{"id":4333,"date":"2018-08-15T11:21:43","date_gmt":"2018-08-15T14:21:43","guid":{"rendered":"http:\/\/tdibrasil.org\/?p=4333"},"modified":"2021-10-10T03:51:16","modified_gmt":"2021-10-10T06:51:16","slug":"bio-complexity-apresenta-o-melhor-modelo-para-explicar-o-padrao-da-vida","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/tdibrasil.org\/index.php\/2018\/08\/15\/bio-complexity-apresenta-o-melhor-modelo-para-explicar-o-padrao-da-vida\/","title":{"rendered":"BIO-Complexity Apresenta o Melhor Modelo para Explicar o Padr\u00e3o da Vida"},"content":{"rendered":"
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Toda as caracter\u00edsticas de um projeto \u00fanico abrangendo todas as formas de vida.<\/center><\/figcaption><\/figure>\n
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Por Brian Miller<\/strong><\/p>\n

Um dos pilares centrais do modelo evolucion\u00e1rio padr\u00e3o \u00e9 a cren\u00e7a de que todas as esp\u00e9cies vivas evolu\u00edram de um ancestral comum aparentando uma \u00e1rvore da vida que se desdobra gradualmente. Como resultado, acredita-se que o padr\u00e3o de semelhan\u00e7as e diferen\u00e7as nas esp\u00e9cies se encaixa em um padr\u00e3o de \u00e1rvore ou hierarquia aninhada, onde os pontos de ramifica\u00e7\u00e3o correspondem ao aparecimento de novas caracter\u00edsticas. Por exemplo, todos os mam\u00edferos compartilham certas caracter\u00edsticas, como a produ\u00e7\u00e3o de leite, uma vez que seu ancestral comum mais recente desenvolveu essas caracter\u00edsticas, e as caracter\u00edsticas foram herdadas em cada ramo em desenvolvimento da \u00e1rvore. Esta \u00e1rvore da vida ic\u00f4nica foi apresentada ao p\u00fablico como uma das mais fortes evid\u00eancias para o desenvolvimento da vida, progredindo inteiramente atrav\u00e9s de processos naturais n\u00e3o direcionados. No entanto, muitos aspectos desta hist\u00f3ria foram contraditados por grandes descobertas ao longo das \u00faltimas d\u00e9cadas.<\/p>\n

De primordial import\u00e2ncia, os primeiros representantes da maioria dos principais grupos de organismos apareceram repentinamente no registro f\u00f3ssil, sem sequ\u00eancias identific\u00e1veis \u200b\u200bde intermedi\u00e1rios que remontam a um ancestral comum com outros grupos. Igualmente problem\u00e1tico, o padr\u00e3o de caracter\u00edsticas f\u00edsicas e sequ\u00eancias moleculares em esp\u00e9cies ao longo da natureza n\u00e3o implica em uma \u00e1rvore evolucion\u00e1ria consistente. Por exemplo, os olhos dos humanos e dos polvos s\u00e3o bem parecidos, mas acredita-se que os dois grupos estejam apenas distantemente relacionados. Destacando este desafio, um artigo mais antigo analisou em v\u00e1rios estudos as porcentagens de caracter\u00edsticas para determinados grupos de esp\u00e9cies que se encaixam consistentemente com os cladogramas melhor constru\u00eddos (aproxima\u00e7\u00f5es para uma \u00e1rvore evolucion\u00e1ria). Essas porcentagens conhecidas como \u201c\u00edndices de consist\u00eancia\u201d foram ent\u00e3o plotadas no mesmo gr\u00e1fico que as derivadas de dados gerados aleatoriamente, e os \u00edndices foram ent\u00e3o ajustados para remover o efeito do ru\u00eddo aleat\u00f3rio. A m\u00e9dia dos \u00edndices ajustados residia em torno de 0,35. Tentativas mais recentes de construir cladogramas para v\u00e1rios grupos n\u00e3o se sa\u00edram melhor, como com Euarchonta<\/em> (grupo incluindo primatas) e Therapsids<\/em> (antepassados \u200b\u200bpropostos a mam\u00edferos). Em outras palavras, aproximadamente dois ter\u00e7os de todos os dados n\u00e3o se encaixam no modelo de ancestralidade comum.<\/p>\n

Resultados decepcionantes, mecanismos ad hoc<\/strong><\/p>\n

Esses resultados decepcionantes exigiram que os evolucionistas inventassem v\u00e1rios mecanismos ad hoc<\/em> para explicar as incoer\u00eancias onipresentes. Exemplos incluem Transfer\u00eancia Horizontal de Genes (THG), perda diferencial de genes e evolu\u00e7\u00e3o convergente. No entanto, o apelo recorrente \u00e0 THG tem sido seriamente questionado. E a alega\u00e7\u00e3o de que adapta\u00e7\u00f5es complexas podem aparecer de forma independente v\u00e1rias vezes (evolu\u00e7\u00e3o convergente) entra em colapso em um exame minucioso devido \u00e0 implausibilidade de sua apari\u00e7\u00e3o por meio de processos n\u00e3o direcionados, mesmo uma vez.<\/p>\n

Por exemplo, acredita-se que os olhos com lentes tenham evolu\u00eddo de forma independente v\u00e1rias vezes, mas todos os cen\u00e1rios enfrentam barreiras intranspon\u00edveis em termos de press\u00f5es seletivas opostas e escalas de tempo necess\u00e1rias. Ainda mais impressionante, a suposta evolu\u00e7\u00e3o convergente da ecolocaliza\u00e7\u00e3o em morcegos e golfinhos envolveu as mesmas modifica\u00e7\u00f5es de sequ\u00eancia em mais de 200 regi\u00f5es do seu DNA. No entanto, o tempo dispon\u00edvel para um mam\u00edfero terrestre evoluir para um animal marinho totalmente aqu\u00e1tico \u00e9 insuficiente para adquirir at\u00e9 duas novas muta\u00e7\u00f5es coordenadas, e a transforma\u00e7\u00e3o em mam\u00edferos aqu\u00e1ticos exigiu muitas modifica\u00e7\u00f5es adicionais. Apesar desses desafios, os evolucionistas afirmam que a ancestralidade comum ainda \u00e9 a melhor explica\u00e7\u00e3o para os dados, j\u00e1 que de certa forma se ajusta a um padr\u00e3o semelhante a uma \u00e1rvore. Essa afirma\u00e7\u00e3o agora enfrenta um desafio formid\u00e1vel de um artigo recente na revista BIO-Complexity<\/a>, de Winston Ewert. Ele persuasivamente apresenta uma nova estrutura para explicar melhor o padr\u00e3o da natureza.\u00b9<\/p>\n

Nota do tradutor \u00b9:<\/strong> \u00c9 o mesmo padr\u00e3o que percebi e apresentei, de certa forma, em As \u00c1rvores Informacionais da Vida<\/a> e Argumento de Coer\u00eancia: Design versus Unidade do Design<\/a>. Seria muito dif\u00edcil esses padr\u00f5es escaparem a especialistas em sistemas de informa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Um novo framework<\/strong><\/p>\n

O modelo de Ewert interpreta o padr\u00e3o de similaridades em diferentes grupos de esp\u00e9cies como se encaixando no que \u00e9 referido na ci\u00eancia da computa\u00e7\u00e3o como gr\u00e1ficos de depend\u00eancia. Especificamente, os programadores normalmente n\u00e3o escrevem novos programas inteiramente do zero. Em vez disso, eles reutilizam m\u00f3dulos padr\u00e3o. Um exemplo \u00e9 a solicita\u00e7\u00e3o do m\u00f3dulo JavaScript<\/strong>, que faz o download de arquivos da Internet. Os m\u00f3dulos geralmente acessam outros m\u00f3dulos, formando uma rede ramificada de relacionamentos de depend\u00eancia (veja a Figura 1).<\/p>\n

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Figura 1:<\/strong> Gr\u00e1fico de depend\u00eancia ilustrando o m\u00f3dulo jsdom acessando a requisi\u00e7\u00e3o do m\u00f3dulo que acessa outros m\u00f3dulos. A solicita\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m \u00e9 acessada por outros m\u00f3dulos de n\u00edvel superior.<\/center><\/figcaption><\/figure>\n

Os gr\u00e1ficos de depend\u00eancia geralmente incluem uma hierarquia aninhada como parte de sua estrutura, mas tamb\u00e9m cont\u00eam relacionamentos adicionais que se estendem al\u00e9m de uma \u00e1rvore simples. A diferen\u00e7a pode ser vista comparando a \u00e1rvore de vida padr\u00e3o dos mam\u00edferos (Figura 2) com base na descend\u00eancia comum com um gr\u00e1fico de depend\u00eancia derivado da mesma esp\u00e9cie (Figura 3).<\/p>\n

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Figura 2: \u00c1rvore da Vida para esp\u00e9cies de mam\u00edferos. Cada conjunto de esp\u00e9cies em um determinado n\u00edvel na hierarquia aninhada tem apenas um ancestral comum mais recente.<\/center><\/figcaption><\/figure>\n
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Figura 3: Gr\u00e1fico de depend\u00eancia para esp\u00e9cies selecionadas de mam\u00edferos. Uma \u00fanica esp\u00e9cie pode depender de v\u00e1rios m\u00f3dulos. <\/center><\/figcaption><\/figure>\n

O modelo de \u00e1rvore evolutiva requer, pelo menos para a vida complexa, que todas as esp\u00e9cies se liguem a um ancestral comum mais recente (ACMR) com outras esp\u00e9cies do mesmo grupo (clade). Por exemplo, elefantes e peixes-boi s\u00e3o ambos membros do clado Afrotheria<\/em>, ent\u00e3o eles s\u00e3o descritos como tendo um ACMR que foi o primeiro representante desse clade. E cada ACMR conecta-se a um \u00fanico ACMR para todos os membros dos clados em n\u00edveis mais altos na hierarquia. Por exemplo, os ACMRs dos clados Artiodactyla<\/em> e Carnivora<\/em> compartilham um \u00fanico ACMR com todos os membros do clado Laurasiatheria. E todas as esp\u00e9cies de mam\u00edferos se ligam a um \u00fanico ACMR que \u00e9 o tronco da \u00e1rvore da vida dos Mammalia<\/em>.<\/p>\n

O gr\u00e1fico de depend\u00eancia correspondente inclui a mesma hierarquia aninhada que a \u00e1rvore evolucion\u00e1ria suposta, mas os relacionamentos s\u00e3o interpretados n\u00e3o em termos de ACMRs, mas em termos de m\u00f3dulos compartilhados. Por exemplo, elefantes e peixes-boi usam o m\u00f3dulo Afrotheria<\/em> e todos os mam\u00edferos usam o m\u00f3dulo Mammalia. No entanto, em contraste com o modelo de ancestralidade comum, peixes-boi, focas e golfinhos usam o m\u00f3dulo marinho que \u00e9 incongruente com a \u00e1rvore evolucion\u00e1ria. Da mesma forma, morcegos e golfinhos usam o m\u00f3dulo de ecolocaliza\u00e7\u00e3o, enquanto no modelo de ancestralidade comum eles n\u00e3o est\u00e3o intimamente relacionados.<\/p>\n

Comparando Dois Modelos<\/strong><\/p>\n

Ewert comparou o poder preditivo do gr\u00e1fico de depend\u00eancia e modelos de ancestralidade comum analisando a distribui\u00e7\u00e3o de fam\u00edlias de genes em diferentes cole\u00e7\u00f5es de esp\u00e9cies retiradas de nove bancos de dados diferentes. Para cada base de dados, um conjunto de genes usados \u200b\u200bpor v\u00e1rias esp\u00e9cies foi identificado como um m\u00f3dulo do qual essas esp\u00e9cies dependem. E um conjunto de genes contidos em v\u00e1rios m\u00f3dulos maiores foi identificado como um m\u00f3dulo distinto do qual os m\u00f3dulos maiores dependem. Uma rotina de otimiza\u00e7\u00e3o foi usada para construir uma aproxima\u00e7\u00e3o para o melhor gr\u00e1fico de depend\u00eancia, e esse gr\u00e1fico foi comparado \u00e0 \u00e1rvore da vida como apresentado pela hierarquia do banco de dados do NCBI. O melhor ajuste para os dados foi ent\u00e3o determinado entre as duas representa\u00e7\u00f5es usando o modelo de sele\u00e7\u00e3o bayesiano.<\/p>\n

O modelo de gr\u00e1fico de depend\u00eancia faz v\u00e1rias previs\u00f5es que est\u00e3o em oposi\u00e7\u00e3o direta ao modelo de ancestralidade comum:<\/p>\n