Evolução Biológica: O Processo Evolutivo [Parte 1]
by
Andrei
- fevereiro 10, 2015
O processo evolutivo
Resolvi fazer essa postagem com relação à evolução biológica a fim de sanar o maior número possível de dúvidas acerca de todas as etapas do processo evolutivo, bem como fornecer uma base sólida para aqueles que desejam debater sobre o tema em alto nível. Tentarei aqui explicar, da forma mais completa possível, todos os aspectos da evolução, transitando entre os campos da biologia, antropologia e da filosofia. Como consequência, o post ficará extenso, então, optei por dividi-lo em algumas partes.
Introdução
Evolução, do latim Evolvere, está estritamente relacionado aos estágios de mudança, e não de progresso como muitos pensam. Basicamente, tem-se a mudança das características hereditárias de uma população de uma geração para outra. Este processo faz com que as populações de organismos mudem e se diversifiquem ao longo do tempo.
Charles Robert Darwin, o grande percursor da evolução biológica, ao longo de sua vida, reuniu uma enorme massa de provas que não poderia ter outra interpretação senão a teoria da seleção natural, que por sua vez, enquanto formulada, possibilitou a compreensão, em princípio, do processo de transformação evolutivo. Darwin foi ainda mais longe ao estender o princípio da seleção natural aos animais e plantas domesticados. ao comportamento animal e humano; aos caracteres sexuais secundários e às adaptações especiais, como as de plantas trepadeiras e insetívoras.
Tal impacto, obviamente, não se limitaria ao campo da biologia evolutiva. O efeito dos estudos de Darwin se estendeu também à zoologia, com o rápido progresso da anatomia comparada e da embriologia numa base filogenética. Nesse período, as adaptações oriundas do processo de seleção natural, tanto em animais como em plantas, foram notáveis, bem como o estudo da distribuição geográfica, destacando-se contra um fundo evolutivo. Obviamente, as reações contra as especulações acerca dos estudos de Darwin vieram, porém, só tiveram início no final do século passado. Aliado a este processo, os biólogos se voltaram ao estudo das variações que realmente se produzem na natureza e de qual o verdadeiro mecanismo da hereditariedade e da variação hereditária. Eis aqui o surgimento da ciência genética.
Aspectos do processo evolutivo
Nas décadas de 40 e 50, a necessidade de síntese da evolução tornou-se cada vez mais evidente. Espécies, cromossomos, complexos gênicos, adaptações, tendências evolutivas reveladas pelos fósseis, ajustamentos ecológicos, processos ontogenéticos, mecanismos de comportamento, adaptação, variação, tudo fora estudado de maneira minuciosa. Nesse mesmo período, porém, havia a ideia os biólogos não podiam estudar a evolução como um processo unitário. Somente poderiam estudar um número ilimitado de processos particulares. Observem que esta opinião é absolutamente EQUIVOCADA. Tenham em mente que:
• Um único mecanismo básico fundamenta toda a evolução orgânica: a seleção darwiniana agindo sobre o mecanismo genético. A seleção darwiniana é um princípio estabelecido, mas atua conforme a natureza do mecanismo genético, e a genética moderna demonstrou que este consiste em partículas unitárias ajustadas entre si para constituir um sistema unificado - o complexo gênico - capaz de combinar constância e flexibilidade de maneira singular.
• Toda a evolução se produz em relação ao ambiente, inclusive o ambiente biológico, e suas mudanças. Trata-se de um processo universal de adaptação, embora esta possa assumir as mais variadas formas, que vão desde o ajustamento material das partes do complexo gênico entre si, até o desenvolvimento de órgãos elaborados, servindo a fins biológicos específicos.
• A evolução revela, a longo prazo, os mesmos tipos de tendências em todos os grupos - especialização, aumento de eficiência geral, irradiação adaptativa e, na maioria das linhas, restrição e estabilidade final. Por outro lado, nenhum processo evolutivo pode ser compreendido a não ser em referência aos demais. A origem do cavalo, a título de exemplo, não é um fenômeno isolado. Este deve ser estudado em relação à irradiação adaptativa dos mamíferos placentários, às mudanças climáticas durante o período cenozóico, ao processo de especiação em outros grupo, à ecologia geral do período e à velocidade segundo a qual a seleção pode transformar o complexo gênico.
A oportunidade evolutiva é outro conceito geral relacionado ao nosso tema. As oportunidades de transformação evolutiva variam segundo as formas dos diferentes tipos de estrutura, as formas em estágios diversos do processo de especialização e as regiões que apresentam diferentes graus de competição biológica. Quando, finalmente, o processo da evolução foi esclarecido à análise de seu mecanismo, pôde-se afirmar com segurança que, decididamente, o agente mais importante da evolução é a seleção natural, atuando sobre a matéria-prima da variação hereditária fornecida pelas mutações. As mutações, por sua vez, são o resultado da falta de precisão na propriedade básica de se auto-reproduzir revelada pelos genes mendelianos que, agregados numa disposição linear dentro dos cromossomos, constituem o substrato físico da hereditariedade. Isso quer dizer que são principalmente as mutações pequenas que têm importância na evolução.
Sabe-se agora, graças aos trabalhos de estudiosos como R.A. Fisher, H. J. Muller, J.B.S. Haldane, e Sewall Wright, que vantagens seletivas tão pequenas a ponto de serem imperceptíveis numa geração são capazes, quando operando em escala de tempo geológico, de produzir todos os fenômenos observados na evolução biológica, tais como a formação de novas espécies, a irradiação adaptativa de grupos em subgrupos especializados, a sucessão de tipos dominantes e, mesmo, as adaptações aparentemente mais improváveis.
Sabe-se agora, graças aos trabalhos de estudiosos como R.A. Fisher, H. J. Muller, J.B.S. Haldane, e Sewall Wright, que vantagens seletivas tão pequenas a ponto de serem imperceptíveis numa geração são capazes, quando operando em escala de tempo geológico, de produzir todos os fenômenos observados na evolução biológica, tais como a formação de novas espécies, a irradiação adaptativa de grupos em subgrupos especializados, a sucessão de tipos dominantes e, mesmo, as adaptações aparentemente mais improváveis.
A genética, atualmente, lida com a transmissão e a variação tanto em escala evolutiva como dentro de uma mesma espécie ou de linhagens individuais e, justifica plenamente a Darwin na sua aplicação do princípio do atualismo, ao mesmo tempo, corroborando a notável descoberta darwiniana do princípio da seleção natural A mudança evolutiva é quase sempre gradual e se efetua quase que totalmente através da seleção.
As contribuições da paleontologia e a seleção natural
Antes de mais nada, o desenvolvimento da paleontologia forneceu-nos pelo menos um quadro satisfatório do que realmente ocorre na evolução em larga escala - as tendências gerais e as ramificações de grupos maiores e menores, a substituição parcial ou total de velhos grupos e tipos por novos, a sucessão dos novos tipos dominantes, as variações do ritmo evolutivo, as limitações e restrições à mudança e a relação entre a mudança evolutiva e a oportunidade evolutiva. Em segundo lugar, o progresso da taxinomia ofereceu-nos um quadro do processo de formação das espécies e de suas diferenças em diferentes grupos de animais e plantas. Em terceiro lugar, o desenvolvimento da ecologia e da fisiologia comparada, juntamente com a expansão dos estudos de campo, permitiram uma nova compreensão da adaptação, da sua onipresença e das suas versáteis manifestações.
Finalmente, a ampliação dos estudos embriológicos para abranger todo o processo da ontogenia individual advertiu-nos de que, num sentido muito real, a ontogenia é uma parte necessária da filogenia e de que a evolução deve levar em conta a forma pela qual os processos de desenvolvimento individual são canalizados.
Ao compreendermos, atualmente, muito melhor a natureza da seleção natural e o seu modo de atuação, podemos concluir que a seleção natural é uma expressão sintética e cômoda para designar os efeitos da reprodução diferencial de tipos diferentes. Resulta imediata e automaticamente da propriedade básica da matéria viva - a auto-reprodução - mas com erros circunstanciais. A auto-reprodução leva à multiplicação e à competição; os erros na autocópia são o que chamamos de mutações, e as mutações conferem, inevitavelmente, graus diversos de vantagem ou desvantagem biológica a seus possuidores. A consequência é a reprodução diferencial através das gerações - ou, em outras palavras, a seleção natural - resultando daí que as novas mutações favoráveis (ou as novas combinações favoráveis de genes mutantes que resultaram de mutações anteriores) se fixam como normais na linhagem, em lugar das menos favoráveis.
Finalmente, a ampliação dos estudos embriológicos para abranger todo o processo da ontogenia individual advertiu-nos de que, num sentido muito real, a ontogenia é uma parte necessária da filogenia e de que a evolução deve levar em conta a forma pela qual os processos de desenvolvimento individual são canalizados.
Ao compreendermos, atualmente, muito melhor a natureza da seleção natural e o seu modo de atuação, podemos concluir que a seleção natural é uma expressão sintética e cômoda para designar os efeitos da reprodução diferencial de tipos diferentes. Resulta imediata e automaticamente da propriedade básica da matéria viva - a auto-reprodução - mas com erros circunstanciais. A auto-reprodução leva à multiplicação e à competição; os erros na autocópia são o que chamamos de mutações, e as mutações conferem, inevitavelmente, graus diversos de vantagem ou desvantagem biológica a seus possuidores. A consequência é a reprodução diferencial através das gerações - ou, em outras palavras, a seleção natural - resultando daí que as novas mutações favoráveis (ou as novas combinações favoráveis de genes mutantes que resultaram de mutações anteriores) se fixam como normais na linhagem, em lugar das menos favoráveis.
Mutação
Atualmente, temos ótimo conhecimento da mutação - a respeito de suas taxas, a respeito do tipo de mutações que foram utilizadas na evolução dos animais e das plantas superiores, e a respeito da frequência das mutações e dos genes mutantes, real ou potencialmente favoráveis. Baseando-nos neste conhecimento e nos interessantes ramos da matemática que se desenvolveram para lidar com o problema da seleção e da transformação biológicas, podemos agora não só afirmar com R. A. Fisher que "a seleção natural é um mecanismo capaz de gerar um gral excepcionalmente alto de improbabilidade", como também, com H. J. Muller, fazer certos cálculos deste grau.
Muller calculou que as probabilidades mais moderadas de um organismo superior, seja ele homem, mamífero ou mesmo mosca-de-frutas, aparecer de modo fortuito, sem a atuação da seleção, pela união numa linhagem de todas as mutações necessárias, são dadas por um número composto de tantos zeros que, escrito, ocuparia o espaço de uma novela de tamanho médio: um número muitíssimo mais elevado que o de todos os elétrons e prótons do universo visível, Isto dá a medida do grau da nossa própria improbabilidade inerente - improbabilidade da mesma ordem de grandeza que a de um macaco com uma máquina de escrever produzir as obras de Shakespeare. Da mesma forma que foi necessária a atividade consciente de uma mente humana genial para produzir essas obras, foram necessários dois bilhões de anos de seleção natural para nos originar. Como diria Antony Flew: "Eu vou onde as evidências me levarem". Portanto, à luz desse pensamento, não podemos excluir a possibilidade de um processo evolutivo dirigido por uma mente superior.
Antes de mais nada, a seleção natural não só assegura a sobrevivência e a fixação de longa série de eventos excepcionalmente raros (as mutações favoráveis), como também garante, com o auxílio da reprodução sexual, sua combinação numa única variedade de matéria viva. Se a raridade de uma mutação favorável é de 1 em 100.000, a probabilidade de duas mutações favoráveis ocorrem na mesma variedade, independentemente da seleção natural, é de 1 em (100.000)² ou 10 bilhões e a de 20 é de 1 em (100.00)²0 - "o que é um absurdo".
Por conseguinte, a velha objeção da improbabilidade de que se tenha produzido um olho, uma mão ou um cérebro "por causalidade cega" perde sua força. De fato, as adaptações mais improváveis- desde que confiram vantagem seletiva - são outras tantas demonstrações do imenso poder da seleção natural operando em escala de tempo geológico. A seleção, por outro lado, tem certas limitações óbvias. Só pode produzir resultados que são de utilidade biológica imediata para as espécies; e, se a considerarmos como sendo cega e automática, é incapaz de um propósito deliberado ou de um plano preconcebido. Consequentemente, seus resultados seriam sempre relativos - ao ambiente particular em que a espécie particular de animal ou planta está vivendo, bem como à estrutura e hábitos individuais da espécie. Os insetos que se ocultam assemelhando-se às folhas verdes, só podem ter evoluído nas plantas; no deserto, os insetos que necessitam de proteção contra a visibilidade são selecionados para a cor de areia ou precisam chegar a assemelhar-se a seixos. Inversamente, a seleção natural jamais poderá produzir um elefante alado ou uma andorinha adaptada à corrida e ao consumo de ervas.
À luz do pensamento de T. H. Huxley, a seleção natural é o único mecanismo capaz de, ao mesmo tempo, levar um tipo a realizar rápida transformação evolutiva, quanto estabiliza outro, sem nenhuma mudança essencial, durante dezenas ou centenas de milhões de anos. Esta relatividade da seleção se torna mais óbvia quando uma espécie invade nova área do ambiente, onde a competição e a predação são baixas; neste caso, pode desdobrar-se em numerosos tipos novos, o mesmo não ocorrendo com a parte da espécie que permaneceu apinhada no ambiente original. Foi o que se deu com as célebres Geospizidae das Ilhas Galápagos, a pequena ave passeriforme que foi uma das principais influências que levaram Darwin à ideia de evolução. Nas Galápagos, o tronco original desdobrou-se em toda uma nova família de pássaros, com modos de vida muito variados, enquanto que no continente o tipo original fringilídeo permaneceu inalterado. Logo, podemos concluir que a oportunidade evolutiva diferiu enormemente no arquipélago e no continente.
O curso do processo evolutivo
Durante cerca de um século, foi discutido o curso da evolução. Enquanto uns ressaltavam a inevitabilidade do progresso, outros postulavam um impulso interior no sentido da perfeição. Alguns negavam que existissem animais "superiores" e "inferiores", porquanto estes últimos também persistiam; outros negavam o progresso, porque os tipos especializados tendem a perdurar indefinidamente. Em meio ao debate incansável, inúmeros erros vieram à tona na forma de falsas analogias, como a senilidade e morte das raças e a confusão entre especialização e melhoria da organização geral. Em A origem das espécies, escrevia Darwin: "O resultado final (da seleção natural) é que cada criatura tende a aperfeiçoar-se cada vez mais em relação às suas condições de vida. Este aperfeiçoamento conduz, inevitavelmente ao avanço gradual da organização dos seres vivos através do mundo". Esta ideia de aperfeiçoamento ajuda, ao que parece, a encontrar a chave do enigma do progresso evolutivo. Aperfeiçoamento biológico é uma expressão cientificamente correta, podendo ser empregada com propriedade para abranger todo o aumento de eficiência nos organismos vivos, considerados como máquinas, no ponto de vista naturalista, cuja tarefa é viver e reproduzir-se no ambiente oferecido pelo nosso planeta.
No maquinismo da vida, o pequeno aperfeiçoamento de um pormenor, com a semelhança protetora de um inseto-folha com as folhas, ou a adaptação "telescópica" dos olhos dos peixes marítimos de profundidade à luz escassa ou à escuridão, é comumente chamado de adaptação especial. Ao aperfeiçoamento particular de uma linhagem em relação a um modo de vida especial, como por exemplo, o do ramo tardio dos cavalos à pastagem e ao galope em planícies abertas, ou daqueles répteis extintos, os ictiossauros a uma existência marítima carnívora, os biólogos denominam especialização. Esta pode levar dezenas de milhões de anos para atingir sua eficiência máxima.
A suplantação de um tipo importante de maquinismo biológico por outro mais eficiente, de que são exemplos a substituição em massa dos répteis pelos mamíferos no fim do mesozóico, ou a suplantação, não menos espetacular dos "pré-peixes", sem maxilares, por peixes verdadeiros, dotados de maxilares e dentes, no paleozóico, se denomina substituição ou sucessão de tipos dominantes. O processo de fracionamento de cada novo grupo dominante que aparece na cena evolutiva em grande número de especialização, como no caso já citado dos Geospizidae do arquipélago de Galápagos, é denominado de irradiação adaptativa ou desdobramento adaptativo. Tanto nos répteis como nos mamíferos que os sucederam, este processo levou à produção dos carnívoros e herbívoros, anões e gigantes, animais de corrida e animais de toca, animais voadores e aquáticos com caracteres secundários pisciformes e, assim, permitiu aos descendentes de um único tipo original explorar maior extensão do ambiente e seus recursos.
Todavia, a irradiação adaptativa também ilustra o aperfeiçoamento geral do maquinismo biológico, porquanto o progresso especializado para diferentes modos de vida - como para pastar, no caso dos cavalos, ou para comer carne, no dos felinos - é comumente acompanhado de melhorias gerais, por exemplo, na organização do cérebro e da inteligência.
Embora o progresso geral da tecnologia seja paralelo à crescente variedade de mecanismos biológicos e na elevação do nível mais alto da organização biológica, há o outro lado da moeda - o fracasso de muitos tipos de animais e plantas continuarem o processo de aperfeiçoamento. A extinção é um destino mais comum que a perpetuação, e a estabilidade, mais frequente que a transformação e o aperfeiçoamento. É evidente que criaturas cujo nível de organização é baixo florescem ao lado de formas elevadas; muitos tipos persistiram essencialmente inalterados durante dezenas ou mesmo centenas de milhões de anos. Na dialética evolutiva, se a pressão seletiva trabalhando para o aperfeiçoamento é a tese, as restrições aos usos do aperfeiçoamento são a antítese e o curso real da evolução, incluindo o progresso evolutivo, é a síntese superior, resultante da interação. Vale lembrar que as restrições que se opõem ao aperfeiçoamento são tão diversas em natureza e grau quanto o são as manifestações do aperfeiçoamento. A mais drástica dessas restrições é a extinção, que atinge os tipos na medida de em que eles são incapazes de enfrentar a competição de novos tipos mais aperfeiçoado, e também aqueles que são incapazes de se acomodar às mudanças do meio físico. Neste último caso, o obstáculo é muitas vezes a falta de plasticidade genética.
O sistema reprodutor de animais e plantas pode ser ajustado para produzir uma adaptação extremamente rigorosa às condições existentes, pelo decréscimo do exocruzamento e, em consequência, da amplitude da variabilidade, mas isso é sempre alcançado a expensas da variabilidade potencial e, portanto, da flexibilidade para fazer face a qualquer mudança de condições. A vantagem evolutiva imediata, adquirida por uma adaptação estrita, automaticamente restringe as possibilidades de ajustamento do organismo a longo prazo.
Não só as especializações, como também os aperfeiçoamentos do mecanismo geral da vida, inevitavelmente, atingem um limite além do qual não podem ser impelidos pela seleção.Outra espécie de restrição é a limitação a longo prazo imposta por certos tipos de estrutura. Os tipos de animais que exploram as possibilidades de uma estrutura radial, como as estrelas-do-mar ou as medusas, são, por isso, impedidos de desenvolver uma verdadeira cabeça, porquanto essa só pode surgir numa criatura com simetria bilateral; por sua vez, apenas os animais dotados de cabeça têm a possibilidade de desenvolver cérebros e olhos elaborados. Porém, o exemplo mais elucidativo é o dos insetos. Ao adotar a respiração traqueal, em que o oxigênio e o bióxido de carbono são levados aos tecidos e deles trazidos diretamente através de tubos aeríferos microscópicos (ao invés de fazê-lo pela corrente sanguínea), foram capazes de colonizar a terra de maneira extremamente bem sucedida.
Contudo, por várias razões físicas fisiológicas, a respiração traqueal se tornou ineficiente com o aumento do tamanho do corpo. Um inseto do tamanho de um rato seria uma impossibilidade biológica, e, na realidade, não existem insetos que ultrapassem o tamanho de um camundongo. Esta limitação do tamanho absoluto evidentemente limita o volume do cérebro, e a limitação do volume do cérebro, por sua vez, limita o poder de aprendizagem e o grau de inteligência, porquanto, esses exigem um número muito maior de neurônios e vias nervosas do que mesmo o mais elaborado dos instintos fixos. Desta forma, a adoção da respiração traqueal pelos insetos impôs uma limitação drástica tanto ao seu tamanho como à sua inteligência, tornando possível a evolução dos vertebrados superiores e a aparição do homem. É digno de nota que as implicações a longo prazo da adoção de qualquer plano particular de estrutura nem sempre são restritivas. Algumas vezes, podem ser construtivas, permitindo a evolução de um aperfeiçoamento vedado a outros tipos de vida.
Muller calculou que as probabilidades mais moderadas de um organismo superior, seja ele homem, mamífero ou mesmo mosca-de-frutas, aparecer de modo fortuito, sem a atuação da seleção, pela união numa linhagem de todas as mutações necessárias, são dadas por um número composto de tantos zeros que, escrito, ocuparia o espaço de uma novela de tamanho médio: um número muitíssimo mais elevado que o de todos os elétrons e prótons do universo visível, Isto dá a medida do grau da nossa própria improbabilidade inerente - improbabilidade da mesma ordem de grandeza que a de um macaco com uma máquina de escrever produzir as obras de Shakespeare. Da mesma forma que foi necessária a atividade consciente de uma mente humana genial para produzir essas obras, foram necessários dois bilhões de anos de seleção natural para nos originar. Como diria Antony Flew: "Eu vou onde as evidências me levarem". Portanto, à luz desse pensamento, não podemos excluir a possibilidade de um processo evolutivo dirigido por uma mente superior.
Antes de mais nada, a seleção natural não só assegura a sobrevivência e a fixação de longa série de eventos excepcionalmente raros (as mutações favoráveis), como também garante, com o auxílio da reprodução sexual, sua combinação numa única variedade de matéria viva. Se a raridade de uma mutação favorável é de 1 em 100.000, a probabilidade de duas mutações favoráveis ocorrem na mesma variedade, independentemente da seleção natural, é de 1 em (100.000)² ou 10 bilhões e a de 20 é de 1 em (100.00)²0 - "o que é um absurdo".
Por conseguinte, a velha objeção da improbabilidade de que se tenha produzido um olho, uma mão ou um cérebro "por causalidade cega" perde sua força. De fato, as adaptações mais improváveis- desde que confiram vantagem seletiva - são outras tantas demonstrações do imenso poder da seleção natural operando em escala de tempo geológico. A seleção, por outro lado, tem certas limitações óbvias. Só pode produzir resultados que são de utilidade biológica imediata para as espécies; e, se a considerarmos como sendo cega e automática, é incapaz de um propósito deliberado ou de um plano preconcebido. Consequentemente, seus resultados seriam sempre relativos - ao ambiente particular em que a espécie particular de animal ou planta está vivendo, bem como à estrutura e hábitos individuais da espécie. Os insetos que se ocultam assemelhando-se às folhas verdes, só podem ter evoluído nas plantas; no deserto, os insetos que necessitam de proteção contra a visibilidade são selecionados para a cor de areia ou precisam chegar a assemelhar-se a seixos. Inversamente, a seleção natural jamais poderá produzir um elefante alado ou uma andorinha adaptada à corrida e ao consumo de ervas.
À luz do pensamento de T. H. Huxley, a seleção natural é o único mecanismo capaz de, ao mesmo tempo, levar um tipo a realizar rápida transformação evolutiva, quanto estabiliza outro, sem nenhuma mudança essencial, durante dezenas ou centenas de milhões de anos. Esta relatividade da seleção se torna mais óbvia quando uma espécie invade nova área do ambiente, onde a competição e a predação são baixas; neste caso, pode desdobrar-se em numerosos tipos novos, o mesmo não ocorrendo com a parte da espécie que permaneceu apinhada no ambiente original. Foi o que se deu com as célebres Geospizidae das Ilhas Galápagos, a pequena ave passeriforme que foi uma das principais influências que levaram Darwin à ideia de evolução. Nas Galápagos, o tronco original desdobrou-se em toda uma nova família de pássaros, com modos de vida muito variados, enquanto que no continente o tipo original fringilídeo permaneceu inalterado. Logo, podemos concluir que a oportunidade evolutiva diferiu enormemente no arquipélago e no continente.
O curso do processo evolutivo
Durante cerca de um século, foi discutido o curso da evolução. Enquanto uns ressaltavam a inevitabilidade do progresso, outros postulavam um impulso interior no sentido da perfeição. Alguns negavam que existissem animais "superiores" e "inferiores", porquanto estes últimos também persistiam; outros negavam o progresso, porque os tipos especializados tendem a perdurar indefinidamente. Em meio ao debate incansável, inúmeros erros vieram à tona na forma de falsas analogias, como a senilidade e morte das raças e a confusão entre especialização e melhoria da organização geral. Em A origem das espécies, escrevia Darwin: "O resultado final (da seleção natural) é que cada criatura tende a aperfeiçoar-se cada vez mais em relação às suas condições de vida. Este aperfeiçoamento conduz, inevitavelmente ao avanço gradual da organização dos seres vivos através do mundo". Esta ideia de aperfeiçoamento ajuda, ao que parece, a encontrar a chave do enigma do progresso evolutivo. Aperfeiçoamento biológico é uma expressão cientificamente correta, podendo ser empregada com propriedade para abranger todo o aumento de eficiência nos organismos vivos, considerados como máquinas, no ponto de vista naturalista, cuja tarefa é viver e reproduzir-se no ambiente oferecido pelo nosso planeta.
No maquinismo da vida, o pequeno aperfeiçoamento de um pormenor, com a semelhança protetora de um inseto-folha com as folhas, ou a adaptação "telescópica" dos olhos dos peixes marítimos de profundidade à luz escassa ou à escuridão, é comumente chamado de adaptação especial. Ao aperfeiçoamento particular de uma linhagem em relação a um modo de vida especial, como por exemplo, o do ramo tardio dos cavalos à pastagem e ao galope em planícies abertas, ou daqueles répteis extintos, os ictiossauros a uma existência marítima carnívora, os biólogos denominam especialização. Esta pode levar dezenas de milhões de anos para atingir sua eficiência máxima.
A suplantação de um tipo importante de maquinismo biológico por outro mais eficiente, de que são exemplos a substituição em massa dos répteis pelos mamíferos no fim do mesozóico, ou a suplantação, não menos espetacular dos "pré-peixes", sem maxilares, por peixes verdadeiros, dotados de maxilares e dentes, no paleozóico, se denomina substituição ou sucessão de tipos dominantes. O processo de fracionamento de cada novo grupo dominante que aparece na cena evolutiva em grande número de especialização, como no caso já citado dos Geospizidae do arquipélago de Galápagos, é denominado de irradiação adaptativa ou desdobramento adaptativo. Tanto nos répteis como nos mamíferos que os sucederam, este processo levou à produção dos carnívoros e herbívoros, anões e gigantes, animais de corrida e animais de toca, animais voadores e aquáticos com caracteres secundários pisciformes e, assim, permitiu aos descendentes de um único tipo original explorar maior extensão do ambiente e seus recursos.
Todavia, a irradiação adaptativa também ilustra o aperfeiçoamento geral do maquinismo biológico, porquanto o progresso especializado para diferentes modos de vida - como para pastar, no caso dos cavalos, ou para comer carne, no dos felinos - é comumente acompanhado de melhorias gerais, por exemplo, na organização do cérebro e da inteligência.
Vantagens e desvantagens evolutivas
Embora o progresso geral da tecnologia seja paralelo à crescente variedade de mecanismos biológicos e na elevação do nível mais alto da organização biológica, há o outro lado da moeda - o fracasso de muitos tipos de animais e plantas continuarem o processo de aperfeiçoamento. A extinção é um destino mais comum que a perpetuação, e a estabilidade, mais frequente que a transformação e o aperfeiçoamento. É evidente que criaturas cujo nível de organização é baixo florescem ao lado de formas elevadas; muitos tipos persistiram essencialmente inalterados durante dezenas ou mesmo centenas de milhões de anos. Na dialética evolutiva, se a pressão seletiva trabalhando para o aperfeiçoamento é a tese, as restrições aos usos do aperfeiçoamento são a antítese e o curso real da evolução, incluindo o progresso evolutivo, é a síntese superior, resultante da interação. Vale lembrar que as restrições que se opõem ao aperfeiçoamento são tão diversas em natureza e grau quanto o são as manifestações do aperfeiçoamento. A mais drástica dessas restrições é a extinção, que atinge os tipos na medida de em que eles são incapazes de enfrentar a competição de novos tipos mais aperfeiçoado, e também aqueles que são incapazes de se acomodar às mudanças do meio físico. Neste último caso, o obstáculo é muitas vezes a falta de plasticidade genética.
O sistema reprodutor de animais e plantas pode ser ajustado para produzir uma adaptação extremamente rigorosa às condições existentes, pelo decréscimo do exocruzamento e, em consequência, da amplitude da variabilidade, mas isso é sempre alcançado a expensas da variabilidade potencial e, portanto, da flexibilidade para fazer face a qualquer mudança de condições. A vantagem evolutiva imediata, adquirida por uma adaptação estrita, automaticamente restringe as possibilidades de ajustamento do organismo a longo prazo.
Não só as especializações, como também os aperfeiçoamentos do mecanismo geral da vida, inevitavelmente, atingem um limite além do qual não podem ser impelidos pela seleção.Outra espécie de restrição é a limitação a longo prazo imposta por certos tipos de estrutura. Os tipos de animais que exploram as possibilidades de uma estrutura radial, como as estrelas-do-mar ou as medusas, são, por isso, impedidos de desenvolver uma verdadeira cabeça, porquanto essa só pode surgir numa criatura com simetria bilateral; por sua vez, apenas os animais dotados de cabeça têm a possibilidade de desenvolver cérebros e olhos elaborados. Porém, o exemplo mais elucidativo é o dos insetos. Ao adotar a respiração traqueal, em que o oxigênio e o bióxido de carbono são levados aos tecidos e deles trazidos diretamente através de tubos aeríferos microscópicos (ao invés de fazê-lo pela corrente sanguínea), foram capazes de colonizar a terra de maneira extremamente bem sucedida.
Contudo, por várias razões físicas fisiológicas, a respiração traqueal se tornou ineficiente com o aumento do tamanho do corpo. Um inseto do tamanho de um rato seria uma impossibilidade biológica, e, na realidade, não existem insetos que ultrapassem o tamanho de um camundongo. Esta limitação do tamanho absoluto evidentemente limita o volume do cérebro, e a limitação do volume do cérebro, por sua vez, limita o poder de aprendizagem e o grau de inteligência, porquanto, esses exigem um número muito maior de neurônios e vias nervosas do que mesmo o mais elaborado dos instintos fixos. Desta forma, a adoção da respiração traqueal pelos insetos impôs uma limitação drástica tanto ao seu tamanho como à sua inteligência, tornando possível a evolução dos vertebrados superiores e a aparição do homem. É digno de nota que as implicações a longo prazo da adoção de qualquer plano particular de estrutura nem sempre são restritivas. Algumas vezes, podem ser construtivas, permitindo a evolução de um aperfeiçoamento vedado a outros tipos de vida.
Os olhos dos insetos fornecem bom exemplo de ambos os tipos de implicações evolutivas, positivo e negativo. Sabe-se que os insetos têm olhos compostos, constituídos de grande número de unidades distintas, cada uma das quais contribuindo com um ponto para o padrão visual total. Olhos deste tipo podem ser muito eficientes para captar o movimento, mas lhes é fisicamente impossível fornecer um grau tão alto de decomposição quanto o nosso olho de tipo câmera fotográfica. Uma abelha ou mesmo uma libélula não pode enxergar com tanto detalhe quanto um pássaro ou um homem. Por outro lado, a estrutura do olho de um inseto envolve a presença de seis células dispostas radialmente ao redor do centro de cada faceta ou unidade visual, e como o protoplasma polariza a luz, este tipo de estrutura dota o animal de uma série de prismas de Nicol em miniatura e, portanto, de um órgão capaz de perceber a direção da luz polarizada. Essa potencialidade permite às abelhas se orientarem por meio deste órgão, que lhes indica a direção do sol, mesmo com o céu totalmente encoberto.
Da mesma forma, vale lembrar que alguns dos avanços evolutivos mais espetaculares foram realizados pela utilização dos efeitos resultantes da adaptação a um ambiente extremamente limitado. Por exemplo, o método inteiramente novo de locomoção terrestre que as cobras possuem, foi a culminação de seu período ancestral como lagartos de toca semi-cegos. Em um determinado período, a ramificação da vida constituída pelos vertebrados terrestres brotou de pequeno grupo de peixes ósseos, bastante primitivos, que se haviam especializado para a adaptação à vida em água doce estagnada. Quando, no período devoniano, as águas doces começaram a secar, uma linha desses peixes sobreviveu aperfeiçoando a função respiratória da bexiga natatória e a função de sustentação de suas primitivas nadadeiras lobadas - e assim eles tornaram os ancestrais de todos os anfíbios, répteis, aves, mamíferos e do próprio homem. Isso nos conduz ao problema do progresso.
Parece que a definição mais satisfatória para definir o progresso biológico é a seguinte: o progresso biológico consiste em aperfeiçoamentos biológicos que permitem ou facilitam futuros aperfeiçoamentos. Este aperfeiçoamento não-restritivo constitui uma categoria muito especial e muito importante de processo evolutivo e, indubitavelmente, merece o nome especial, chamemo-lo de "progresso" ou não. É o processo pelo qual se produzem os tipos "superiores"; o processo que opera na sucessão dos tipos dominantes; o processo pelo qual um nível superior de aperfeiçoamento ou realização biológica foi regularmente aparecendo no decorrer do tempo geológico. É um fenômeno raro que se tornou cada vez mais raro durante todo o curso da evolução, haja vista que a maioria das tendências e processos evolutivos inevitavelmente chegam a um término por alguma restrição ou limitação. Assim, nas aves, enquanto máquinas de voar, não se tem verificado nenhum aperfeiçoamento talvez há 20 milhões de anos; tampouco se aperfeiçoaram os insetos durante mais de 30 milhões de anos.
Da mesma forma, vale lembrar que alguns dos avanços evolutivos mais espetaculares foram realizados pela utilização dos efeitos resultantes da adaptação a um ambiente extremamente limitado. Por exemplo, o método inteiramente novo de locomoção terrestre que as cobras possuem, foi a culminação de seu período ancestral como lagartos de toca semi-cegos. Em um determinado período, a ramificação da vida constituída pelos vertebrados terrestres brotou de pequeno grupo de peixes ósseos, bastante primitivos, que se haviam especializado para a adaptação à vida em água doce estagnada. Quando, no período devoniano, as águas doces começaram a secar, uma linha desses peixes sobreviveu aperfeiçoando a função respiratória da bexiga natatória e a função de sustentação de suas primitivas nadadeiras lobadas - e assim eles tornaram os ancestrais de todos os anfíbios, répteis, aves, mamíferos e do próprio homem. Isso nos conduz ao problema do progresso.
O problema do progresso
Parece que a definição mais satisfatória para definir o progresso biológico é a seguinte: o progresso biológico consiste em aperfeiçoamentos biológicos que permitem ou facilitam futuros aperfeiçoamentos. Este aperfeiçoamento não-restritivo constitui uma categoria muito especial e muito importante de processo evolutivo e, indubitavelmente, merece o nome especial, chamemo-lo de "progresso" ou não. É o processo pelo qual se produzem os tipos "superiores"; o processo que opera na sucessão dos tipos dominantes; o processo pelo qual um nível superior de aperfeiçoamento ou realização biológica foi regularmente aparecendo no decorrer do tempo geológico. É um fenômeno raro que se tornou cada vez mais raro durante todo o curso da evolução, haja vista que a maioria das tendências e processos evolutivos inevitavelmente chegam a um término por alguma restrição ou limitação. Assim, nas aves, enquanto máquinas de voar, não se tem verificado nenhum aperfeiçoamento talvez há 20 milhões de anos; tampouco se aperfeiçoaram os insetos durante mais de 30 milhões de anos.
A maioria das tendências evolutivas chega a um fim, quer através da extinção, quer passando por uma fase de estabilidade. Durante o tempo geológico, um número cada vez maior de vias de aperfeiçoamento ilimitado foram fechadas, até que, por volta do plioceno, só restava aberto um caminho de progresso - o que conduziu ao homem. Esta última etapa de progresso era a continuação da tendência ao aumento da consciência - aperfeiçoamento dos órgãos dos sentidos e do cérebro, levando a vida ao aumento da esfera de conhecimento de seu ambiente, a um grau mais elevado da organização do saber e da experiência, e a um comportamento melhor ajustado. Esse tipo de aperfeiçoamento tornou-se tanto relativa como absolutamente, cada vez mais importante durante os últimos estágios da evolução.
Antes que o homem pudesse desenvolver a estrutura cortical pela qual alcançou uma dominância biológica indisputada, seus ancestrais tiveram de se tornar, primeiro, criaturas arborícolas braquiadoras, um grupo pequeno e pouco importante, confinado a certos tipos de floresta, e que depois desceu das árvores e libertou as mãos, tornando-se bípede. Porém, desde que foi superado o ponto crítico, no qual o pensamento conceitual e a linguagem propriamente dita se puderam desenvolver, um novo método de evolução se tornou possível - o método da transformação cultura, baseado na transmissão cumulativa da experiência. É certo que a natureza e a cultura necessitam uma da outra.
Podemos concluir a primeira parte do post ressaltando os princípios mais importantes da transformação evolutiva no domínio biológico. A seleção natural é uma consequência automática da propriedade biológica básica, comum a toda matéria viva, de auto-reprodução ligeiramente imperfeita, e, por sua vez, a seleção natural automaticamente se traduz em aperfeiçoamento biológico. Este último pode ser de qualquer grau, indo desde uma adaptação secundária em um atributo de uma espécie até um aperfeiçoamento em larga escala na organização geral. Do mesmo modo que o aperfeiçoamento das máquinas, processa-se sempre por passos finitos cujo movimento ascendente é sempre seguido de uma fase de estabilidade, sem mudança essencial. Esta fase estável pode constituir a base de progressos ulteriores, mas com maior frequência continua indefinidamente ou é abruptamente interrompida pela extinção. Dessa maneira, o aperfeiçoamento pode defrontar, e geralmente defronta, com limitações e restrições, algumas das quais com as limitações de tamanho e de potência cerebral nos insetos, podem ser efeitos retardados de aperfeiçoamentos anteriores.
Desde Darwin, o modelo geral tem sido o da scala naturae, a escala da natureza. Esse modelo mostra os animais como uma série de desenvolvimentos progressivos, um substituindo o outro à medida que escalam novas alturas evolucionárias. Os organismos multicelulares representam uma progressão em relação aos unicelulares, os vertebrados são uma progressão em relação aos invertebrados, os animais de sangue quente são uma progressão com relação aos de sangue frio. Naturalmente, nessa progressão, os humanos representam o próximo ou o mais recente dos estágios da progressão evolucionária. É natural que sejamos postos no topo da escala evolucionária, dada a complexidade do mundo humano.
O problema é que, embora possa haver tendências direcionais na evolução, aos quais podemos observar contando com a vantagem da perspectiva histórica, há um erro de lógica na inferência, com base nesses fatos , de que o mecanismo de transformação também seja progressivo. As espécies surgem e então são substituídas - por exemplo, os dinossauros pelos mamíferos -, e inferimos desse fato que um é a progressão do outro. A tendência da evolução de apagar por completo a maior parte de suas criações por meio da extinção dá sustentação a essa ideia. No entanto, o verdadeiro padrão da evolução, na pequena escala, é muito diferente, e o processo é bem o oposto da ideia da escada. Essa visão fica clara ao examinarmos um outro grupo de animais. Os bovidae, ou bovídeos, são os ruminantes de dois dedos que têm chifres. Eles incluem o antílope, o waterbuck e o reedbuck, o elã, o búfalo e até mesmo a vaca doméstica. Embora sua distribuição seja predominantemente africana, eles podem ser encontrados espalhados por todos os continentes, exceto a Austrália. A primeira observação a ser feita é que eles apresentam grande diversidade. Eles se vinculam entre si, em termos evolucionários, por certo número de características (como os chifres, diferentes das armações da família dos veados, os cervidae).
No entanto, se tivéssemos que olhar para eles e ver sua evolução como uma escada progressiva levando de um grupo a outro, nos veríamos em apuros. Estariam os waterbucks na parte mais inferior e os elãs no topo? Ou talvez fosse preferível dizer que o búfalo, corpulento e pesadão, é o mais primitivo e as graciosas gazelas são as mais avançadas? É claro que não há nenhum fundamento para uma decisão como essa, e precisamos apenas olhar para suas características para nos darmos conta de o quão inadequado é abordar a evolução dessa maneira. O elã e o búfalo são diferentes porque eles fazem coisas diferentes e vivem em ambientes diferentes. Não há nada de surpreendente nisso tudo e essa diversificação está presente nos fósseis. Em vez de ver o bipedalismo com uma alternativa ao quadrupedalismo, as pessoas preferem vê-lo como um avanço. Em vez de perguntar por que o tamanho do cérebro seria uma maneira de se adaptar a habitats diferentes, é mais fácil construir um sistema hierárquico, indo do menor e mais primitivo ao maior e mais avançado.
Da mesma forma, os fósseis da família hominidae, são vistos como marcos dessa progressão. O que surpreende, no registro de fósseis, é que não é isso que acontece. O Australopithecus robustus, com seu cérebro relativamente pequeno, foi contemporâneo, se é que não um pouco posterior ao Homo, com seu cérebro maior. Os neanderthalenses, que são no mínimo contemporâneos dos humanos modernos, têm cérebros igualmente grandes. Os registros fósseis provam, de forma direta, que a ideia de progressão é imposta por nós, em retrospectiva. No entanto, não foi assim que a evolução funcionou. A surpresa então reflete o preconceito ou talvez a ignorância em relação à evolução. A maioria dos grupos mostra um padrão de diversificação, particularmente nos primórdios de sua história evolucionária, e não há qualquer razão para que, no caso da evolução humana, as coisas tenham se dado de forma diferente do que acontece com a maior parte das outras espécies. As diferentes espécies são respostas alternativas às múltiplas condições ambientais.
Considerações finais
Podemos concluir a primeira parte do post ressaltando os princípios mais importantes da transformação evolutiva no domínio biológico. A seleção natural é uma consequência automática da propriedade biológica básica, comum a toda matéria viva, de auto-reprodução ligeiramente imperfeita, e, por sua vez, a seleção natural automaticamente se traduz em aperfeiçoamento biológico. Este último pode ser de qualquer grau, indo desde uma adaptação secundária em um atributo de uma espécie até um aperfeiçoamento em larga escala na organização geral. Do mesmo modo que o aperfeiçoamento das máquinas, processa-se sempre por passos finitos cujo movimento ascendente é sempre seguido de uma fase de estabilidade, sem mudança essencial. Esta fase estável pode constituir a base de progressos ulteriores, mas com maior frequência continua indefinidamente ou é abruptamente interrompida pela extinção. Dessa maneira, o aperfeiçoamento pode defrontar, e geralmente defronta, com limitações e restrições, algumas das quais com as limitações de tamanho e de potência cerebral nos insetos, podem ser efeitos retardados de aperfeiçoamentos anteriores.
A nova fase da evolução que assim se abriu, caracterizou-se por nova relação entre o organismo e o seu ambiente. O tipo humano tornou-se um microcosmo que, pela sua capacidade de consciência, foi capaz de incorporar a si mesmo uma porção crescente do macrocosmo, organizá-la de maneiras inéditas e mais ricas, e então, com o seu auxílio, exercer influências novas e mais poderosas sobre o macrocosmo. E a situação atual representa um novo ponto ainda mais espetacular no desenvolvimento do nosso planeta: o ponto crítico no qual o processo evolutivo, agora corporificado no homem, pela primeira vez se torna consciente de si mesmo.
Bibliografia:
[01] FOLEY, Robert. 1995. Humans before Humanity;
[02] DARWIN, Charles. 1859. On the Origin of Species;
[03] DARWIN, Charles. 1871. Descent of Man;
[04] MUSSOLINI, Gioconda. 1969. 1ª edição. Evolução, raça e cultura;
[05] DOBZHANSKY, Th. Genetics and the origin of specieis, 2º ed, Nova York, Columbia University Press.
[06] GRASSÉ, Pierre-P. 1950. "Les mécanismes de l'evolution", in C. ARAMBOURG e outros, paléontologie et transformisme, Paris, Editions Albin Michel;
[07] HALDANE, J. B. S. 1950. "Les mécanismes de l'evolution", in C. ARAMBOURG e outros, paléontologie et transformisme,
[08] HUXLEY, Julian. 1955. Evolution. The Modern Synthesis, 6ª ed,. Londres, George Allen & Unwin Ltd.
[09] 1956. "Evolution, Cultural and Biological", in William L. THOMAS Jr. (org.), Current Anthropology, A supplement to Anthropology Today, Chicago, The University of Chicago Press.
[10] MOODY, Paul Amos. 1953. Introduction to Evolution, Nova York, Harper and Brothers.
[11] SIMPSON, G. G. 1944. Tempo and Mode in Evolution, Nova York, Columbia University Press. (Trad. para o francês por Pierre de Saint-Seine, Rythme et modalités de l'evolutiion, Paris, Editions Albin Michel, 1950).
[12] 1950. "Some principles of historial biology bearing on human origins", in Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biol., op, cit., 55-65.
[13] 1953. The Major Features of Evolution, Nova York, Columbia University Press.
[14] 1963. O significado da evolução. Um estudo da história da vida e do seu sentido humano, trad. de Gioconda Mussolini, S. Paulo, Livraria Pioneira Editora.
[15] TAX, Sol e Charles CALLENDER (orgs., 1960. Evolution after Darwin. Vol. III: Issues in Evolution, Chicago, The University of Chicago Press, Centennial Discussions.
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[01] FOLEY, Robert. 1995. Humans before Humanity;
[02] DARWIN, Charles. 1859. On the Origin of Species;
[03] DARWIN, Charles. 1871. Descent of Man;
[04] MUSSOLINI, Gioconda. 1969. 1ª edição. Evolução, raça e cultura;
[05] DOBZHANSKY, Th. Genetics and the origin of specieis, 2º ed, Nova York, Columbia University Press.
[06] GRASSÉ, Pierre-P. 1950. "Les mécanismes de l'evolution", in C. ARAMBOURG e outros, paléontologie et transformisme, Paris, Editions Albin Michel;
[07] HALDANE, J. B. S. 1950. "Les mécanismes de l'evolution", in C. ARAMBOURG e outros, paléontologie et transformisme,
[08] HUXLEY, Julian. 1955. Evolution. The Modern Synthesis, 6ª ed,. Londres, George Allen & Unwin Ltd.
[09] 1956. "Evolution, Cultural and Biological", in William L. THOMAS Jr. (org.), Current Anthropology, A supplement to Anthropology Today, Chicago, The University of Chicago Press.
[10] MOODY, Paul Amos. 1953. Introduction to Evolution, Nova York, Harper and Brothers.
[11] SIMPSON, G. G. 1944. Tempo and Mode in Evolution, Nova York, Columbia University Press. (Trad. para o francês por Pierre de Saint-Seine, Rythme et modalités de l'evolutiion, Paris, Editions Albin Michel, 1950).
[12] 1950. "Some principles of historial biology bearing on human origins", in Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biol., op, cit., 55-65.
[13] 1953. The Major Features of Evolution, Nova York, Columbia University Press.
[14] 1963. O significado da evolução. Um estudo da história da vida e do seu sentido humano, trad. de Gioconda Mussolini, S. Paulo, Livraria Pioneira Editora.
[15] TAX, Sol e Charles CALLENDER (orgs., 1960. Evolution after Darwin. Vol. III: Issues in Evolution, Chicago, The University of Chicago Press, Centennial Discussions.
