Armadilhas do ensino de Evolução

A teoria da origem das espécies pela seleção natural, aquilo que chamamos de evolução, é muito simples. Tão simples que não é preciso ser biólogo, cientista ou mesmo alfabetizado para entende-la. Mas ainda assim, uma grande parcela das pessoas não conseguem entender esta teoria tão simples. E diversas pesquisas mostram que, a maioria das pessoas que não aceitam a teoria da evolução (como uma explicação para a origem das espécies) na verdade não entendem a base da teoria.

Ou seja, o problema não está nas evidências, nem na complexidade da teoria, está na forma como ensinamos evolução.

Para ensinar evolução, ou para debater sobre evolução, é necessário não apenas conhecimento do processo evolutivo, mas também como empregar corretamente os termos em uso, como evitar frases confusas e como não deixar uma impressão errada.

Os argumentos mais comuns de quem não aceita a Teoria da Evolução são: 1) “Como o nome diz, é apenas uma teoria.”; 2) “Você acredita da evolução e acreditar é baseado em fé.”; 3) “Você quer que eu acredite que os seres humanos surgiram por acaso?”; e 4) “Onde estão os elos perdidos que nos ligam aos macacos?”

Abaixo vou falar um pouco de cada um destes problemas, que não são os únicos problemas no ensino de evolução, mas vai bastar por hora.

Teoria x Hipótese

Dificilmente alguém sabe a diferença entre uma teoria e uma hipótese. O senso comum nos diz que são as mesmas coisas. E isso atrapalha bastante, pois passa a idéia de que uma teoria é apenas uma “opinião pessoal”. Mas não é. 

Uma teoria é uma explicação. A validade de uma teoria se baseia na sua habilidade de explicar o fenômeno. Teorias podem ser apoiadas, refutadas ou modificadas com base em novas evidências. A Teoria da Gravidade, por exemplo, tenta explicar a natureza da gravidade. A Teoria Celular explica o funcionamento da célula. A Teoria evolutiva explica a história da vida na Terra. A Teoria evolutiva é suportada por um incontável número de evidências, que vão desde nosso DNA (e o DNA de todos os seres vivos); passando pela vida celular e por todos os seres vivos na Terra; até o registro fóssil (que você pode ver em diversos museus). Desde que a Teoria da evolução foi criada no fim do século 19, algumas evidências surgiram para que nós a modificássemos um pouco (ajustássemos alguns pontos), mas até hoje não surgiu uma única evidência de que a Teoria da evolução está incorreta. Que evidência acabaria com a teoria da evolução? Muitas. Por exemplo, se alguém encontrasse um único fóssil de coelho junto com o fóssil de algum dinossauro! Mas nunca encontramos tal coisa.

E o que é uma hipótese então? Uma hipótese é uma ideia testável. Cientistas não tentam “provar” hipóteses, mas sim testá-las. Geralmente múltiplas hipóteses são propostas para explicar fenômenos e o objetivo da pesquisa é eliminar as incorretas. Hipóteses vêm e vão aos montes, mas teorias geralmente permanecem para serem testadas e modificadas por décadas ou séculos. Em ciência, teorias nunca são suposições ou palpites e descrever evolução como “só uma teoria” é impróprio.

Acreditar ou Aceitar

“Você acredita na evolução?” é uma pergunta geralmente feita para professores de biologia pelos seus confusos alunos. A resposta é “Não, eu aceito o fato de que a Terra é muito antiga e que a vida tem mudado ao longo de bilhões de anos porque isso é o que as evidências nos dizem”. Ciência não se trata de crenças – mas sim de fazer inferências baseadas em evidências.

Aleatoriedade e evolução

Mutações, que criam a variação, acontecem por acaso. Mas a seleção destes variantes não. Ou seja, a variação é aleatória, seleção normalmente não é. A seleção de traços favoráveis dentro de uma população ocorre quando os seres vivos superam todos os desafios apresentados a eles. Essas pressões não são aleatórias, mas determinadas por leis físicas. Excetuando-se a árvore que, por azar, cai em um organismo ou o vulcão que devasta uma população, seleção não é aleatória e evolução não acontece por acaso.

Elos perdidos

É fato que o registro fóssil é incompleto. Nem todos os seres vivos ou toda espécie foi contida em registros fósseis, muito menos descoberta para análise. A teoria da evolução está preocupada em enxergar os padrões e entender formas transicionais não em fazer um estudo genealógico de todos os seres vivos. Portanto, o termo “elo perdido” não tem sentido quando se trata de entender a história da vida.

Para entender melhor, imagine um indivíduo com olhos puxados. Mesmo sem saber quem são os pais dele, você pode dizer, com um elevado grau de certeza, que este indivíduo possui descendência asiática. Você pode afirmar, com certa confiança, que algum ancestral dele nasceu e viveu em algum lugar da Ásia. Se você fosse especialista em anatomia de asiáticos, você até poderia dizer se o ancestral dele viveu na China, no Japão, no sudeste asiático, etc... Ou seja, você não precisa do pai, do avô, do bisavô e, por fim, seguir toda a genealogia do indivíduo para fazer estas afirmações. Com alguns dados e por comparação, você pode fazer inferências sobre a ancestralidade de um indivíduo.

Bom. Este texto foi retirado e adaptado do Entendendo aEvolução. É um programa interativo excelente e recomendo a todos!

Abraços

A memória da água – Parte 2

Neste post eu falei basicamente como a hipótese de memória da água surgiu, foi testada e reprovada pela avaliação crítica. Agora, vamos fazer um exercício que é muito saudável para qualquer pessoa. Vamos imaginar que a água realmente absorve a memória funcional de outras moléculas e verificar as implicações disso. Aqui, como não sou químico nem físico, eu vou focar em sistemas biológicos, tentado explicar da melhor forma possível a implicação da hipótese de memória da água na biologia.

Mas antes de começar com os exemplos, vamos falar de como se dão as interações de moléculas em organismos vivos. A vida, só é possível porque diferentes moléculas interagem com extrema precisão, quase sempre sem erros e enganos. Esta interação específica se dá, primariamente, por duas características das moléculas: 1) a forma tridimensional e 2) a distribuição de cargas positivas e negativas nas moléculas. Isto cria um sistema vulgarmente chamado de “chave-fechadura”. 

A figura abaixo mostra como uma molécula (que podemos considerar a “chave”) se encaixa com perfeição em uma proteína (que podemos considerar a fechadura). Se a molécula ou a proteína possuírem alguma modificação na forma tridimensional ou na distribuição de cargas elétricas, o encaixe não ocorrerá e não haverá interação. A hipótese de memória da água diz que uma molécula de água (mostrada na figura ao lado) pode adquirir a mesma função da molécula ativadora da enzima, ou seja, de alguma forma ela pode se encaixar naquele espaço específico e ativar a enzima específica. E, se isso for verdade precisamos lidar com alguns problemas fundamentais.

Estrutura da proteína Bcl-2 (superfície vermelho, azul e branco) ligada a uma porção da proteína Bax (bolinhas cinzas e palitos). Quando estas proteínas estão ligadas, como mostrado, células tumorais podem sobreviver e crescer. (1)

Uma coisa que a maioria dos biólogos fazem rotineiramente é diluir moléculas em água e agitar esta solução vigorosamente. Este processo é basicamente o mesmo usado para o processo de “memorização” da água. Ou seja, em teoria, estamos dando uma memória funcional à água no dia a dia de um laboratório de biologia. Vou dar um exemplo do meu cotidiano. Todos os dias eu uso uma técnica para produzir cópia de DNA no meu laboratório, chamada de Reação em Cadeia da Polimerase (PCR). Para o PCR funcionar, eu preciso diluir uma molécula específica (chamada de Iniciador) em água. Depois, basicamente, eu uso parte desta solução em outra contendo o DNA e uma enzima. O PCR só funciona se o iniciador interagir de forma muito específica com o DNA. Se considerarmos a memória da água, então cada molécula de água (ou um conjunto de moléculas de água) passaria a ter as propriedades funcionais do meu iniciador. Mas e qual seria o problema?

Bom, vamos falar do motivo de eu diluir meu iniciador na água. Eu faço a diluição para que, no final, eu tenha, por exemplo, 1 molécula de iniciador para 1 milhão de moléculas de água. Isso me ajuda a controlar a eficiência do PCR. Se a água ganhar a memória do iniciador, então eu terei, na pior das hipóteses 1 milhão de moléculas iniciadoras (na melhor das hipóteses seria alguns milhares). Até aí tudo bem, só que eu posso medir a eficiência do PCR e medir quantas moléculas de iniciador foram consumidas ao final da reação. E o que eu obtenho é incompatível com a memória da água. Ao final do PCR, em geral, eu observo uma eficiência de 98% da reação, e vejo que aproximadamente 98% dos iniciadores foram consumidos. Mas como isso vai contra a memória da água. Bom, se á água tivesse a memória funcional, o que aconteceria é que a água seria tão abundante na reação que dificilmente um dos iniciadores seria utilizado, logo, eu não poderia observar que 98% dos iniciadores forma utilizados. Provavelmente nenhum iniciador seria utilizado. Mais importante, pela teoria da memória da água, eu nem precisaria ter iniciadores na minha solução para que a reação de PCR funcionasse. Mas ontem mesmo eu fiz um experimento destes e, a partir de uma diluição de 250 vezes a reação já não funcionou. No meu caso, uma diluição de 250 vezes não é muita coisa quando comparada a diluição realizada para medicamentos homeopáticos.

Se você ainda não está convencido aqui vai outro exemplo da bioquímica. Um procedimento comum em bioquímica é medir a eficiência de enzimas. Para isso, é colocada em uma solução uma quantidade conhecida de enzimas e de moléculas que interagem com estas enzimas. Para isso as moléculas são diluídas e passam pelo mesmo processo que, hipoteticamente, dariam a memória funcional à água. Para medir a eficiência da enzima, é medido o produto da reação da interação entre a enzima e a molécula ativadora. Este produto pode ser qualquer coisa, desde gás carbônico a até um corante.

Um exemplo é a medição de eficiência da enzima Beta-galactosidase. Neste caso, a Beta-galactosidase interage com a molécula X-gal e o produto desta reação é uma molécula de nome complicado, mas que tem a cor azul. Ou seja, conforme a enzima interage com a molécula, a solução vai ficando mais e mais azul. Se a memória da água for verdade, então, quando diluímos a molécula X-gal, todas as moléculas de água adquirirão a função e a capacidade da X-gal. Logo, ao invés de termos uma solução cada vez mais diluída, teremos na verdade milhares de moléculas de água com a capacidade de agir exatamente como a X-gal. E qual o problema?

Reação enzimatica na qual a enzima Beta-galactosidase hidroliza a molecula X-gal, gerando um produto de cor azul.

Bem, neste caso, em um experimento simples, em que testamos a eficiência da Beta-galactosidase em soluções com diferentes diluições de X-gal, o que aconteceria, se a água tiver adquirido a memoria da X-gal, é que ao final da reação a tonalidade da cor azul seria igual em qualquer diluição (podemos medir a quantidade de corante usando um aparelho chamado espectrofotômetro), mesmo quando a diluição for grande o suficiente para que não haja nenhuma molécula de X-gal na solução original. Só que o que vemos é que a cada diluição, a quantidade de cor azul diminui proporcionalmente até que não possa mais ser observada (mesmo em diluições pequenas, quando ainda temos moléculas de X-gal na solução). Olhando a figura acima, vemos que a molécula de X-gal é bem complexa e que a molécula que da a cor azul (o 5,5’-Dibromo-4,4’dicloroindigo) é ainda mais complexa. Bem mais complexas que uma molécula de água. Na verdade, sabemos que esta reação só ocorre porque a enzima Beta-galactosidase possui um local no qual a X-Gal se encaixa com perfeição e só com este encaixe específico a reação pode acontecer.

O fato é que observamos todos os dias que, quanto mais diluída for uma substância, menor a quantidade da substância na solução, logo, menos perceptível ela será.

Um experimento mental interessante para verificar a memória da água é o seguinte. A molécula de glicose interage com proteínas em diversos momentos em nosso organismo. Um destes momentos é logo quando ingerimos a molécula. Ela interage com proteínas nas células em nossa língua e isso causa uma reação que envia um sinal a seu cérebro que diz que aquela molécula é doce. Para o experimento você precisará de uma colher de chá de açúcar, 4 litros de água pura e fervida, um conta-gotas e 4 garrafas de 1 litro. Imagine pegar uma colher de açúcar e colocar na boca. Você sentira o gosto doce do açúcar com certeza. Agora pegue a mesma colher e dissolva em 1 litro da água fervida. Agite vigorosamente por 1 minuto (é, você vai cansar!) e retire uma gota desta água com açúcar e misture. Pegue esta gota e coloque na próxima garrafa com água e continue o processo. Se a água tem a capacidade de adquirir a memória funcional do açúcar, na última garrafa você terá um litro de água em que cada molécula de água agirá como se fosse uma molécula de açúcar. Ou seja, basicamente, você terá 1 kg de açúcar. Agora retire uma colher desta água e experimente. Esta colher terá que ser tão doce quanto a colher com açúcar puro. O que você acha que acontecerá?

Embora os exemplos dados aqui sejam de experimentos que não tem o objetivo de avaliar a memória da água, eles mostram bem que, qualquer que fosse o grau de memória da água, este fenômeno mudaria a forma como fazemos biologia. Mas não mudaria agora, depois que a hipótese foi proposta, teria mudado muito antes. Algo de tal magnitude dificilmente teria passado despercebido em mais de um século de biologia, química e física experimental. Eu posso trazer ainda mais argumentos que mostram outros problemas que teríamos se a água fosse realmente capaz de adquirir a memória funcional de outras moléculas. Mas se juntarmos os argumentos acima, com o contexto de como a hipótese surgiu, e um pouco de avaliação crítica, chegaremos a uma conclusão de que a improbabilidade de a água possui tal aspecto é de tal tamanho que podemos considerar nulo. Ou seja, a água não é capaz de adquirir a memória funcional de outras moléculas.

(1)    http://blogs.nature.com/soapboxscience/2012/02/15/does-a-new-treatment-for-leukemia-herald-a-new-era-in-drug-discovery

Mais sobre a evolução dos cães

O José Antonio Dias da Silva, do blog Evolucionismo.org, escreveu um ótimo post que fala mais sobre cães e lobos, que você pode ler clicando aqui. Este é um ótimo texto para complementar meu post sobre a evolução dos cães. que você pode ler clicando aqui.

Copiando parte de texto do "Zé" (agora vou chamar assim).

"No mês passado publiquei no blog Biorritmo uma matéria que dei o mesmo título acima. Coincidentemente, na mesma semana saíram duas matérias sobre o mesmo assunto que eu acreditava já tão batido: ou seja, a origem das diferenças entre cães e lobos. No meu blog foquei o assunto a partir de uma palestra proferida pelo renomado primatólogo Aldemar Coimbra Filho na sede da Associação dos Amigos do Jardim Botânico do Rio de Janeiro em 2008.

Na ocasião, Coimbra Filho expôs que as numerosas raças de cães existentes são resultado da domesticação de mais de 50 subespécies de Canis lupus, o lobo, que há alguns milhares de anos vem sendo realizada pelo homem."

A memória da água - Parte 1

A alguns posts atrás eu falei um pouco sobre pseudociência e usei como exemplo a homeopatia. No entanto fui confrontado com afirmações do tipo “a memória da água pode existir sim, e existem experimentos que apontam essa possibilidade.” Bom, para responder a este tipo de argumento, vamos falar sobre a memória da água. A memória da água é a hipótese de que a água possui a habilidade de reter a memória funcional de substâncias previamente dissolvidas a uma diluição arbitrária. Não existe evidência científica para tal hipótese, além do fato de que, se a água tiver a habilidade de memória, isso violaria todas as leis da física, química e biologia. Mas vamos lá.

Sempre, quando lidamos com qualquer tipo de informação, é preciso contextualiza-la, pois isso pode nos dar uma boa pista sobre as intensões dos autores de tais informações (e isso já nos dá uma dica da plausibilidade das mesas). A sugestão de que a água possui a habilidade de memória foi feita pelo pesquisador francês Jacques Benveniste, em 1988, durante um período que a indústria da homeopatia sofria forte pressão para explicar como que água pura poderia atuar como um medicamento específico. Apesar de Benveniste declarar que seu estudo não possuía interesse homeopático, dois de seus principais pesquisadores eram pagos pela Boiron, uma das maiores companhias de remédios homeopáticos do mundo.

 

Mas como funcionaria a memória da água. O que Benveniste fez para provar que a memória da água existe foi diluir anticorpos humanos em água, até o ponto em que não haveria mais anticorpos na solução (apenas água). Depois, ele usou esta água para ativar células do sistema imune humano (estas células só são ativadas na presença de anticorpos). Ele observou que as células foram ativadas pela água, o que indicaria que a água possuía uma “memória” adquirindo a mesma função dos anticorpos. Mais tarde, foi dada a explicação que a memória seria transmitida pela vibração destas moléculas e que esta vibração poderia ser gravada e passada por telefone para “memorizar” água um local remoto.

Os experimentos de Benveniste foram repetidos no mundo inteiro, afinal, tal resultado era digno de um prêmio Nobel. No entanto, os mesmo resultados só eram obtidos quando algum membro do laboratório de Benveniste estava presente e quando os pesquisadores sabiam quais tubos eram os experimentais (ou seja, em que se testava se a água “memorizada” ativaria as células). Sempre que não haviam membros do grupo de Benveniste ou quando os testes realizados eram duplo-cegos (ou seja, quem verifica os resultados do experimento não sabe qual tubo recebeu água “memorizada” e qual tubo recebeu água comum) os resultados mostravam que não havia o efeito de memória da água.

Assim, o trabalho de Benveniste foi considerado uma fraude (ou ingenuidade do autor) e Benveniste caiu em descrédito, recebendo dois prêmios Ignobel (o prêmio para a pior pesquisa científica feita). Mas o fato é que todos os homeopatas passaram a usar a memória da água como fato que explica os efeitos de medicamentos homeopáticos. E sempre que confrontados com os estudos criteriosos que mostram que tal efeito não existe, os mesmos homeopatas (e seus defensores) usam a desculpa de que a ciência atual não pode verificar o fenômeno e isso não quer dizer que ele não existe.

O que as pessoas ignoram é que: 1) não é a ciência que desqualifica a hipótese de memória da água, mas sim a observação crítica e o rigor metodológico que o fazem. 2) o contexto no qual a hipótese da memória da água foi criada; 3) o fato de que, se fosse verdade, tudo o que conhecemos de física, química e biologia seriam derrubados. Em especial a biologia no qual a interação entre moléculas possui um papel muito bem descrito e resolvido. Não que isso seja ruim ou proibido, mas é muito pouco plausivel; e 4) a lógica simples com perguntas simples como: “porque só a água adquire a memória?” ou “como a água é desmemorizada e como ter certeza disso?”

No próximo post vou falar um pouco mais sobre as implicações desta hipótese. Vamos considerar a hipótese verdadeira, que a água pode adquirir memória, ver algumas implicações disso e porque tal hipótese é muito pouco plausível.

Video Aula: Introdução a Hereditariedade

Como as características são herdadas? Porque somos parecidos com nossos pais? Como as características genéticas são herdadas? Aí está mais um video-aula para os alunos de biologia e qualquer pessoa interessada em saber um pouquinho sobre as bases da Hereditariedade. 

É importante ressaltar que o vídeo se concentra nas chamadas heranças monogenéticas (quando uma característica é determinada por apenas um gene), mas a grande maioria de nossas características são determinadas por um conjunto de genes (e hoje sabemos que vai além dos genes). No entanto, como diz o título, é uma introdução e é a base para quem quiser se aprofundar mais.

Aproveitem!

Esta semana da ciência

No carnaval brasileiro, até Ciência das Banas para. Mas estamos de volta!

Links originais

Formação de buraco negro: http://cnet.co/15edIBZ
Cura da diabetes em cães: http://bit.ly/XetsOP
Pênis destacável: http://bit.ly/Y0sxD8
Asteroide: http://bit.ly/XHEmvY
Circuitos biológicos sintéticos: http://bit.ly/Yh0SLW
Morte dos recifes de coral: http://bit.ly/Yrh13o

Adaptado de: I Fucking Love Science

Adeus a Alexandre Peixoto

Nunca foi meu objetivo colocar aqui notas de falecimento de pesquisadores. No entanto, o Alexandre não era apenas um grande colega de trabalho, mas também uma pessoa pela qual eu tenho profunda admiração, sendo considerado por mim um dos melhores pesquisadores brasileiros da atualidade. A morte dele foi de uma grande tristeza para amigos e colegas de trabalho e reproduzo abaixo a nota de falecimento do site do Instituto Oswaldo Cruz.

Adeus a Alexandre Peixoto

A perda de um exemplo de dedicação à Pesquisa e ao Ensino, de um pesquisador jovem e brilhante: é assim que o Instituto Oswaldo Cruz (IOC/Fiocruz) vivencia a triste notícia do falecimento de Alexandre Afrânio Peixoto, ocorrida no dia 10 de fevereiro em um trágico acidente. A saudade prematura deixou absolutamente consternada a comunidade do Instituto. A missa de sétimo dia foi realizada na paróquia Nossa Senhora de Copacabana (Rua Hilário de Gouveia, 36 - Copacabana), no dia 16 de fevereiro, às 9h. 

Especialista em genética de insetos, Alexandre era chefe do Laboratório de Biologia Molecular de Insetos e atual coordenador do Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular do IOC. Na carreira abreviada de forma abrupta, Alexandre acumulava o reconhecimento como pesquisador Nível 1A e líder do grupo de pesquisa em Genética Molecular do Comportamento em Insetos junto ao Conselho Nacional de Pesquisa (CNPq), além de ter recebido reconhecimento internacional por meio das edições 2002 e 2007 do Programa Internacional de Pesquisa Acadêmica do Instituto Médico Howard Hughes.

Sob sua liderança, o Laboratório de Biologia Molecular de Insetos do IOC atuava em pesquisas sobre insetos vetores de doenças tropicais, com ênfase na genética molecular e evolutiva do comportamento de flebotomíneos (vetores das leishmanioses) e de mosquitos vetores da dengue, febre amarela, filariose e malária. Os pesquisadores investigam complexos de espécies crípticas de insetos vetores e o possível papel de genes que controlam o comportamento no processo de especiação, com ênfase nos mecanismos de isolamento reprodutivo. Também é realizada a análise de genes que controlam os ritmos circadianos, previamente caracterizados em Drosophila, e as funções desses genes no controle dos ritmos de atividade e alimentação em flebotomíneos e mosquitos.

Bacharel em Ecologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro, Alexandre formou-se mestre em Ciências Biológicas, concluiu o doutorado em Genética na University of Leicester, no Reino Unido, e o pós-doutorado na Brandeis University, nos Estados Unidos. Revisor de mais de uma dezena de periódicos científicos, incluindo Plos One e Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, era membro do Conselho Editorial da revista Memórias do Instituto Oswaldo Cruz. Autor de mais de 70 artigos científicos, formou 18 mestres e 14 doutores. Em 2011, assumiu o desafio de coordenar o tradicional Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular do IOC.

O pesquisador deixa esposa e dois filhos.

(Comunicação / Instituto Oswaldo Cruz)