A teoria da origem parasitária da reprodução sexual e do espermatozoide, por Gustavo Gollo

A força que rege a evolução dos seres vivos é a seleção natural. Por essa razão, quando queremos explicar o surgimento de uma característica, ou fenômeno biológico qualquer, perguntamos que vantagem evolutiva foi angariada pelos seres em decorrência da obtenção daquela característica – lembrando que a seleção natural é exercida através da reprodução diferencial dos indivíduos.

O desenrolar do imenso teatro da vida é regido por vantagens seletivas que conduziram à situação atual, em cada momento, de modo que todas as características do mundo biológico, em última análise, consistem no resultado de adaptações adquiridas pelas criaturas vivas. Adaptações são modificações que ampliam a capacidade replicativa das criaturas.

Certas características dos seres vivos, no entanto, podem parecer anti-adaptativas, o que as torna enigmáticas.

Dentre todas as características dos seres vivos, a mais paradoxal, a mais surpreendente, me parece ter sido o desenvolvimento da reprodução sexual, um modo de reprodução absurdamente ineficiente e custoso, imposto sobre criaturas que possuíam anteriormente, um modo de reprodução muitíssimo mais efetivo que aquele pelo qual foi trocado.

Tratei da ineficiência desse modo de reprodução em texto/vídeo anterior.

https://www.academia.edu/39990541/O_paradoxo_da_reprodu%C3%A7%C3%A3o_sexual

Embora a reprodução sexual seja extremamente ineficiente, sabemos que ela se impôs e que uma parcela considerável dos seres a pratica. Assim, por alguma razão, esse estranho modo de reprodução acabou se revelando efetivamente mais eficiente para algumas linhagens que o modo anterior. Que processo teria resultado nessa inversão?
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Coevolução

Antes de esclarecer essa questão misteriosa, convém relembrar uma antiga e bem estabelecida explicação ecológica para a coevolução das relações mutualistas, nas quais seres completamente diversos acabam por estabelecer uma dependência mútua.

Considere a existência de um parasita extremamente letal, que mata seus hospedeiros em 1 dia. Após ter infectado um hospedeiro, tal criatura tem apenas um dia para se propagar, antes de aniquilar seu hospedeiro e sucumbir com ele.

Suponha, entre tais criaturas, o surgimento de uma linhagem menos letal, que leva 2 dias para matar seu hospedeiro. Essa nova linhagem adquire sobre a anterior a vantagem de possuir mais tempo para se propagar que a outra.

Do mesmo modo, linhagens menos agressivas que reduzam os danos sobre seus hospedeiros permitindo a ampliação de seu tempo de vida são favorecidas por adquirirem o respectivo aumento em seu período de propagação, consequência que sugere um abrandamento contínuo da letalidade das infecções.

Após longo tempo de convivência entre gerações sucessivas de parasitas e hospedeiros, a continuação do processo sugerido acima acaba resultando em linhagens anódinas, que nenhum mal causam a seus hospedeiros.

A evolução subsequente da relação é ainda mais surpreendente; ocorre quando o antigo parasita, já alçado à categoria de simbionte, de algum modo, torna-se benéfico ao hospedeiro, propiciando um aumento em sua longevidade, e angariando, reciprocamente, o aumento da longevidade de sua própria linhagem. Nossa variada flora intestinal ilustra a habitualidade desse processo.

A evolução da relação atinge seu ápice quando, eventualmente, tendo passado por todos esses estágios, a descendência do antigo parasita se entrelaça tão intricadamente na do hospedeiro, que a dependência entre as linhagens se faz obrigatória, fundindo os 2 seres previamente independentes, transformando-os em colônias compostas pela união indissolúvel das criaturas originais.

Foi o que ocorreu, por exemplo, com as mitocôndrias, agentes infectantes originais que acabaram por se transformar em organelas celulares, componentes obrigatórios das células animais.

Tanto animais quanto vegetais, aliás, decorrem de uniões desse tipo, originadoras desses reinos coloniais: dos animais com as mitocôndrias, dos vegetais também com os plastos.

Uma conclusão de tal argumentação é que alterações que favoreçam os hospedeiros, favorecem também os parasitas/simbiontes que se utilizam deles como seu ambiente.

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O estranho surgimento da reprodução sexual

Imaginemos eras primevas, quando os seres vivos eram bem mais simples que os de hoje. Consideremos a existência de seres pluricelulares que se reproduziam através da postura de ovos, e de parasitas que infectavam seus ovos.

Podemos supor também o surgimento de parasitas extremamente agressivos que devorassem muito rapidamente os ovos que encontrassem.

Ao lembrarmos da argumentação desenvolvida acima, percebemos que uma redução na voracidade de tais criaturas que permitisse o prolongamento da sobrevivência de seu hospedeiro favoreceria também o parasita. Tal fator tenderia a abrandar sua letalidade ao longo das gerações.

Durante as longas eras que precedem o resultado final da coevolução das criaturas, os parasitas, de qualquer modo, constituem fortes transtornos aos hospedeiros, sendo combatidos ativamente por eles. É a própria corrida armamentista estabelecida entre essas duas criaturas que resulta na coevolução. Antes que a dupla atinja um estado simbiôntico, no entanto, o antagonismo entre ambos se impõe, de modo que os hospedeiros revidam atacando fortemente seus agressores, que devem encontrar maneiras de resistir a tais ataques.

Uma dessas maneiras, consiste em se esconder e permanecer o mais quieto possível, tentando não causar malefícios nem alardes, à espera do momento de postura dos ovos e do surgimento da nova geração de hospedeiros, quando o parasita tratará de garantir a continuidade de sua linhagem lançando seus descendentes sobre esses e outros ovos que a multidão de pequeninos seres infectantes consiga encontrar. Assim, para os parasita de ovos, quanto mais quieto e menos danoso o parasita se mostrar – até o momento da postura do hospedeiro –, maiores serão os usufrutos de sua relação.

Para o parasita, uma maneira extremamente sutil e engenhosa de resolver tanto o problema de sobrevivência no interior do hospedeiro, quanto o de redução de danos a ele, consistiria em diluir seu próprio genoma entre o dele, permanecendo inerte, até interceptar o comunicado do hospedeiro, de comando para a multiplicação das células com vistas ao desenvolvimento de ovos, quando também ele iniciaria a atividade de reprodução e encapsulamento do próprio genoma – lembrando que seu genoma, como o de qualquer criatura, deve possuir as instruções para a construção de seu próprio corpo/cápsula.

O estratagema descrito acima, teria permitido que o parasita, agora um comensal, permanecesse camuflado no interior do corpo do hospedeiro sem causar-lhe nenhum dano, até o momento oportuno para a reinfecção da nova geração.

Quanto ao hospedeiro, poderia parar de se preocupar com a criatura anódina que nenhum mal teria lhe causado durante toda a vida, exceto em seus momentos finais, quando o parasita roubaria uma pequena parte de seus recursos para a produção da própria descendência. Nada obsta que o genoma do parasita fosse eventualmente acessado e utilizado pelo hospedeiro durante seu desenvolvimento.

Uma relação como essa teria atingido um estágio bastante avançado no qual a interação entre as espécies teria resultado em auxílio mútuo.
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A grande jogada

A criatividade demonstrada pela natureza, não raramente revela-se assombrosa. Tendo a relação entre as espécies atingido um estágio de equilíbrio, permitindo que o hospedeiro não precisasse se preocupar com seu comensal, um evento impressionante entrelaçou definitivamente as duas espécies, transformando seus indivíduos em colônias constituídas por ambas.

Ainda que extraordinária, a execução do lance de mestre ocorreu de maneira simples, e com naturalidade surpreendente.

Como visto anteriormente, o parasita havia desenvolvido uma estratégia de camuflagem que consistia em desintegrar-se no interior do hospedeiro misturando seu genoma ao dele, evento plausível que ocorreu algumas outras vezes. Mais surpreendente terá sido a ocorrência da recuperação do invólucro para o reencapsulamento do parasita às vésperas da postura de ovos do hospedeiro, fenômeno que merece certa explicação (alguns vírus também utilizam essa tática).

Por suposto, o genoma do parasita, como o de qualquer indivíduo, incorporava as especificações para a confecção de seu invólucro – seu corpo. A novidade, nesse caso, teria consistido em aguardar a instrução do hospedeiro de preparo para a ovoposição e, só então, iniciar a confecção dos corpos e reencapsulamento do genoma parasita que constituiria a nova geração de agentes infectantes. Tal ocorrência sugere que o genoma do parasita se aglutinasse em um único cromossomo, o que facilitaria tremendamente sua segregação e encapsulamento.

Em vista disso, o grande lance, a jogada extraordinária que culminou na origem da reprodução sexual e de toda a diversidade constitutiva das formas de vida mais complexas, teria decorrido de um erro banal: a incorporação de todo o genoma do ser colonial – não apenas do genoma parasita –, a um dos invólucros prestes a infectar um novo hospedeiro!

Desse modo, o lance banalíssimo resultante na reprodução sexual decorreu meramente da não segregação do genoma parasita antes de seu encapsulamento em um parasita.

Embora banal em sua confecção, o evento significou algo que pode ser descrito como um retroparasitismo no qual o parasita passou a ser parasitado por seu hospedeiro!

Note que o resultado desse evento é a transformação do hospedeiro em um parasita infectante de ovos; uma espécie de zumbi capaz de inocular seu genoma em inúmeras outras criaturas através do esforço ínfimo decorrente da produção de um pequenino agente infectante!

Uma explicação adicional deve ser dada em vista de certa instabilidade sugerida pela descrição do processo. Ocorre que, ao parasitar um novo hospedeiro, o retroparasita adiciona seu genoma ao dele, condição que poderia gerar uma instabilidade decorrente da adição de um novo genoma completo ao complexo genômico inoculado a cada nova infecção, resultando em um aumento constante do genoma. A solução do problema foi obtida através da dupla divisão celular que constitui a meiose, anteriormente ao encapsulamento do genoma – uma delas comandada pelo hospedeiro, outra pelo parasita –, sendo essa a explicação para o surgimento dessa bizarra forma de divisão celular utilizada exclusivamente para a produção de gametas. O processo faz o parasita retornar a sua condição haploide original, preparando-o para seu reencapsulamento.

Desde o primeiro momento, ambas as criaturas – agora inextricavelmente unidas –, obtiveram um ganho gigantesco com o novo formato da aliança entre elas, dado que a atividade retroparasitária permitiu trocar o custo de produção de um ovo pelo de uma infinidade de agentes infectantes, cada um deles capaz de promover a reprodução do complexo colonial. Uma vez que o custo de produção de um ovo é da ordem de centenas de vezes maior que o da produção de um agente infectante – chamemo-lo espermatozoide – o retroparasitismo propiciou um crescimento explosivo imediato na população da nova colônia.

Não bastassem os imensos ganhos resultantes do novo modo de reprodução, a colônia zumbi auferiu ainda benefícios adicionais decorrentes da incorporação do genoma de criaturas muito distintas, gerando uma imensa diversidade de híbridos produzidos pela fecundação, ou inoculação do genoma colonial parasita. Além de tal variedade, o somatório dos genomas das criaturas conferia-lhes o vigor híbrido decorrente da dupla dose genética que as constituía.

Assim, um enorme ganho de capacidade replicativa derivou imediatamente do novo mecanismo de reprodução, em decorrência da troca de ovos por espermatozoides, dado o custo ínfimo desses últimos em comparação com os primeiros. Nesses tempos primevos em que a reprodução sexual começava a se estabelecer, um indivíduo que produzisse espermatozoides seria capaz de obter uma prole centenas de vezes mais numerosa que as de um indivíduo comum, produtor de ovos. Esse número seria ainda multiplicado conforme as gerações transcorressem, dada a ausência de competição com outros machos (de fato, hermafroditas, originalmente).

Não bastasse esse ganho descomunal que deve ter alçado a descendência do retroparasita original aos milhões em poucas gerações, os descendentes do novo modo de reprodução ainda adquiriam vigor em decorrência da soma dos genótipos, resultado que lhes proporcionava vantagem adicional.

Vantagem ainda mais significativa decorreu da possibilidade exercida pelo retroparasita de “escolher que genoma usar”, como quem escolhe uma roupa. A possibilidade surpreendente adveio da multiplicidade de genomas infectados, cuja enorme variedade permitia que os genomas menos adequados a participar do fenômeno fossem descartados e substituídos pelos que proporcionassem as maiores taxas de replicação. Não bastasse essa vantagem adicional, outra, ainda mais inusitada, permitiu a utilização de uma novidade tão ou mais útil que essa: a possibilidade até então inexistente de misturar e selecionar partes de genomas, como se pudesse reunir, em uma só, o modelo de uma blusa e a estampa de outra.

A reunião de tão enormes vantagens proporcionou, imediatamente, um sucesso replicativo assombroso, garantindo o alastramento explosivo do novo modo de reprodução. É difícil imaginar algum processo evolutivo tão espantosamente profícuo quanto esse.
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Argumentei, no início desse texto, que a força que rege a evolução dos seres vivos é a seleção natural, e que todas as características do mundo biológico, em última análise, consistem no resultado de adaptações –, modificações que ampliam a capacidade replicativa das linhagens.

Tal conclusão sugere que busquemos, para cada característica, ou fenômeno biológico encontrado, uma forma de adaptação que os explique, sendo natural que postulemos para isso o modo mais simples e direto de consecução do fenômeno em questão.

O surgimento da reprodução sexual, no entanto, embora decorra das mesmas forças de seleção natural que modelam todo o mundo vivo, deu-se dessa forma entrelaçada e surpreendente, não decorrendo de uma adaptação direta dos seres envolvidos; não se tratou de uma transformação direta de um processo anteriormente existente de reprodução em outro, como seria esperado, mas transcorreu de um modo sinuoso, complexo e francamente inusitado que, à primeira vista, tende a parecer excessivamente fantasioso para ser verossímil – consideração, aliás, extensiva a todas as explicações verdadeiramente inovadoras.

Aos que ainda consideram a proposta excessivamente fantasiosa – a necessidade de nos acostumarmos com ideias novas é comum a todos nós –, faço ver que, caso a transformação da reprodução assexual em sexual tivesse ocorrido de forma direta, todos os obstáculos superados pelos seres para a consecução do modo sexual de reprodução através do longo processo coevolutivo entre parasita e hospedeiro descrito acima, teriam que ter sido resolvidos pelos seres em uma única tacada!

Por mais extraordinárias que tenham sido, todas as vantagens estrondosas descritas anteriormente, no entanto, de nada valeriam, não houvesse uma outra consequência que, em última instância, supera todas essas. Recordemos o paradoxo fundamental da reprodução sexual, e as considerações matemáticas que garantem a ineficiência absurda desse modo de reprodução.

Vemo-nos agora emaranhados em novo paradoxo: como é possível compreender que o modo de reprodução que propicia vantagens replicativas tão gritantes quanto as descritas acima seja ineficiente?

A solução desse novo paradoxo é bem simples. De fato, ambos os pressupostos que os sustentam são corretos: a reprodução sexual é absurdamente ineficiente apesar de ter revelado, quando surgiu, as vantagens gigantescas anteriormente descritas. Ocorre que as vantagens descomunais acima só se manifestaram, efetivamente, enquanto a nova forma de reprodução iniciava seu alastramento e ainda não havia englobado todas as linhagens passíveis de serem infectadas por ela. Tendo ocorrido a saturação do sistema, quando, virtualmente, todas as linhagens haviam sido infectadas pelo zumbi que constituía o novo modo de reprodução, a produção de espermatozoides – o fenômeno mágico que anteriormente havia garantido um assombroso poder de replicação –, passou a significar apenas ser um macho, não havendo nisso nada de extraordinário, como um zumbi entre zumbis.

Ou seja, quando de seu surgimento, a infecção zumbi se alastrou estrondosamente, à maneira das infecções. Tendo infectado toda a população permeável à infecção, o resultado do processo foi a transformação da infecção em modo de reprodução, e dos zumbis em meros machos (hermafroditas), atores comuns e necessários na prática de um modo de reprodução ineficiente.

Assim, tendo o sistema atingido uma situação de equilíbrio em que virtualmente toda a população incorporável à rede de infecção zumbi – todos os seres suscetíveis de terem seus ovos parasitados pelos retroparasitas –, já havia sido infectada, o processo tão amplamente disseminado que ubíquo, deixa de ser uma infecção e se transforma em um modo de reprodução – extremamente ineficiente, reiteremos.

Dada a ineficiência do novo modo de reprodução, o sistema teria retrocedido à condição inicial, com o retorno à existência exclusiva de fêmeas, não fosse uma restrição imposta aos seres assexuais: após longas eras de desenvolvimento, os seres assexuais haviam atingido seu limite de complexidade. A gênese de seres complexos consome tempo e recursos, fatores que reduzem suas taxas de replicação. Entre os seres assexuais, a partir de um dado limite, a necessidade de ampliação do tempo de construção das criaturas de complexidade aumentada inviabiliza esse aumento. Tendo atingido tal limite, a redução do tempo de geração torna-se mais vantajosa que o ganho resultante com o aumento de complexidade dos seres, o que premia seres de geração mais curta, favorecendo com isso a simplificação entre eles. A descrição corresponde à dos estrategistas-r da teoria de seleção r/K.

Tal limite se aplica às fêmeas, reproduzam-se, elas, sexualmente, ou não. Machos tendem a romper o limite de complexidade imposto às fêmeas em decorrência do potencial reprodutivo virtualmente ilimitado de um macho sedutor. Um aumento de complexidade resultante em um adorno de qualquer tipo que torne o macho mais atraente que os outros poderá garantir-lhe um sucesso reprodutivo imenso. Em vista disso, machos funcionam como válvulas retentoras de complexidade.

Tendo alcançado o limite de complexidade permitido a eles, os seres assexuais restringiam-se a esse potencial máximo, quando os seres sexuais irromperam em um patamar de complexidade superior ao permitido a seus precursores assexuais. Em vista disso, os seres sexuais depararam-se com nichos ecológicos vazios, dado que as criaturas assexuais, muito mais simples, competiam ecologicamente em outros níveis, e não no nível de complexidade alcançado pelos novos seres. Lembremos que inicialmente os seres sexuais, diploides (neste sentido, triploides), reuniam os genomas de 3 criaturas, em uma só: do parasita, do retroparasita e do hospedeiro.

A situação dos novos seres era similar à chegada de criaturas a um continente desabitado, havendo uma abundância de recursos e virtualmente nenhuma competição. A ausência de competição permitiu, então, uma rapidíssima radiação dos novos seres, multiplicando-os e diversificando-os até a ocupação dos novos nichos, em última análise, decorrentes do novo modo de reprodução.

Outros fatores contribuíam para o aumento de complexidade das novas criaturas, como a busca por parceiros e a seletividade impostos para o acasalamento. Seres sexuais devem ser sociáveis ao menos no grau mínimo necessário para o encontro de um parceiro sexual, necessidade que corresponde a um dos fatores que favorecem a adoção de estratégias-K, segundo a teoria da seleção r/K.

Assim, o surgimento dos seres sexuais correspondeu ao desenvolvimento de um novo patamar ecológico onde transcorria a vida dos seres sexuais, permanecendo os seres assexuais no patamar das criaturas mais simplificadas.

Foi essa estruturação ecológica em patamares distintos que viabilizou a manutenção desse modo de reprodução tão absurdo e ineficiente que é a reprodução sexual. Não podendo haver concorrentes assexuais no patamar em que transcorre suas vidas, as criaturas sexuais grassam em um nível onde competem apenas entre elas, sendo essa a condição que viabiliza a existência desse estranho modo de reprodução.
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Consideração final

A teoria da origem parasitária do espermatozoide – e da reprodução sexual –, naturalmente, se beneficiará de críticas, necessárias ao acabamento da proposta, algumas delas, apresentadas como objeções a sua aceitação. Gostaria de adiantar uma vantagem da teoria parasitária sobre as outras.

De acordo com a teoria parasitária, a reprodução sexual se originou da tentativa de debelar uma infecção parasitária, fator resultante de um longo processo coevolutivo. Teorias que pressuponham o surgimento da reprodução sexual como fator adaptativo direto, no entanto, precisarão responder às mesmas objeções descrevendo um único salto adaptativo capaz de promover todo esse complexo evento.

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Confira também o vídeo em:

https://www.youtube.com/watch?v=Qw_S3T25pBc

Gustavo gollo é multicientista, multiartista, filósofo e profeta

Redação

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