domingo, 31 de março de 2013

Origem da vida: Abiogénese II


Este texto é o desenvolvimento de um texto anterior sobre os estudos do Dr. Jack W. Szostack e colegas, no qual foi também apresentado um vídeo com um resumo.
Sob certas condições de pH, ácidos gordos formam vesículas espontaneamente, permeáveis a pequenas moléculas orgânicas. A vesícula pode incorporar ácidos gordos livres. As vesículas podem tornar-se filamentosas e pode então ocorrer a divisão mecânica ou por iluminação de vesículas com hidroxipireno (1). Os polímeros orgânicos seriam capazes de se formar naturalmente (como já foi referido anteriormente noutros textos sobre o mesmo assunto), bem como os seus constituintes, nucleótidos e aminoácidos (por exemplo, na experiência de Miller). Um dos possíveis polímeros seria o DNA fosforamidato (fosforamidato: fosfato com um grupo OH substituído por um grupo NH2) (2). Teria que ter surgido, então uma molécula auto-replicadora, para mais tarde poder evoluir. É química, pura e simples. Quando a polimerização ocorre dentro da vesícula o polímero fica preso (esta é permeável a pequenas moléculas - monómeros, mas não polímeros). O aumento da temperatura pode aumentar a permeabilidade e assim que arrefecer pode ocorrer de novo polimerização. Umas vesículas podem roubar os ácidos gordos de outras e começa a competição. Além disso, replicadores mais rápidos iriam dominar a população (3,4).  

Relativamente ao complexo de tradução (ribossomas), este é constituído por mais de 50 proteínas (com 2 subunidades – maior e menor) e RNA, sendo a compreensão da sua origem muito importante. Cientistas inferiram que o centro peptidil tranferase evoluiu pela duplicação de pequenas moléculas primitivas de RNA (RNA minihélice), formando moléculas semelhantes ao nosso tRNA (5).

Referências:

sábado, 30 de março de 2013

A informação, os criacionistas e as confusões do costume

Passei pelo blog "Darwinismo" e lá estava outro texto a apelar para a falta de modificações que aumentassem a informação genética:

«O problema é que nem toda a mudança é evolutivamente relevante visto que a teoria da evolução requer um tipo específico de “mudança” – uma que aumente a informação genética da forma de vida.» A isto só respondi: duplicação de genes + divergência = gene novo/ aumento de informação. Como resposta de um outro comentador obtive o mesmo tipo de ignorância e confusão do costume: «Um gene novo em si já significará o que?

Que um sapo ganhará uma asa?» Os sapos ganharam asas? Dessa não sabia. Não sabia porque de facto não aconteceu. E sempre gostava de saber porque é que é importante para a questão do aparecimento de novos genes e do aumento da informação a porcaria das asas. Acho que não é nada importante. 

sexta-feira, 29 de março de 2013

Do nada, nada vem?


No Que treta li um texto (1) sobre o argumento a favor da existência de deus, partindo da premissa de que algo não pode surgir do que não existe, sendo a não existência de coisas designada neste caso por “nada”. É claro que definir nada deste modo não tem nada de mal (como Ludwig Krippahl notou no texto do Que treta). Mas, como também é apontado no texto, que uma coisa que existe não pode vir do nada é apenas especulação e é contrariado pelas evidências (2), as quais indicam que isso acontece espontaneamente e é um fenómeno abundante (o exemplo das partículas virtuais).

O argumento é assim (3): “ (…) não pode regredir perpetuamente para o passado, e tem que principiar em algo eterno, ou seja, em algo que sempre existiu. Porque se tudo o que existe fosse não eterno, então a certa altura do passado, nada existiria. E tomámos como premissa que do nada, nada vem. Pelo que se, a certa altura do passado, nada existiria, então porque do nada, nada vem, hoje nada existiria. Mas vemos que existem coisas, pelo que tem que haver alguma (pelo menos uma) coisa que sempre existiu. Pode existir uma coisa eterna apenas, ou podem existir várias coisas eternas, mas tem que existir pelo menos uma coisa eterna.E se repararem bem tudo assenta na premissa que do nada, nada vem, a qual é no mínimo puramente especulativa (e no máximo falsa). William Lane Craig também utilizou este argumento relativamente á origem do universo no debate na Universidade North Carolina com o físico Lawrence Krauss (4). 


Referências:

  1. http://ktreta.blogspot.pt/2013/03/treta-da-semana-passada-o-argumento-do.html
  2. Gordon Kane,Are virtual particles really constantly popping in and out of existence? Or are they merely a mathematical bookkeeping device for quantum mechanics?, scientific American, 9/10/2006 (referenciado no texto do Que treta)
  3. http://espectadores.blogspot.pt/2012/12/demonstrar-existencia-de-deus.html
  4. William Lane Craig vs  Lawrence Krauss, Universidade North Carolina, 30/3/2011 (http://www.youtube.com/watch?v=TqANWuXQ3Z0http://www.reasonablefaith.org/the-craig-krauss-debate-at-north-carolina-state-university) 

De boleia até á especiação


Aquando da especiação ecológica (adaptativa) desenvolvem-se incompatibilidades reprodutivas entre os indivíduos das duas populações. Esta adaptação pode desempenhar um papel fundamental nas incompatibilidades reprodutivas, tendo sido proposto um efeito colateral pleiotrópico (1) da adaptação. Um exemplo que apoia a importância da adaptação é o de uma população de plantas do género Mimulus (“monkeyflowers”), as quais desenvolveram tolerância ao cobre e incompatibilidade reprodutiva através da morte de híbridos aquando dos cruzamentos com outras populações originalmente da mesma espécie. No entanto este caso não se deve a pleiotropia (1), mas sim ao facto do gene associado ao problema dos híbridos estar ligado á tolerância ao cobre, espalhando-se até se fixar na população por hitchhiking ou draft (“efeito boleia”) (2).

Notas:
 
1. Pleiotropia: quando um gene influencia mais do que uma característica.
 
2. Hitchhiking ou draft (“efeito boleia”): processo pelo qual a frequência de um alelo ligado (próximo, com tendência a ser herdado junto) a outro que se encontra sob selecção pode aumentar numa população.    

 
Referências:


 

quinta-feira, 28 de março de 2013

Especiação e parasitismo


Várias características que são alvo de selecção natural e sexual são considerados os factores preponderantes das radiações adaptativas. Parasitas e outros elementos patogénicos podem iniciar ou acelerar o processo de especiação, estando na origem da selecção (natural e sexual): diferentes populações tem níveis diferentes de infecção e estes causam selecção divergente, facilitam a divergência adaptativa e esta por sua vez facilita a evolução do isolamento reprodutivo e temos então a formação de 2 espécies distintas a partir de uma só (1).

Um estudo sobre peixes da família Cichlidae no Lago Vitória sugeriu que a selecção sexual mediada por parasitas pode ter contribuído para a divergência de preferências sexuais femininas pela coloração masculina, fortalecendo o isolamento reprodutivo (2).

Compreender o(s) processo(s) de especiação é um dos objectivos da biologia moderna, bem como compreender a origem de novas estruturas moleculares. E os cientistas estão a ser bem sucedidos até agora. Quanto aos criacionistas, podem continuar a refilar e a queixar-se, pois a única coisa em que são bem sucedidos é fazer barulho e armar confusão. 

Referências:


2. Referência nº 25 do anterior

terça-feira, 26 de março de 2013

Evolução de proteínas II


Há algum tempo descobri ao vaguear pelo pubmed um artigo interessante sobre evolução de proteínas (1).
No estudo sequenciaram-se genes parálogos e ortólogos em peixes cartilagíneos e foram reconstruídas proteínas ancestrais, o que permitiu analisar as modificações que ocorreram ao longo do tempo, incluindo a divergência sequencial. As proteínas em estudo são receptores de hormonas glicocoricoides (GR) e mineralocorticoides (MR), proteínas que surgiram por duplicação de genética há aproximadamente 450 milhões de anos. Obviamente as proteínas divergiram e passaram a desempenhar funções diferentes na fisiologia animal.  
As MR são activadas pela ligação á aldosterona, desoxicorticosterona e cortisol. As GR são activadas por quantidades elevadas de cortisol. Os investigadores reconstruíram o precursor destes, AncCR, que seria semelhante ao MR (várias hormonas em baixas concentrações). Aqui está a filogenia:

  

É giro não é? Mas eu também encontrei um artigo de PZ Myers no seu blog Pharyngula (2) sobre este estudo (onde se pode ler uma descrição mais detalhada). E aí fiquei a saber que 2 criacionistas (Gauger e Axe) também tinham investigado a evolução de proteínas, comparando 2 proteínas actuais e dizendo que uma não pode ter evoluído para a outra. O pior é que isso não é uma hipótese alguma vez proposta por um biólogo que estude a evolução. Elas são “primas”, nenhuma descende da outra e de facto essa transição nunca ocorreu, portanto não interessa. Talvez por isso os criacionistas não tenham submetido o artigo a revisão de pares.  

Referências:
1.      Carroll SM, Ortlund EA, Thornton JW (2011) Mechanisms for the evolution of a derived function in the ancestral glucocorticoid receptor. PLoS Genet.7(6):e1002117. Epub 2011 Jun 16 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3116920/)

Evolução de proteínas




Já chega de falar de criacionismo. Vou falar de ciência. As N-acetilransferases constituem uma família de enzimas que são importantes na “destoxicação” de compostos aromáticos. Usando as bases de dados genómicas (públicas) os investigadores realizaram as análises filogenéticas (77 sequências NAT, 38 espécies de vertebrados), refazendo a sua história molecular nos últimos ~450 milhões de anos e descobriram que a sua evolução se caracterizou por vários eventos de duplicação e perdas. Alguns sinais de selecção positiva são detectados em várias linhagens, os quais podem estar relacionados com a exposição a certos compostos químicos. Relativamente á evolução desta enzima em primatas, três genes NAT humanos são originários de um primeiro evento de duplicação no ancestral comum dos simiiformes (infra-ordem da subordem de primatas haplorrinos). NAT1 evoluiu sob selecção purificadora e NAT 2 sob selecção positiva, o que apoia o envolvimento da NAT1 em vias metabólicas endógenas.

Referências:

- BMC Evol Biol. 2013 Mar 7;13:62. doi: 10.1186/1471-2148-13-62.

Rapid birth-and-death evolution of the xenobiotic metabolizing NAT gene family in vertebrates with evidence of adaptive selection.

Sabbagh A et al 

sexta-feira, 8 de março de 2013

Dawkins e "A Origem das Espécies"


No Daily Mail, foi escrito um texto que afirma que Dawkins não se conseguiu lembrar do título completo da obra-prima de Charles Darwin sobre a origem das espécies (2). Mas isso é uma mentira descarada (deve ter sido um criacionista a escrever o texto). Dawkins apenas se esqueceu de uma pequena parte do enorme título da obra (1). Para quem está interessado no título completo, é "On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life" e este foi apenas usado nas primeiras edições, tendo depois passado a ser apenas "On the Origin of Species", não sendo relevante em termos de conhecimento relativo á literatura científica. Mesmo que Dawkins não soubesse mais do que "On the Origin of Species", que é de facto o título mais utilizado como modo de referência á obra, isso seria completamente irrelevante. O que interessa não é se Dawkins se lembra de uma versão gigantesca e pouco utilizada do título da principal obra de Charles Darwin, mas sim se este como biólogo entende o seu conteúdo, bem como a síntese moderna com base na teoria nela apresentada, e se sabe utilizá-la como ferramenta de trabalho, baseando-se nas evidências disponíveis para aceitar a sua validade para compreender a origem da diversidade e complexidade que observamos. Dawkins confere todos esses atributos, o que faz com que este seja óptimo a expor a teoria da evolução e também um óptimo cientista.

Referências:

1. BBC Radio, 14/02/12 (disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=RTV-py1W8Rk)
2. How can a man with such a high IQ have such low views?, A N Wilson (disponível em: http://www.dailymail.co.uk/debate/article-2101256/Richard-Dawkins-How-man-high-IQ-low-views.html#ixzz2MzPNvnNw)

Debater com criacionistas

Hoje vi uma descrição bastante exacta do que é debater com criacionistas na caixa de comentários do blog Pharyngula (1), a propósito de um debate entre PZ Myers e um criacionista:

«"Ele vai inventar coisas e distorcer as suas fontes para construir os argumentos. E eu estou em desvantagem porque não faço isso". (...) É como debater com um macaco. Podes construir argumentos válidos e racionais. Quanto ao macaco, apenas atira mãos cheias de cócó. No fim, ficas coberto de merda e o macaco pensa que ganhou o debate». É exactamente isto. E digo-o por experiência própria. Desde argumentos probabilísticos do tipo "tornado numa sucata" em que enormes "passos" são o resultado de processos aleatórios à porcaria do código, tudo isso é merda de macaco que eles alegremente atiram para cima das pessoas normais com quem discutem. Detesto criacionismo.

Referências:

1. An ugly debate in Edmonton, PZ Myers (http://scienceblogs.com/pharyngula/2009/01/27/an-ugly-debate-in-edmonton/)

quinta-feira, 7 de março de 2013

A segunda lei da termodinâmica (como de costume)

A segunda lei da termodinâmica tem sido por norma proposta pelos criacionistas como "proibindo" a evolução de ocorrer. É claro que isso é falso.

1. A Evolução ocorre e ocorreu. As evidências que tenho apresentado aqui devem chegar para tirar essa conclusão.  

2. Ainda que a vida ao evoluir diminua a entropia, apesar do facto da entropia geral aumentar no sistema "Universo", é permitida a sua diminuição em subsistemas, como galáxias, sistema solar, e vida, visto que no total do universo esta aumenta.

3. Criacionismo = Fail.

Os criacionistas só dizem disparates, mas estão-se nas tintas - eles só não querem é ir para o inferno junto com os horríveis evolucionistas ateus que dizem mal de deus e que os maltratam a toda a hora. Eu acho que o pior medo deles é passar a eternidade ao pé dos "evolucionistas ateus" a serem chamados de burros e ignorantes. E se tal acontecesse (se fôssemos todos parar ao inferno por alguma razão) seria provavel que o "martírio" dos criacionistas continuasse. É que mesmo que deus existisse, a evolução continuaria a ser verdade - as evidências não desaparecem por magia e a estupidez e ignorância dos criacionistas também não.

quarta-feira, 6 de março de 2013

Evolução do flagelo bacteriano (outra vez) – Adenda


É necessário ter em mente que a evolução não tem como objectivo construir um flagelo bacteriano. As proteínas (e conjuntos de proteínas) podem ter tido funções não relacionadas com a actividade do flagelo e ter sido modificadas incrementalmente e selectivamente, de modo a que surgissem novas funções, melhorando-as a seguir. A quantidade de proteínas pode ser expandida por duplicação de genes. Evidências provenientes da detecção de homologia e ortologia apontam para a ocorrência de duplicações e o modelo de co-opção é ainda o mais aceite. Outros exemplos de evolução por co-opção são o ciclo de krebs (intermediários teriam funções diferentes) e o mecanismo de splicing da região V(D)J no sistema imune dos vertebrados (1, 2).

Calcular a probabilidade de um flagelo bacteriano, como se os aminoácidos e proteínas se juntassem todos para formar o flagelo bacteriano, espontaneamente por acaso não está correcto. Isso é apenas aceitar que o Michael Behe está certo ao afirmar que o flagelo não pode ter evoluído incrementalmente por mutações e selecção natural, e então calcular a sua formação espontânea, de modo aleatório (2).  
Os criacionistas ao atacarem a ciência apenas conseguem fazer figuras tristes. Qual é o objectivo de fazer cálculos probabilísticos relativos a cenários que ninguém propõe serem os correctos? Para mim a resposta é simples: chatear os cientistas. Se eu trabalhasse no campo da microbiologia e da parasitologia, a estudar a evolução de bactérias e de parasitas como a malária e tivesse constantemente os criacionistas a meterem-se com o meu trabalho e a dizerem que quem cria a resistência a fármacos é o deus deles, não sei se a minha sanidade mental ainda estaria intacta.


Referências:



Anexo:

«One plausible path for the evolution of flagella goes through the following basic stages (keep in mind that this is a summary, and that each major co-option event would be followed by long periods of gradual optimization of function):
a.       A passive, nonspecific pore evolves into a more specific passive pore by addition of gating protein(s). Passive transport converts to active transport by addition of an ATPase that couples ATP hydrolysis to improved export capability. This complex forms a primitive type-III export system.
b.      The type-III export system is converted to a type-III secretion system (T3SS) by addition of outer membrane pore proteins (secretin and secretin chaperone) from the type-II secretion system. These eventually form the P- and L-rings, respectively, of modern flagella. The modern type-III secretory system forms a structure strikingly similar to the rod and ring structure of the flagellum (Hueck 1998; Blocker et al. 2003).
c.       The T3SS secretes several proteins, one of which is an adhesin (a protein that sticks the cell to other cells or to a substrate). Polymerization of this adhesin forms a primitive pilus, an extension that gives the cell improved adhesive capability. After the evolution of the T3SS pilus, the pilus diversifies for various more specialized tasks by duplication and subfunctionalization of the pilus proteins (pilins).
d.      An ion pump complex with another function in the cell fortuitously becomes associated with the base of the secretion system structure, converting the pilus into a primitive protoflagellum. The initial function of the protoflagellum is improved dispersal. Homologs of the motor proteins MotA and MotB are known to function in diverse prokaryotes independent of the flagellum.
e.       The binding of a signal transduction protein to the base of the secretion system regulates the speed of rotation depending on the metabolic health of the cell. This imposes a drift toward favorable regions and away from nutrient-poor regions, such as those found in overcrowded habitats. This is the beginning of chemotactic motility.
f.       Numerous iprovements follow the origin of the crudely functioning flagellum. Notably, many of the different axial proteins (rod, hook, linkers, filament, caps) originate by duplication and subfunctionalization of pilins or the primitive flagellar axial structure. These proteins end up forming the axial protein family.»  (http://www.talkorigins.org/indexcc/CB/CB200_1.html)

segunda-feira, 4 de março de 2013

Confusão criacionista: Anne Gauger e a homoplasia


Ann Gauger falou sobre genética de populações há uns tempos (isso já foi mencionado no blog), afirmando que os biólogos não deviam assumir ancestralidade comum quando lidavam com genética de populações. Primeiro pensei “o que é que tem uma coisa a ver com a outra?”, mas depois pensei que ela queria que alguém considerasse a possibilidade de que inovações não fossem produzidas por mutações na descendência mas sim por um designer (o deus dela). Doidos como os criacionistas são, não é assim tão admirável e era a única maneira do que ela disse ter sentido. A única coisa que eu na época não consegui encaixar naquele estranho discurso foi o conceito de homoplasia. Mas agora li um artigo sobre o assunto e apercebi-me que Ann Gauger devia ter dito filogenia e não genética de populações (1). Foi épico. Mais um epic fail criacionista.

Encontrei também um artigo (no mesmo blog), que demonstra porque é que Gauger não tem razão quando afirma que os cientistas querem que o público ignore a homoplasia (semelhança devida a processos evolutivos – ex.: evolução convergente) e que assumem ancestralidade comum apenas pelas semelhanças. Isso, eu já tinha constatado anteriormente que é falso, que os métodos de investigação permitem distinguir (se não, seriam inúteis). Os cientistas não assumem ancestralidade e já está. Eles investigam (coisa que o pessoal do Discovery Institute não faz). Deste modo, num artigo publicado na revista PNAS (citado no artigo supra-referido), pode ler-se o seguinte: « (…) phylogenetic analyses of 20 unlinked nuclear genes reveal a genome-wide signal that unequivocally places tinamous within ratites, making ratites polyphyletic and suggesting multiple losses of flight. (…)The most plausible hypothesis requires at least three losses of flight and explains the many morphological and behavioral similarities among ratites by parallel or convergent evolution. » (2)


Referências:


  1. http://pandasthumb.org/archives/2012/12/if-they-both-be.html#comments-open     

  1. http://www.pnas.org/content/105/36/13462

sábado, 2 de março de 2013

Evolução: questões básicas


A evolução ocorre em populações e não em indivíduos

Tenho-me deparado com questões na internet e afirmações criacionistas (1) que demonstram a seguinte confusão seguinte: seria muito difícil para o primeiro indivíduo de uma nova espécie encontrar um parceiro. Híbridos são inférteis, então o espécime recentemente evoluído não seria capaz de procriar com sucesso, a não ser que um outro indivíduo do sexo oposto evoluísse da mesma maneira.

O erro dessa alegação está no desconhecimento de que a evolução não ocorre a nível do indivíduo, e sim da população. Ou seja, não é o indivíduo que evolui, mas sim vários indivíduos, ao mesmo tempo.

Na realidade, uma forma comum de especiação é por isolamento geográfico. Isso ocorre quando uma população é dividida em duas, e ambas vão se tornando mais e mais diferentes uma da outra, ao ponto de se se encontrarem, não poderem mais cruzar entre si.

A estase e os fósseis vivos

Outra questão que os cientistas estudam relativamente á evolução é a da estase e a dos fósseis vivos (obviamente inter-relacionadas). A estase e os fósseis vivos não são evidências contra a teoria da evolução. Primeiro: as espécies evoluíram ao longo do tempo, apenas mudaram menos. Segundo: o ambiente pode ter mudado pouco ou nada e não terem ocorrido mudanças anatómicas acentuadas, ou as mudanças anatómicas (e fisiológicas) podem ter sido internas, não podendo ser inferidas pelo registo fóssil, sendo a estase uma espécie de falso negativo para mudança significativa.

É ainda de notar que o registo fóssil de um modo geral demonstra mudanças acentuadas ao longo do tempo e divergência de linhagens, pelo que temos todas as razões para tentar explicar esta ocorrência de uma perspectiva evolutiva. E até agora as explicações são plausíveis. A primeira pode servir para certos casos e a segunda para outros. 


(1) Nota: Algures no blog “Darwinismo”