Como surge uma nova espécie biológica?, por Gustavo Gollo

Ciência viva – Vejo a ciência como um jogo, literalmente, o mais interessante de todos eles, aliás. Consiste em elaborar e tentar resolver enigmas, deduzindo suas soluções, como um Sherlock Holmes. Explicitei essa visão em meu livro: O jogo da ciência. Vou ilustrar o que quero dizer com isso. Joguemos.

Como surge uma nova espécie biológica?, por Gustavo Gollo

Tratemos de um enigma: como surge uma nova espécie biológica?

A pergunta é tão antiga quanto a teoria da evolução, e já estava implícita no título de sua obra inaugural. “Sobre a origem das espécies”, de Darwin, prometia a solução desse grande enigma biológico. Trata-se de um livro maravilhoso, escrito por um cara inteligente, para pessoas inteligentes.

Mas, a resposta para essa questão exige certos esclarecimentos, em especial, o conhecimento do significado de “espécie biológica”. Ousarei apresentar minha própria definição:

Espécies são conjuntos de populações, real ou potencialmente, intercruzantes, direta ou indiretamente, e reprodutivamente isoladas de outros grupos.

O primeiro passo para a solução do enigma é imediato, segue como corolário: dada essa definição, o enigma adquire a seguinte feição:

Como surge um novo conjunto de populações intercruzantes e reprodutivamente isoladas de outros grupos?

Esse passo, extremamente simples, elucida uma curiosidade histórica: embora Darwin tenha anunciado no título de sua grande obra a solução desse enigma, ele não o fez a contento, conseguindo, apenas, esboçar a solução aceita até hoje, um equívoco, como mostrarei. Tal erro decorreu do fato, puro e simples, de que Darwin não conhecia essa definição, de modo que, o que ele tentou explicar foi o surgimento de novos tipos, não de novas espécies.

Note que, embora novas espécies correspondam, usualmente, a novos tipos, isso não é necessário. Conforme a definição, uma nova espécie corresponde a um novo isolado reprodutivo, e ainda que os “novos tipos” correspondam à ideia que o homem comum faz de espécie, não é isso o que se pretende explicar.

Mas, analisemos a proposta ortodoxa aceita pela maioria dos biólogos, ainda hoje. Lembremos que a ciência é uma atividade viva, mutável e em ebulição.

Especiação geográfica

A maioria dos biólogos, equivocadamente, acredita que uma nova espécie surge do seguinte modo. Inicialmente, a espécie se distribui ao longo de determinada área, havendo intercruzamentos e intercâmbio de genes entre suas populações.

Em um dado momento, surge algum tipo de barreira geográfica desconectando uma parte das populações. Isso pode decorrer de um fenômeno geológico, como o soerguimento de uma cordilheira entre as populações, o afastamento de continentes, ou, mais simplesmente, a chegada de indivíduos em uma ilha.

Consideremos esse último caso. Tendo chegado a uma ilha, a população insular perde o intercâmbio gênico com as populações continentais, de modo que novas mutações surgirão e se acumularão em cada uma das regiões distantes, diferenciando-as mais e mais ao longo do tempo, até que ambos os grupos, tendo acumulado muitas diferenças, tornam-se nitidamente diferenciadas, umas das outras. Tal fenômeno pode ser magnificamente ilustrado pelas tartarugas de Galápagos, arquipélago visitado por Darwin durante a elaboração de sua teoria, onde cada ilha possui uma espécie de tartaruga nitidamente diferenciável da de outras ilhas. Tal diferenciação tipológica decorreu do isolamento entre as populações que, caso tivessem contato, umas com as outras, intercruzariam entre elas, estabelecendo fluxo gênico entre as populações eliminando a diferenciação entre os tipos locais.

Agora, notemos que esse raciocínio explica claramente a formação de um novo tipo, mas não explica o surgimento de um conjunto de populações potencialmente isoladas e reprodutivamente de outros grupos. Caso se encontrem, as tartarugas das diversas ilhas intercruzam normalmente.

Leia também:  Evidências de um fato. II. A evolução da perda, por Felipe A. P. L. Costa

Desse modo, tal raciocínio explica muito bem a formação de novos tipos, não de novas espécies. Explicar o surgimento de uma nova espécie consiste, tão somente, em explicar o surgimento de um novo mecanismo de isolamento reprodutivo, e o mecanismo de especiação geográfica não oferece nenhuma pista sobre a maneira como isso possa ocorrer. Cheque-mate!

Deliremos! Isso é como um gol.

Façamos uma pausa para recapitular toda a ideia e sorver a conquista já obtida, enquanto as bandeiras se agitam ao som de fogos em comemoração à bola na rede. Recapitulemos todo o raciocínio até nos assegurar que não existe saída, que o argumento acima se impõe sobre a visão ortodoxa como um cheque-mate.

Conclusão: o modelo ortodoxo de especiação geográfica, explica apenas o surgimento de tipos, não de espécies biológicas. Corrijamos os livros.

Um modelo alternativo: Especiação fetichista (compacto)

Mais de duas décadas atrás, o orgulhoso cientista que vos escreve propôs o que chamou posteriormente “especiação fetichista”, tendo simulado, no ano de 1996 o que, até onde sei, consistiu na primeira espécie artificial gerada em computador, confirmando a validade do modelo por ele elaborado!

Recapitulemos: se uma espécie corresponde a um conjunto de populações intercruzantes e isoladas de outros grupos similares, explicar o surgimento de uma nova espécie corresponde, exatamente, a explicar o modo como surgem conjuntos de populações que se relacionam desse modo, conforme o corolário apresentado acima. Atentemos a isso, concentremos todo o nosso foco nesse “pormenor”, e não na formação de um novo tipo.

Devemos considerar que cada espécie esteja associada a um conjunto de mecanismos de isolamento reprodutivo, quero dizer: indivíduos de uma dada espécie devem compartilhar um mesmo sistema de eleição de parceiros reprodutivos potenciais. Indivíduos de espécies distintas que elegessem os mesmos parceiros reprodutivos, ao se encontrar, intercruzariam, rompendo qualquer barreira prévia entre eles, unificando e homogeneizando os grupos, revelando-os uma única espécie.

Assim, indivíduos de cada espécie devem compartilhar entre eles, e apenas entre eles, seu modo próprio de eleição de parceiros reprodutivos que garantam seu isolamento de todos os outros grupos similares, as outras espécies.

Leia também:  Evidências de um fato. II. A evolução da perda, por Felipe A. P. L. Costa

Agora, atente: explicar a origem de uma nova espécie consiste, pura e simplesmente, em explicar o surgimento de um novo sistema de eleição de parceiros potenciais que isole reprodutivamente um dado grupo da espécie ancestral, assim como de todas as outras.

UUUuuuuuulllllll!

Pois bem, cada espécie se isola das demais por meio de mecanismos pós-copulatórios que impedem a viabilidade de híbridos entre as espécies, e, principalmente, através de mecanismos pré-copulatórios, como os rituais de corte, que impedem a cópula entre indivíduos de espécies distintas.

Cada indivíduo compartilha com os de sua espécie, e apenas com eles, a mesma imagem do que seja um parceiro potencial, envolvendo características físicas e comportamentais.

Assim, todos os leões, e apenas eles, compartilham a imagem de um parceiro correspondente à de uma leoa, o mesmo valendo para cada espécie. Tal imagem está inscrita no código genético da espécie (isso é uma simplificação, qualquer marcação HERDÁVEL pode ser apropriada a isso, mas sigamos em frente). Eventualmente, surgem mutações que alteram essa imagem, modificando, em consequência, o desejo, ou o comportamento dos indivíduos que as possuem. Tais mutações correspondem aos fetiches, ligeiras alterações da imagem compartilhada pelos indivíduos da espécie. Desse modo, em princípio, poderia ocorrer uma mutação que tornasse seu possuidor fascinado por uma fêmea azul, por exemplo. Não havendo nenhuma leoa azul, no entanto, tal mutação permaneceria silenciosa, sem nunca se manifestar (leões, aliás, não veem cores, mas desconsidere isso).

Suponha, no entanto, que alguns leões acabassem compartilhando essa mutação silenciosa, esse fetiche que os tornaria fascinados por inexistentes leoas azuis. Tal fato seria irrelevante e nunca notado, devido à inexistência do objeto de desejo: leoas azuis.

Mas suponha, em tal caso, o eventual surgimento de uma leoa azul! Tal fenômeno atrairia fortemente os fetichistas imaginados acima, gerando uma forte tendência ao encontro entre uns e outros.

Essa eventualidade ilustra o modo com que os sistemas de eleição de parceiros podem ser aprimorados em cada espécie, mas não explica o surgimento de novas espécies por um único detalhe: os mutantes, e seus descendentes, permanecem reprodutivamente ligados a seus parentes não-mutantes. Resta imaginar algum processo capaz de isolar ambos os grupos. (Sim, ciência é criação, imaginação! Estamos jogando, tentando decifrar o enigma da formação de novas espécies e inventando soluções).

A explicação se fecha quando consideramos o surgimento de um fetiche que não apenas atrai os mutantes, mas repele seus ancestrais. Assim:

Suponha que no caso dos leões aventado acima, além da imagem de leoa compartilhada pelos leões, eles compartilhem também uma aversão silenciosa por eventuais leoas azuis, aversão que nunca se manifesta devido à inexistência de seu referente. Nesse caso, o surgimento, decorrente de alguma mutação, de fetichistas com preferências antagônicas às da espécie propicia uma predisposição ao surgimento de nova espécie, assim:

Considere que todos os leões compartilhem a mesma imagem relativa a seu objeto de desejo, a leoa, exceto um pequeno grupo de fetichistas que, tendo herdado uma mutação silenciosa de um ancestral distante, adorariam fêmeas azuis, repelentes para todos os demais. Como tais leoas não existem, ambos os grupos se comportam exatamente do mesmo modo, sendo impossível diferenciar uns e outros.

Leia também:  Evidências de um fato. II. A evolução da perda, por Felipe A. P. L. Costa

Mas, suponha que uma nova mutação gere uma leoa azul. Tal criatura repelirá todos os leões, exceto os fetichistas, que ficarão fortemente atraídos por ela. Em decorrência disso, existiria uma forte tendência ao acasalamento da leoa azul com um dos fetichistas, gerando descendentes que tendem a herdar ambas as características: cor azul e atração por essa cor!

Tendo herdado essas mesmas características, tais descendentes tenderiam a se acasalar apenas entre si, por compartilharem características e desejos que se encaixam e repelem os demais, pois, sendo azuis, repelem os outros e atraem eles mesmos. Por essa razão, acabariam constituindo um grupo de indivíduos intercruzantes e reprodutivamente isolados de outros grupos, ou seja uma nova espécie!

É gol! Tundundundum (batucada) Êô, êêô…

Comentários adicionais

Tentei descrever, acima, o mecanismo de formação de novas espécies da maneira mais resumida possível, tendo omitido inúmeros detalhes. Espero ter conseguido sucesso na descrição dos pontos centrais do fenômeno, elucidando as chaves capazes de permitir a reconstrução, passo a passo, do argumento. O resultado se assemelha a um compacto contendo os melhores momentos do jogo. Mais detalhes podem ser encontrados em vários outros textos meus, sobre o mesmo tema.

Ciência é uma atividade vibrante.

Ah, e esqueça aquelas conversas sobre observações enfadonhas e chatices análogas, faça ciência como quem faz arte. Ciência é criação, invente. (Ciência burocrática feita por especialistas enfadonhos não funciona).

Tenho grande orgulho desse meu modelo de especiação, creio ter resolvido um dos problemas centrais da biologia: a origem das espécies.

Mais de 20 anos depois de ter resolvido o problema, ainda vibro ao recapitulá-lo, o que me anima a prometer uma surpresa ao leitor: uma síntese de minha própria versão da teoria da evolução, essa mal-afamada.

 

Também sugiro a leitura desses 2 grandes livros:

Sobre a origem das espécies, de Charles Darwin

O gene egoísta, de Richard Dawkins.

Sobre especiação:

 

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21 comentários

  1. Sinceramente não entendi a
    Sinceramente não entendi a diferença entre um grupo isolado e um grupo fetichista. Por que um grupo fetichista geraria necessariamente uma nova espécie Não intercruzante? Digamos se fossem isolados dois de forma aleatória um casal de leão albino. Teria o mesmo resultado?

    • Resposta a Azissem

      “Sinceramente não entendi a diferença entre um grupo isolado e um grupo fetichista. Por que um grupo fetichista geraria necessariamente uma nova espécie Não intercruzante? Digamos se fossem isolados dois de forma aleatória um casal de leão albino. Teria o mesmo resultado?”

      O isolamento reprodutivo entre 2 grupos acontece se os indivíduos de um dos grupos preferem um tipo de parceiro, os do outro grupo preferem outro tipo e se tais preferências acabam sendo antagônicas, isto é, se desprivilegiam a reprodução com os do outro grupo.

      Não havendo nenhum fetiche, leões albinos intercruzam normalmente com os outros, constituindo uma única espécie, assim como onças pintadas, e onças pretas.

  2. “Espécies são conjuntos de

    “Espécies são conjuntos de populações, real ou potencialmente, intercruzantes, direta ou indiretamente, e reprodutivamente isoladas de outros grupos.”

     

    Mas e se “A” cruza com “B” e gera indivíduo fértil, “B” cruza com “C” e gera indivíduo fértil, mas “A” e “C” cruzam um com outro e gera um monstrinho infértil? 

    O conjunto “A” é reprodutivamente isolado do conjunto “C”, mas tais conjuntos nao sao reprodutivamente isolados do conjunto “B” – o que é “B”, entao? Uma interespécie? 

     

    Quer ver como surgem espécies novas? Encha uma sala com biológos e filósofos para discutir filosofia da biologia e, aí, voce vai ver surgirem uma monte espécies novas em tempo real… rs.

    • Resposta a Ciro Medeiros

      Mas e se “A” cruza com “B” e gera indivíduo fértil, “B” cruza com “C” e gera indivíduo fértil, mas “A” e “C” cruzam um com outro e gera um monstrinho infértil? 

      O conjunto “A” é reprodutivamente isolado do conjunto “C”, mas tais conjuntos nao sao reprodutivamente isolados do conjunto “B” – o que é “B”, entao? Uma interespécie? 

      Conforme demonstrado aqui, apesar da impossibilidade de intercruzamento direto entre A e C, ambos pertencem à mesma espécie, por serem indiretamente intercruzantes.

       

  3. Tinha que mencionar o

    Tinha que mencionar o Dorkins?

    Custava muito nao o mencionar?

    Dorkins pra mim eh igual Carl Sagan:  pessimo sinal.

    • Ou…

       

      Touché…. (*).  Ou ainda aquelas que lançam gametas no ambiente e a fecundação se dá à distância sem o menor contato, preferência ou escolha entre os parceiros.

       

      (* embora a aplicação do conceito de espécie nesse caso seja um tanto mais complicada…)

      • Resposta a NSK

        “Touché…. (*).  Ou ainda aquelas que lançam gametas no ambiente e a fecundação se dá à distância sem o menor contato, preferência ou escolha entre os parceiros.”

        A objeção é muito relevante. Reconheço ter incorrido em um quase abuso das palavras citadas.

        Usei a palavra “preferência” para sintetizar um argumento, dando a entender um tipo de escolha quase racional. A crítica é muito pertinente, as palavras “preferência” e “escolha” utilizadas por mim nesse texto, devem ser compreendidas em um sentido bastante elástico, quase abusivo. Nesse contexto, tais palavras sinalizam, apenas, o aumento da probabilidade de reprodução entre 2 indivíduos. Digo que A prefere B a C se a probabilidade de reprodução entre A e B é maior que entre A e C. (Mais especificamente, de deixar descendentes adultos férteis).

        Creio que o modelo proposto se aplique a espécies do tipo aludido, mas, de fato, sua apresentação necessita de reformulação para deixar isso claro. A necessidade de síntese do modelo em poucas palavras, impediu que eu apresentasse um modelo geral, conforme explicitado na crítica.

  4. Não é um jogo. É um árduo
    Não é um jogo. É um árduo trabalho de detetive. Como você bem indicou no início do texto.

    • Resposta a Vlo

      Talvez seja só questão de estilo, mas creio que trabalhos árduos tendem a produzir resultados indigestos. Tento jogar alegremente. Dá pra sentir esse mesmo espírito ao se ler os grandes cientistas, confira lendo as sugestões de leitura no final desse texto. 

  5. Presunção e desinformação

    O texto ignora toneladas de trabalhos e ideias escritos após 1930 sobre Biologia Evolutiva e o estado das pesquisas hoje sobre especiação. O texto me pareceu confuso em termos dos conceitos apresentados e que, na minha opinião, carece de base e de testes. Não encontrei trabalhos do autor em revistas científicas que tenham sido revisados por pares, o que me deixou com a pulga atrás da orelha.

    Sobretudo, me incomodou a presunção em achar ter resolvido sozinho o “problema das espécies” (como Darwin o chamava): “Tenho grande orgulho desse meu modelo de especiação, creio ter resolvido um dos problemas centrais da biologia: a origem das espécies.” Sugiro aos interessados no assunto procurarem referências mais embasadas.

    • Resposta a Felipe B

      “O texto ignora toneladas de trabalhos e ideias escritos após 1930 sobre Biologia Evolutiva e o estado das pesquisas hoje sobre especiação”: Sim, ignora, tentei sintetizá-lo ao máximo.

      “O texto me pareceu confuso em termos dos conceitos apresentados e que, na minha opinião, carece de base e de testes.”: Essa frase me parece confusa. Conceitos necessitam de boas definições, não de bases, nem de testes.

      “Não encontrei trabalhos do autor em revistas científicas que tenham sido revisados por pares, o que me deixou com a pulga atrás da orelha.”: O autor apresenta argumentos racionais, com o intuito exclusivo de convencer pessoas racionais.

      ‘Sobretudo, me incomodou a presunção em achar ter resolvido sozinho o “problema das espécies” (como Darwin o chamava): “Tenho grande orgulho desse meu modelo de especiação, creio ter resolvido um dos problemas centrais da biologia: a origem das espécies.”‘: O autor não presume ter resolvido o problema sozinho, presume tê-lo resolvido baseado em abordagens prévias.

      “Sugiro aos interessados no assunto procurarem referências mais embasadas.” Também recomendo a todos procurar mais referências. A palavra “embasadas”, aqui, no entanto, me parece muito ruim. De meu ponto de vista, o que embasa as crenças são argumentos racionais. Mas a palavra “embasada”, no contexto acima, sugere a proeminência de argumentos de autoridade sobre a argumentação racional, uma lástima. Recomendo a todos exercitar e confiar na própria racionalidade.

       

  6. Parece um texto escrito pelo

    Parece um texto escrito pelo menino do Acre, se ele fosse biólogo e escrevesse bem.

  7. ADENDO

    Meu modelo de especiação data de meados dos anos 90. Meu propósito, na época, era identificar o processo de especiação com o da criação de um novo mecanismo de isolamento reprodutivo, fato menosprezado pelo modelo de especiação geográfica, concepção praticamente unânime na época e dominante até hoje. (Esse modelo falha, exatamente por não esclarecer o processo de formação do isolamento reprodutivo, explicando apenas a formação de novos tipos). Naquela época, eu enfatizava uma versão geral que impunha a necessidade do surgimento de um mecanismo de isolamento reprodutivo antagônico ao da espécie ancestral, ou seja, propunha que os indivíduos da nova espécie deveriam preferir indivíduos preteridos pelos da espécie ancestral, ressaltando que, não havendo tal discrepância, não haveria especiação.

    A objeção mais frequente a esse modelo consistia na negação da possibilidade do surgimento de um “desejo” por algo inexistente. A palavra “fetiche” elucidou essa questão, tornando o modelo “fetichista” mais convincente que o anterior.

    Tenho apresentado o fetiche como um desejo, embora eu tenha em mente algo bem mais geral, que tem sido omitido em versões sintéticas.

    Usei as palavras “fetiche” e “desejo” por achar que sejam esclarecedoras, elucidativas do processo que descrevo. Tenho em mente, no entanto, um significado muito mais amplo que o usual, para tais palavras. Embora tenha usado “desejo”, penso em qualquer mecanismo capaz facilitar a ocorrência de reprodução entre dois indivíduos.

    A incongruência pode ser elucidada considerando-se o desejo como mero aumento na probabilidade de reprodução entre os indivíduos. Em meu modelo a palavra deve ser compreendida com esse sentido abusivo, muito mais extenso que seu sentido usual. Peço perdão pelo abuso, mas o faço por acreditar que ele seja mais elucidativo que a criação de alguma palavra nova para se referir a algo que aumente a probabilidade de reprodução (mais propriamente: de produção de indivíduos adultos férteis).

    As plantas, por exemplo, estão sujeitas a processos de especiação análogos aos dos animais, embora a referência a um “desejo” das plantas pareça, à primeira vista, impróprio.

    Alterações nas flores – os órgãos sexuais das plantas –, por exemplo, tendem, nesse sentido a alterar o “desejo” de uma planta por outra.

    Uma mutação que afete as flores da planta pode fazer com que os polinizadores da espécie ancestral percam o interesse pelos do novo grupo, tornando-os atraente a outros polinizadores. Caso isso ocorra, os 2 grupos serão polinizados por diferentes criaturas, isolando-se, reprodutivamente, uns dos outros, tornando-se assim, espécies distintas. O vetor da especiação terá sido um inseto, ou, seja lá qual for o polinizador. Tenho absoluta clareza de que a palavra “desejo”, nesse caso, seja bastante abusiva. Mesmo assim, acho elucidativo considerar que o “desejo” das plantas se dirige a outras plantas polinizadas pelas mesmas criaturas que ela, e proponho considerar “desejadas” todas as plantas potencialmente intercruzantes, “indesejadas” as que não o sejam. Também considero “indesejadas” por uma planta, todas aquelas que, por qualquer motivo, não possam ser fecundadas por ela, ou que, com ela, não produzam descendência fértil.

    Em suma, uso as palavras “desejo” e “fetiche” em sentidos impróprios, bastante abusivos e alargados, por acreditar que, apesar disso, sejam as palavras mais apropriadas para elucidar uma dada ideia que deve ser interpretada em uma forma bastante geral.

  8. + comentários

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