromátide com dois centrômeros é puxada para os dois pólos e se rompe. Essas cromátides recombinantes não geram gametas viáveis. (B) Se a inversão inclui o centrômero (inversão pericentromérica), a permutação leva a criação de cromátides recombinantes que ou não possuem todos os genes, ou cromátides com genes duplicados, que por sua vez não formam gametas viáveis. Reproduzido de Moore JA (1986) Science as a Way of Knowing – Genetics. American Zoologist, McLean, 26, 583-747 [texto traduzido e adaptado pelos docentes da disciplina Genética (E.J.C. de Almeida; J.M. Amabis; M.L. Benozzati; B.C. Bitner-Mathé; E.M. Dessen; C.F.M. Menck; L. Mori; C.R. Vilela & Y.Y. Yassuda), do IB-USP, em 1995; revisado em 2021].

A supressão da permutação durante a meiose (ou melhor, a supressão da produção de gametas recombinantes) e, consequentemente, do rearranjo de alelos, pode dar origem a supergenes que “prendem” alelos de diferentes genes juntos em grandes regiões cromossômicas. Quando as inversões capturam alelos de diferentes genes que conferem maior aptidão, essas variantes invertidas rapidamente se tornam mais frequentes nas populações. Muitas delas explicam o surgimento de diversos fenótipos, como, por exemplo: diferenças reprodutivas e de comportamento em machos da ave combatente, Philomachus pugnax; coloração e comportamento no pardal-de-garganta-branca, Zonotrichia albicollis; ciclo de vida, morfologia e tempo de floração em Mimulus guttatus; ecologia e morfologia do peixinho esgana-gata, Gasterosteus aculeatus; formas de organização social na formiga-de-fogo, Solenopsis invicta; e resistência a inseticidas em Anopheles arabiensis. Um exemplo de como as inversões facilitaram a disseminação de alelos de resistência a inseticidas foi descrito em mosquitos do gênero Culex.  Os alelos que conferem resistência são deletérios quando estão em homozigose e adaptativos em heterozigose. Esses alelos podem ser potencialmente mantidos em um estado heterozigótico por meio da presença de inversões. Muitas dessas inversões segregam dentro das espécies por centenas de milhares ou mesmo milhões de gerações. Por exemplo, uma inversão de 900 kb no cromossomo 17q21.31 de humanos é observada em europeus e alguns asiáticos (haplótipo H2). Os dois haplótipos, H1 e H2, que divergiram há três milhões de anos, são anteriores ao surgimento do homem moderno e até mesmo à origem do gênero Homo. A explicação mais empregada para a longa retenção de polimorfismos de inversão é a seleção balanceadora.

A espécie de borboleta Heliconius numata tem um dos exemplos mais fascinantes de variação fenotípica associada a inversões. A espécie apresenta sete padrões de asa, mimetizando sete espécies do gênero Melinaea, outro grupo de borboletas, mais tóxicas para seus predadores (figura 2). As sete diferentes formas de H. numata podem aparecer um uma única população. Essas diferentes formas são resultado de vários rearranjos no cromossomo 15. A inversão inicial, denominada supergene P, oferece vantagens por meio do mimetismo e provavelmente entrou na população por meio de hibridação com a espécie Heliconius pardalinus. Após o rearranjo inicial, a região cromossômica não permaneceu estática. Outras duas inversões ocorreram em regiões adjacentes ao supergene P, dando origem a novos haplótipos (alelos de locos adjacentes que são herdados como uma unidade) e novos padrões de asa. A arquitetura do supergene é caracterizada por um bloco não recombinante que captura 21 genes distintos envolvidos no padrão de asa, que são conhecidos por se recombinarem em outras espécies do grupo. Nas espécies relacionadas H. melpomene e H. erato, há vários locos independentes (e em cromossomos distintos) envolvidos no padrão de asa.

Figura 2. Cada uma das formas polimórficas de H. numata mimetiza espécies diferentes do gênero Melinaea (painel superior). Cada forma é controlada por um alelo do supergene P, com dominância crescente mostrada da esquerda para a direita (painel central). Em todas as outras espécies estudadas no gênero Heliconius, o padrão das asas é controlado por vários locos de grande efeito em diferentes cromossomos, a exemplo de H. melpomene, mostrada no painel inferior. Figura reproduzida de Joron et al. (2011).

Mesmo conferindo uma grande vantagem seletiva, o supergene não foi fixado nas populações de H. numata após sua origem e pesquisadores mostraram no inicio deste ano por que isso acontece. O haplótipo seletivamente favorecido (com os alelos adaptativos dos diferentes genes ligados) se espalha pela população, mas, devido à falta de permutação, acumula uma série de mutações com padrão de herança recessiva que diminui a aptidão dos homozigotos (a relação entre a permutação e o acúmulo de mutações foi explorada em um post anterior, aqui no Darwinianas). Dentre as principais mutações observadas pelos pesquisadores, está o acúmulo gradual de elementos transponíveis de diferentes classes. Como consequência, os haplótipos não conseguem atingir a fixação, mas persistem na população, predominantemente em indivíduos heterozigotos.

Para testar o efeito das inversões nas borboletas, os autores analisaram a sobrevivência de larvas de cruzamentos de tipos diferentes sob condições controladas de laboratório. Eles observaram que a sobrevivência de larvas homozigotas para os rearranjos era muito reduzida: apenas 6,2% das larvas homozigota para uma das inversões secundárias e 31,3% homozigotas para a outra inversão secundária sobreviveram até o estágio adulto. Larvas heterozigotas com dois haplótipos diferentes mostraram uma recuperação na aptidão e sua sobrevivência era quase indistinguível daquela de larvas homozigotas para o arranjo ancestral (77,6% de sobrevivência). As inversões, portanto, abrigam variantes recessivas com um forte impacto na sobrevivência individual em homozigotos. Essa descoberta implica que os diferentes haplótipos invertidos não compartilham as mesmas mutações deletérias, mas, em vez disso, rearranjos subsequentes podem compensar as mutações que se acumularam ao longo do tempo. Consequentemente, novos rearranjos (ou eventos raros de recombinação dentro da região invertida) podem estender a vida do haplótipo. A baixa aptidão larval dos homozigotos também sugere que o potencial de qualquer um desses haplótipos se tornarem fixos é bastante baixo. Assim, a seleção é dependente da frequência, beneficiando haplótipos presentes em menor frequência. Como consequência, esse mecanismo garante que as diferentes inversões coexistam ao longo do tempo e também deve estar envolvido na manutenção de supergenes observados em outras espécies, como o pardal-de-garganta-branca e a formiga-de-fogo, mesmo com alta letalidade nos homozigotos.

Tatiana Teixeira Torres (USP)

Para saber mais:

– Mark Kirkpatrick (2010) How and Why Chromosome Inversions Evolve. PLoS Biology, 8, e1000501.

Revisão em inglês sobre processos com papel importante na evolução de inversões cromossômicas.

 – Maren Wellenreuther & Louis Bernatchez (2018) Eco-Evolutionary Genomics of Chromosomal Inversions. Trends in Ecology & Evolution, 33, 427-440.

Outra revisão, também em inglês, os autores trazem estudos recentes em genômica das inversões polimórficas em animais e plantas para detalhar as causas e consequências da persistência de inversões polimórficas na natureza.

 

 

Genômica caça-níquel

Usando um jargão científico, sites de empresas de genômica vendem a ideia de que análises genéticas podem dar informação sobre seu potencial atlético ou contribuir para sua vida amorosa. O que estão realmente fazendo é aproveitando-se da suscetibilidade das pessoas à ideia de que seus futuros estão escritos nos genes.

A genômica –o estudo do conteúdo de genomas—é uma aliada valiosa da medicina. Há inúmeras condições que afetam pessoas que são desafiadoras para fazermos diagnósticos com base somente em dados clínicos. Nesses casos, a detecção de uma mutação num gene específico pode contribuir para chegar a uma conclusão sobre um diagnóstico, identificar uma possível síndrome que acometa a pessoa e, dessa forma, ajudar o paciente e a família a planejar os cuidados e a conduta necessária. Contudo, nem todas as doenças beneficiam-se de análises genômicas, pois muitas tem uma base genética dita “complexa”, em que não há uma alteração genética que, individualmente, tenha um grande efeito. Além disso, muitas destas condições envolvem importantes influências ambientais. Para doenças como essas, que incluem a maioria das formas de diabete e doenças vasculares (para citar duas das que acometem o maior número de pessoas), a contribuição dos dados genômicos para o diagnóstico é geralmente bastante modesta.

Em paralelo aos desafios de implementar formas eficientes de usar a genômica na clínica médica, a última década assistiu à proliferação de testes genéticos entregues direto aos consumidores, muitos dos quais se propõem a atender a outros tipos de demanda: ajudar na vida amorosa, contribuir para desempenho esportivo, ou medir sua inteligência. Nesses casos, será que a genômica é capaz de entregar o que promete?

Comecemos pela www.soccergenomics.com, que se propõe a “libertar o jogador que existe dentro de você”. Com ela fará isso? Através de um “Teste de DNA de futebol”. Esse teste, de acordo com o site, lhe dará seu “relatório de futebol exclusivo”, que foca em atributos como “velocidade”, “resistência” e “flexibilidade”, entre outros. O relatório pontua o seu “desempenho genômico” para esses atributos. Assim, um cliente com “alto risco de lesão”, revelado a partir dos dados genômicos, será orientado a fazer treinamentos específicos. O relatório a seguir lista alimentos indicados, com base no perfil genômico (e consequente capacidade de metabolizar diferentes nutrientes e fontes de energia).

A DNAromance.com propõe-se a oferecer um serviço de “online dating” que seja “baseado em ciência”. O site anuncia que o serviço prevê a “química romântica entre pessoas usando marcadores de DNA que desempenham um papel na atração entre pessoas”. A geneparter.com vai na mesma linha, incluindo em seu site propaganda de seu algoritmo, que seria supostamente capaz de “determinar o nível de compatibilidade genética da pessoa em quem você está interessado”. Eles afirmam que “a probabilidade de relacionamentos amorosos de sucesso e de longa duração é maior em casais com alta compatibilidade genética”, definindo compatibilidade genética como aquilo que gera “um raro sentimento de química perfeita”. O que explicaria tal química? Seria “a resposta acolhedora do corpo quando sistemas imunes entram em harmonia e encaixam-se bem um ao outro”.

Será?

Vamos dar um passo atrás e nos perguntar: Há boa ciência sendo feita sobre a contribuição da genética para desempenho esportivo ou para atração entre pessoas?

Sim: bons cientistas, fazendo pesquisa séria, se debruçam sobre essas questões. Esses são temas legítimos e interessantes, que caem no domínio da genética humana e da biologia evolutiva. Sobre o desempenho atlético, alguns estudos identificaram variantes genéticas associadas à capacidade esportiva de alto desempenho. Muitas envolviam genes que contribuem para a formação de fibras musculares ou funcionamento das mitocôndrias, as organelas responsáveis por produzir as moléculas que constituem nossa fonte de energia química. Porém, há ressalvas: muitos desses achados não foram confirmados em estudos subsequentes. Além disso, vários achados resultam de estudos feitos em apenas uma região do mundo e que tiveram como foco atletas de alto rendimento. Consequentemente, é pouco provável que a variação genética analisada num jovem boleiro tenha a especificidade necessária para orientar sua estratégia de treinamento.

No caso da atração sexual, também há uma rica história de pesquisa séria. Em particular, genes do sistema imune chamados de HLA (ou antígenos leucocitários) contribuem em vários animais para sua capacidade de reconhecimento de parceiros, e há indicação de que ratos, camundongos e peixes são capazes de escolher parceiros com base no grau de dissemelhança genética em genes HLA. Por que as diferenças nesses genes seriam atrativas? O argumento é que a atração entre diferentes aumenta a chance de o filhote carregar uma diversidade maior de genes HLA (as diferentes versões contribuídas por cada um dos progenitores). Sendo o HLA um conjunto de genes que estão associados à resposta a patógenos, a diversidade maior num indivíduo seria vantajosa, pois aumentaria o espectro de patógenos dos quais ele pode se defender. Assim, a atração entre “diferentes” se justificaria –do ponto de vista evolutivo– pelos benefícios conferidos a uma eventual prole.

Mas os estudos com genes HLA encontraram de tudo: mulheres suíças preferem odores de homens com genes HLA diferentes dos que elas possuem; casais israelenses que têm diferenças genéticas nos genes HLA maiores do que pares que não são casais; mas também casais japoneses que não têm diferenças em genes HLA maiores do que pares que não são casais; ausência de diferenças aumentadas entre genes HLA numa amostra de mais de 3000 casais de diversas regiões do mundo; finalmente, há uma meta-análise (um estudo que reúne e interpreta vários outros estudos) afirmando que não há “nenhuma associação entre dissimilaridade em genes HLA e escolha de parceiros” e também que “o efeito de diferenças em genes HLA sobre a satisfação no relacionamento não foi significativa”.

Nenhum desses estudos sozinhos crava o papel da genética na escolha de parceiros em humanos como algo bem estabelecido. Tampouco, os resultados negativos indicam que é uma hipótese implausível que não merece ser estudada mais a fundo, com amostras maiores. Aqui, parece que seguiremos tendo que conviver com a dúvida. Em ciência – na verdade, em todo e qualquer conhecimento sobre o mundo – conviver com a dúvida é algo recorrente. A ciência toma a dúvida como um de seus motores: o planejamento de novos estudos muitas vezes é guiado para resolver questões que estudos anteriores não puderam resolver.

O problema, entretanto, é que a transformação de um ensaio genético em mercadoria vale-se de uma caricatura da ciência. As páginas de todos os sites citados acima estão repletas de referências a artigos e vangloriam-se de vender um produto ancorado na ciência. Porém, estão vendendo como conhecimento sólido e apoiado de maneira consensual algo que, na realidade, ainda é muito especulativo (o grau de importância da genética para atração em humanos) ou relevante para casos muito específicos, e não o público geral (o papel da genética no desempenho de alto rendimento).

Essa “forçada de barra” para promover um uso aparentemente lúdico da ciência, que parece servir como entretenimento, pode parecer inocente.  Contudo, mais do que iludir os consumidores, esse uso da genômica reforça a ideia de que diferenças genéticas têm um papel primordial em definir quem você é, o que lhe atrai, qual seu potencial. Ela sinaliza que há em genes mais informação sobre o que lhe atrai numa pessoa do que em sua história de vida, um convite às avessas para o auto-conhecimento. Ele terceiriza até mesmo o sonho da posição em que um atleta quer jogar no time de futebol da escola, colocando ênfase muito longe das influências culturais e das referências pessoais que acompanham nossas vidas.

Num mundo em que as forças do mercado já influenciam de modo tão marcante a música que ouvimos, os filmes que vemos, a comida que comemos, o tratamento médico ao qual recorremos, eis que uma nova frente se abre. É o mercado promovendo a genética como um suposto elemento chave para desvendar o que nos atrai e para guiar nossos sonhos boleiros de criança.

Esse olhar da genética não parece enriquecer nossas vidas, nos trazer prazer, nos fazer refletir sobre nossos sonhos e desejos. Tampouco enfatiza a realidade biológica que conhecemos bem, que é o da importância de fatores ambientais em nossas escolhas e habilidades. Parece apenas uma genômica caça-níquel. É fruto de uma mercantilização da ciência, à qual infelizmente vários cientistas também aderem, uma busca que é menos por entendimento do que por mercadorias, por vezes mesmo às expensas da compreensão mais correta dos fenômenos. Genes não são destino e somente ignorando a complexidade do desenvolvimento e da experiência os testes genéticos podem se pôr a rivalizar com os videntes cujas propagandas vemos nos postes de nossas cidades, nesse tipo de vidência genômica.

Diogo Meyer

Universidade de São Paulo

Charbel Niño El-Hani

Universidade Federal da Bahia

Para saber mais

Richard Lewontin. “A tripla hélice: gene, organismo, ambiente”. Companhia das Letras, 2002.

Hans Radder. “The Commodification of Academic Research: Science and the Modern University”. University of Pittsburgh Press, 2010.

Por que algumas pessoas são mais suscetíveis a casos graves de COVID-19?

Semana passada um avanço importante ocorreu em nosso entendimento de por que algumas pessoas são mais suscetíveis a apresentar quadros graves de COVID-19: autoanticorpos contra diferentes formas de Interferon são uma das explicações.

Desde o início da pandemia da COVID-19, o vírus associado à doença, SARS-CoV-2, infectou pelo menos 211.373.303 pessoas, resultando em 4.424.341 mortes, conforme dados disponibilizados pela OMS em 20/08/2021. Considerando-se subnotificações de casos e mortes pela doença, pode-se estimar que ela causou de 7 a 9 milhões de mortes em todo o mundo. O Brasil é um dos epicentros da doença, registrando até o momento, conforme dados da OMS, 20.556.487 casos confirmados desde o começo da pandemia e 574.209 mortes. Isso significa que cerca de 13% das mortes por COVID-19 aconteceram no país, o que é muito significativo, como podemos perceber ao recordar que 2,8% da população mundial vive no Brasil. Aproximadamente uma em cada 8 pessoas que morreram dessa doença vivia no país. São números desoladores, que devem mobilizar-nos cada vez mais para compreender a doença e tomar as medidas necessárias para evitar contraí-la e disseminá-la.

Um dos aspectos mais importantes é entender por que algumas pessoas exibem maior susceptibilidade a apresentar quadros graves da doença. Há, afinal, uma enorme variabilidade nos quadros clínicos durante a infecção aguda pelo SARS-CoV-2 – Isso sem falar na variabilidade dos quadros de longo termo em pessoas que contraíram a doença, da qual não trataremos aqui. Enquanto 90% das pessoas exibem infecção silenciosa (assintomática) ou suave (paucissintomática), sem necessitar de hospitalização, 10% dos casos requerem admissão no hospital, com pneumonia, e 2% sofrem falência respiratória.

Aos poucos, um quadro mais claro sobre as razões para essa diferença entre quadros suaves e graves vai se formando. Não faz uma semana que um avanço importante foi relatado por Paul Bastard e colaboradores no periódico Science Immunology. Desde os primeiros dias da pandemia, já se sabe que a idade é um dos principais fatores epidemiológicos de risco de hospitalização ou morte por pneumonia causada por COVID-19. O risco desses desfechos da doença dobra a cada cinco anos de idade. Sabe-se também que as frequências de doença crítica e morte são maiores em homens do que em mulheres.

Anteriormente, já havia sido mostrado que erros inatos relacionados à indução e amplificação de Interferons do tipo I poderiam estar associados a pneumonia grave decorrente de COVID-19 em um pequeno conjunto de pacientes. Os Interferons do tipo I constituem um grande grupo de proteínas que atuam na regulação da atividade do sistema imune. Esse achado sugeria, então, que a ação regulatória dessas proteínas é importante para a proteção contra infecção respiratória por SARS-CoV-2. Além disso, estudos anteriores já indicavam que autoanticorpos, ou seja, anticorpos produzidos pelo sistema imune que atacam proteínas do próprio indivíduo, poderiam ter papel relevante no quadro clínico da doença. Em estudo anterior do mesmo grupo de pesquisadores, autoanticorpos capazes de neutralizar dois tipos de Interferon (IFN) – IFN-a2 e/ou IFN-ω – foram detectados no sangue de pelo 10% dos pacientes exibindo pneumonia grave por COVID-19 numa coorte internacional, enquanto não foram encontrados em qualquer um dos pacientes assintomáticos ou com infecção suave. Quando se afirma que um anticorpo neutraliza uma outra substância, o que se está dizendo é que ele inativa (neutraliza) seu efeito sobre o funcionamento de um organismo. Nesse mesmo estudo, foi observada uma grande consistência entre a presença de autoanticorpos e a idade e o sexo como fatores de risco: autoanticorpos contra IFN-a2 e/ou IFN-ω foram encontrados principalmente em homens (95%) e pessoas mais idosas (acima de 65 anos). Os mesmos achados foram replicados em estudos independentes realizados em Amsterdam, Lyon, Madrid, New Haven, San Francisco, bem como em amostras de um banco de plasma de pacientes de COVID-19, indicando claramente um padrão que merecia investigação ulterior, prometendo maior entendimento sobre a variabilidade dos quadros clínicos da doença.

Uma dúvida razoável que se poderia levantar diz respeito à possibilidade de que esses autoanticorpos contra diferentes tipos de Interferon sejam uma consequência da COVID-19 e não uma causa associada à gravidade do quadro clínico. As evidências disponíveis indicavam, contudo, que este não era o caso: autoanticorpos contra Interferons do tipo I haviam sido encontrados em cerca de 0,3% de uma amostra de 1.227 indivíduos da população em geral obtida antes da pandemia, indicando que os autoanticorpos são anteriores à infecção por COVID-19, tendo um possível papel causal na COVID-19 crítica, em vez de terem sido produzidos em decorrência dela.

Diante dessas evidências, Paul Bastard e colaboradores se propuseram a testar duas hipóteses no estudo que relataram semana passada: primeiro, que autoanticorpos neutralizando concentrações de Interferons do tipo I abaixo de 10 ng/mL (nanogramas/mililitro, um grama [g] corresponde a 1.000.000.000 nanogramas) poderiam estar subjacentes a pneumonia grave decorrente de COVID-19 em mais de 10% dos casos; segundo, que a prevalência de autoanticorpos contra Interferons do tipo I na população geral, não-infectada, aumentaria com a idade e seria maior em homens do que em mulheres.

Evidências a favor da hipótese de que autoanticorpos contra Interferons do tipo I subjazem casos de COVID-19 grave

Bastard e colaboradores mostraram, em termos gerais, que autoanticorpos capazes de neutralizar concentrações de Interferons do tipo I menores do que aquelas anteriormente relatadas, mas ainda assim maiores do que as concentrações fisiológicas, são comuns na população mais idosa, com sua prevalência aumentando com a idade na população geral não-infectada por COVID-19, chegando a 4% em indivíduos com mais de 70 anos. Eles estão associados a pelo menos 20% dos casos de COVID-19 crítica em pacientes com mais de 80 anos e a cerca de 20% de todas a mortes causadas por essa doença. Pessoas com mais de 80 anos que apresentavam quadros graves de COVID-19 possuíam em seu sangue autoanticorpos capazes de neutralizar concentrações tão baixas quanto 100 pg/mL (picogramas/mililitro, um grama [g] corresponde a 1.000.000.000.000 picogramas) de IFN-α2 e/ou IFN-ω.

O estudo também mostrou que esses autoanticorpos estavam presentes em mais de 13,6% de todos os pacientes exibindo esse quadro clínico, em todas as faixas etárias, e que pelo menos 18% dos indivíduos falecidos devido à doença apresentavam, na maioria das faixas etárias, esses autoanticorpos. Considerando o Interferon beta – IFN-β -, autoanticorpos dirigidos contra essa proteína foram encontrados em cerca de 1,3% dos pacientes com doença crítica e falecidos, a maioria dos quais não exibiam autoanticorpos contra IFN-α2 e/ou IFN-ω. Entre os pacientes investigados, amostras anteriores à COVID-19 estavam disponíveis em quatro deles, tendo sido mostrado claramente que autoanticorpos contra IFN-α2 e/ou IFN-ω estavam presentes antes da infecção por SARS-CoV-2.

Foi observado que a prevalência de autoanticorpos neutralizando 10 ng/mL e 100 pg/mL de Interferons do tipo I, com exceção de IFN-β, aumenta significativamente com a idade, na população em geral: no caso da primeira concentração de IFNs, 0,17% dos indivíduos com menos de 70 anos testaram positivo para esses autoanticorpos, 1,4% após a idade de 70 anos e 4,2% entre 80 e 85 anos; para a segunda concentração, 1,1% abaixo de 70 anos, 4,4% após os 70 e 7,1% entre 80 e 85. Esse aumento observado com a idade é consistente com outros estudos acerca de vários autoanticorpos, realizados desde os anos 1960.

Este é um achado muito importante: autoanticorpos contra Interferons do tipo I, que não acarretam efeitos clínicos antes da infecção por SARS-CoV-2, oferecem uma explicação convincente do significativo aumento no risco de COVID-19 crítica entre as pessoas mais idosas. Além disso, autoanticorpos neutralizando 100 pg/mL de Interferons do tipo I em plasma diluído dez vezes, correspondendo, portanto, a uma neutralização de 1 ng/mL em condições fisiológicas, podem estar envolvidos em pelo menos 18% das mortes e mais de 20% dos casos críticos em pessoas com mais de 80 anos. Como argumentam os autores, é tentador especular que uma proporção ainda maior de casos de COVID-19 com risco de morte tenham relação com a ação desses autoanticorpos, devido à sua capacidade de neutralizar Interferons do tipo I em concentrações fisiológicas menores. Afinal, eles mostraram in vitro que concentrações dessas proteínas tão baixas quanto 100 pg/mL podem impedir a replicação de SARS-CoV-2 em células epiteliais, sendo que as concentrações detectadas em pacientes com infecção aguda por SARS-CoV-2 que não exibiram quadros graves se encontrava entre 1 e 100 pg/mL. Logo, a capacidade dos autoanticorpos de neutralizarem concentrações tão baixas provavelmente têm grande significado clínico, ainda maior do que aquele que já foi evidenciado pelo estudo.

Por fim, é muito relevante o fato de que os resultados do estudo sugerem que a neutralização de apenas um dos Interferons do tipo I (IFN-α2, IFN-ω, ou IFN-β) pode estar subjacente a quadros de COVID-19 que envolvem riscos à vida.

As consequências propostas: implicações para saúde pública e tratamento de pacientes

São muitas as consequências que Bastard e colaboradores indicam no trabalho publicado na semana passada. Reproduzimos aqui essas indicações, sem perder de vista que há muitas qualificações necessárias em relação a elas. Não é trivial, por exemplo, propor extensa testagem de pacientes e população em geral para detectar autoanticorpos contra Interferons. Se ponderarmos as relações de custo e benefício, seria melhor priorizar o uso de recursos em tal testagem ou na aquisição de vacinas. Como esses custos e benefícios se distribuem em diferentes países, em termos dos recursos disponíveis, da cobertura vacinal, da fase em que se encontra a pandemia, de variáveis demográficas? Em vista desses aspectos, não se pode tomar essas medidas como universalmente válidas. Elas podem ser mais ou menos eficazes a depender de muitas variáveis contextuais.

Dito isso, vale a pena considerar as consequências que os autores percebem em seus achados:

  • Poderia ser importante testar tanto pacientes infectados por SARS-CoV-2 quanto a população em geral para detecção e verificação da atividade neutralizadora de autoanticorpos contra Interferons do tipo I. Esses testes deveriam ser realizados para autoanticorpos contra pelo menos três Interferons: IFN-α2, IFN-ω e IFN-β. Os resultados obtidos também indicam a pertinência de dar prioridade a tais testes entre pessoas mais idosas e pacientes com condições genéticas ou autoimunes associadas com autoanticorpos contra Interferons do tipo I.
  • Pacientes exibindo autoanticorpos contra Interferons do tipo I poderiam ter prioridade de vacinação contra COVID-19.
  • Vacinas vivas atenuadas, incluindo vacina contra o vírus da febre amarela ou vacinas contra SARS-CoV-2 usando aquele vírus como plataforma ou “backbone”, não deveriam ser aplicadas a pacientes exibindo esses autoanticorpos.
  • Embora pareçam saudáveis antes da infecção por SARS-CoV-2, esses pacientes deveriam ser monitorados para outras doenças virais.
  • Indivíduos não-vacinados que possuem autoanticorpos contra Interferons do tipo I deveriam, em caso de infecção por SARS-CoV-2, ser hospitalizados, devido aos riscos de agravamento do quadro clínico. Entre os indicativos para seu tratamento que seguem dos estudos, pode-se comentar sobre a possibilidade de administração precoce de anticorpos monoclonais contra SARS-CoV-2 em tais pacientes, mesmo na ausência de sintomas de pneumonia severa, e de IFN-β na ausência tanto de pneumonia quanto de autoanticorpos contra IFN-β. Tratamento de resgate por plasmaférese seria outra opção terapêutica em pacientes que já apresentam pneumonia. É evidente que, em qualquer caso de recomendação de tratamento, seria preciso verificar a disponibilidade de estudos clínicos de qualidade apoiando sua indicação.
  • Hemoderivados, especialmente plasma, deveriam ser testados para autoanticorpos contra Interferons do tipo I e quaisquer produtos contendo esses anticorpos deveriam ser excluídos da doação.
  • Considerando que uma injeção única de IFN-β é inócua e potencialmente eficaz, terapia precoce com IFN-β poderia ser considerada para contatos de pessoas com COVID-19 ou durante a primeira semana após a infecção, especialmente em pacientes idosos, com maior risco de pneumonia crítica, exibindo autoanticorpos contra IFN-α2 e IFN-ω, mas não contra IFN-β. Novamente, nesse caso seria preciso verificar a disponibilidade de evidência favorável ao tratamento, oriunda de estudos clínicos de qualidade.
  • Será importante elucidar o mecanismo subjacente ao desenvolvimento de autoanticorpos contra Interferons do tipo I, que pode diferir entre pacientes com menos e mais de 65 anos de idade.

A presença desses autoanticorpos contra Interferons do tipo I certamente não é a única causa de casos graves de COVID-19, como mostram claramente os percentuais de pacientes com tal quadro clínico nos quais foram encontrados. Ela é, no entanto, uma peça muito importante, entre muitas outras, do quebra-cabeças da variabilidade do quadro clínico da doença, com consequências muito importantes para a saúde pública e o tratamento dos pacientes, como destacamos acima. O estudo que hoje discutimos é um belo exemplo da importância da pesquisa científica para enfrentar a situação grave que vivemos.

Charbel N. El-Hani

(Instituto de Biologia/UFBA)

PARA SABER MAIS

Bastard, Paul et al. (2021). Autoantibodies neutralizing type I IFNs are present in ~4% of uninfected individuals over 70 years old and account for ~20% of COVID-19 deaths. Science Immunology, no prelo.

O gigante adormecido que pode definir o futuro do planeta

Desastres naturais têm se tornado constantes nas notícias, especialmente nos últimos dois anos: queimadas das matas tropicais, incêndios de grandes proporções na América do Norte e Europa, chuvas torrenciais e inundações na Ásia e, surpreendentemente, no norte da Europa. Em agosto de 2021, o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (Intergovernmental Panel on Climate Change; IPCC) foi categórico em seu sexto relatório ao atribuir a atividades humanas a intensificação do processo de mudanças climáticas. O documento conecta a emissão de gases estufa ao aumento da temperatura média global, salientando que em menos de 10 anos a mesma deve aumentar no mínimo em 1,5°C em relação ao período pré-industrial. Caso as expectativas se confirmem, esse aumento deve levar a um aceleramento no derretimento das calotas de gelo polares e a sucessivos aumentos no nível do mar, além de eventos climáticos acentuados e incomuns em diferentes regiões do planeta. Embora todas essas mudanças sejam desastrosas já a curto prazo, um processo silencioso e potencialmente mais letal está ocorrendo em um tipo de solo da região em altas latitudes que ocupa 25% das terras do hemisfério norte, o equivalente a cerca de 13 milhões de quilômetros quadrados, conhecido por permafrost. Por definição, permafrost é qualquer solo que se mantém congelado por mais de dois anos consecutivos. Esse solo se originou durante ou desde a última glaciação e é composto de rochas, sedimentos e água congelada, que atua como cimento entre os materiais. A profundidade do permafrost pode chegar a 1500 metros, sendo coberto por uma camada fina, entre 30-200 centímetros de solo ativo, que descongela nos períodos quentes do ano (figura 1). O congelamento e descongelamento dessa parte superior, o solo ativo, forma uma estrutura geométrica na superfície, indicando facilmente as regiões de permafrost (figura 2).

Figura 1. Desenho esquemático mostrando a estrutura do solo em regiões de permafrost. A camada superior, hachurada, indica a camada ativa do solo. O permafrost está representado em marrom claro. Em marrom escuro, o solo não congelado.
Figura 2. Figuras poligonais indicando a presença de permafrost no subsolo, originada pelo congelamento e descongelamento da água próxima ao solo ativo.

Com o aumento da temperatura global, há um aumento da extensão de descongelamento do solo ativo, podendo levar ao descongelamento da parte superior do permafrost. Caso essa camada não seja congelada outra vez, o solo ficará instável, pois não haverá mais o gelo como ligamento entre as rochas e os sedimentos orgânicos acumulados ao longo dos milhares de anos. Essa instabilidade pode levar ao aumento da erosão, deslizamentos de terra e avalanches. Além disso, como o permafrost é impermeável, ao ser descongelado ele passa a ser poroso, podendo levar ao desaparecimento de corpos de água por infiltração no solo ou drenagem. Assim, milhões de litros de água doce seriam perdidos. Esses fatores levariam a perda de todo um ecossistema que representa um quarto de nosso planeta. No entanto, embora sérias, essas mudanças locais não são as consequências mais graves ao nível global. Existem dois pontos importantes relacionados ao desgelo do solo que podem mudar drasticamente a vida do planeta.

O primeiro deles é a grande quantidade de matéria orgânica enterrada, congelada e preservada no permafrost. Quando o solo descongela, essa matéria orgânica fica exposta a microrganismos que quebram os compostos de carbono em metano e dióxido de carbono, os gases responsáveis pelo efeito estufa. A liberação dessa grande quantidade de gases leva a uma aceleração do aquecimento global, que por sua vez levará ao descongelamento de mais camadas de permafrost, que então levará a outra aceleração no aquecimento global, e assim sucessivamente. Esse processo é conhecido como Ciclo do Carbono do Permafrost, e é irreversível em escalas de tempo curtas (poucas centenas de anos). Embora o aquecimento leve também a um aumento da vegetação na região, essa nova vegetação só conseguiria remover uma pequena parte do carbono liberado. A quantidade de carbono presente na matéria orgânica do permafrost é de aproximadamente 1500 gigatoneladas, o que representa duas vezes a quantidade atual de carbono na atmosfera. Cientistas preveem a liberação de 10% dessa quantidade nos próximos 80 anos, caso não haja uma diminuição no ritmo do ciclo de carbono do pemafrost, o que depende de medidas globais para redução de emissão de gases poluentes.

Uma segunda consequência seria a liberação de patógenos congelados há milhares de anos no solo. A descoberta de carcaças congeladas de animais extintos (Figura 3) tem sido cada vez mais comum nas regiões de alta latitudes, em consequência do descongelamento do solo. Congeladas junto com esses animais estão diferentes vírus e bactérias que podem permanecer inativos por centenas de anos. Neste sentido, o descongelamento dessas regiões poderia potencialmente abrir uma caixa de pandora biológica. Em 2016, na Sibéria, um jovem de 12 anos faleceu após uma infecção por anthrax, que deixou dezenas de pessoas hospitalizadas. Mais tarde, foi constatado que a origem da infecção foi um cervo que havia morrido dessa mesma infecção há quase um século (durante uma pandemia que dizimou mais 1 milhão de animais), mantido congelado no permafrost, e recentemente reexposto ao ambiente após o descongelamento do solo. O caso do anthrax pode não ser um evento isolado, dado que várias bactérias, fungos e vírus, já foram descongelados em experimentos, voltando a ser plenamente ativos. Algumas dessas bactérias se mostraram resistentes a grande parte dos antibióticos conhecidos.

Figura 3. Filhote de leão de 44 mil anos recuperado no permafrost da Sibéria.

A temperatura dos permafrost tem aumentado no último meio século, em algumas regiões registrando aumento de 3°C em menos de uma década, enquanto em outras a temperatura permanece estável. O processo é rápido e irreversível devido à retroalimentação de seu ciclo de carbono, e pode ter consequências não só nos ecossistemas, mas no surgimento de novas epidemias. Em vista disso, são necessárias ações globais coordenadas, principalmente por parte das nações industriais, para diminuição da emissão de gases de efeito estufa, no intuito de evitar um colapso ambiental ainda nesse século.

 Tábita Hünemeier

IB/USP

PARA SABER MAIS:

van Huissteden, J (2020) Thawing Permafrost: Permafrost Carbon in a Warming Arctic. Springer International Publishing, 508pp.

A pandemia não acabou, que máscara devo usar para evitar a Covid-19?

Mais de 550 mil brasileiros já perderam suas vidas desde o início da pandemia por Covid-19. Novas cepas vêm preocupando autoridades de diversos países. Mesmo com a diminuição de casos, há grande preocupação com novas variantes no Brasil. Dessa forma, ainda é necessário o uso de máscaras de proteção para evitar contaminação pela Covid-19. Mas qual máscara devemos usar? Ainda não sabe ou tem dúvidas, fica com a gente aqui neste post que vamos falar um pouco sobre isso.

Aqui no Darwinianas já tratamos sobre vários aspectos da pandemia do novo coronavírus, SARS-Cov2. Em um post recente tratamos de uma nova possibilidade de vacina, através das vias aéreas superiores. Em outro post, tratamos sobre os movimentos anti-vacina. Caso ainda tenha dúvidas sobre a eficácia e o histórico sobre a vacinação, não deixa de ler esses textos. Felizmente, graças ao aumento do número de pessoas vacinadas, estamos observando uma redução importante no número de novos casos e de óbitos (Figura 1). Mesmo assim, a Fiocruz vem alertando sobre uma alta esperada devido ao inverno, estação do ano que historicamente registra maior incidência de doenças respiratórias. Nos EUA, depois de uma grande queda no número de novos casos e mortes relacionadas à COVID-19, infelizmente estamos observando aumento. Resumindo: ainda estamos em pandemia e todo o cuidado é pouco.


Figura 1 – Número de novos confirmados (A) e número de novos óbitos devido a Covid-19 (B) no Brasil. Fonte: Painel Rede Covida – Ciência, Informação e Solidariedade. Última Atualização: 29-07-2021 às 20:47h.Fonte de Dados: Ministério da Saúde e Secretárias Estaduaishttps://covid19br.wcota.me/.

Com as melhoras momentâneas, com a liberação de espaços públicos pelas autoridades e depois de tanto tempo de confinamento e distanciamento social, as pessoas de modo geral tendem a querer retomar as atividades sociais de modo bem intenso. Aqui em Salvador, por exemplo, podemos testemunhar praias lotadas neste final de semana, mesmo com ventos fortes e céu nublado. Desde o início da pandemia, muitas pessoas não têm usado máscaras, enquanto outras usam de modo equivocado, deixando o nariz e às vezes até a boca do lado de fora. Agora, com o aumento da vacinação e com a redução do número de casos, mais pessoas estão abandonando totalmente o uso de máscaras, o que não é uma decisão apropriada.

Outra questão diz respeito à escolha por máscaras adequadas. Muitas vezes há dúvidas sobre que tipo de máscara deve ser usada. As de pano, cirúrgicas ou de maior proteção, como a N95? Essa dúvida é genuína e há muita informação contrastante nas redes. Até pouco tempo havia falta de evidências empíricas sobre a efetividade e o risco de cada tipo de máscara como meio de evitar contaminação pelo SARS-CoV-2.

Hoje, sabemos com mais segurança que a transmissão da Covid-19 se dá majoritariamente por perdigotos e aerossóis. Sabemos também que as máscaras de proteção são importantes para prevenir que as pessoas contraiam a doença, reduzindo a inalação de partículas virais, mas também para que não a transmitam, reduzindo a sua emissão (ver abaixo em “Para Saber Mais”). Até então, na literatura científica, as evidências eram muito contrastantes sobre a efetividade do uso de máscaras na proteção contra o vírus. Por um lado, alguns estudos mostravam que a penetração viral pode ser considerável em máscaras cirúrgicas e até mesmo em máscaras de maior nível de proteção, como as PFF2 e as N95, e que, em casos de alta emissão de partículas, em espirros e tosse, aumenta a probabilidade de penetração de carga viral considerável através das máscaras. Além disso, em estudos clínicos, não se chegou a resultados conclusivos sobre a efetividade das máscaras contra a Covid-19. Por outro lado, diversas observações mostram que regiões ou instituições com alto percentual da população aderindo ao uso de máscaras têm melhor controle da doença. Em estudo recente publicado no dia 25 de junho de 2021, na revista Science, pesquisadores investigaram a efetividade das máscaras para proteção contra o vírus SARs-CoV-2, causador da Covid-19, utilizando modelos matemáticos.

Neste artigo, os autores desenvolveram um modelo quantitativo que estima a eficiência das máscaras, considerando a abundância de partículas virais no ambiente, ou seja, se o ar está muito “lotado” ou não de vírus. Os autores encontraram que a eficiência das máscaras depende profundamente da quantidade de vírus presente no ambiente (Figura 2). Por exemplo, em ambientes fechados, onde reconhecidamente há mais pessoas contaminadas, como em hospitais, as chances de contaminação são muito mais altas. Neste caso devemos procurar usar máscaras com menores taxas de penetração, como PFF2 e N95. Em ambientes abertos, com menos concentração viral, as máscaras cirúrgicas são mais efetivas, segundo o estudo.


Figura 2 – Representação esquemática de ambientes com alta (A) e baixa (B) abundância viral e eficácia das máscaras de proteção. Fonte: Imagem modificada do artigo Cheng e colaboradores (2021).

Agora você pode estar exclamando: “mas isso é obvio!”… será?! A partir dos resultados deste trabalho podemos medir um pouco melhor nosso comportamento e procurar mais proteção a depender do ambiente que estamos. Assim, podemos evitar custos excessivos com máscaras de altíssima proteção para frequentar ambientes abertos, com poucas pessoas, com distanciamento entre pessoas. Podemos também intensificar a proteção usando máscaras adequadas para ambientes fechados e com alta concentração de pessoas, o que aumenta por sua vez a probabilidade maior abundância viral.

O que era senso comum passou a ser evidência científica gerada por modelos matemáticos. O distanciamento físico entre as pessoas em ambientes abertos, associado a uso de máscaras, é ainda muito importante para barrarmos os avanços da pandemia, mesmo neste cenário atual, onde parte da população brasileira está vacinados. Não temos bola de cristal e não podemos prever o futuro, mas sabemos que cepas mais virulentas do vírus estão circulando em diversos países. Por isso, não custa muito continuarmos usando as máscaras de modo adequado.

Pedro Milet Meirelles

Laboratório de Bioinformática e Ecologia Microbiana

Instituto de Biologia da UFBA

meirelleslab.org

Para Saber mais:

Grinshpun, Sergey A., et al. “Performance of an N95 filtering facepiece particulate respirator and a surgical mask during human breathing: two pathways for particle penetration.” Journal of occupational and environmental hygiene 6.10 (2009): 593-603.

Chu, Derek K., et al. “Physical distancing, face masks, and eye protection to prevent person-to-person transmission of SARS-CoV-2 and COVID-19: a systematic review and meta-analysis.” The lancet 395.10242 (2020): 1973-1987.

Zhang, Renyi, et al. “Identifying airborne transmission as the dominant route for the spread of COVID-19.” Proceedings of the National Academy of Sciences 117.26 (2020): 14857-14863.

Brooks, John T., Jay C. Butler, and Robert R. Redfield. “Universal masking to prevent SARS-CoV-2 transmission—the time is now.” Jama 324.7 (2020): 635-637.

Tem cheiro de vacina no ar…

No momento, ao menos sete vacinas intranasais contra COVID-19 estão em testes clínicos. Elas oferecem um caminho futuro para imunização efetiva e duradoura contra a COVID-19 e um possível controle da pandemia.

A primeira vacina desenvolvida em larga escala no Ocidente é creditada ao médico inglês Edward Jenner que, no século XVIII, utilizou a secreção purulenta de doentes para prevenir o desenvolvimento da varíola em pessoas saudáveis. E a varíola foi, também, a primeira doença infecciosa a ser erradicada da população por meio da vacinação. Desde então, o uso de vacinas na prevenção de doenças contagiosas tornou-se uma prática comum na medicina, salvando a vida de centenas de milhões de pessoas, e aliviando altos custos dos sistemas de saúde dedicados ao tratamento de doentes. Mas, desde o surgimento das primeiras vacinas, surgiram também os movimentos anti-vacina e um post recente aqui do Darwinianas, discute a história dos movimentos anti-vacina no Brasil e no mundo. Sugiro fortemente a leitura do post anterior caso ainda esteja em dúvida a respeito da efetividade e segurança das vacinas já aprovadas para uso, ou confusa em meio às variadas teorias da conspiração e campanhas de desinformação.

As estatísticas são assustadoras: em menos de dois anos, o SARS-CoV-2 já matou mais de 4 milhões de pessoas em todo o mundo, sendo que mais de 500 mil mortes são creditadas ao Brasil apenas. O desenrolar da vacina vem, sem dúvida, tendo impactos positivos significativos tanto no número de novos casos quanto no número de mortes por COVID-19, principalmente em regiões com altos índices de vacinação da população. Para os não-vacinados, ou aqueles que ainda aguardam a sua vez, o uso de máscaras e o distanciamento social ainda são as medidas mais eficazes na prevenção do COVID-19, já que o vírus, altamente contagiante, é transmitido por aerossóis e gotículas emitidas pelo sistema respiratório. Assim, na esmagadora maioria dos casos, a porta de entrada do vírus é o trato respiratório superior, sendo o nariz a via de entrada mais comum. Curiosamente, das quase cem vacinas atualmente em fase de testes, apenas sete são vacinas intranasais.

A idéia de vacinas intranasais não é nada nova, e desde a década de 1960 as primeiras vacinas intranasais para o vírus da influenza foram aprovadas para uso em massa. Até hoje, muitas das vacinas contra a gripe causada pelo vírus Influenza, são administradas por via intranasal e a razão para o seu uso deve-se ao fato de que essas vacinas normalmente estimulam uma resposta imune na mucosa nasal, levando à produção local de anticorpos do tipo IgA, assim como à produção de células B e T de memória da mucosa, capazes de barrar a infecção viral desde o seu local de entrada (Figura 1). Em alguns casos, ainda, essa resposta pode se tornar sistêmica, levando à produção de anticorpos do tipo IgG, capazes de proteger outros órgãos contra o desenvolvimento de doença grave. Já vacinas intramusculares raramente estimulam imunidade de mucosa, resultando geralmente em imunidade sistêmica baseada, em larga escala, na produção de IgG e células de memória sistêmicas.

Figura 1 – Diferentes vias de vacinação e seus efeitos no sistema imunológico. Imagem modificada de Lund & Randall (2021), Science.

Por que, então, as vacinas até hoje aprovadas para a prevenção do COVID-19 são intramusculares, como as vacinas de mRNA (como, por exemplo, a Pfizer-BioNTech e a Moderna), ou as vacinas que utilizam um vetor viral atenuado (como, por exemplo, a Janssen da Johnson & Johnson e a Oxford-Astra-Zeneca)? Segundo um artigo recente, seis das sete vacinas intranasais em fase de teste (ChAdOx1-S da Universidade de Oxford; AdCOVID da Altimmune; a BBV154 da Bharat Biotech; a DelNS1-nCoV-RBD LAIV da Universidade de Hong Kong, a MV-014-212 da Meissas Vaccines; e a COVI-VAC da Codagenix) são vacinas de vírus atenuado ou de vetor viral, enquanto apenas uma, a Cubana CIBG-669 é baseada em proteína viral. Estudos ainda em revisão (pré-publicações) a respeito da eficácia das vacinas intranasais com vetores virais sugere que essas vacinas são eficazes não apenas em eliciar uma resposta imune na mucosa nasal e a produção de células de memória residentes na mucosa, mas também de estimular uma resposta sistêmica, possivelmente com a produção duradoura de anticorpos do tipo IgG. No entanto, os vetores virais mais frequentemente utilizados em vacinas intranasais são os adenovírus, e uma grande parcela da população adulta já foi exposta a esses vírus. Isso significa que, em muitos casos, uma resposta imune contra o adenovírus pode diminuir a eficácia da vacina contra o SARS-CoV-2 por meio de interferência negativa. Similarmente, interferência negativa parece acontecer nas vacinas intranasais que utilizam o vírus influenza ou o vírus respiratório sincicial atenuado.  Mas, em muitos casos, a estimulação da imunidade de mucosa parece ocorrer de forma efetiva, independente do contato prévio do indivíduo como vetor viral.

Diferentes vias de administração de vacinas, como a administração intranasal e a intramuscular (Figura 1), podem resultar na estimulação do sistema imunológico de variadas maneiras. De forma semelhante, vacinas baseadas em diferentes tecnologias, como as vacinas de DNA, vacinas de RNA e vacinas de vírus atenuados, podem elicitar diferentes respostas imunes assim como apresentar diferentes efeitos colaterais. É possível, no entanto, que o futuro da vacinação para COVID-19 seja o de uma abordagem variada, onde a imunidade sistêmica promovida pelas vacinas intramusculares, geralmente protetora contra doença pulmonar grave, seja combinada a doses de reforço com vacinas intranasais, capazes de gerar também imunidade na mucosa nasal, e potencialmente interromper a transmissão do vírus localmente. Não há, até o momento, nenhuma contra-indicação para um esquema de vacinação variado em termos de vias de administração, apesar de mais estudos ainda serem necessários para a confirmação da eficácia de uma tal abordagem. A introdução de vacinas intranasais pode ser, assim, um passo importante para o controle da pandemia de COVID-19 que ainda vivemos.

Ana Almeida

California State University East Bay

(CSUEB)

 Para saber mais:

Islam, M.S.; et al. 2021. COVID-19 vaccine rumors and conspiracy theories: The need for cognitive inoculation against misinformation to improve vaccine adherence. PLoSOne https://doi.org/10.1371/journal.pone.0251605.

Hodgson S.H.; et al. 2021. What defines an efficacious COVID-19 vaccine? A review of the challenges assessing the clinical efficacy of vaccines against SARS-CoV-2. The Lancet Infectious Diseases, 21(2): e26-e35. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(20)30773-8.

Sallam, M. 2021. COVID-19 Vaccine Hesitancy Worldwide: A Concise Systematic Review of Vaccine Acceptance Rates. Vaccines, 9: 160. https://doi.org/10.3390/vaccines9020160.

Yingzhu, L; et al. 2021. A Comprehensive Review of the Global Efforts on COVID-19 Vaccine Development. ACS Central Science, 7 (4), 512-533. DOI: 10.1021/acscentsci.1c00120

[Fonte: Imagem modificada de Amadeus Bramsiepe/Karlsruhe Institute of Technology, https://www.computerworld.com/article/3278594/the-game-changing-potential-of-smartphones-that-can-smell.html]

Bico doce: a evolução da percepção de açúcar nas aves

Muitos animais, no qual eu me incluo, amam comidas doces. Outros, como gatos, golfinhos e a maioria das aves, são indiferentes. Nós, que amamos doces, sentimos a doçura dos alimentos quando moléculas de açúcares se ligam a receptores presentes nas papilas gustativas. O receptor que reconhece açúcares é produzido a partir de um gene chamado T1R2. Muitas espécies especializadas em uma dieta pobre em açúcares perderam esse gene durante a evolução e tornaram-se insensíveis ao sabor doce. As aves, por exemplo, que evoluíram de dinossauros carnívoros, não possuem o gene T1R2 em seu genoma. No entanto, todos sabemos que algumas aves tropicais, como os beija-flores, amam comer néctar, o líquido adocicado produzido pelas flores para atrair polinizadores.

Um estudo publicado em 2014, na revista Science, liderado pela ornitóloga Maude Baldwin, iluminou esse mistério. Mostrou que o receptor para o sabor umami, que normalmente se liga ao aminoácido glutamato e produz o sabor suave e duradouro de alimentos como shoyo, peixes e queijos, está modificado nos beija-flores para perceber açúcares. Ao contrário de uma galinha, que não tem preferência entre água pura ou água com açúcar, os beija-flores buscam freneticamente o dulçor do néctar, mas sem poder diferenciar entre os sabores doce e umami.

No entanto, os beija-flores só existem no continente americano. Em outros continentes, as aves que se especializaram em comer néctar são passeriformes, como os sunbirds e honeyeaters, e não são aparentadas aos beija-flores. Em um novo estudo, publicado na semana passada na revista Nature, o grupo de Maule mostrou que os passeriformes também usam uma modificação do receptor de umami, mas em outra parte da molécula, o que indica que a percepção de açúcar evoluiu independentemente nos dois grupos por meio de um truque similar. Além disso, o estudo mostrou que não só os passeriformes que comem néctar, mas todo o grande grupo dos oscinos, que contém quase a metade de todas as espécies de aves, são capazes de perceber o sabor doce usando o receptor de umami.

Além de esclarecer a origem do gosto por açúcar nos passeriformes, o trabalho mostra uma história evolutiva complexa. Os oscinos se originaram na Austrália e a presença de um receptor sensível a alimentos doces indica que o ancestral de todos eles era um pássaro que se alimentava na flora australiana, famosa por sua abundância de néctar, olores e sabores, e posteriormente deu origem a milhares de espécies com dietas variadas. A presença do receptor para o sabor doce em espécies que não têm dietas ricas em açúcares aponta para a importância da combinação de modalidades sensoriais para a seleção do alimento. A maioria das aves escolhe a comida primariamente orientada pela visão e não por acaso as espécies nectívoras buscam preferencialmente flores vermelhas. As papilas gustativas, que em aves são poucas e localizadas na parte posterior da boca, atuam mais na confirmação ou rejeição de alimentos. Por último, a preferência por cores brilhantes nas aves que se alimentam de frutas e néctar pode ser responsável por muito da beleza observada nessas aves, pois a preferência alimentar pelas cores vivas das flores e frutas maduras pode ter influenciado a seleção sexual de penas coloridas, resultando que muitas das aves de cores mais espetaculares são aquelas que amam a doçura.

João Francisco Botelho

(PUC de Chile)

Para saber mais:

Baldwin, Maude W., et al. “Evolution of sweet taste perception in hummingbirds by transformation of the ancestral umami receptor.” Science 345.6199 (2014): 929-933.

Toda, Yasuka, et al. “Early origin of sweet perception in the songbird radiation.” Science 373.6551 (2021): 226-231.

Despedida: Richard Lewontin, sem espaço para a complacência

Desafiar ideias largamente aceitas tira os cientistas de sua zona de conforto, estimula novas ideias, e provoca reflexões sobre o que motiva nossa pesquisa. Richard Lewontin, que faleceu em julho de 2021, não se cansou de lançar desafios.

O que torna um cientista inspirador? Em alguns casos, é seu domínio da técnica e o sucesso em responder questões. Em outros, é a capacidade de comunicar ideias complexas ao público não especializado. Há ainda aqueles que inspiram pela sua conduta e o caráter ético de sua relação com alunos e colegas. Outros nos impressionam pela transparência e clareza de seu posicionamento político. Richard Lewontin incorporava todos esses traços. Ele faleceu no dia 4 de julho deste ano, aos 92 anos, e deixa uma grande lacuna na ciência, e na biologia evolutiva em particular.

Lewontin fez sua graduação em Harvard, e a seguir fez o doutorado, sob orientação do geneticista Theodosius Dobzhansky (1900-1975), na Columbia University. Posteriormente foi professor em três instituições: Carolina do Norte, Chicago, e a partir de 1973 Harvard, onde permaneceu até sua aposentadoria e onde era professor do “Departament of Organismic and Evolutionary Biology”. Ao longo de toda essa jornada, seu interesse era centrado na evolução e na genética de populações.

A genética de populações tem como objeto compreender como ocorre a transformação do conteúdo genético de populações, ao longo do tempo. Essa transformação é um ingrediente chave do estudo da evolução. Na primeira metade do século 20 a genética de populações experimentou um imenso avanço, com o desenvolvimento de uma poderosa teoria matemática para descrever como a seleção natural poderia aumentar a frequência de variantes genéticas vantajosas, e como eventos aleatórios poderiam modificar populações ao longo do tempo. Apesar dos notáveis avanços teóricos, até a década de 1960 havia uma escassez de estudos empíricos sobre como a composição genética de populações mudava ao longo do tempo. Foi de Lewontin o primeiro estudo que quantificou a variação genética em populações naturais e confrontou os achados com as previsões feitas pelos corpos teóricos existentes.

Em seu trabalho com o geneticista John Hubby, em 1966, mostrou que populações naturais de Drosophila melanogaster possuem muito mais variabilidade genética do que aquela esperada pela “teoria clássica” da genética de populações, segundo a qual a maior parte das mutações seria prejudicial, e, portanto, eliminada pela seleção, resultando em populações com pouca variabilidade. Entretanto, a variabilidade observada também superava aquela que poderia ser mantida por seleção natural. Contrapondo-se à “teoria clássica”, havia a “teoria de equilíbrio”, segundo a qual a variabilidade existente em populações era ativamente mantida pela seleção natural, que favoreceria a diversidade genética.

Mas, de acordo com os achados e cálculos de Lewontin e Hubby, a variabilidade era tão elevada que parecia ser inviável invocar a seleção para mantê-la.

Esse resultado e seu impacto na biologia são emblemáticos do trabalho de Lewontin. Ele parecia nutrir um prazer em, a partir da ciência feita com rigor, mostrar a limitação de teorias vigentes. No caso da variabilidade genética, a dificuldade das teorias “clássica” e “de equilíbrio” gerou frutos: dois anos depois, em 1968, Motoo Kimura publicaria o primeiro estudo apresentando a Teoria Neutra da Evolução Molecular, uma solução elegante para a charada apresentada por Lewontin e Hubby. Para Kimura, a mistura de mutações sem efeito sobre a sobrevivência (as chamadas “mutações neutras”) e a deriva genética moldaria a diversidade genética de populações, sem precisar recorrer à seleção. A teoria de Kimura segue sendo alvo de intensos debates nos dias de hoje, e podemos traçar sua origem ao trabalho de Lewontin.

De modo recorrente, o trabalho de Lewontin abordou problemas para as quais parecia haver “soluções simples”, e lançou desafios. Enquanto a maior parte dos pesquisadores de genética de populações estudava os efeitos da seleção sobre genes individuais, Lewontin investiu no estudo da combinação de genes. Ele sugeriu que o cromossomo inteiro era a unidade de seleção. Ou seja, não seriam versões boas de genes que aumentariam de frequência sob seleção, mas cromossomos inteiros, caracterizados pela combinação de mutações que carregavam. Para abordar essa questão, ele introduziu o conceito de “desequilíbrio de ligação”, uma medida que expressava de modo matematicamente rigoroso a associação entre genes. Esses esforços indicavam que a seleção natural é um processo dependente de contexto: a mutação que é vantajosa em um indivíduo pode ser prejudicial em outro. Isso implica que não há variantes “universalmente melhores”, e que o contexto é essencial na genética. As dinâmicas evolutivas resultam de interações, e não de propriedades absolutas.

Lewontin também desafiou a forma tradicional de enxergar adaptações biológicas, segundo a qual a adaptação representa uma “resposta do organismo” a um “problema apresentando pelo ambiente”, criando uma separação que ele julgava artificial. Para Lewontin, não havia “um ambiente lá fora”; pelo contrário, o organismo ativamente construía seu ambiente (através de comportamentos, deslocamentos, interações) e dessa modificação emergiam as pressões seletivas, as quais resultavam em mudanças evolutivas que, por sua vez, poderiam mudar a forma como a espécie interagia com o ambiente.

Essa ênfase sobre interações, seja entre genes ou entre organismo e ambiente, permeiam seu modo de pensar, e também sua visão sobre como cientistas se comportam, sujeitos às pressões do ambiente (social e político) no qual vivem.

Junto com Stephen Jay Gould, em 1979, ele também fez uma crítica à tendência de atribuir à seleção natural o poder de explicar todos os traços que aparentavam ser eficientes para realizar uma função. Num eloquente trabalho, argumentaram que abordagens quantitativas e testes de hipótese seriam necessárias para distinguir entre traços que de fato foram moldados pela seleção e aqueles que apenas parecem ter sido, mas têm sua origem explicada por outros processos. Esse trabalho teve um imenso impacto e ajudou a definir uma agenda mais quantitativa para o estudo da adaptação, que seria desenvolvida nas décadas seguintes.

Lewontin também exercia uma intensa atividade de comunicação com o público não especializado, posicionando-se de modo crítico sobre temas científicos contemporâneos. Divergindo da visão ingênua da ciência como atividade pura, e de cientistas como agentes neutros em busca da verdade, Lewontin trazia o conceito da ideologia para o mundo da ciência. Isso o levou a produzir uma série de ferozes críticas à sociobiologia, campo que desenvolvia modelos sobre como a seleção natural explica comportamentos. Para o biólogo Edward O. Wilson, a pessoa que o havia recrutado para Harvard e o principal nome do campo da sociobiologia, essa nova disciplina iria suplantar a sociologia (e as ciências humanas em geral) a partir do desvendar da genética do comportamento. Nada poderia ser mais antitético às ideias de Lewontin, segundo as quais “o contexto é o que importa”, do que livrar-se da sociologia e buscar nos genes as explicações para nossa organização social. Para Lewontin, a sociobiologia era reducionista ao extremo, pois cristalizava a visão de que genes determinam comportamentos complexos. Ele enxergava uma relação entre tal reducionismo genético e o surgimento de uma “nova direita” na Inglaterra e nos Estados Unidos da década de 1980, para a qual a noção da predestinação das pessoas com base nos genes que elas possuem seria um conveniente argumento para sustentar a desigualdade social, assim como a impossibilidade de combatê-la.

Para Wilson, tais críticas eram indevidas, pois a sociobiologia havia sido desenvolvida sem agenda política. Para Lewontin, por outro lado, a posição de Wilson  era ingênua e ilustrava a relutância de cientistas em compreender que, “quer eles saibam ou não, cientistas sempre tomam posições”. Segundo Lewontin, a noção de Wilson de que havia genes determinando comportamentos e a relutância em enxergar implicações políticas desse pressuposto seriam em si a adoção de uma posição política, que favoreceria políticas conservadoras. Sua crítica ao determinismo biológica foi extensa e ganhou forma no livro “Not in our genes”, em que atacou o uso de testes de QI e a interpretação de que doenças psiquiátricas possuem bases predominantemente genéticas.

Para Lewontin, o posicionamento político explícito não era uma falha, mas uma necessidade. Seu trabalho sobre raças humanas ilustra essa postura: numa análise quantitativa da composição genética de diversas populações humanas, Lewontin mostrou que há uma variabilidade surpreendentemente alta entre indivíduos de uma mesma raça. Mostrou ainda que, contrariamente à intuição de muitos, a diferença genética entre indivíduos de raças diferentes não era muito diferente daquela entre indivíduos da mesma raça. Isso o levou a defender uma rejeição completa do conceito de raça, por ele ser “desprovido de significado biológico” e “destrutivo de relações sociais e humanas”. Esse trabalho teve imenso impacto e reformulou a forma como estudamos, enxergamos e discutimos a variabilidade de nossa espécie até os dias de hoje.

Uma crítica recorrente a Lewontin é a de que suas posições, inclusive as científicas, eram “politicamente motivadas”. É provável que Lewontin não discordasse dessa afirmação, pois ele via tal politização como inevitável, e achava que explicitá-la era a forma mais apropriada de agir. Cada vez mais entendemos que a boa ciência não é aquela livre de valores, mas sim aquela que é transparente quanto a esses valores. A politização certamente moldou a ciência de Lewontin, e talvez ajude a entender alguns dos erros que ele cometeu em sua jornada. No estudo de seleção, hoje julgamos que tratar genes como unidades da seleção é uma estratégia bastante útil (ainda que longe de esgotar a complexidade do processo de seleção natural). Em contraste,  supor que a seleção é um mecanismo que atua sobre cromossomos inteiros, como Lewontin argumentava, parece ser menos justificado. Sua ênfase no contexto no qual operam os genes estava correta, mas o levou à rejeição de um modelo (a de seleção sobre genes individuais) que tinha grande poder explicativo. Sua visão sobre raças humanas revelou-se correta, mas ele errou ao dizer que não há nenhuma informação “taxonômica” nos genes. Hoje sabemos que as sutis diferenças genéticas entre “raças” que ele documentou permitem identificar o local de origem das pessoas, como é rotineiramente feito pelos testes de ancestralidade, tão largamente usados. Sua crítica à Sociobiologia foi um necessário desafio ao determinismo genético, ainda muito presente entre nós. Porém, para muitos, foi feita uma caricatura do que o estudo evolutivo do comportamento pretendia trazer.

“Errar” ou “acertar” é certamente uma distinção importante na vida de um cientista. Porém, para além de seus erros e acertos, um cientista pode também inocular colegas com dúvidas, com questionamento sobre ideias arraigadas; pode trazer métodos rigorosos para se debruçar sobre problema antigos. Um cientista pode jogar luz sobre as pressões políticas que motivam investigações, assim como as implicações políticas dos resultados obtidos. Lewontin foi um cientista assim. O que poderia ser mais inspirador?

Diogo Meyer

Universidade de São Paulo

Para saber mais:

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