Modificações concetuais em biologia evolutiva: o caso do termo "espécie"

From these remarks it will be seen that I look at the term species, as one arbitrarily given for the sake of convenience to a set of individuals closely resembling each other, and that it does not essentially differ from the term variety, which is given to less distinct and more fluctuating forms. The term variety, again, in comparison with mere individual differences, is also applied arbitrarily and for mere convenience sake. (Darwin, The Origin of Species, 1859)

Estava agora há pouco lendo um livro do naturalista Ernst Mayr sobre a história da teoria da evolução darwiniana. Percebi que é muito difícil tentar pensar uma teoria científica com a cabeça que as pessoas tinha à época em que ela tenha sido descrita. As grandes generalidades da teoria da evolução de Darwin já foram hoje tão minuciosamente comprovadas em tantos diferentes experimentos, que é praticamente impossível acreditar que alguém, em algum tempo, já tenha duvidado dela. É claro que falo de pesquisadores sérios e estudiosos da área. Entretanto, li agora no texto de Mayr algo que me chocou. Ainda que isso possa ser óbvio, jamais havia atentado-me ao fato. Explico-me: o conceito de espécies que temos hoje em biologia e que entendemos como o mais claro e abrangente consiste no chamado conceito biológico de espécies. Ele diz que uma espécie consiste num grupo populacional fechado reprodutivamente. Assim, a barreira entre as espécies vem do fato de que indivíduos de uma mesma espécie são capazes de se reproduzir com prole fértil, infinitamente (ao menos na teoria). Por conseqüência, indivíduos de espécies diferentes não são capazes de se intercruzar produzindo prole (fértil). É bastante difícil para mim pensar no conceito de espécie sem associá-lo a esta questão da barreira reprodutiva.


Biologia: ciência única. Excelente livro do evolucionista Ernst Mayr publicado em 2004 (quando Mayr comemorava seu centésimo aniversário) e que serviu de base para esta divagação. Mayr explicita o estatus da questão sobre o termo "espécie" em Darwin e seus contemporâneos.

Arrisco-me a dizer que este conceito de reprodução-com-prole-fértil chega a ser completamente intuitivo para qualquer biólogo moderno. Acontece que este conceito, e era isso que Mayr expunha naquelas páginas, houvera sido articulado por ele mesmo, dentre outros, aproximadamente entre as décadas de 30 e 40. Ou seja, no século XX! Quando Darwin publicou seu livro clássico em 1859, provavelmente mal sabia definir um conceito claro sobre o que era ou não era uma espécie. A epígrafe que inicia esta exposição torna clara esta afirmação. À época, o que existia era antes um conceito tipológico de espécies. Ou seja, organismos de espécies diferentes eram aqueles que apresentavam determinadas características -- normalmente em forma -- distintas entre si. Certamente, entretanto, a quantidade e a qualidade destas características necessárias para se considerar certa variedade como nova espécie eram temas de discussão entre os taxonomistas da época. Mas o que quero ressaltar aqui, é que o conceito de tempo contínuo onde as espécies se intercruzam e se modificam, gerando novas variedades, não era sequer compreendido pelos pesquisadores quando falavam entre si sobre espécies. O pensamento sobre espécies à época de Darwin era definitivamente fixista. Quando Mayr, em outro livro, separa a teoria darwiniana em cinco sub-teorias, uma delas é chamada de "evolução propriamente dita" e significa exatamente este pensamento segundo o qual os organismo evoluem e se modificam uns nos outros ao invés de surgirem a partir de um molde platônico ou divino. Apesar de absurda, esta teoria era tida como certa mesmo pelos principais e mais sérios biólogos evolucionistas do século XIX, como Buffon por exemplo. Foi Lamarck o primeiro a dizer que as espécies mudam umas nas outras, embora ele mesmo acreditasse que elas evoluíssem dentro de uma mesma linhagem. Lamarck nunca acreditou na ancestralidade comum entre espécies, porém na evolução e modificação de linhagens separadamente. Até Darwin, simplesmente não existia sequer o conceito de homologia de caracteres, ou seja, o fato de que duas estruturas ou comportamentos em determinados animais são idênticos porque estes animais haviam sido um só animal num passado. Assim, explicava-se o fato de que dois animais eram mais parecidos entre si justamente devido ao acaso -- ou ao gosto divino. Esta teoria da criação divina entretanto tem um conteúdo empírico muito menor do que a homologia de caracteres e é muito menos parcimoniosa -- menos provável -- do que a teoria da ancestralidade comum. Entretanto, era este o pensamento dos pensadores sérios à época. (Veja que não falo de religiosos.) Tanto é assim que Mayr fala, um pouco mais à frente no mesmo capítulo: "Mesmo aqueles que não acreditavam em recapitulação estrita com frequência descobriam similaridades em embriões que eram apagadas em adultos. Tais similaridades, como a corda em tunicados e vertebrados e arcos branquiais em peixes e tetrápodes terrestres, foram totalmente desconcertantes até ser interpretadas como vestígios de um passado comum".



Livro de Charles Darwin: a expressão das emoções nos homens e nos animais. Durante a leitura deste livro fica clara a confusão de Darwin com relação à origem das variedades e quanto à transmissão das características para a prole. Estes problemas só foram inicialmente resolvidos depois da redescoberta dos trabalhos de Mendel e da descoberta da estrutura do DNA por Watson e Crick, quando ficou finalmente claro como acontecia a herança biológica em nível molecular. [Veja nota 1]

Através então da teoria da ancestralidade comum, que separa as espécies no tempo, somada à teoria da especiação alopátrica, que separa as espécies no espaço, Darwin foi finalmente capaz de concluir sobre como surgia e se estabelecia a diferenciação entre as espécies viventes. Grupos da mesma espécie viajavam para locais diferentes e cada um dos grupos se adaptava particularmente às condições ambientais existentes no local. O processo da seleção natural podia ser visto entre as ilhas Galápagos com seus tentilhões. Tentilhões de uma ilha tinham bicos adaptados para comer exatamente o tipo de alimento que estava presente naquela ilha. A natureza havia de certa forma selecionado variedades adaptadas às condições locais. O próximo problema com que Darwin se deparou então foi: como será que a natureza seleciona essas variedades mais adaptadas? Darwin titubeia neste ponto em várias passagens em "A origem das espécies" e também em outras de suas obras. Por vezes, parece concordar com Lamarck, que acreditava no surgimento espontâneo das características e na transmissão dos caracteres adquiridos (durante a vida) para a prole. Ele repete este argumento incessantemente no livro "Da expressão das emoções nos homens e nos animais". Há passagens, entretanto, na Origem das espécies em que Darwin toma partido do fato, hoje tido como verdadeiro, que as variações surgem aleatoriamente na população. Aquelas que trazem benefício, entretanto, são "escolhidas" pelo processo cego de seleção natural para serem mantidas. Explico-me melhor: o que quero dizer aqui é que dentro da população de tentilhões que habitam as ilhas, haviam aqueles que apresentavam variações nas cores das penas, variações no tamanho de seus membros, no tamanho de órgãos internos, variações comportamentais e etc. Entretanto, muitas destas características variantes que não faziam os indivíduos que as apresentassem sobrevivessem mais ou melhor. Mudar o formato do bico, entretanto, fazia com que aqueles que apresentassem -- ao acaso -- um bico ligeiramente modificado, pudessem conseguir e processar melhor o alimento. E esta característica fazia com que estes reproduzissem mais e deixassem uma maior de prole. A seleção natural está sempre ligada à reprodução diferencial dos mais "aptos". Vale lembrar aqui o caso clássico das mariposas brancas e negras durante a revolução industrial na Inglaterra. Rapidamente, com o acúmulo de fumaça, as mariposas brancas ficaram mais à vista dos predadores do que as negras, tendo estas últimas reproduzido mais no novo ambiente por não serem tão predadas quanto às brancas -- as negras camuflavam-se pela sua cor nos muros ingleses e assim não eram vistas pelos predadores. O fato de existirem as variedades brancas e pretas surgiu aleatoriamente -- da mesma forma que há seres humanos brancos e negros -- antes da revolução industrial. Porém até antes da transformação ambiental do surgimento da indústria e da fumaça, não havia uma relação clara entre a cor da mariposa e o número de prole que ela produzia. Assim, é preciso notar que o variante bem sucedido ao novo ambiente já existia na população original. Só que ambas as mariposas reproduziam-se em quantidades iguais.

Adiciono mais um aspecto que pode estar associado ao caso dos tentilhões -- embora não esteja certamente associado ao caso das mariposas: talvez tenha sido justamente uma variação morfológica que tenha tornado alguns indivíduos de um grupo mais adaptados a determinado ambiente -- e que esta tenha sido antes a causa (não a consequência) da migração do grupo para uma determinada área. A seleção então não teria começado com uma modificação no ambiente, porém com um surgimento de uma nova variedade que permitiu a exploração do ambiente novo, como por exemplo, a quebra de alguma castanha ou fruto dado a uma variação ocorrida no bico. (É claro que a castanha mais facilmente aberta pelo "novo" bico já deveria existir e, assim, retorna-se ao ambiente como causa primeira.) Assim a espécie passou a ocupar um novo nicho -- no caso, um novo tipo de alimentação -- devido a uma variação morfológica que tenha se mostrado adaptativa.

De qualquer forma, embora haja controvérsias, normalmente se diz que a teoria darwiniana da evolução baseia-se, principalmente, na especiação alopátrica ou parapátrica, ou seja, na especiação que está associada a disseminação geográfica de populações de uma mesma espécie.

Mas há também as plantas, onde sempre foram conhecidos casos de espécies bastante similares vivendo em um mesmo ambiente (simpatria). Isso de alguma forma ia contra a teoria da especiação por adaptação local. Afinal: se duas espécies similares estivessem na mesma área, era de se esperar que tivessem exatamente as mesmas adaptações. Se não fosse assim, onde afinal estaria a força da seleção natural a moldar a biologia dos organismos? Tenho a impressão de que Darwin deve ter passado algumas noites sem dormir pensando no problema. Para solucionar este aparente problema de inconsistência -- quando duas espécies vivem no mesmo ambiente e apresentam diferentes adaptações --, Darwin tirou da cartola um novo conceito chamado de "princípio da divergência" ("Darwin's principle of divergence". Journal of the History of Biology, 25: 343-59, 1992), do qual voltarei a falar noutra postagem. Por ora resta saber que a teoria moderna prega que a modificação ambiental é sim importante, mas ela deve estar acoplada ao surgimento (aleatório) de uma modificação em nível genômico que culmina em uma diferença fenotípica que pode ser vantajosa a um indivíduo. Por exemplo: talvez fosse interessante para os humanos se nós pudéssemos enxergar no comprimento de onda do ultravioleta (assim como as abelhas o fazem). Entretanto nosso genoma jamais se modificou de uma certa forma que nos dotasse com órgãos para enxergar o ultravioleta (de fato, provavelmente seriam necessárias uma grande série de modificações). E assim, por mais que isso pudesse ser vantajoso, tal característica nunca aconteceu de evoluir em nossa linhagem evolutiva. Diz-se, assim, que a evolução tem um aspecto contingente (aleatório + histórico).

Mayr finaliza: "O tratamento da especiação por Darwin na obra 'A origem das espécies' revela sua confusão acerca de espécies e especiação. Isso não foi esclarecido até a síntese dos anos 1940." A conclusão epistemológica que alcanço é que é bastante difícil para o historiador e filósofo da ciência moderno, entender exatamente qual era o estágio do pensamento dos pesquisadores envolvidos em qualquer discussão científica do passado [Veja nota 2]. Com relação a esta nota, quando leio os escritos de Darwin e Lamarck e Buffon preciso educar minha mente para entender que aquilo que eles chamam pelo nome de espécie está relacionado organismos apresentando certas diferenças ou semelhanças morfológicas; e não ao conceito moderno -- este relacionado à barreira reprodutiva. Naturalistas do século XIX tinham em espécie um conceito tipológico, não biológico.

Há um enorme número de conceitos que foram apenas recentemente inventados e devidamente entendidos por pesquisadores no campo das ciências biológicas. Tais conceitos são tão evidentes para o pesquisador atual que é difícil se ver livre deles e pensar com a cabeça dos cientistas do passado quando estudando a história da ciência. É claro que a leitura de seus relatos facilita a compreensão, mas por vezes não se sabe muito bem o que pensavam sobre diversos aspectos relacionados à hereditariedade ou mesmo à fisiologia e ao desenvolvimento dos organismos. A questão da espécie foi apenas um exemplo e há toda uma enorme sorte de conceitos que eram compreendidos diferentemente por estes pesquisadores do passado, em qualquer área do conhecimento. Lembro que durante minha graduação em biologia, tanto eu quanto uma amiga estávamos lendo ao mesmo tempo o livro de Darwin "Da expressão das emoções nos homens e nos animais" que havia sido recentemente relançado por uma grande editora brasileira. Tive a sorte de perceber rapidamente um pensamento associado ao lamarckismo em Darwin, onde ele sugere que tenha acontecido mesmo a herança das características adquiridas. Minha colega não percebeu o fato até que comentássemos juntos o livro e teria tido uma má compreensão da teoria darwiniana moderna se não tivéssemos esclarecido o ponto em conjunto. Assim, é precisamos tomar cuidado e estarmos atentos quando lemos obras histórias posto que o conceito apresentado pelos estudiosos pode ser um conceito já excessivamente modificado e alterado ao longo das discussões e da evolução da linguagem e dos conceitos científicos. A leitura de relatos históricos deve ser acompanhada de textos explicativos que apresentem exatamente estes pontos ao leitor para que ele se dê conta da evolução da linguagem, evolução do pensamento científico, modificação conceitual e etc.


Thomas Kuhn, O caminho desde a estrutura. Livro do filósofo e historiador da ciência Thomas Kuhn, onde ele expande seus argumentos brilhantemente apresentados em sua obra clássica "A estrutura das revoluções científicas". Aqui ele discorre mais diretamente com relação à questões linguístas e conceituais que ocorrem durante as revoluções científicas. O conceito de que o pesquisador deve ser bilingue para entender dois sistemas conceitual é explorado com certo detalhe.

Vale notar ainda que este tipo de reforma conceitual foi excessivamente bem discutido e formulado por Thomas Kuhn em seu livro "O caminho desde a estrutura". Ao comparar principalmente Newton e Einstein, Kuhn apresenta exemplos onde os termos matéria, massa ou energia eram aplicados diferentemente por cada um desses teóricos. A energia de Einstein não é a mesma energia de Newton, assim como o conceito de espécie moderno não é o mesmo tido como certo por Darwin. Kuhn diz que o verdadeiro historiador e filósofo da ciência precisa ser de certa forma "bilíngue" para que possa realmente compreender as revoluções conceituais dentro de seu campo de pesquisa.

Enfim, torna-se também essencial que os pensadores e pesquisadores de uma determinada época escrevam textos simples e genéricos para mostrarem aos historiadores e pesquisadores do futuro qual o grau de evolução conceitual em que eles se enquadram com relação às teorias que discorrem sobre. Como se não bastasse, a fabricação destes textos ajuda também na importante tarefa do filósofo e do cientista em passar seu conhecimento por meio de textos tão simplificados quanto o possível para o grande público. Educar a população deveria ser algo tomado como dever por todo cientista. Sejamos todos divulgadores do conhecimento!

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[Nota 1] A idéia moderna da herança dos caracteres adquiridos só realmente extinta no fim do século XIX através do trabalho de um grande evolucionista muito pouco conhecido mesmo pelos biólogos. Foi August Weismann que extinguiu finalmente a teoria da herança dos caracteres adquiridos. De qualquer forma, a forma como acontecia a herança de caracteres e sobre como era transmitida a informação teleonômica para "montar" um novo organismo foi inicialmente teorizada nas décadas de 30 e 40 quando os trabalhos de Mendel foram observados e analisados em uma perspectiva darwiniana. Finalmente, o cluster conceitual da biologia evolutiva moderna só foi realmente colocado dentro de um cenário compreensível e bem estruturado alguns anos depois que o trabalho de Watson e Crick foi publicado (1953).

[Nota 2] Por sinal, lembro agora de um livro muito bom que me ajudou a percorrer este espaço científico conceitual do passado, com relação à história das ciências biológicas. O livro se "A lógica da vida" e foi escrito por Jacques Monod contando a história das revoluções conceituais no campo da biologia e, particularmente, com relação á biologia evolutiva. Altamente recomendado!

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Para saber mais:

Ernst Mayr: http://en.wikipedia.org/wiki/Ernst_Mayr
Charles Darwin: http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Darwin
O problema das espécies: http://en.wikipedia.org/wiki/Species_problem
Thomas Kuhn: http://en.wikipedia.org/wiki/Thomas_Kuhn
August Weismann http://en.wikipedia.org/wiki/August_Weismann