{"id":657,"date":"2016-01-26T11:00:45","date_gmt":"2016-01-26T13:00:45","guid":{"rendered":"http:\/\/tdibrasil.org\/?p=657"},"modified":"2021-10-10T03:48:55","modified_gmt":"2021-10-10T06:48:55","slug":"problema-6-biologia-molecular-falhou-fornecer-arvore-vida","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/tdibrasil.org\/index.php\/2016\/01\/26\/problema-6-biologia-molecular-falhou-fornecer-arvore-vida\/","title":{"rendered":"Problema 6: A Biologia Molecular Falhou em Fornecer uma \u201c\u00c1rvore da Vida\u201d"},"content":{"rendered":"
\n

\"\"<\/p>\n

Nota do tradutor:<\/b> esta \u00e9 a parte 6 da s\u00e9rie de 10 artigos sobre os problemas cient\u00edficos da evolu\u00e7\u00e3o biol\u00f3gica e qu\u00edmica. A s\u00e9rie \u00e9 baseada no cap\u00edtulo “The Top Ten Scientific Problems with Biological and Chemical Evolution” de autoria de Casey Luskin<\/a> no livro More than Myth<\/a>, editado por Paul Brown e Robert Stackpole (Chartwell Press, 2014). Eis a lista de todos os artigos da s\u00e9rie: Artigo introdut\u00f3rio<\/a>, Problema 1<\/a>, Problema 2<\/a>, Problema 3<\/a>, Problema 4<\/a>, Problema 5<\/a>, Problema 6<\/a>, Problema 7<\/a>, Problema 8<\/a>, Problema 9<\/a>, Problema 10<\/a>.<\/em><\/p>\n

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Quando f\u00f3sseis n\u00e3o conseguem demonstrar que os animais evolu\u00edram de um ancestral comum, os cientistas evolucionistas viraram-se para um outro tipo de evid\u00eancia – os dados sequenciais do DNA – para demonstrar uma “\u00e1rvore da vida”. Na d\u00e9cada de 1960, no tempo em que o c\u00f3digo gen\u00e9tico foi compreendido pela primeira vez, os bioqu\u00edmicos \u00c9mile Zuckerkandl e Linus Pauling montaram a hip\u00f3tese de que, se as sequ\u00eancias de DNA poderiam ser usadas para produzir \u00e1rvores evolutivas – \u00e1rvores que combinavam com aquelas que eram baseadas em caracter\u00edsticas morfol\u00f3gicas ou anat\u00f4micas – ent\u00e3o isso iria fornecer “a melhor e singela prova dispon\u00edvel da realidade da macroevolu\u00e7\u00e3o” [99]<\/a>. Assim ent\u00e3o come\u00e7ou-se um esfor\u00e7o de d\u00e9cadas para sequenciar os genes de v\u00e1rios organismos e para construir \u00e1rvores “moleculares” com base evolutiva (“filogen\u00e9ticas”). O objetivo final \u00e9 o de construir um grande “\u00e1rvore da vida”, mostrando a forma como todos os organismos vivos est\u00e3o relacionados atrav\u00e9s da ancestralidade comum universal.
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\nA premissa principal<\/strong><\/p>\n

A l\u00f3gica b\u00e1sica por tr\u00e1s de construir \u00e1rvores moleculares \u00e9 relativamente simples. Em primeiro lugar, os investigadores escolhem um gene, ou um conjunto de genes, encontrados em v\u00e1rios organismos. Em seguida, os genes s\u00e3o analisados para determinar suas sequ\u00eancias de nucleot\u00eddeos, de modo que as sequ\u00eancias de genes de v\u00e1rios organismos possam ent\u00e3o ser comparadas. Finalmente, uma \u00e1rvore evolutiva \u00e9 constru\u00edda com base no princ\u00edpio de que quanto mais semelhante for a sequ\u00eancia de nucleot\u00eddeos, mais estreitamente relacionadas s\u00e3o as esp\u00e9cies. Um artigo no peri\u00f3dico Biological Theory<\/em> assim fala:<\/p>\n

\nA Sistem\u00e1tica Molecular \u00e9 (em grande parte) baseada na suposi\u00e7\u00e3o, articulada pela primeira vez por Zuckerkandl e Pauling (1962) de maneira clara, de que o grau de semelhan\u00e7a global reflete o grau de parentesco. [100]<\/a>\n<\/pre>\n
Essa suposi\u00e7\u00e3o \u00e9, em ess\u00eancia, uma articula\u00e7\u00e3o de uma das maiores caracter\u00edsticas da teoria – a id\u00e9ia de ancestralidade comum universal. No entanto, \u00e9 importante perceber que \u00e9 uma mera suposi\u00e7\u00e3o<\/em> reivindicar que as semelhan\u00e7as gen\u00e9ticas entre esp\u00e9cies diferentes sejam resultado necess\u00e1rio de uma ancestralidade comum.<\/p>\n
Pensando dentro de um paradigma estritamente darwinista, esses pressupostos fluem naturalmente. Assim como o j\u00e1 mencionado artigo da Biological Theory<\/em> explica, a principal premissa subjacente \u00e0s \u00e1rvores moleculares “s\u00e3o deduzidas de interpreta\u00e7\u00f5es de similaridade molecular (ou dissimilaridade) entre t\u00e1xons no contexto do modelo darwiniano de mudan\u00e7a cont\u00ednua e gradual” [101]<\/a>. Ent\u00e3o, j\u00e1 se assume que a teoria seja verdadeira para construir a \u00e1rvore. Mas tamb\u00e9m, se a evolu\u00e7\u00e3o darwiniana fosse verdadeira, a constru\u00e7\u00e3o de \u00e1rvores usando sequ\u00eancias diferentes deveria revelar um padr\u00e3o razoavelmente consistente nos diferentes genes ou sequ\u00eancias.<\/p>\n
Isso torna ainda mais significativo o fato de que os esfor\u00e7os para construir uma grande “\u00e1rvore da vida” usando DNA ou outros dados de seq\u00fc\u00eancia biol\u00f3gica n\u00e3o se enquadram nas expectativas. O problema b\u00e1sico \u00e9 que um gene d\u00e1 uma vers\u00e3o da \u00e1rvore da vida, enquanto outro gene d\u00e1 uma vers\u00e3o muito diferente e conflitante da \u00e1rvore. Por exemplo, como vamos discutir mais adiante, a \u00e1rvore padr\u00e3o dos mam\u00edferos coloca os seres humanos mais proximamente relacionados com os roedores do que os elefantes. Mas os estudos de um determinado tipo de DNA chamado genes de microRNA t\u00eam sugerido o contr\u00e1rio – que os seres humanos eram mais pr\u00f3ximos aos elefantes do que ao roedores. Tais conflitos entre \u00e1rvores baseados em genes s\u00e3o bastante comuns.<\/p>\n
Os dados gen\u00e9ticos, portanto, n\u00e3o est\u00e3o formando um quadro consistente de ancestralidade comum, mostrando que as premissas por tr\u00e1s da constru\u00e7\u00e3o das \u00e1rvores falham comumente. Isto leva a perguntas justific\u00e1veis sobre a ancestralidade comum universal estar correta ou n\u00e3o.<\/p>\n
Conflitos na base da \u00e1rvore da vida<\/strong><\/p>\n
Os primeiros problemas surgiram quando os bi\u00f3logos moleculares sequenciaram genes a partir dos tr\u00eas dom\u00ednios b\u00e1sicos da vida – bact\u00e9rias, procariontes e eucariontes – mas esses genes n\u00e3o permitiam que esses grupos b\u00e1sicos de vida pudessem ser resolvidos em um padr\u00e3o parecido com \u00e1rvore. Em 2009, a revista New Scientist<\/em> publicou uma reportagem de capa intitulada, “Por que Darwin estava errado sobre a \u00e1rvore da vida”, que explicava esses dilemas:<\/p>\n
\nOs problemas come\u00e7aram no in\u00edcio da d\u00e9cada de 90, quando se tornou poss\u00edvel sequenciar genes reais de bact\u00e9rias e procariontes, em vez de apenas RNA. Todos esperavam que essas sequ\u00eancias de DNA confirmassem a \u00e1rvore de RNA, e em algumas vezes elas confirmavam mas, fundamentalmente noutras vezes n\u00e3o. O RNA, por exemplo, poderia sugerir que a esp\u00e9cie A foi mais intimamente relacionada com a esp\u00e9cie B do que com a esp\u00e9cie C, mas uma \u00e1rvore constru\u00edda a partir do DNA sugeriria o inverso. [102]<\/a>\n<\/pre>\n
Esse tipo de dado levou o bioqu\u00edmico W. Ford Doolittle a explicar que “os filogenistas moleculares ter\u00e3o falhado em encontrar a ‘\u00e1rvore verdadeira’, n\u00e3o porque seus m\u00e9todos sejam inadequados ou porque eles escolheram os genes errados, mas porque a hist\u00f3ria da vida n\u00e3o pode ser representada apropriadamente como uma \u00e1rvore” [103]<\/a>. A New Scientist<\/em> assim coloca: “Por muito tempo, o santo graal foi construir a \u00e1rvore da vida (…) Mas hoje o projeto est\u00e1 em farrapos, rasgado em peda\u00e7os por um violento ataque de provas negativas” [104]<\/a>.<\/p>\n
Muitos evolucionistas respondem algumas vezes que esses problemas s\u00f3 surgem quando se estudam microrganismos como bact\u00e9rias – organismos que podem trocar genes atrav\u00e9s de um processo chamado de “transfer\u00eancia horizontal de genes”, assim confundindo o sinal das rela\u00e7\u00f5es evolutivas. Mas essa obje\u00e7\u00e3o n\u00e3o \u00e9 t\u00e3o verdadeira, dado que a \u00e1rvore da vida \u00e9 desafiada at\u00e9 mesmo entre os organismos superiores, onde tal troca de genes n\u00e3o \u00e9 prevalente. Carl Woese, um pioneiro da sistem\u00e1tica molecular evolucionista, explica:<\/p>\n
\nAs incongru\u00eancias filogen\u00e9ticas podem ser vistas em toda parte da \u00e1rvore universal, desde sua raiz at\u00e9 as principais ramifica\u00e7\u00f5es dentro e entre os v\u00e1rios t\u00e1xons at\u00e9 a composi\u00e7\u00e3o dos pr\u00f3prios grupos prim\u00e1rios [105]<\/a>.\n<\/pre>\n
Da mesma forma, o artigo da New Scientist<\/em> observa que “pesquisas sugerem que a evolu\u00e7\u00e3o de animais e plantas tamb\u00e9m n\u00e3o seja exatamente como uma \u00e1rvore” [106]<\/a>. O artigo explica o que aconteceu quando o microbiologista Michael Syvanen tentou criar uma \u00e1rvore que mostra as rela\u00e7\u00f5es evolutivas usando 2000 genes a partir de um grupo diverso de animais:<\/p>\n
\nEle falhou. O problema era que os diferentes genes contavam hist\u00f3rias evolutivas contradit\u00f3rias (...) Os genes estavam dando sinais mistos (...) Cerca de 50 por cento dos seus genes t\u00eam uma hist\u00f3ria evolutiva, e 50 por cento, outra. [107]<\/a>\n<\/pre>\n
Os dados estavam t\u00e3o dif\u00edceis de serem solucionados numa \u00e1rvore que Syvanen lamentou: “N\u00f3s simplesmente aniquilamos a \u00e1rvore da vida” [108]<\/a>. Muitos outros trabalhos na literatura t\u00e9cnica reconhecem problemas semelhantes.<\/p>\n
Conflitos nos ramos mais altos<\/strong><\/p>\n
Um artigo de 2009 no peri\u00f3dico Trends in Ecology and Evolution<\/em> observa que “um grande desafio para incorporar essas grandes quantidades de dados numa infer\u00eancia de \u00e1rvore das esp\u00e9cies \u00e9 que muitas hist\u00f3rias geneal\u00f3gicas conflitantes existem em diferentes genes por todo o genoma” [109]<\/a>. De jeito similar, um artigo na Genome Research<\/em> estudou as sequ\u00eancias de DNA em v\u00e1rios grupos de animais e descobriu que “diferentes prote\u00ednas geram diferentes \u00e1rvores filogen\u00e9ticas” [110]<\/a>. Um artigo de junho de 2012 na revista Nature<\/em> informou que cadeias curtas de RNA chamado microRNAs “est\u00e3o destruindo id\u00e9ias tradicionais sobre a \u00e1rvore geneal\u00f3gica dos animais”. O bi\u00f3logo de Dartmouth Kevin Peterson, que estuda microRNAs lamentou: “Eu olhei para milhares de genes de microRNA, e eu n\u00e3o consigo encontrar um \u00fanico exemplo que apoiasse a \u00e1rvore tradicional”. De acordo com o artigo, os microRNAs produziram “um diagrama radicalmente diferente para os mam\u00edferos: um que coloca os seres humanos mais pr\u00f3ximos dos elefantes do que com os roedores”. Peterson diz sem rodeios: “Os microRNAs s\u00e3o totalmente inequ\u00edvocos… eles d\u00e3o uma \u00e1rvore totalmente diferente do que todo mundo quer” [111]<\/a>.<\/p>\n
Conflitos entre mol\u00e9culas e morfologia<\/strong><\/p>\n
Nem todas as \u00e1rvores filogen\u00e9ticas s\u00e3o constru\u00eddas pela compara\u00e7\u00e3o de mol\u00e9culas como o DNA de esp\u00e9cies diferentes. Muitas \u00e1rvores s\u00e3o baseadas em compara\u00e7\u00e3o da forma, da estrutura e do plano corp\u00f3reo de organismos diferentes – tamb\u00e9m chamada de “morfologia”. Mas conflitos entre \u00e1rvores baseadas no estudo de mol\u00e9culas e \u00e1rvores baseadas na morfologia tamb\u00e9m s\u00e3o comuns. Um artigo de 2012 que estudou as rela\u00e7\u00f5es entre morcegos deixou isso claro, afirmando: “Incongru\u00eancias entre filogenias obtidas das an\u00e1lises moleculares e das morfol\u00f3gicas, e entre as \u00e1rvores baseadas em diferentes subconjuntos de sequ\u00eancias moleculares tornaram-se generalizadas, enquanto os conjuntos de dados t\u00eam se expandido tanto em caracter\u00edsticas e esp\u00e9cies” [112]<\/a>. Dificilmente esse \u00e9 o \u00fanico estudo a encontrar conflitos entre \u00e1rvores baseadas em DNA e \u00e1rvores baseadas em caracter\u00edsticas anat\u00f4micas ou morfol\u00f3gicas. Livros did\u00e1ticos muitas vezes defendem a ancestralidade comum usando o exemplo de uma \u00e1rvore de animais baseada na enzima citocromo c<\/em>, que corresponde \u00e0 \u00e1rvore evolutiva tradicional baseada na morfologia [113]<\/a>. No entanto, os livros did\u00e1ticos raramente mencionam que a \u00e1rvore baseada em uma enzima diferente, citocromo b<\/em>, entra em conflito acentuado com a \u00e1rvore evolutiva padr\u00e3o. Um artigo na Trends in Ecology and Evolution<\/em> observou:<\/p>\n
\nO gene do citocromo b mitocondrial sugeriu [...] uma filogenia absurda de mam\u00edferos, independentemente do m\u00e9todo de constru\u00e7\u00e3o da \u00e1rvore. Gatos e baleias ca\u00edram entre primatas, agrupando-se com s\u00edmios (macacos e orangotangos) e estrepsirrinos (l\u00eamures, g\u00e1lagos e loris\u00eddeos). O citocromo b \u00e9 provavelmente o gene mais comumente seq\u00fcenciado dos vertebrados, o que faz deste resultado surpreendente ainda mais desconcertante. [114]<\/a>\n<\/pre>\n
Surpreendentemente, um artigo diferente em Trends in Ecology and Evolution<\/em> concluiu, “a riqueza das propostas morfol\u00f3gicas concorrentes, bem como as propostas moleculares das filogenias predominantes das ordens dos mam\u00edferos, reduziria a \u00e1rvore dos mam\u00edferos para um arbusto sem solu\u00e7\u00e3o, sendo a \u00fanica rela\u00e7\u00e3o evolutiva consistente sendo, provavelmente, o agrupamento de elefantes e sir\u00eanios” [115]<\/a>. Por causa desses conflitos, um importante artigo de revis\u00e3o na revista Nature relatou, “as disparidades entre as \u00e1rvores moleculares e morfol\u00f3gicas” levaram a “guerras da evolu\u00e7\u00e3o”, porque “as \u00e1rvores evolutivas constru\u00eddas pelo estudo de mol\u00e9culas biol\u00f3gicas muitas vezes n\u00e3o se assemelham \u00e0s elaboradas a partir da morfologia” [116]<\/a>.<\/p>\n
Finalmente, um estudo publicado na revista Science, em 2005, tentou usar genes para reconstruir as rela\u00e7\u00f5es do filos animais, mas concluiu que “apesar da quantidade de dados e da largura de t\u00e1xons analisados, as rela\u00e7\u00f5es entre a maioria dos filos [de animais] permanecem sem solu\u00e7\u00e3o”. No ano seguinte, os mesmos autores publicaram um artigo cient\u00edfico intitulado “Bushes in the Tree of Life”, que ofereceu conclus\u00f5es impressionantes. Os autores reconhecem que “uma grande fra\u00e7\u00e3o de genes individuais produzem filogenias de m\u00e1 qualidade”, observando que um estudo “omitiu 35% dos genes individuais de sua matriz de dados, porque esses genes produziram filogenias em desacordo com a sabedoria convencional”. O artigo sugere que “certas partes cr\u00edticas da \u00e1rvore da vida podem ser dif\u00edceis de resolver, independentemente da quantidade de dados convencionais dispon\u00edveis”. O artigo ainda afirma que “as recorrentes descobertas de clades persistentemente sem solu\u00e7\u00e3o (arbustos) devem for\u00e7ar uma reavalia\u00e7\u00e3o de v\u00e1rias suposi\u00e7\u00f5es amplamente sustentadas de sistem\u00e1tica molecular” [117]<\/a>.<\/p>\n
Infelizmente, um pressuposto que esses bi\u00f3logos evolucionistas n\u00e3o est\u00e3o dispostos a reavaliar \u00e9 o pressuposto de que a ancestralidade comum universal esteja correta. Eles apelam a uma mir\u00edade de argumentos ad hoc<\/em> – da transfer\u00eancia horizontal de genes, atra\u00e7\u00e3o de ramos longos, evolu\u00e7\u00e3o r\u00e1pida, diferentes taxas de evolu\u00e7\u00e3o, teoria coalescente, amostragem incompleta, metodologia falha, evolu\u00e7\u00e3o convergente – para explicar dados inconvenientes que n\u00e3o se encaixam no padr\u00e3o de \u00e1rvore desejado. Como um artigo de 2012 declarou: “o conflito filogen\u00e9tico \u00e9 comum e \u00e9 frequentemente a norma, e n\u00e3o a exce\u00e7\u00e3o” [118]<\/a>. No final do dia, o sonho de que os dados da sequ\u00eancia do DNA se encaixariam em uma fina e ajustada \u00e1rvore de vida falhou, e com ele, uma previs\u00e3o fundamental da teoria neo-darwinista.<\/p>\n
Texto traduzido e adaptado de Evolution News & Views<\/a>.<\/em><\/p>\n<\/div>\n
Refer\u00eancias:<\/b><\/p>\n
[99]<\/a> Zuckerkandl and Pauling, “Evolutionary Divergence and Convergence in Proteins”, 101.<\/p>\n
[100]<\/a> Jeffrey H. Schwartz, Bruno Maresca, “Do Molecular Clocks Run at All? A Critique of Molecular Systematics”, Biological Theory<\/em>, 1(4):357-371, (2006).<\/p>\n
[101]<\/a> Ibid.<\/p>\n
[102]<\/a> Graham Lawton, “Why Darwin was wrong about the tree of life”, New Scientist<\/em> (21 de janeiro de 2009).<\/p>\n
[103]<\/a> W. Ford Doolittle, “Phylogenetic Classification and the Universal Tree”, Science<\/em>, 284:2124-2128 (25 de junho de 1999).<\/p>\n
[104]<\/a> Citando parcialmente Eric Bapteste, em Lawton, “Why Darwin was wrong about the tree of life” (cita\u00e7\u00f5es internas omitidas).<\/p>\n
[105]<\/a> Carl Woese, “The Universal Ancestor”, Proceedings of the National Academy of Sciences USA<\/em>, 95:6854-9859 (junho de 1998) (\u00eanfase adicionada).<\/p>\n
[106]<\/a> Graham Lawton, “Why Darwin was wrong about the tree of life”, New Scientist<\/em> (21 de janeiro de 2009).<\/p>\n
[107]<\/a> Citando parcialmente Michael Syvanen, emLawton, “Why Darwin was wrong about the tree of life” (cita\u00e7\u00f5es internas omitidas).<\/p>\n
[108]<\/a> Michael Syvanen, citado em Lawton, “Why Darwin was wrong about the tree of life”.<\/p>\n
[109]<\/a> James H. Degnan e Noah A. Rosenberg, “Gene tree discordance, phylogenetic inference and the multispecies coalescent”, Trends in Ecology and Evolution<\/em>, 24 (2009): 332-340.<\/p>\n
[110]<\/a> Arcady R. Mushegian, James R. Garey, Jason Martin e Leo X. Liu, “Large-Scale Taxonomic Profiling of Eukaryotic Model Organisms: A Comparison of Orthologous Proteins Encoded by the Human, Fly, Nematode, and Yeast Genomes”, Genome Research<\/em>, 8 (1998): 590-598.<\/p>\n
[111]<\/a> Elie Dolgin, “Rewriting Evolution”, Nature<\/em>, 486: 460-462 (June 28, 2012).<\/p>\n
[112]<\/a> Liliana M. D\u00e1valos, Andrea L. Cirranello, Jonathan H. Geisler, e Nancy B. Simmons, “Understanding phylogenetic incongruence: lessons from phyllostomid bats”, Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society<\/em>, 87:991-1024 (2012).<\/p>\n
[113]<\/a> Por exemplo, ver BSCS Biology: A Molecular Approach<\/em> (Glencoe\/McGraw Hill, 2006), 227; Sylvia S. Mader, Jeffrey A. Isaacson, Kimberly G. Lyle-Ippolito, Andrew T. Storfer, Inquiry Into Life<\/em>, 13\u00aa ed. (McGraw Hill, 2011), 550.<\/p>\n
[114]<\/a> Ver Michael S. Y. Lee, “Molecular Phylogenies Become Functional”, Trends in Ecology and Evolution<\/em>, 14: 177 (1999).<\/p>\n
[115]<\/a> W. W. De Jong, “Molecules remodel the mammalian tree”, Trends in Ecology and Evolution<\/em>, 13(7), pp. 270-274 (7 de julho de 1998).<\/p>\n
[116]<\/a> Trisha Gura, “Bones, Molecules or Both?”, Nature<\/em>, 406 (20 de julho de 2000): 230-233.<\/p>\n
[117]<\/a> Antonis Rokas & Sean B. Carroll, “Bushes in the Tree of Life,” PLoS Biology<\/em>, 4(11): 1899-1904 (novembro de 2006) (cita\u00e7\u00f5es internas e figuras omitidas).<\/p>\n
[118]<\/a> Liliana M. D\u00e1valos, Andrea L. Cirranello, Jonathan H. Geisler e Nancy B. Simmons, “Understanding phylogenetic incongruence: lessons from phyllostomid bats”, Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society<\/em>, 87:991-1024 (2012).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Nota do tradutor: esta \u00e9 a parte 6 da s\u00e9rie de 10 artigos sobre os problemas cient\u00edficos da evolu\u00e7\u00e3o biol\u00f3gica e qu\u00edmica. 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