GENÉTICA SISTÊMICA
Romeu Cardoso Guimarães
Resumo do Trabalho Científico apresentado pelo candidato à cadeira nº. 49 da Academia Mineira de Medicina, em 12/08/1999.
Resumo
A ciência é parte da cultura, que a dirige, dela aproveita, e precisa saber de seus limites tecnológicos e explicativos. Os genes, e os vírus como eles, estão inseridos em sistemas de expressão complexos, os seres vivos, células. Toda a genética é multifatorial e sistêmica, mesmo a chamada de monogênica ou mendeliana.
Começa a se sedimentar, na comunidade dos geneticistas, a noção, já antiga, de que o genoma não é determinante dos sistemas vivos: determinação se refere às seqüências das proteínas e RNA, mas suas funções resultam de partes determinísticas e indeterminísticas. O genoma é uma parte do sistema. Este constrói, define e utiliza o genoma como parte de seus mecanismos de memória, como um banco de dados interativo.
Os Projetos Genoma não têm corroborado as noções da organização genômica como programa ou linguagem. Permanece a noção de que um Programa Ontogenético e Hereditário está inscrito no sistema celular de expressão fisiológica. O sistema é descrito como análogo a uma enciclopédia, da qual os genes são cabeçalhos dos verbetes e os corpos explicativos são hipertextos compostos pelos produtos gênicos e suas ligações, que organizam a teia metabólica. A interação se faz pelos processos de auto-organização e darwinianos.
Palavras-chave: gene; conceito; sistemas; auto-organização; evolução; memória; enciclopédia; hipertexto.
Abstract
SYSTEMIC GENETICS
Science is part of culture, which directs its course and profits from it, and needs to know of its technologic and explanatory limits. Genes, and viruses as much as them, are inserted in complex expression systems, the living beings, cells. All of genetics is multifactorial and systemic, even its monogenic or mendelian component.
It is apparent that the community of geneticists is sedimenting the long known notion that the genome is not determinant of living systems: determination refers to the sequences of proteins and RNA but their functions result from deterministic and non deterministic processes. The genome is a component which is built and defined by the system, and is utilized as part of the memory mechanisms, as an interactive data bank.
Notions of genomic organization as programs or languages have not been enforced by the Genome Projects. An Ontogenetic and Hereditary Program may be inscribed in the cellular system of physiologic expression. The system is described as analogous to an encyclopedia, of which genes are headingsl.of the entries and,the.explanatory bodies are hypertexts configurated by lhe gene products and their link, which organize the metabolic web. lnteractions are made through self-organizing and darwinian processes.
Key-words: gene; concept; systems; self-organization; evolution; memory; encyclopedia;
hypertext.
Explicações na biologia
As questões humanas
As maiores questões que o humano se coloca, em todas culturas, se referem a explicações sobre o significado de sua existência: as bem conhecidas ‘de onde vim, o que faço aqui, para onde vou?’ As respostas são configuradas em expressões mitológicas, religiosas, artísticas, etc e podem gerar ideologias. A ciência, em sua versão mais forte, experimental, foi acréscimo recente, com pouco mais de 3 séculos, mas contribuiu intensamente para o debate.
Seleção natural
A proposição clara da evolução por seleção natural tem pouco mais de 1 século e já se sedimentou como conhecimento estabelecido (Futuyma, 1992), iniciado na cultura ocidental. Sua aplicabilidade direta é na biologia, desde que se baseia em reprodução diferencial. Mas alguns a estendem para moléculas replicativas, como alguns tipos de cristais e de ácidos nucleicos (Gesteland e Atkins, 1993). Sua aplicação não cabe no mundo físico e químico, onde somente prevaleceriam as leis de estabilidade diferencial dos tipos de energias, átomos e moléculas.
Comportamentos humanos
A sua aplicação ao âmbito psicológico e social humano vem sendo tentada por muitos, mas a polêmica se torna enorme. Não há como experimentar manipulando fortemente o ser humano. Só se alcança a observação de comportamentos (na psicologia) de indivíduos que se oferecem espontaneamente, e devidamente informados, para se submeter as condições ambientais (não invasivas) diversas, a serem comparados, e a observação e comparação da diversidade cultural, pela antropologia. Tenta-se elaborar listas de ‘universais’ do comportamento humano (comportamentos estereotipados, instintos?) e alguns concluem que tais caracteres são genéticos da espécie (Wilson, 1975).
Constitutivo e genético,
Parece óbvio que quaisquer tentativas de explicação, nessa área tão mal conhecida, são prematuras. Pode-se até dizer que tais caracteres são constitutivos (constitutivo é mais amplo que genético) da espécie; tal como observada; historicamente, até o momento, mas não se sabe dos alcances e limites das conclusões possíveis. Pode-se dizer que o homem tem sido assim, está assim, mas não que ele é assim. As propostas da sociobiologia são somente plausíveis e devem ser consideradas como hipóteses interessantes, mas seria preciso excluir a alternativa de que nossa constituição e nossos genes produziram somente um grande cérebro, com enorme potencial de aprendizado e inventividade e que, submetido às circunstâncias históricas da espécie, gerou tais universais e a enorme diversidade cultural. Enquanto parece razoável propor que alguns universais podem ter forte Influência genética direcionadora, não parece fácil demonstrar quais e como; por outro lado, é sempre possível propor (o difícil é demonstrar) que há genes influenciando qualquer tipo de caráter.
Ganhos e perdas
Não há elementos suficientes para caracterizar com detalhes os ‘instintos’ humanos. Os neonatologistas usam poucos como chorar, mamar, prender objetos com os membros e manifestar atitudes de alerta. Quando a criança se desenvolve, haverá sempre graus diversos de cooperação entre o constitutivo da espécie e o aprendido socialmente, de difícil mensuração. Perdemos, sim, muitos dos comportamentos estereotipados, enrijecidos. precocemente amarrados, o que nos oferece os ganhos de liberdade, criatividade e de aprendizado, contínuos e aparentemente intermináveis até no adulto (Guimarães, 1994). Talvez o ganho mais óbvio seja o da linguagem, que a escola chomskiana propõe ser nosso instinto mais nítido (Pinker, 1998). O aprendizado é de grande força, como demonstram as rápidas adoções de tecnologias pelas diversas culturas, incluindo a da escrita. Outras seriam as ‘tendências de desenvolvimento psíquico’, que a escola junguiana denominou arquétipos (Jung, 1975).
Natureza e cultura
Se a genética parece forte na explicação da etologia, não decorre daí, necessariamente, que o será na do comportamento humano. A dependência do aprendizado social na formação do humano parece ser muito forte, a julgar pela observação das’ crianças selvagens’, crescidas afastadas do convívio social, que mostraram graves deficiências. Processos cooperativos observados em sociedades humanas seriam somente ‘a outra face da moeda’ da competição ou egoísmo, contrabalançando os efeitos destrutivos destes? (Li, 1997). Em espécie tão pobre em instintos e determinismos comportamentais, fica difícil defender a constitutividade de comportamentos altruístas. Na área biológica não-humana, não há espécies com comportamentos comparáveis, que demonstram tanto respeito pela autonomia individual. A conjunção sexual pôde ser desprezada por muitas espécies, mas, quando se instalou, tendeu a se tornar fixa e obrigatória, ditatorial como na multicelularidade ou nas castas dos insetos ‘sociais’. Será projeto inglório tentar demonstrar uma genética subjacente à sociabilidade humana, a ser explicada somente por perdas que nos tornaram dependentes dos cuidados com a prole? Após passada a fase de dependência estrita, restaria somente o individualismo interesseiro?
Estruturas
Os biólogos tendem a ser meio displicentes, talvez por não sentirem as mesmas necessidades que os militantes nas áreas humanas e sociais, ou mesmo nas da engenharia e tecnologia, na utilização de terminologias que estes últimos elaboram mais minuciosamente. P. ex.: o termo estrutura, para o biólogo, se refere às formas materiais, extensas, seja dos elementos (moléculas) ou dos sistemas complexos (células, organismos). Para as áreas ‘dos sistemas’, há necessidade de distinção entre os elementos constituintes e os modos como estes se relacionam entre si. Esses modos definem a ‘estrutura’ dos sistemas e, esta mais a dinâmica funcional, define uma ‘organização’, como uma sociedade ou uma empresa (Bresciani Filho e D’Ottaviano, no prelo). A abordagem ‘estruturalista’, nas ciências humanas, se refere à elaboração de tais distinções (Mari e cal., 1996).
Sistemas complexos
Há muitos modos de se abordar os sistemas complexos pelos seus produtos, como os comportamentos e a psique humanos. Do mesmo modo, há várias ‘escolas’ que propõem modos diversos de interferir neles. É razoável esperar que, como sistemas complexos, os diversos modos de interferência possam ser aproximadamente equivalentes na obtenção de resultados terapêuticas, de reequilibração do sistema. Se seriam equivalentes, pode-se entender, então, porque tanta disputa por espaço para sua ‘escola’ particular. Talvez seja necessário formação mais ampla e ‘multi-escolar’ crítica dos militantes na área psi (como equivalentes aos clínicos gerais para as áreas somáticas ou biológicas) para que possam saber encaminhar bem os pacientes aos especialistas de cada ‘escola’, conforme haja necessidade específico para cada um.
Por que os exageros?
A ciência supervalorizada
Os sucessos alcançados pela ciência são inegáveis, em várias áreas. Mais notória foi a higiene e a medicina preventiva de infecções, que elevaram a expectativa média de vida dos humanos de meros 20-30 anos para mais de 65 anos, mesmo em países pobres como o nosso. A confiabilidade e precisão dos métodos experimentais entusiasmou muito, culminam, com a Revolução Industrial e, agora, a Eletrônica, pós-moderna (Guimarães, 1992). Parece que um ‘universal’ de necessidade de segurança foi razoavelmente satisfeito pela ciência. Isso gerou sua supervalorização pela população geral, impregnando todas áreas culturais, dos jornalistas aos artistas, inclusive pela maioria dos cientistas. Sempre houve notáveis exceções, em todos momentos de exageros, dentre os cientistas ‘maiúsculos’, aqueles mais sábios, conhecedores das limitações do empreendimento científico. No entanto, os exageros são instrumentos fáceis e úteis para rechear as ideologias e torná-las convincentes para as massas. O recheamento com argumentos que podem ser chamados de científicos foi artifício que dava confiabilidade às ideologias. Assim nasceu o positivismo e até o marxismo, extrapolando para a história cientificizada e para um futuro hipotético. Chegou-se ao cúmulo da ‘fé na ciência’.
Ciência e cientistas
Pode-se agora reavaliar a interpretação kuhniana (Kuhn, 1970) do percurso da comunidade científica, dizendo que se baseia amplamente em paradigmas quase dogmáticos, como uma descrição do comportamento geral humano, do qual não foge o da sociedade de cientistas. Se os cientistas trabalham nas suas pesquisas com métodos que se pretendem isentos de preconceitos e de interesses e interpretações subjetivos, não decorre que seus comportamentos pessoais seriam contaminados ou purificados pelos métodos que usam nas pesquisas. O mesmo é aplicável às comunidades de religiosos: se pregam preceitos de elevada moralidade, não decorre que suas organizações seriam isentas de lutas políticas individualistas; se baseados em fé extremada, não deveriam sofrer as mesmas crises existenciais de todo humano. Ou às universidades: se são geridas por estudiosos de grau elevado, não deveriam mostrar mesquinhês. Ou aos países do ‘primeiro mundo’: se suas populações são tão melhor preparadas quanto a estudo e condições materiais, deveriam ser mais nobres!
Paradigmas
A grande estabilidade e força dos ‘paradigmas dominantes’ não deve ser entendida como submissão da comunidade de cientistas, mas como incapacidade temporária de sua refutação, associada a necessidade de segurança, respaldada pelo ‘manto protetor’ de um ideário convincente e seguro, que facilita na montagem de projetos pontuais e obtenção de suporte financeiro. A necessidade de segurança pode auxiliar no entendimento de porque se tenta atribuir aos genes, repetidamente, pela sociedade em geral e até por grande parte dos cientistas, certos comportamentos humanos. Torna-se uma ‘faca de dois gumes’: se está nos genes, estamos mais seguros de, eventualmente, podermos manipulá-Ios; pelo outro lado, pode-se reforçar os ideários racistas e os conservadores, porque tais comportamentos seriam ‘de nascença’, da natureza, reduzindo as culpas e as obrigações sociais.
A ciência mitificada
Talvez a hora já esteja madura para se desmitificar a ciência, através de demarcação melhorada de seus alcances e limites, e de distinção entre o corpo de conhecimentos, do qual faz parte a ciência, e o corpo dos cientistas. Tais metas são de atingimento difícil, mas abordaremos somente alguns aspectos que nos parecem mais salientes.
Crença e dúvida
Em ciência, o princípio-motor é a dúvida, o questionamento. Não pode haver crença. Não se podem usar os termos ‘na verdade…’ ‘acredito que…’, ‘os fatos são …’, etc. Os fatos são sempre descrições por um observador, são ‘evidências’ colhidas por alguém, Há, sim. Objetos que chamamos de concretos, sobre os quais todos observadores dirão aproximadamente as mesmas coisas, e os abstratos, conceitos sobre os quais concordância entre os interilocutores será menor. Por isso, as seções dos artigos científicos sobre Materiais e Métodos são as mais importantes, apesar de muito negligenciadas pelos leitores, outras tantas vezes pelos próprios autores. Se houver algo de mais confiável nos trabalhos científicos, este deve residir nos Materiais e Métodos. Na bibliografia de língua inglêsa, há abundância do termo ‘believe’, mas tal deve ser entendido como ‘estou convencido de …’, ‘as evidências sugerem ou indicam ….’, ‘os dados são consistentes com …’.
A morte da certeza
Verdade e certeza já foram excluídos da terminologia científica, a não ser em áreas restritas da matemática e da lógica. E estas não são ciências naturais, mas formais, chamadas de Exatas (nas suas partes onde cabível).
Interesses circunstanciais
Outro motor é o interesse humano momentâneo por certo problema, que será objeto de projetos e de investimentos (Bunge, 1980). Parte do interesse é a possibilidade de realização da investigação, com obtenção de resultados. Parte da ‘arte’ e sabedoria do pesquisador será fazer perguntas respondíveis. Se o projeto é complexo, com poucas possibilidades de obtenção de respostas, não será interessante como projeto de pesquisa científica, apesar de ser ‘do maior interesse’ para os questionamentos humanos. A sabedoria reside em transformar os problemas complexos em uma série de questões mais simples, que comporão posteriormente a solução dos problemas complexos. É claro que nunca se deve ‘perder de vista’ os problemas maiores, as ‘questões-chaves’; são grandes linhas de pesquisa, que serão referidas, quando cabível, nas seções de Introdução e Discussão dos artigos, mas os projetos particulares se referem às questões mais pontuais.
Como e porquê
O âmbito da investigação científica é o ‘como’ acontecem os fenômenos e transformações na natureza. Para isso, há que se estabelecer condições iniciais, introduzir as forças em teste, e observar as condições finais. É cabível a interpolação mas é proibido extrapolar, se bem que tal seja permitido como parte pequena da Discussão, quando adequado e aceito pelos assessores do veículo da publicação. Extrapolações para o futuro, essencialmente desconhecido, são as mais perigosas, mas as para o passado podem ser mais fáceis, desde que compatibilizadas com evidências colaterais obtidas de outras fontes. A humanidade está sempre aflita para obter mais explicações e, especialmente na atualidade, ávida pelos resultados da ciência, ainda supervalorizada, principalmente pela mídia sensacionalista e pelos cientistas que desejam o envaidecedor acesso à mídia, de modo que os convites às extrapolações são numerosos. Os ‘porquês’ que a ciência alcança são geralmente locais, de alcance curto e, da geologia e da biologia para cima, na escala de complexidade, contingentes e históricos.
Inércia
Princípios metodológicos importantes para o avanço em ciência são os chamados de inércia, ou de constância de um mínimo basal. Somente após sua descoberta (caso eles sejam mesmo reais e, neste caso, se tornarão antológicos) ou sua elaboração, pode-se passar à identificação e descoberta das forças atuantes nos fenômenos em transformação, e à sua descrição. Assim aconteceu na física, quando Galileu e, depois Newton, estabeleceram o princípio da inércia dos movimentos dos corpos, o que possibilitou a descoberta da força gravitacional (Nagel, 1961). Na biologia evolutiva e populacional, avanços claros foram possibilitados quando Hardye Weinberg descreveram a lei do equilíbrio das frequências gênicas, quando os acasalamentos se fazem ao acaso e não há outros fatores evolutivos atuantes, que poderiam alterá-Ias (Griffiths e col., 1998). Na biologia molecular, sedimenta-se cada vez mais fortemente a noção de que o estado fundamental dos genes é de repressão generalizada. Com expressão mínima (Alberts e col., 1997). Essa não deve ser ausente, porque todos processos regulatórios deveriam estar atuantes constantemente, mas a repressão deve sempre ser ativa, exigindo expressão mínima repressão máxima. A ativação gênica significa, então. aumento da expressão e não início a partir de zero. Até Freud, em seu ‘Projeto para uma psicologia científica’ (Freuc, 1966), no século passado, atinou para tal princípio. falando de inércia neuronal e constância basal, com energias mínimas, de componentes da psique. Os junguianos também o adotam, se bem que com conotação diversa (Salles, 1998).
Fé
Muitas superstições foram esclarecidas pela ciência, apesar do seu constante surgimento e reformulação. O antigo embate entre ciência e religião tem sido amortecido, mas ressurge sempre. Em fim de milênio e nesta época em que a ciência abandonou o positivismo e o determinismo, tentando ingressar no estudo da complexidade da natureza, aumentou a insegurança coletiva, abrindo portas para novos misticismos e superstições. Muitos até se aproveitam da mecânica quântica e relativista, extrapolando delas como esteios para suas propostas sobre problemas complexos. Parece que o inconsciente encontrou novos veios de manifestação em meio ao recesso e às revisões que a racionalidade clássica se propôs. É bom que conheçamos e aproveitemos melhor a nossa ‘metade’ inconsciente, sem perder os benefícios que a racionalidade acrescentou a nosso potencial. Fé e religião são manifestações importantes e inegáveis do humano, que devem ser respeitadas. Não faz sentido combatê-Ias. Tanto mais porque a ciência sempre vencerá, em seu pequeno mundo do ‘como?’, e sempre perderá, frente ao grande mundo dos ‘porquês?’
Maximização
A explicação pela intuição do divino ou pelas religiões institucionalizadas é maximizada, abrangendo o total, o princípio e o fim, que são inacessíveis à ciência. Como as crianças, a ciência sempre coloca questões para a frente e para trás dos fenômenos que ela conseguiu explicar (e antes?, e depois?), em série aparentemente infinita e se ramificando para várias novas questões; é empreendimento quixotesco. Por outro lado, tudo que for demonstrado pela ciência será visto pelos religiosos como mero descobrimento dos desígnios do Criador inteligente e supremo. A explicação já está pronta, a ciência somente a desvenda e explicita.
Insegurança
Por outro lado, a ciência e a racionalidade têm aspectos que contribuem para aumento da ansiedade e insegurança humanas. Se não há mais certeza, verdade, ou Deus, tomamo-nos responsáveis pelo nosso destino, como no existencialismo. Se a ciência é limitada, se sabemos pouco do mundo tão complexo, como tomar decisões seguras? Se não soubemos, até agora, criar sociedades satisfatórias, respeitosas e estimulantes dos indivíduos-cidadãos, se as regras do jogo são a competição e o individualismo, o recurso restante de imediato é a sobrevivência do ‘indivíduo espiritual’, da alma, em outra esfera pós-biótica.
Construções humanas
Aos humanistas, espiritualistas ou não, resta a tarefa de tentar conhecer melhor o mundo, nossa natureza humana, e contribuir para conservação e construção (existe a possibilidade de conservação ‘isenta’ de interferências deliberadas?) de ecossistemas, Onde nos inserimos, e de sociedades melhores. Será tarefa árdua, que depende de planejamento e organização (não é possível ‘deixar acontecer’), e em tempo muito curto. Começamos há somente cerca de 10000 anos, desde a invenção da agricultura e a sedimentação sedentária e urbana, enquanto que nossa espécie tem mais de 1 milhão de anos.
Ciência e cultura
Os cientistas não são somente a comunidade inserida nas universidades e instituições de pesquisa oficiais ou empresariais:- A ciência se comunica amplamente com a sabedoria popular e tradicional, com artistas e artesãos, a filosofia e a política. O corpo de conhecimentos é propriedade coletiva, cultural, bem comum. O cientista tem que publicar (tornar públicos seus resultados), daí perdendo o domínio sobre eles, enquanto contribui para a cultura. Não pode ser hermético, tem que saber traduzir de seu jargão especializado para a linguagem comum; se lhe é difícil, deve procurar assessoria de jornalistas e outros difusores da ciência. Se está ligado a atividades empresariais, poderá ter que fazer segredo temporário do conhecimento. Até que esteja devidamente patenteado, mas a empresa fica responsável pela transferência do benefício para a sociedade.
Determinismo
Determinismo tem sido associado fortemente ao conhecimento qualificado como científico e a genética sofre muito com tal conotação, que demanda esclarecimento. O que os genes (DNA) determinam são as sequências dos RNA e proteínas, pelo processo de tradução, através de um código que tem rigidez forte. Daí em diante, quando as proteínas vão constituir estruturas e realizar funções, há amplo espaço para modificações e variabilidade, que não são fortemente determinados. Muitas enzimas já foram investigadas, apresentando inespecificidades de graus variados, descritas pelos coeficientes de afinidade por vários substatos (Dixon e Webb, 1979). Diz-se que uma enzima é específica para tal substrato quando sua afinidade por ele é muito maior do que por outros, mas isso não é regra absoluta.
Canalização ontogenética
Para caracteres mais complexos, há um gradiente desde os fortemente até os muito fracamente canalizados, com atingimento de resultados mais ou menos previsíveis. Cada caráter é formado por um sistema complexo, relacionando muitas proteínas e muitos passos. Cada um sujeito a modulações ambientais, de modo que não se pode mais falar em determinação, mas de influências sistêmicas. Certos caracteres são mais fortemente influenciados por genes, outros mais fortemente pelo ambiente. P. ex., a embriogênese precoce seria mais fortemente canalizada do que a ontogênese mais tardia. A mecânica trabalha com caracteres mais simples e determinados, mas a natureza biológica e a sociologia com caracteres mais complexos e abertos aos ambientes.
Genes e infecções
Uma comparação interessante pode ser feita com as infecções, para as quais a presença do agente infeccioso é absolutamente necessária, ainda que não suficiente (Azevedo, 1997). Nas doenças que podem ser desencadeadas por alterações genéticas, podem haver casos de fenocópias, com a doença mas sem o gene anômalo, ou de heterogeneidade genética, em que a mesma doença pode ser causada por situações genéticas distintas; ou de presença do gene anômalo sem a doença, por efeitos supressores de outros genes ou de interferências ambientais, como os tratamentos médicos eficazes, que podem ser instalados mesmo antes que a doença se manifeste. Assim, o gene pode não ser nem necessário nem suficiente para o aparecimento de um caráter. Os bons livros de genética têm, geralmente, em seus primeiros capítulos, explicações sobre esses conceitos (ex.: norma de reação; Griffiths e col., 1998), mas tais são, frequentemente, negligenciados pelos leitores, professores e pelos manuais mais suscintos. Por outro lado, a maior parte de todos livros se concentra nas seções onde o conhecimento é mais simples, portanto, aquelas onde as ‘determinações’ são mais evidentes, que podem levar a aplicações tecnológicas.
Monogênico e multifatorial,
Toda função ou fenótipo aparente é multifatorial, produto de baterias de genes e de fatores ambientais que atuam sobre a expressão de cada um dos genes. A genética mendeliana, no entanto, estuda a herança de fenótipos que podem ser referidos a genes singulares e se acostumou ao uso do termo monofatorial, com imprecisão que passo a explicar (Guimarães, 1992b; Guimarães e Ferreira, 1994). Em geral, as mutações terão efeitos deletérios sobre os sistemas, funcionais, porque esses são altamente integrados e com grau elevado de interdependência entre os componentes. Mais comum é a perda ou redução da função do elemento mutado, menos comum o aumento de sua função ou um desvio funcional, mas, em quaisquer casos o sistema poderá sofrer desempenho reduzido com a mudança da função de um elemento. Logo, a mudança pode ser monogênica, mas não será monofatorial, quanto à função.
Comparação e Vicariância
Mais clara fica a explicação ao se considerar a perda completa da função de uma enzima de um sistema metabólico, que pode ser chamada de deleção. O fenótipo correspondente é resultante de um bloqueio metabólico: acumulam-se todos produtos de enzimas a montante daquele passo e o sistema fica deficiente em todos produtos das enzimas a juzante. Os produtos acumulados poderão ser metabolizados por vias alternativas e as enzimas a juzante poderão passar a utilizar substratos alternativos. Resultam fenótipos complexos, as síndromes. Qual foi a causa da síndrome?
A explicação corriqueira é de que a causa foi a deleção. Mas como pode um elemento ausente ser a causa, como pode algo que não existe causar algum efeito? Causas são sempre positivas, forças atuantes. Assim, a causa da síndrome só pode ser o conjunto dos elementos presentes (os restantes após a deleção). O defeito da explicação é de que estamos acostumados a explicar ‘por comparação’. Se o sistema que chamamos de normal possui 100 elementos e o anômalo 99, a causa da anomalia foi a falta de 1? Chama-se tal explicação de ‘por vicariância’. A mutação foi somente causa da perda do elemento, mas não causa da síndrome. A mutação pode ter ocorrido várias gerações atrás, mas somente resultou na síndrome quando inserida em sistema que permitiu sua manifestação deletéria; a mutação seria causa histórica da doença (Guimarães, 1992b; Guimarães e Ferreira, 1994).
Passos críticos
Os bloqueios só se tornam evidentes, visíveis, quando acometem ‘pontos críticos’ das vias metabólicas, gargalos funcionais, passos limitantes, com escassas condições de reequilibração homeostática. Mudanças nestes ‘pontos-chave’ podem ter efeitos drásticos sobre o sistema. Corolário interessante do raciocínio sistêmico é de que os sistemas normais trabalham com mecanimos suaves, delicados, que possibilitam a manifestação de grande amplitude de variações em seus passos, desde que sejam, também, suaves e leves. Pelo contrário, nas deficiências em ‘pontos críticos’, introduzem-se componentes fortes, drásticos, que resultam nas doenças. Os represamentos a montante e as deficiências a juzante são tão fortes que podem mascarar as variações que, em outras circunstâncias, seriam toleradas. Assim se explica porque a variabilidade fenotípica de amostras de doentes é, em geral, menor do que a de amostras de indivíduos normais (Brozek, 1966). Os caracteres funcionais monogênicos (pontos críticos) são, por isso, frações menor, apesar de terem contribuído fortemente para a noção irrealística de determinação genética. Compõem cerca de 5000 caracteres, dentre os 80000 genes da espécie humana (McKusick, 1995). Por outro lado, foram muito importantes contribuintes para a descoberta das regras de herança.
Recessividade
A determinação por genes se refere ao conjunto de estruturas moleculares que o indivíduo pode fazer, os tipos e as sequências de genes, proteínas e RNA. São os fenótipos elementares que a bioquímica já é capaz de definir com completude. Assim, não há mais recessividade no nível de estruturas moleculares, todas são codominantes. Daí em diante, no campo das funções, pode aparecer a recessividade, que se refere ao padrão de herança de fenótipos, necessariamente complexos (Guimarães, 1994b). No mínimo, cada enzima tem certo grau de inespecificidade e se relaciona com outras duas funções, a montante e a juzante; os fatores ambientais, igualmente, afetam cada passo. Portanto, não se pode falar em determinação das funções.
Norma de reação
O modo como se explica o conceito de influênda genética sobre os caracteres, já explicitado pelos bons geneticistas mais antigos, fundadores, é chamado de ‘norma de reação’. Os genes contribuem para a formação de ‘padrões de desempenho funcional’, com certa amplitude de variação (Figura 1). Populações (tipos, grupos; a, b, c) de indivíduos são submetidos a diferentes (A, B) condições ambientais e seus desempenhos são estimados quanto a diversos parâmetros (testes funcionais; a figura ilustra somente um teste, 0-100%, nas condições A e B). Cada tipo vai se sair melhor em alguns testes do que em outros. Será praticamente impossível encontrar algum tipo que se saia melhor em todos testes. Cada tipo pode ter desempenhos máximos distintos dos outros tipos.
Genética
No entanto, nunca será possível saber se o ambiente oferecido a certo tipo foi o melhor para ele e não há modos de se fazer predições. Todos dados se referem aos tipos e condições passados e são limitados àquelas condições. Por outro lado, se as condições ambientais oferecidas aos diversos tipos forem inadequadas ou insuficientes, todos mostrarão desempenhos igualmente péssimos ou sucumbirão. De nada valerá ter nascido com boa constituição se o ambiente foi péssimo. Daí deriva o preceito ético de se disponibilizar, permitir acesso, indistintamente, a todos, o necessário, pelo menos um mínimo aceitável, sem limitar ninguém.
Multifatorial e holístico
O problema com a explicação multifatorial permanece grande porque não satisfaz a necessidade humana de segurança. Deseja-se firmeza, mas a explicação será sempre parcial. Por outro lado, os que criam ‘escolas’ que adotam explicações monofatoriais, radicais. Com arroubos de autoridade, tendem a ser mais apoiados porque parecem oferecer mais segurança. Só posso encontrar um pequeno benefício sofístico para tais atitudes, vaidosas mas muitas vezes cínicas, enquanto tais autoritários sejam estimuladores de discussões, ‘defendendo teses’ como advogados. Os seres vivos são complexos, plurais. Enquanto não há explicação satisfatória (se algum dia houver), torna-se importante classificar e categorizar os domínios de cada proposta explicativa e tentar composições, que serão sempre conflituosas e parciais, incapazes de esgotar o tema. Está na moda a proposição de explicações totalizantes, holísticas, globalizantes, mas permanecem fracas e ambíguas. É melhor cautela e humildade, caminhando por passos, sem saltos, construindo com interatividade e complementaridade.
Eficiência e ética
A natureza é imperfeita. Alta taxa de erros e perdas é encontrada, como se verifica pelos mais de 10 % de casais inférteis e mais de 10 % de gravidezes abortadas (Scriver e col., 1995; Strachan e Read, 1996). Ao longo de todo o percurso da biologia, o abandono da prole é a regra. Nos animais que iniciaram os processos de cuidado com a prole, também há abandono da parcela excessiva ou anormal. Mesmo em sociedades humanas primitivas, infanticídio é prática comum, seja por causa puramente social ou por detecção de anomalias. Essas acometem mais frequentemente os sistemas e órgãos mais complexos, como o desenvolvimento embrionário, que leva a abortamentos e deformidades visíveis, e o neural, que leva a retardamentos mentais. São os sistemas dependentes de maior número de genes e mais sensíveis a mutações. As sociedades modernas se distinguem pelo desenvolvimento de preceitos éticos que não aceitam erros, desde na medicina até na tecnologia.
Teleologia
O homem é transformador e peculiarmente tecnológico, planejador. Nossa espécie é especialista em comparar e então fazer escolhas entre as possibilidades de atuação. Tem a capacidade de montar panoramas de resultados futuros de suas ações e atuar de acordo com o que avalia ser melhor. Surge, então, um problema, quando quer explicar e entender a natureza. Tende a achar que tudo na natureza acontece desta maneira, ‘à sua imagem e semelhança’, e parte à procura do agente que a planejou. As explicações desse tipo são chamadas de teleológicas: coloca-se o ‘carro na frente dos bois’, a consequência das transformações antes das causas, a causa na idéia de futuro, nas consequências almejadas e planejadas. Diz-se que as atividades observadas nas entidades não-humanas foram planejadas por elas ou por outrem. É característico dessas explicações os termos ‘para’, ‘em direção a’ algum fim posterior, ‘necessidade’, etc.
Darwin
O entendimento da evolução biológica não escapou desse viés, até que Darwin foi bem sucedido em introduzir a correção e propor mecanismos naturais, não-teleológicos, com a idéia da seleção natural. A genética, surgida como disciplina depois dele, forneceu as bases para complementar suas explicações, com o neo-darwinismo. As variações acontecem espontaneamente nos organismos, sem direcionalidade ou planejamento, e são submetidas a processo de reprodução diferencial. A produção de variação poderia até ser estimulada em momentos de crise adaptativa, aumentando em frequência (Taddei e col., 1997), mas os mecanismos geradores da variação permaneceriam sem direcionalidade. As variedades (indivíduos e seus genomas inteiros) são mais ou menos bem sucedidas nas interações com os ambientes e deixam maior ou menor número de descendentes, de modo que as gerações futuras podem se tornar distintas das anteriores. A evolução por reprodução diferencial pode ser chamada de informacional (Guimarães, 1998c). O processo seria capaz de produzir novas espécies.
Vitalismo
Os problemas restantes são de (I) explicar como surgem as variações a serem submetidas ao processo de reprodução diferencial (mutagênese) e (2) encontrar quais foram as forças naturais (endógenas ou exógenas) que participaram da seleção. Como o processo é histórico, contingente, quase sempre único e não repetível, torna-se difícil a reconstrução do passado. Assim, o trabalho do evolucionista pode não ser convincente a boa parte dos observadores de outras áreas de estudo, mas já se tornou satisfatório, ainda que incompleto, para a comunidade dos biólogos e paleontólogos. Como o suposto planejador, postulado pelos criacionistas ou pelos vitalistas, não foi encontrado e, desde que há um mecanismo natural considerado suficiente, prevalece o princípio da parcimônia explicativa, de que não é necessário adotar-se a explicação teleológica e de que o ônus da prova cabe aos proponentes da explicação mais complicada, com mais um agente transformador ou selecionador.
O papel forte dos genes
Genes e funções
O mesmo viés teleológico ainda permanece na interpretação do papel dos genes na biologia. Estando acostumados a pensar ‘de cima para baixo’ na cadeia causal e da fisiologia, no fluxo da informação genética dos genes para as proteínas e funções fenotípicas (Guimarães, 1995), e considera-se os genes como os dirigentes, planejadores e ditadores dos eventos biológicos. Assim sedimentou-se o conceito de gene e a maioria dos estudos mais recentes sobre os seres vivos estão centrados nos genes e no DNA. No entanto, devemos distinguir as duas partes do conceito: “um conjunto de segmentos de DNA que corresponde a (1) um RNA, uma proteína, um polipeptídio e (2) em termos mendelianos, um caráter ou uma função”. A primeira permanece válida, mas a segunda merece discussão.
Determinação (na época fundadora)
Expoente nessa corrente foi Monod (1970), dizendo: ‘… a estrutura de um ser vivo … deve … tudo, … da forma genérica até o mínimo detalhe, a interações morfogenéticas internas ao próprio objeto; … testemunhando um determinismo autônomo, preciso, rigoroso, implicando uma liberdade quase total em relação a agentes ou condições exteriores …’. E, sobre a síntese de proteínas: ‘Nenhuma contribuição suplementar de informação (que não genética) é necessária, nem mesmo parece possível, já que o mecanismo, tal como o conhecemos. não lhe dá lugar. E, na medida em que todas as estruturas e performances dos organismos são a resultante das estruturas e atividades das proteínas que compõem devemos considerar que o organismo todo constitui a expressão epigenética última da própria mensagem genética’.
Indeterminação sistêmica
Corrige-se, por um lado (e isso já é tradição sedimentada entre os geneticistas mais esclarecidos e preocupados com as más interpretações simplistas e apressadas dos leigos
mesmo dos próprios geneticistas mais tecnológicos), dizendo que cada gene codifica somente uma ou poucas proteínas, e que cada característica fisiológica ou comportamental dos organismos é complexa, produzida por um conjunto de genes, em uma teia metabólica: desde que a expressão de cada um deles é sensível a diversos fatores ambientais, internos e externos (Guimarães, no prelo), os caracteres, mesmo os chamados de monogênicos ou mendelianos (que seguem padrões simples de herança), são molecularmente complexos.
Baterias de genes
A Tabela 1 apresenta algumas estimativas de complexidade das baterias gênicas. Raros são os casos e modos de observação (p. ex., exame direto de proteínas ou RNA) que podem se encaixar na proposta de que ‘os genes determinam os caracteres’, do mesmo modo como são raras as características fisiológicas de determinação exclusivamente ambiental. A regra geral é de que “os genes e fatores ambientais participam ou influenciam, cada um parcialmente, na formação dos caracteres”. Determinação é termo de aplicabilidade muito específica na biologia, p. ex., na replicação dos genes, na sua transcrição em RNA e na tradução desses em proteínas: como são polímeros longos, a determinação se refere à sequência dos monômeros neles, ainda que sujeita a variações, que são chamadas de erros de copiagem.
Vida é um contínuo celular
Células
Outra correção deve ser introduzida pela consideração de que a unidade fundamental dos seres vivos é uma célula inteira, um sistema estrutural e funcionalmente indivisível. a não ser para os propósitos de estudo analítico das partes. As partes não são seres vivos e cada uma tem sua participação própria na composição do sistema. A vida é um contínuo de metabolismo e reprodução, desde que as primeiras células surgiram e evoluiram, até à formação dos organismos multicelulares (De Duve, 1991). Não se herdam genes ou partes de células, isoladamente. A herança é de células inteiras, ainda que suas partes possam ser modificadas ou manipuladas, e os genes são somente partes.
Memórias
A precedência e maior importância conferida aos genes decorre de sua relativa invariância (estabilidade), através das copiagens e das gerações. Os outros componentes são mais contingentes e variáveis, de modo que se diluem mais rapidamente através das reproduções e passam a receber menor atenção, pelas dificuldades inerentes a seu estudo e controle. Então, o maior valor atribuído aos genes tem fundamento mais metodológico e tecnológico. A estabilidade ontogenética dos genes é outro fator importante: durante o desenvolvimento dos organismos, a fisiologia sempre retoma à utilização do mesmo conjunto de genes com o qual nasceu, recursiva e repetidamente, como que consultando sua enciclopédia; por outro lado, a gravação em estruturas e mecanismos de memória, das experiências pelas quais o indivíduo passou é, em geral, menos estável do que a gravação genética, porque se baseia em circuitos dinâmicos interativos (Guimarães, 1998b)
Contingência
Ainda mais, como a história de cada indivíduo é única, fica difícil a comparação entre indivíduos e a formação de grupos homogêneos, para possibilitar estudos segundo a metodologia estatística mais tradicional. Há situações de criação e formação ontogenética de genes, como no Sistema Imunológico, mas isso não é regra geral. Há outras de leituras alternativas do material genético, numerosas e variadas, mas isso não abala o conceito genecêntrico, se são possibilidades ‘programadas’ na ontogênese. Se há a possibilidade de leituras alternativas não-programadas, sua demonstração será difícil, desde que são históricas e individuais, com escassa repetibilidade.
Desconstruindo os genes
Genes nos sistemas
Grande problema metodológico, que pode confundir na conceituação do gene, mas que foi, em grande parte, preservado nos mecanismos evolutivos, é a relativa inespecificidade do DNA quanto à célula que o alberga. O conceito sistêmico a ser preservado, apesar dos casos especiais, de grande valor evolutivo, é de que “um segmento de DNA é gene enquanto parte funcional de um sistema, em cuja fisiologia está integrado funcionalmente, em relação àquele sistema” (Pardini, 1989 [agora completando uma década!); Pardini e Guimarães, 1992). O significado de um segmento de DNA é relativo, decorrente do sistema de expressão em que se insere. O significado pode ser plural (Tabela 2): alguns segmentos de DNA podem ser interpretados diferentemente, nos vários tipos de células do mesmo organismo ou em espécies diversas, até o ponto de promiscuidade. Valoriza-se o dito de Futuyma (1992), de que ‘o DNA só faz sentido no contexto de sua ocorrência funcional, dentro do sistema biológico’; fora disso, o DNA é somente uma molécula, que pode ser inventada pelo bioquímico, e ‘não será nem mais nem menos interessante do que ossos ou flores’.
Genes egoístas
Tais observações levaram alguns autores a interpretação diametralmente oposta à acima, considerando o DNA como genes abstratos, ‘em si mesmos’ ou absolutos, descartando o caráter relacional, o que gerou o conceito de ‘DNA ou gene egoísta’ (Dawkins, 1982). P. ex.: ‘ácidos nucleicos portam a informação genética, proteínas executam as tarefas dirigidas por aquela informação (Cooper, 1997)’; ‘o organismo é o meio do gene se expressar e perpetuar (Lewin, 1997)’. Essas denominações pecam pela generalização a todos DNA, além do perigo do transporte de conceitos relativos a alguns fazeres humanos, de ética faltosa e de grandes mal-aproveitamentos pela imprensa leiga, para moléculas. O problema é gerado pela relativa cegueira dos sistemas biológicos, que podem aceitar DNA neles introduzidos, incorporando¬s pelos sistemas de replicação, mesmo sem integrá-Ios a seus sistemas funcionais e sem beneficio detectável para o hospedeiro, talvez como DNA comensal ou neutro, em sistemas ignorantes ou complacentes. Outros podem ser incorporados com proveito para o hospedeiro, quando são chamados de simbióticos e até se tornarem genes celulares de pleno direito. Ainda mais, podem ser incorporados temporariamente, a célula se tornando reprodutora e transmissora de vírus, e estes podem até ser causadores de prejuízos à célula, como vírus patogênicos.
Teste
A ‘engenharia molecular’, com a clonagem de genes e DNA podem demonstrar bem a situação: pode-se sintetizar à vontade sequências de DNA, mas essas só serão consideradas genes quando forem introduzidas em células ou outros sistemas de expressão e funcionarem. Se o teste for positivo, serão genes, em relação àquelas células ou àqueles sistemas em que funcionaram. O conceito do gene é funcional. A precedência é da função ou do caráter expresso. Assim, o conceito tradicional ‘o gene e uma sequência de DNA que codifica uma função’ deve ser lido (1) com ênfase no que (relacional) e não na sequência de DNA (estrutura fisica) e (2) corrigindo ‘função’ por ‘sequência de uma proteína ou RNA’. Desde que uma sequência pode ser lida de várias maneiras, correspondendo a várias proteínas ou RNA, a ênfase recai sobre o produto: o gene que corresponde a uma proteína é uma seqüência de DNA lida da maneira apropriada àquela proteína.
Uroboros
O exagero no deslize conceitual se torna mais evidente quando alguns autores chamam o
DNA de ‘molécula viva’, o que é facilmente descartado pela observação de que a molécula não se replica nem se traduz, mas é replicada ou traduzida por sistemas adequados. muito
complexos. Alguns até mostram irritados e se tornam radicais no sentido oposto: ‘primeiro, DNA não é auto reprodutivo, segundo, ele não faz nada e, terceiro, organismos não são determinados por ele (Lewontin. 1992)’. Desde que, nas células atuais, o sistema é auto¬referente, em ciclos e hiperciclos compostos por muitos genes e muitas proteínas, o problema urobórico (ovo x galinha) torna-se perplexizante: genes são traduzidos em proteínas que replicam e traduzem os genes, que são traduzidos …
Talvez a solução cabal do dilema somente será alcançada pelo estudo das origens das células, se o sistema celular foi montado a partir dos genes ou a partir de uma confluência associativa de várias partes, que podem ter incluído os genes ou não, desde o início.
Construindo os genes
Genes em evolução
No contexto somente evolutivo, as dificuldades são pequenas. Os genes e genomas estão sendo continuamente editados pelo processo de mutação e seleção recorrentes, podendo-se até criar novos genes e modificar drasticamente os genomas. Este é o percurso reverso do fisiológico de fluxo de informação (Guimarães, 1998c): em vez de descer dos genes para as proteínas e funções, o desempenho global das células ou indivíduos informa, para trás ou para cima, quais genes e combinações genômicas foram melhores e deverão fazer maior parte da população seguinte. As que farão menor parte das gerações futuras poderão até ser eliminadas, diretamente ou por diluição sucessiva.
Origens dos genes
O problema das origens ainda não foi bem equacionado. As tendências do momento presente são de considerar o DNA como secundário ao RNA, ou a outros análogos (Luther e coL 1998). RNA demonstra potenciais funcionais, catalíticos (talvez até ‘metabólicos’, em perspectiva mais ampla), certamente maiores que o DNA, apesar de muito mais limitados que os das proteínas. No entanto, o apelo em seu favor é grande, porque poderiam assumir papéis tanto de genes auto-replicadores (auto-referentes) como de catalizadores funcionais. Assim, a comunidade bioquímica tende ainda muito para o genecentrismo, mesmo que já tenha abandonado o DNA-centrismo e tendido para o RNA-centrismo (Gesteland e Atkins, 1993).
Informação extra-gênica
O problema com as proteínas é de não serem adequadas para auto-replicação. No mínimo, aceita-se que ‘há informação hereditária carreada em formas outras do que em genes codificando proteínas (Lewin, 1997)’, chamada de informação posicional e de informação em outras estruturas celulares auto-modeladoras. Para não alongar com a discussão dos prions (Prusiner, 1982), as observações fisiológicas mais contundentes são de estruturas de organelas (especialmente as membranais), dos arranjos dos cílios no córtex de protozoários ciliados, dos centríolos (aparentemente auto-replicadores), e os efeitos de posição, no zoneamento citoplasmático de óvulos. São evidências da atuação de processos organizadores (auto¬organizadores) bem distantes dos ditames genéticos. Uma discussão de mecanismos não genéticos de memória é encontrada em Guimarães 1998b). .
Deriva fenotípica
Permanece aberta a possibilidade de que a fixação de comportamentos, ou de estruturas não genéticas de memória (não dirigidas pela genética, mas somente permitidas, como’ deriva fenotípica’), propicie a fixação ‘a reboque’, dos correspondentes genótipos adequados que os permitiram (Maturana e Mpodosis, 1992). Os comportamentos se tornariam, após outras mutações, mais fortemente canalizados pelos genótipos. Tal mecanismo teria semelhanças superficiais com o lamarckista, mas não se confunde, com este porque não significa mutação dirigida pelo ambiente nem herança de caracteres adquiridos. O problema com tal possibilidade é do grande período de estabilidade que seria exigido do ‘comportamento dirigente’, para posterior fixação de mutações, desde que estas são adirecionais e ocorrem em taxas baixas, especialmente 90S organismos com tempos longos de geração.
Origens por associação espontânea
Mundo do RNA
A perspectiva perseguida por esta tendência é de delinear um ‘Mundo de RNA’, auto¬replicante e capaz de produzir proteínas. Mesmo segundo esta corrente, as proteínas seriam, inicialmente, uma população heterogênea; eventualmente, uma parte dessas poderia ter sido adequada para interagir com o RNA que as produziu, estabilizando-o, facilitando sua replicação e sua tradução nas mesmas proteínas que auxiliaram no processo, configurando o ciclo urobórico. Permanece a proposta associativa e espontânea, não dirigida para o fim da associação auto-estimulante, mas que afortunadamente resultou em tal, gerando o ‘Mundo da Ribonucleoproteínas’ (Guimarães, 1995). Este seria o precursor do atual Mundo do DNA. Prato-metabolismo
Há outras propostas associativas que prescindem do genecentrismo, mas o trabalho experimental nessa área ainda é precário (ver Root-Bernstein e Dillon, 1997). Em todas propostas, mesmo a do Mundo do RNA, pressupõe-se, como condição básica, a existência prévia de um protometabolismo (De Duve, 1991), gerador das subunidades dos polímeros, seja dos de RNA (nucleotídeos) ou de proteínas (aminoácidos; ver Figura 3a). Os trabalhos nessa área são abundantes, mas dispersos. Há muito mais facilidade de obtenção de aminoácidos, enquanto a obtenção de nucleotídeos é precária. As perspectivas de obtenção de proteínas pré-bióticas são, portanto, muito maiores do que as de obtenção de RNA pré¬biótico, mas isso parece não incomodar muito os genecêntricos, que apostam mais nas ‘sementes’ de RNA do que na abundância das proteínas.
Auto-organização nas origens dos genes
Mesmo que a proposta da origem da vida através de um ‘Mundo do RNA’ se sustente a mais longo prazo, ela não parece desafiar o Conceito Sistêmico do Gene (Pardini e Guimarães, 1992). As forças atuantes no Mundo do RNA seriam somente as relativas aos processos de auto-replicação e recombinação (Gesteland e Atkins, 1993). A possibilidade de que alguns RNA teriam desenvolvido a atividade de tRNA (RNA transportador de aminoácido) e aaRS (aminoacil-tRNA sintetase), e outros a de mRNA (RNA mensageiro, ‘genes de RNA’), é razoável mas as indicações são de que as proteínas produzidas comporiam uma grande população heterogênea (às cegas, em relação à propriedade de estabelecer ciclos funcionais), e algumas variantes dentro dessa população teriam manifestado tais propriedades, como: afinidades (eletrostáticas, hidropáticas, etc) por RNA, atuando como proteínas ligantes dos RNA, em processo de livre-associação (auto-organização espontânea), podendo estabilizá-Ios ou protegê-Ios contra degradação,
Complementaridade
Tais afinidades podem incorporar a proposta de complementaridade molecular (Root¬Bernstein e Dillon, 1997), Estas seriam as funções mínimas ,necessárias para que os ciclos de realimentação pudessem se fechar e desenvolver auto-catálise, por auto-organização: aqueles RNA que foram estabilizados pelas proteínas que eles sintetizaram se tornaram genes. O sistema ciclizante definiu os RNA que lhe foram adequados. O modelo proposto por wills (1993), que estamos desenvolvendo (Moreira e col., no prelo), serve a ambos propósitos, para a origem da vida e do código genético,
Ribozimas
Caso seja expandida, para outros aminoácidos, a ‘observação de que uma ribozima é capaz de ligar, especificamente, um aminoácido (arginina; Yarus, em Gesteland e Atkins, 1993). Funcionando como arg-RNA sintetase, a abrangência do processo auto-organizador. por livre ¬associação; ficará parcialmente restringida. O código genético elementar, da correspondência entre tRNA e aminoácidos (letras), pelas sintetases, teria maior componente determinístico, restando investigar a amplitude da livre associação para a geração das sequências (textos), mutuamente adequadas, de genes e proteínas.
Conceitos de gene
Semântica
As dificuldades na conceituação do gene, surgidas da observação das ambiguidades e multivocidades, quando se tenta relacionar um segmento de DNA com uma função, levaram Lewin (1997) a propor o exame da questão pelos 2 ‘pontos de vista’, do gene (DNA abordagem de cima para baixo) e da função (ou proteína, de baixo para cima). Os resultados, no entanto, podem fornecer resultados diferentes e não superponíveis, o que não soluciona o problema, desde que somente descrevem os percursos dos dois exames com detalhes. Chegou-se até a tentar minimizar o problema, como mera ‘questão de semântica’, parodiando o dito clássico de Shakespeare, em Romeu e Julieta: ‘What’s in a name?’. Parece óbvio que tais estudos têm que desembocar na biossemiótica (Hoffmeyer, 1997).
Prioridade da função
No momento presente, os dedicados aos Projetos Genoma ainda estão na fase de identificar sequências que poderiam ser chamadas de genes, mas alguns já se sentem encorajados a propor uma genética sistêmica (Bittner, 1999). A prioridade é conferida a Mendel e não ao genoma (Povey, 1997). Parte-se de um fenótipo ou função (atente-se para a distinção entre função elementar, de codificar uma molécula, e a complexa, de contribuir para uma atividade funcional) para procurar os segmentos de DNA que contribuem para ele. No entanto, quando se parte do DNA à procura da função correspondente, pode-se permanecer em dúvida, e o segmento potencialmente significativo encontrado não merece um nome de gene, mas recebe um símbolo que é estocado nos bancos de dados (de sequências genômicas), à espera de definição funcional. As justificativas para se atribuir um nome de gene ao segmento de DNA são: ter valor hierárquico superior a outras denominações; ter valor descritivo da função; constância, para evitar ambiguidade; memorabilidade, com utilidade para memorização e significação; e tem que ser útil e utilizado pela comunidade. Para os casos de segmentos de DNA que ‘parecem’ com os correspondentes a proteínas, mas ainda não tiveram tais proteínas identificadas, usa-se o símbolo ORF (‘open reading frame’) e, enquanto estão ‘no limbo’, recebem o trocadilho aRFan (à espera de uma afiliação).
Traduções
Para outros tipos de sequências, p. ex., que somente poderiam ser transcritas em RNA, mas não traduzidas em proteínas, não há como obter garantia, a não ser pela identificação da produção de tal RNA, fisiologicamente. No caso de genes (geralmente um conjunto de exons enfileirados) que podem ser processados e traduzidos de modos alternativos, em geral, produzindo uma ‘família’ de proteínas parecidas entre si (Alberts e col., 1997), não se atribuem nomes distintos para os diversos produtos (Povey, 1997). Pode-se aplicar o conceito (D’Ottaviano, 1997): um poema (aqui, gene) é o conjunto de todas suas traduções.
Um ‘programa’ ontogenético
A abordagem ecológica
A contribuição dos ecólogos parece relevante (Schneider e Kay, 1997), ao considerar que os genes (como partes das células), assim como a biodiversidade (o conjunto dos seres vivos), são bancos de dados da informação para as ‘estratégias’ (na realidade, processos evolutivos não planejados) de auto-organização que funcionam (até o momento presente) [aspas e parênteses introduzidos aqui].
O hipertexto sistêmico
O termo ‘programa’ poderia ser mantido, mas não com a qualificação simplista de ‘genético’. O exame dos detalhes das “sequências genômicas não revela caraterísticas de programas de computadores ou algoritmos com comandos ou instruções dos tipos: faça isto e aquilo agora; faça isto agora, aquilo depois; se. Isto, então aquilo; ou isto, ou aquilo, etc.” O desenrolar da ontogênese não segue a analogia com ‘programas’, mas com ‘panoramas geográficos’: os vales são os percursos que tendem a ser seguidos, que são favorecidos, como trilhas mais amenas, exigindo menor dispêndio de energia,
Linguagens
A analogia das sequências genéticas com as das linguagens humanas também permanece somente metafórica. Os segmentos significativos (genes e seus reguladores) que são identificados nas sequências de DNA não estão organizados como substantivos e predicativos, verbos e modificadores adverbiais, com sintaxe similar à de linguagens. A analogia parece terminar com a semelhança entre alguns métodos’ linguísticos’ , de detecção de palavras (Pietrokovski e col., 1990).
Leituras da enciclopédia – ontogênese
Hipertextos
Necessariamente, a modelagem ainda recorre a analogias. A que achamos mais adequada (falta-nos inventividade para propor algo melhor) é do sistema celular como um indivíduo a resolver problemas ontogenéticos (desencadeados internamente — fisiologia — ou por interações com o ambiente — adaptação), cujos recursos (banco de dados) fisiológicos e de memória (só referimos à porção genética da memória, ver Guimarães, 1998b), estão organizados como numa enciclopédia cujos verbetes podem compor hipertextos (Figura 2),
Estática e dinâmica
O ‘programa’ ontogenético se realiza pela expressão sucessiva de baterias de genes, e a expressão de cada um depende de processos realizados pelas proteínas, Essas montam teias metabólicas cujas características principais são: (1) abertura para modulações ambientais, que influenciam o modo e tempo de expressão fisiológica; (2) configuração das baterias de expressão, em que proteínas realizam ‘consultas’ aos bancos de dados do sistema, em circuitos cíclicos de retorno ao genoma e outras estruturas de memória. O programa sistêmico é composto por: (a) uma parte estática, como os genes, descrita pelos cabeçalhos dos verbetes (caput tema, palavra-chave, significante) de uma enciclopédia, e (b) uma parte dinâmica, como as proteínas, descrita no conteúdo explicativo dos verbetes, mas em forma de hipertexto, cada verbete se comunicando dinamicamente com uma vasta porção de outros verbetes.
Circuitos elétricos
Já se propôs a analogia dos circuitos de regulação gênica com os elétricos (Loomis e Sternberg, 1995; McAdams e Shapiro, 1995), exemplificada com os ciclos alternativos de lisogenia / lise, ou temperado / lítico do bacteriofago lambda. Parece ilustrativa a comparação dos repressores e desrepressores gênicos com os interruptores elétricos, com a lógica de ligado – desligado.
() leitor
O indivíduo (a célula) é um leitor da enciclopédia que, a cada momento e contexto, consulta os cabeçalhos e produz uma leitura do hipertexto de modo adequado a seu contexto. Nas
leituras, escolhe-se as anotações e significados relevantes (Figura 2).
A definição de um gene pode nem estar inteira em um único cabeçalho, que pode somente conter porções que o sistema-leitor vai reunir, como sílabas, construindo genes funcionais, as respectivas palavras (Tabela 2). Tais situações, evidentes nos genes para imunoglobulinas e nos sistemas de ‘trans-splicing’, são cabais demonstrações da ‘definição sistêmica do gene’,
Esta é a definição ‘mendeliana’, funcional, recuperando também o sentido da célula inteira e do contínuo biológico através de células e não de suas partes, Pode-se, nestas situações. Ampliar o conceito (Povey, 1997) – ‘um gene é um segmento de DNA que contribui para uma função ou um caráter’ – para: ‘… é um conjunto de segmentos de DNA, definido pelo sistema, que…’.
Agregados proteicos e alosteria
Cada proteína se insere na teia fisiológica e metabólica com várias ligações, configurando o hipertexto (Figura 2). Algumas ligações são simples, com um antecessor e um sucessor, construindo sucessões lineares, como em cadeias de biossíntese ou catabólicas, podendo ficar mais restritas a funções citoplásmicas. Outras terão pelo menos uma outra ligação (como as alostéricas e as componentes de multímeros), configurando os pontos de ramificação. Encruzilhadas ou nós, pré-requisitos para formação de teias. Algumas dessas ligações remetem a regulações metabólicas, outras a regulações gênicas. Configurações importantes, como centros de estabilidade fisiológica e até de memória (Guimarães, 1998b), são as circulares, em alças informacionais (retroalimentação regulatória) ou materiais (com reaproveitamento e reciclagem de produtos/substratos).
Biossemiótica
A construção de uma atividade (texto) fisiológica/ontogenética é a de uma teia multidimensional, por consulta a vários verbetes situados dispersamente ao longo dos cromossomos. Algumas vezes, estes são postos a atuar simultaneamente em um conjunto (proteínas multiméricas), outras vezes em sucessão. A primeira situação seria similar ao reconhecimento (gestáltico ou como as redes neurais artificiais) de formas globais. A segunda poderia ser similar à sequência linear das linguagens humanas, de onde o significado surge somente ao fim da enunciação de toda a sentença. Tais considerações poderão fazer parte do programa da biossemiótica (Hoffmeyer, 1997).
Auto-montagem
Situação menos comum é do produto gênico ser direta e imediatamente funcional, por tradução literal e singela da sequência gênica. Mais comum é o desenvolvimento posterior das funções, a atividade da proteína decorrendo da atuação conjunta de vários genes, por modificações pós-tradução ou por atuação como parte de multímeros. Mesmo a ‘auto¬montagem’ de estruturas terciárias é restrita, desde que dependente de chaperonas. Assim, a configuração das estruturas funcionais se estabelece à distância de cada gene, deixando amplo espaço para atuação de processos de auto-organização (Pereira e col., 1996) e de influência dos ambientes, como na organização de ‘sistemas ecológicos moleculares’. A codificação é de possibilidades funcionais.
Construindo a enciclopédia – filogênese
Módulos de expressão
O desenvolvimento dos primeiros módulos genéticos (Figura 3a), as unidades de codificação e expressão, é a parte mais enigmática e se confunde com a própria origem da vida e do código genético (Moreira e col., no prelo). Uma associação nucleoproteica circular se estabelece, em que os RNA produzem proteínas que estabilizam aqueles RNA e sua tradução. As principais forças interativas são hidropáticas (Guimarães, 1998a) e de complementaridade (Root-Bernstein e DilIon, 1997). A complementaridade funcional pode decorrer de: (a) ajustamento de formas espaciais de superfícies; (b) acoplamento homofílico, (b 1) polar-polar (que pode não ser muito importante no ambiente aquoso, dispersivo) ou (b2) hidrofóbico¬hidrofóbico (que tende a ser mais forte no ambiente aquoso); (c) acoplamento eletrostático, em hidrofilicidades elevadas, que pode ser (c 1) homofilico, através da interposição de íons divalentes, ou (c2) heterofilico, por atração de cargas opostas.
Duplicações gênicas
A complexificação evolutiva decorre de modificações e amplificações desses módulos ou unidades de expressão (Figura 3b,c).,O processo mais amplamente ‘conhecido é o da duplicação gênica (Li, 1997), a partir da qual uma das cópias pode divergir por mutações. São os casos de complexificação sem superposição de informação nas sequências genéticas (Figura 3c). A condição de base para sustentação desse processo é a manutenção ou conservação do sistema de leitura, que precisa ter amplo limiar de redundância funcional para acomodar o gene suplementar. Tal condição é observada nos sistemas genéricos e inespecíficos de tradução. A segunda condição é sua plasticidade funcional, para poder acomodar as divergências genéticas. Passo posterior deve ser a repartição e adaptação de uma parte do sistema de expressão, gerando diversidade também neste domínio, famílias gênicas e genes distintos, cada qual desenvolvendo regulações transcricionais próprias. Entremeados no processo estão as recombinações (‘shuftling’) e fusões gênicas, que podem levar a aumento de tamanho e complexidade dos genes, sempre com seus associados sistemas de expressão.
Complexidade superposta e importação
A plasticidade funcional do sistema de expressão possibilita, mesmo na ausência de duplicações gênicas, geração de complexidade por acomodar variações internas, com leituras alternativas, parcialmente superpostas, do mesmo segmento genético (Figura 3b).
Desafios potencialmente maiores aos sistemas de expressão são os casos de aceitação de genes exógenos, por transferência horizontal (importação de genes).
Todos casos descritos são amplamente difundidos nos vários domínios de seres vivos. Codificações superpostas não seriam mais frequentes nos pequenos genomas (comprimidos no espaço). Seriam somente relativamente mais prevalentes nestes porque se tornam mais visíveis, desde que tais organismos, de elevada taxa reprodutiva, não acumulam duplicações. Pelo reverso, são menos visíveis nos grandes genomas dos eucariotos, que acumulam duplicações.
Plasticidade reside no sistema de expressão
Em todos casos, há que ser conservada a funcionalidade do sistema de expressão. As duplicações mais eficazes serão de genes inteiros, que conservam todos componentes que permitem seu acoplamento ao sistema. Caso contrário, como na duplicação de partes dos genes, deficientes, pode ser perdida a funcionalidade, com a geração de pseudogenes ou de meras expansões de DNA. Logo, as mudanças genéticas são dependentes, subsidiárias à sua acomodação sistêmica; a plasticidade genômica é menor que a dos sistemas de expressão. Como corolário, obter-se-á uma enciclopédia mendeliana (dos caracteres hereditários) maior que a genética (dos locos).
A contribuição darwiniana
O processo de seleção natural, como explicação para a evolução biológica, faz parte de um conjunto que a síntese (neo-darwiniana) com a genética construiu, incorporando: mutação, deriva e miscigenação. Já com quase 1,5 séculos de discussão e teste, o conjunto parece bem sedimentado e esclarecido. Não nos parece mais ser a seleção natural objeto de defesa ou combate, como válido ou não, mas de demarcação de seus alcances e limites. Parece-nos que os novos corpos explicativos não são rivais e não a excluirão, mas poderão produzir eventuais correções, ao lado de complementação e suplementação.
Atuação negativa
Tornou-se óbvio, sem necessidade de maiores discussões, que seleção tem atuação predominantemente negativa, como filtro depurador das variações biológicas, das quais algumas farão parte das gerações futuras, outras serão eliminadas, abrupta ou gradualmente, por diluição, pelo processo de reprodução diferencial. O termo competição, para qualificar o processo, é dispensável, desde que é tomado emprestado de certos comportamentos humanos e de outros animais (e perigoso, porque de ética duvidosa, apesar de especialmente adequados para implementação de ideologias individualistas, como o liberalismo selvagem) e aplicado indistintamente a moléculas e plantas.
Atuação positiva
Quando se fala em atuação positiva,o termo merece maior discussão. Parece-nos que os efeitos positivos da seleção são secundários aos negativos, estes sendo os primários. Ainda mais, não fornecem direcionalidade aos eventos subsequentes, simplesmente ‘abrindo espaço’ ou novos recursos a serem ocupados’ pelas variantes disponíveis no momento ou a serem geradas. Estas poderão ser novamente filtradas, A variação é a condição inicial, seleção é sempre posterior (como bem diz o termo).
Atuação cumulativa
Variação e seleção são entidades ou processos independentes, a não ser pelo aspecto cumulativo. As condições iniciais, a cada momento, decorrem de variantes e seleções prévias, no contínuo do processo reprodutivo. É muito difícil imaginar ‘invenções’ originais, a não ser no processo de origem das células. Assim, as variações novas são limitadas à incidência sobre as pré-existentes, geralmente como modificações cumulativas, com escasso espaço para invenções ou retornos drásticos a situações muito distantes no passado (Lei de 00110; Hu11, 1975). Após estabelecida a linhagem fundadora de todos os seres vivos que são conhecidos, nucleoproteicos, tudo parece ter sido ‘variações sobre o mesmo tema’, em uma única árvore: os organismos unicelulares estão no micromundo molecular; a multicelularidade acrescentou os meso e macromundos; a consciência humana descortinou o megamundo das idéias e o cosmo em evolução.
Tendências
Aparente direcionalidade evolutiva é observada em alguns contextos, que merecem atenção. Poderiam indicar direcionalidade desencadeada por processos endógenos aos organismos, o que deu origem a propostas vitalistas, animistas ou de ortogênese, mas a biologia não encontrou evidências nesse sentido. Os processos de geração das variações, até o momento, são descritos como amplamente adirecionais, prévios e independentes das adaptações, daí os termos de pré-adaptativos, aleatórios e outros. Um componente endógeno direcionaL apesar de permanecer cego com relação ao futuro e às adaptações, seria somente o de ‘tendência ao crescimento’. O processo biológico é polar para crescimento, renovação de componentes desgastados, produção de mais de si mesmo; realizar suas funções desimpedidamente, ‘ser feliz’, sadio (Canguillem, 1990). Não há mecanismos destrutivos, a não ser os de renovação fisiológica, da qual faz parte o catabolismo, ou ontogenética, que incorpora a apoptose. A morte que não é acidental, em geral, acontece por desgaste acumulado, perda de reparo, reposição deficiente.
Tendência à complexidade
Vale o princípio de que, em sistemas complexos, amplamente integrados e com elevada redundância interna, como os biológicos, quaisquer novidades têm maior probabilidade de serem deletérias do que benéficas, mas as adições são mais facilmente toleráveis que as perdas, estas sucumbindo mais frequentemente (por seleção). No nível genético, a polaridade é detectada na tendência às duplicações, das gênicas às genômicas, ou ao alongamento e complexificação das sequências de ONA. Há evidências de que o processo não é perfeitamente simétrico e o excesso de adições não somente devido à letalidade (por seleção) maior das perdas ou deleções. Em reações de polimerização em cadeia, se bem que in vitro e na ausência de enzimas degradativas, os produtos tendem a ter excesso dos maiores (Jeffreys e col., 1994), seja por geração e aproveitamento de cada novo possível sítio de iniciação de novas sínteses ou por tendência ‘processiva’ das polimerases.
Polaridade
Mutações que contribuem para a polaridade de crescimento poderiam receber seleção positiva. P. ex., a partir de uma duplicação gênica, uma das cópias retém a função original, possibilitando mutações na outra, livres de seleção negativa. Se alguma destas produz função modificada ou nova, que se integre produtivamente na fisiologia, ela e outras que atuam no mesmo sentido poderão ser retidas seletivamente. Assim se explica a instalação rápida de famílias gênicas.
Parasitismo
Faz sentido, ainda, indicar que aumento de complexidade seria consequência obrigatória em ecossistemas multiplamente interativos, em teias que haja disponibilidade de tempo para aparecimento e acúmulo das variedades comportamentais ou reprodutivas, essas sendo obrigatórias. Seleção por múltiplos fatores também resulta em ampliação dos polimorfismos, como nas interações cíclicas e mutuamente dependentes de variabilidade sucessiva e cumulativa, a exemplo dos parasitismos (Ridley, 1994).
Direções ambientais
Algumas tendências mais locais podem resultar de seleção com estabilidade ambiental ou conjuntural prolongada, reforçando certos caracteres ou prejudicando outros. Assim se explicam os casos de direcionalidade, somente aparentemente endógena, como na centralização neural e encefalização dos animais, culminando nas linhagens que levaram ao humano, altamente especializado no Sistema Neural, ou nas que levaram ao cavalo, especializado em corrida. Algumas associações entre espécies puderam tomar rumos de interdependência estrita e obrigatória, em coevoluções como nas figueiras com seus insetos fecundadores, nas endossimbioses, que geraram mitocôndrias e plastídeos, ou os parasitas simplificados.
Cooperação
Comportamentos cooperativos intraespecíficos têm sido propostos como gerados por seleção, tentando-se delinear mecanismos de seleção em nível hierárquico superior ao individual, por grupo ou por parentesco. Tais mecanismos ainda são objetos de grande debate. Por um lado, não se poderá contrapor nenhum obstáculo aos benefícios seletivos para os indivíduos, mas não se pode excluir benefícios em favor da coletividade, que seriam adicionados aos individuais. A metodologia ainda está sendo elaborada para verificação de tais hipóteses, defendidas pela sociobiologia, mas os comportamentos cooperativos são inegáveis. É possível que este campo abra espaço para inserção de processos evolutivos suplementares ou complementares à seleção’ de indivíduos’.
Filtro ineficaz
O filtro da seleção não é ‘todo-poderoso’, mas ineficaz quando os sistemas são altamente tolerantes a redundâncias, como os eucarióticos. Há excessos fenotípicos e genotípicos, e ‘estruturas vestigiais’ abundantemente documentados. Acomoda-se tais casos dentro do paradigma da seleção natural dizendo que são caracteres neutros ou escassamente deletérios, possivelmente até benéficos em recessividade ou pelos polimorfismos que geram, que escapam ao crivo da seleção, esta atuando somente sobre as eventualidades de combinações fortemente deletérias. No âmbito da genética, ainda são muito discutidos os significados dos DNA não codificantes, como DNA – lixo ou até DNA egoísta (novamente, termo tomado emprestado de comportamentos humanos de ética faltosa e aplicado a moléculas; com quais intenções sub-reptícias?).
Caracteres ancestrais
Os casos de reaparecimento de caracteres ancestrais, que não se manifestaram em estágios intermediários de uma linhagem, também enriquecem tais exemplos. Um caso muito explorado, com interpretações de outras ordens, é o dos olhos complexos, formadores de imagens. A árvore filogenética nos apresenta 2 tipos dessas estruturas (Schmidt-Nielsen, 1996). Olhos compostos apareceram nos anelídeos e em seus sucedentes artrópodes: os com lentes focalizadoras nos celenterados, anelídeos, moluscos e vertebrados. A hipótese que nos parece mais coerente com o Postulado da seleção é, de que. Esta foi ineficaz em eliminar, nos intermediários sem olhos, os caracteres moleculares que seriam necessários para a formação de tais estruturas, que puderam reaparecer nas conjunturas adequadas posteriores. Não se sabe se os tais caracteres moleculares necessários para a formação de olhos estavam cumprindo outras funções, nos intermediários cegos, mas há indicações positivas nesse sentido. As proteínas que compõem os cristalinos são em muitos organismos, as mesmas que cumprem funções enzimáticas diversas; em outros, são derivadas de duplicações gênicas com divergência parcial, também a partir de proteínas enzimáticas (Li, 1997).
O que deve ser acrescentado à seleção natural
Limitações da seleção natural
Se a seleção natural é filtro, de atuação negativa e a posteriori, como surgem as formas, para que se possa instalar a seleção? Quando esta é filtro pouco eficaz, quais são os processos operantes nos sistemas biológicos, com a liberdade criativa própria deles e que os permitiu escapar pelas malhas do filtro?
Quando se diz que a deriva comportamental (fenotípica) é inerente e essencial à plasticidade dos seres vivos (Gerhart e Kirschner, 1997), há muitas possibilidades de regularidades a serem descritas, que hoje são encaixadas no ‘poço comum’ do acaso ou da indeterminação estrutural’. A deriva genotípica descreve os percursos erráticos e imprevisíveis de pequenas populações, como ‘desvios da média’ amostral, aplicáveis a várias situações biologicamente relevantes, como ‘efeitos de fundadores’. As mutações e recombinações são ditas como aleatórias, mas somente com referência a alguns parâmetros. Quanto a outros, várias regularidades já são conhecidas, como os ‘pontos quentes’ (locais de maior incidência) ou tendenciosidades de tipos, que podem ser markovianas (por influência dos vizinhos), direcionadas por sequências específicas, sensíveis a disponibilidade de substratos para replicação, etc, que poderiam ser enquadradas como eventos, pelo menos parcialmente, ‘estruturalmente determinados’. Pouco se sabe dos eventos geradores e eventualmente ordenadores de mutações cromossômicas e dos grandes rearranjos genômicos, evidentes entre espécies e possivelmente relacionadas com a própria especiação, uma das bases da proposta de evolução ‘em saltos e estases’ (equilíbrio pontuado; Gould, 1980). Sabe-¬se também pouco sobre a regulação gênica, que envolve amplamente as sequências ‘não codificantes’, e estas são as partes mais variáveis dos genomas, mesmo de bactérias, onde o DNA extra-gênico é menos abundante.
Propostas atualmente importantes, em consideração na biologia, mas que atingem âmbito maior são, interessantemente, prefixadas por ‘auto’, revigorando a contribuição endógena para a evolução: auto-organização e autopoiese.
Autopoiese
Autopoiese nos ensina que os sistemas vivos são um tipo de sistemas fechados sobre si mesmos, que se produzem com autonomia (Maturana e Varella, 1980). No caso das entidades biológicas, a base funcional seria metabolismo, que pode acrescentar, secundariamente, reprodução e replicação. É mais importante o soma que o germe; este e a genética são posteriores, como partes acessórias do sistema. As interações que o sistema realiza com o ambiente são incidentais: o organismo desempenha suas atividades que, no percurso, podem encontrar o ambiente. A evolução decorre, primariamente, de deriva comportamental. As interações com o ambiente são determinadas, pela estrutura e propriedades do sistema.
Há que se ponderar o sentido em que os termos fechamento e determinação são usados, no contexto da autopoiese, para que o diálogo com as outras áreas não se torne áspero e excludente mas, certamente, há muito a ser explorado sob tal ponto de vista, como uma ‘gestalt’ a ser dissecada e explicitada. O interesse despertado pela autopoiese alcança desde as áreas tecnológicas e a robótica, passando pela origem da vida, até o estudo de sistemas sociais.
Auto-organização
Auto-organização estuda processos espontâneos em que um conjunto de elementos distintos se associa e se integra, gerando formas e organizações (Debrun e col., 1996). O maior interesse é em desvendar o processa, as forças envolvidas e como se estabelecem as interações, como se estabiliza a estrutura ou a nova organização. É auto enquanto não tem um supervisor ditando as regras completas do jogo associativo; sempre há regras elementares, particulares às propriedades de cada interagente, mas o resultado não é previsível a partir do conhecimento das regras particulares, é ‘emergente’. O processo é criador, de atuação predominantemente positiva, portanto complementar ou especular à seleção natural. Eventuais interações negativas, prejudiciais, simplesmente podem ser deixadas de lado.
Como dizem os roqueiros Titãs: “eu só quero saber do que pode dar certo, não tenho tempo a perder” (Britto e Torquato Neto, 1990). Uma multidão desorganizada de elementos pode gerar comportamentos coletivos organizados. Grande variedade de modelagens têm sido produzidas na área, desde a computação até à física e à sociologia, mas não há, ainda, demarcação adequada e precisa do que pode ou não ser chamado de auto-organização. O termo ainda parece hiper-abrangente; os processos envolvidos acomodariam quase tudo, da aleatoriedade à determinação, do aprendizado, com abertura ao ambiente, até o fechamento, como proposto pela autopoiese.
Reações químicas seriam demasiado simples e banais para inclusão no contexto, mas muitos utilizam o termo até nessa área, talvez permissivamente. O desenvolvimento das estruturas espaciais das macromoléculas seria melhor descrito como auto-montagem do que como auto-organização, mas o processo tem alcance limitado. Proteínas complexas são auxiliadas na formação de estruturas espaciais pelas chaperonas e os arranjos quatemários são associações que exigem condições e sucessão temporal especiais. Uma coletividade de proteínas e de ácidos nucleicos poderia ser chamada de auto-organizada a partir do momento em que fossem estabelecidas interações produtivas entre os tipos moleculares, certamente baseadas em complementaridades, com auto-alimentação e interdependência, talvez ai gerando sistemas autopoiéticos. Se há exemplos claros de processos de auto-organização na esfera pré-biótica e na social humana, deveriam também existir na biológica? Será que a genética se tornou tão forte a ponto de eclipsá-Ios ou eles somente se tornaram mais difíceis de identificar e demarcar?
Agradecimentos: FAPEMIG; CNPq