Evolução da Hemoglobina: Ancestralidade Comum

A hemoglobina humana é constituída por 2 cadeias de alfa-globulinas e 2 de beta-globulinas associadas a um grupo heme (não proteico, que contém ferro). A hemoglobina da bactéria é uma versão mais simples, menos evoluída da nossa hemoglobina. Apresenta apenas um tipo de globulinas e o gene que a codifica não possui intrões. Há 450 milhões de anos formaram-se a partir de uma mesma família as famílias de genes das alfa e beta globulinas (multigénicas agrupadas), por duplicação genética (por crossing-over desigual) e modificação. A hemoglobina é um óptimo indicador da nossa ancestralidade comum com seres muito simples como as bactérias, bem como com os animais invertebrados, que possuem também uma proteína semelhante.

Os genes duplicam-se, fundem-se (tal como os cromossomas), convertem-se noutros genes, sofrem mutações… Nada tem de estranho que isto tenha contribuído imenso para a nossa evolução, nem que o estudo das semelhanças e diferenças genéticas nos indique ancestralidade comum.

Então, de que se queixam os criacionistas? Eu tenho a resposta: queixam-se dos cientistas não aceitarem como válida a ‘hipótese’ de um criador comum.

As homologias e ortologias são evidência de ancestralidade comum. Que as caracteristicas genéticas são herdadas através da reprodução, isso é um facto. Se algum deus andou a 'inventar' moléculas de DNA, isso não é um facto. Tão simples quanto isso.

Pois é… Este argumento é talvez um dos piores. Até um pessoa que perceba pouco ou nada de genética molecular dá conta da asneira. Mas eles não desistem, embora no fundo saibam que não têm razão. 

Evolução: A Origem do ´Código’ Genético

Se determinadas sequências de bases conferem determinadas propriedades químicas á molécula de DNA, que vão determinar o seu comportamento, logo o ‘significado’ no caso do DNA não é independente das propriedades químicas, como eu já referi, ao contrário do que ocorre com as palavras escritas e números, por exemplo (1 corresponde a um, mas isso é independente das propriedades químicas do papel) – não faz sentido atribuir significado a estas moléculas do modo que se atribui a palavras.

As células funcionam como funcionam, são como são, devido ás interacções químicas entre as moléculas - e como a sequência é uma característica da molécula, ela vai influenciar as suas propriedades.

Como é que a 'cooperação' entre moléculas se originou, como é que o ‘código’ genético atingiu o estado actual, é o que os cientistas tentam entender. E já entenderam uma parte. Já conseguiram simular computacionalmente a emergência de um código genético primitivo.

Sobre a origem do código genético, sequências aleatórias estariam na sua origem e teriam sido 'recrutadas' para desempenharem determinadas 'funções', pelas suas propriedades (tendo tido afinidade directa com aminoácidos). O código genético já evoluiu desde os primórdios.

 

De acordo com um estudo que pode se encontrado aqui (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3376031/ ), o que pode ter acontecido é o seguinte:

 

"Random assignments can lead to a
substantial yield of ATP and maintain enough variability, thus selection can act and refine the assignments into a proto-code that optimises the energetic yield. Monte Carlo simulations are performed to evaluate the establishment of these simple proto-codes, based on amino acid substitutions and codon swapping."

 

De qualquer modo, se o processo ainda não está totalmente compreendido, isso não significa que não possa existir uma explicação com base em processos naturais. Afirmar o contrário é recorrer ao deus das lacunas.

 

Escrevo este texto, porque no blog ‘Que treta’, um criacionista desafiou-me a fornecer dados sobre a origem do código genético. É claro que o referido criacionista não tem talvez noção da complexidade do assunto a que se refere. Mas de qualquer modo acedi a responder.

 

Teoria Endossimbiótica e Evolução do Complexo TIM

No blog Que Treta! (http://ktreta.blogspot.pt/2012/10/treta-da-semana-humano-ma-non-troppo.html), um criacionista resolveu criticar as evidencias da teoria endossimbiótica a que eu me referi (chegando a um ponto de desonestidade de afirmar que não existiam evidências). O dito criacionista, relativamente ao sistema de transporte entre a mitocôndria e o resto da célula, afirma:
"Isso envolve um mecanismo extremamente complexo de transferência de proteínas, compreendendo múltiplas passagens alternativas, cada uma delas envolvendo numerosas proteínas para o transporte das proteínas para as mitocôndrias e cloroplastos." Como se eu não soubesse isso... e até já foi evidenciado o modo como esse sistema evoluiu.
Um grupo de investigadores estudou a bactéria Caulobacter crescentus e foram descobertas proteínas bacterianas relacionadas com os componentes do complexo TIM mitocondrial (homologia). Em seguida, os pesquisadores demonstraram que essas proteínas bacterianas não são encontradas como parte das máquinas de transporte de proteínas. Relativamente poucas mutações seriam necessárias para que estas passassem a desempenhar tais funções. As proteínas sofreram modificações e exaptação e passaram a desempenhar funções diferentes das suas percursoras. É claro que a teoria endossimbiótica foi evidenciada. As mtocôndrias são células procarióticas modificadas. E os sitemas de transporte só confirmam essa teoria.

Equilibrio entre Mutações e Selecção Natural

A selecção natural elimina defeitos graves rapidamente faz com que as melhorias se propaguem lentamente pela população. Alterações que têm um impacto pequeno demais simplesmente se acumulam ou desaparecem ao acaso. A distribuição de genes pela população está em constante evolução. Não há nenhum processo natural que fixe para sempre o genoma de uma população.

O que podemos esperar deste equilíbrio dinâmico é uma grande diversidade de características e indivíduos. Uns serão mais rápidos, outros mais fortes, uns pretos, outros brancos…

 Todos terão alguns defeitos, e alguns terão muitos defeitos. Exactamente o que observamos em qualquer população.

Os genes e características (muito) prejudiciais são eliminados, os neutros podem ser acumulados ou perderem-se, os que são benéficos são positivamente seleccionados.

As mudanças de condição podem ser determinantes.

Verificaram-se casos em que houve acumulação de mutações selectivamente neutras (ou próximas disso). Com uma determinada mudança no ambiente podem tornar-se selectivamente positivas.
Se a acumulação destas for realmente prejudicial, estas serão eliminadas por selecção.
Há ainda o caso em que as mutações evolutivamente neutras se acumulam e juntas podem ter efeitos benéficos - ex: evolução do olho. 

Existem ainda situações extremas em que os indivíduos ‘normais’ morrem e os mutantes sobrevivem – ex: resistência aos antibióticos.

Se um individuo está muito bem adaptado, a probabilidade de uma mutação diminuir o nível de adaptação é maior, mas se um individuo se tornar mal adaptado a probabilidade de uma mutação trazer beneficios aumenta.

As extinções obviamente podem ocorrer devido ao facto de uma espécie não estar adaptada. Isso ocorreu em mais de 90% das espécies ao longo do tempo.   

Teoria do RNA World: Abiogénese vs Design inteligente (v2)

A Teoria do RNA World (parte da teoria abiogénica) afirma que o ‘ancestral’ de formas de vida relativamente simples teria a sua base numa molécula auto-replicadora (e auto-catalizadora), muito provavelmente o RNA, que se teria formado naturalmente.

Muitas vezes o conjunto das ocorrências abordadas pela teoria é designado de evolução química (ou pré-biótica). Esta teoria é apoiada pelos dados disponíveis.

1. Afinidade directa de RNA para aminoácidos (um “código”) verificada

2. Sequencias muito pequenas de RNA, de 5 nucleótidos (de síntese natural muito mais fácil do que as ribozimas que actualmente actuam nas células) podem catalisar reacções de síntese de RNA e péptidos – um processo como este pode ter originado o crescimento das cadeias de RNA, que teria afinidade directa para péptidos e que mais tarde pode ter desenvolvido uma relação de cooperação com estes, utilizando-os como catalisadores, por exemplo

3. A síntese de cadeias curtas de RNA em condições passíveis de ocorrência natural, foi verificada.

4. Existiram alguns factores preponderantes nas etapas pré-bióticas - ex.: alterações de pH, decaimento radioactivo de determinados elementos, o facto do RNA que contém D-ribose se ligar á L-histidina mais facilmente do que á D-histidina, selecção natural, …

Estes (e outros) dados demonstram algumas inconsistências dos argumentos que Meyer apresenta na obra “Signature in the cell”. Aqui estão elas:

1. Afinidade directa de RNA para aminoácidos (um “código”) verificada

2. Sequencias muito pequenas de RNA, de 5 nucleótidos (de síntese natural muito mais fácil do que as ribozimas que actualmente actuam nas células) podem catalisar reacções de síntese de RNA e péptidos – um processo como este pode ter originado o crescimento das cadeias de RNA, que teria afinidade directa para péptidos e que mais tarde pode ter desenvolvido uma relação de cooperação com estes, utilizando-os como catalisadores, por exemplo – ao contrário do que Meyer afirma, foi demonstrado que é possível a síntese de longas cadeias sem ‘engenharia’.  

3. A síntese de cadeias curtas de RNA em condições passíveis de ocorrência natural, foi verificada (invalidando o argumento de que o RNA não se pode formar sem acção inteligente).
 

5. O nosso genoma (e outros de dimensões semelhantes) é constituído por 40-50% de sequências repetitivas com pouco valor informativo (LINEs, SINEs, duplicações segmentais) – ao contrário do que Meyer afirma, que a informação no genoma humano está muito concentrada.

6. Sem um humano para verificar o “código”, este não seria um 'código' - esta designação foi criada pelo Homem, para comunicar sobre ocorrências naturais em estudo.

É habitual observar o argumento que afirma que os críticos do Design Inteligente não demonstraram que processos naturais podem originar informação biológica – presente no código genético. Esta possibilidade (como foi aqui explicitado) é bastante bem indiciada pelos dados disponíveis. Os críticos do design inteligente podem, então, afirmar que os proponentes deste ainda não conseguiram demonstrar que não é possível (os cálculos probabilísticos efectuados não se aplicam ao caso em estudo) e muito menos que existe inteligência na terra e suas proximidades além da conhecida pela ciência.


Já chega de estupidez, criacionistas. A ciência não “morre”só por vocês pedirem ao vosso deus que isso aconteça.

Descodificando a Complexidade Especificada (parte 2)

Como já foi apresentado anteriormente (aqui: http://allthatmattersmaddy32.blogspot.com/2012/10/descodificando-complexidade-especificada.html), as moléculas não têm ‘códigos’ para 'significados' ou 'funções', não do modo que, por exemplo, as palavras têm na medida em que o seu significado é independentemente da estrutura quimica da tinta e do papel ou da natureza das particulas que a mensagem sonora faz vibrar e das propriedades químicas do objecto a que correspondem. Não existem ‘textos’no DNA. Existem apenas as suas propriedades que ditam o modo como estas vão interagir com outras moleculas, o que vai ter certos efeitos. Se chamamos código ao 'código' genético, temos que afirmar que a natureza cria 'códigos' -como a afinidade directa codão- aminoácido.


Quanto ás moléculas terem função, no contexto da abordagem dos proponentes do DI, este termo quer dizer que determinada molécula serve para fazer algo, como se a molécula servisse um propósito. A molécula não serve um propósito: a sua ‘utilidade’ (leia-se efeito) é uma consequência das suas propriedades químicas e da sua interacção com outras moléculas.


Daniel Dennet (filósofo da ciência) chama ao facto dos criacionistas verem propósito onde ele não existe de design stance
Esta simples observação das ocorrencias indicia que a origem do código genético 'informação' genética está nas propriedades quimicas da matéria, tendo como 'filtro de informação' a selecção natural (mais uma vez aplico o termo informação para me fazer entender pelo leitor).

De qualquer modo, afirmar que a natureza é incapaz de produzir o que Dembski e Meyer definiram como 'complexidade especificada' sem o demonstrar, não é modo de se argumentar.


Então porque é que os criacionistas continuam a insistir no argumento da ignorância (mais conhecido por deus das lacunas)? Porque é que continuam a afirmar que a ‘informação’ contida no DNA é independente da estrutura química das moléculas? Eu tenho a resposta: propaganda religiosa pura e simples.


Estou finalmente a perceber como os criacionistas ‘funcionam’: “ Temos que inventar que o DNA tem uma mensagem! É isso mesmo: temos que ser modernos, porque para as pessoas a Bíblia está ultrapassada e toda a gente fala do DNA.” E assim os criacionistas ficam felizes e contentes, pensando que conseguiram mudar alguma coisa… mas a merda é a mesma: chama-se criacionismo (só mudam as moscas…)


Eles sabem que não têm razão...

Descodificando a Complexidade Especificada

Como se utiliza o conceito de especificidade relativamente ás nossas moléculas? Eis a definição do dicionário Porto Editora:

Especificidade

nome feminino

propriedade intrínseca de algo ou alguém, que lhe confere um carácter distinto; qualidade de específico;

http://www.infopedia.pt/lingua-portuguesa/especificidade

No caso das biomoléculas, significa que uma molécula pode fazer ‘distinção’ relativamente ás moléculas com as quais interage ou que certa molécula se forma porque foi a molécula A que interagiu com a C e não a B – aplica-se á correspondência gene proteína, fazendo assim uma distinção: A corresponde á formação de 1 e não de 2 e a formação de 1 corresponde a A e não a D (embora um a.a. possa corresponder a mais que um codão, enquanto que o contrário não se verifica).

Este é o significado que geralmente se atribui á palavra especificidade ao referir-se ao DNA. Este é diferente do atribuído por Dembski e Meyer.

 Definição de complexidade especificada, segundo Dembski e Meyer: é definida como a sequência complexa (aperiódica) que codifica um significado ou função (que define o que é "especificado", de acordo com os proponentes do design inteligente).

Como eu já referi num texto anterior as palavras código, mensagem e função são um truque cognitivo para percebermos como tudo ocorre. As moléculas não têm ‘códigos’ para 'significados' ou 'funções', não do modo que, por exemplo, as palavras têm na medida em que o seu significado é independentemente da estrutura quimica da tinta e do papel ou da natureza das particulas que a mensagem sonora faz vibrar e das propriedades químicas do objecto a que correspondem. Não existem ‘textos’ no DNA. Existem apenas as suas propriedades que ditam o modo como estas vão interagir com outras moleculas, o que vai ter certos efeitos. Se chamamos código ao 'código' genético, temos que afirmar que anatureza cria 'códigos' - como a afinidade directa codão- aminoácido.

 
Quanto ás moléculas terem função, no contexto da abordagem dos proponentes do DI, este termo quer dizer que determinada molécula serve para fazer algo, como se a molécula servisse um propósito. A molécula não serve um propósito: a sua ‘utilidade’ (leia-se efeito) é uma consequência das suas propriedades químicas e da sua interacção com outras moléculas.


Daniel Dennet (filósofo da ciência) chama ao facto dos criacionistas verem propósito onde ele não existe de design stance.

Esta simples observação das ocorrencias indicia que a origem do código genético 'informação' genética está nas propriedades quimicas da matéria, tendo como 'filtro de informação' a selecção natural (mais uma vez aplico o termo informação para me fazer entender pelo leitor).

De qualquer modo, afirmar que a natureza é incapaz de produzir o que Dembski e Meyer definiram como 'complexidade especificada' sem o demonstrar, não é modo de se argumentar.