David L. Cowles e L. James Gibson

A teoria da evolução explica a diversidade da vida?

A resposta à pergunta acima poderá ser muito diferente, dependendo da pessoa para quem você apresentar a questão. A teoria da evolução é composta por um amplo grupo de ideias, sustentado por inúmeros estudos cuidadosos, oferecendo um imenso domínio explicativo. Para a maioria dos biólogos, a declaração de Theodosius Dobzhansky1, de que “nada na biologia faz sentido exceto à luz da evolução”, é literalmente verdadeira. Embora a maioria dos biólogos não estude a evolução diretamente, eles trabalham dentro de um quadro de ideias que supõe que todos os organismos vivos estão unidos por descendência comum. Pelo fato de elevarem a descendência comum ao nível de verdade, eles trabalham como se tudo fosse assim. No entanto, uma minoria de biólogos, entre os quais nos incluímos, tem percebido algumas importantes lacunas no paradigma evolutivo. Questionamos sua capacidade de explicar a plena diversidade da vida.

A evolução descreve o conjunto diversificado de seres vivos através de uma “árvore evolutiva” (figura 1). Ela postula que todas as espécies estão unidas por um padrão de ramificação de descendência de um ancestral comum. Esse ancestral teria se formado espontaneamente a partir de materiais inanimados, constituindo a raiz da árvore. Várias linhas de seus descendentes formam os diferentes ramos. Todo o caminho para os galhos (ainda não demonstrado) representa as espécies vivas ou os fósseis. Cada grande mudança evolutiva ou inovativa é representada por um novo ramo na árvore. A árvore inteira é sustentada por suas raízes e principais pontos de ramificação. Esses pontos serão o foco deste ensaio.

A raiz da árvore

Um conjunto significativo de lacunas no domínio explicativo pode ser encontrado na base da árvore, na formação da vida a partir de materiais inanimados. O primeiro passo postulado na biogênese é a produção de moléculas orgânicas simples (por exemplo, aminoácidos) a partir de materiais inorgânicos. Embora essas moléculas tenham sido sintetizadas, as condições exigidas não são plausíveis em uma Terra primitiva. O próximo passo é a polimerização – a ligação das pequenas moléculas que se agrupam. Embora tenham sido encontradas algumas condições naturais que permitem a polimerização, não há nada que explique como se formam as precisas e complexas sequências características de moléculas em células vivas. É enorme a lacuna entre o que os processos de polimerização aleatórios podem produzir e o que é a célula viva mais simples.

Outra característica dos seres vivos é a capacidade de reprodução de cópias detalhadas de si mesmos. Essas cópias, por sua vez, são também capazes de se reproduzir. Esse processo altamente complexo envolve todo um conjunto de moléculas diferentes, todas interagindo umas com as outras de uma maneira precisamente dirigida. No entanto, todo o complexo sistema de moléculas precisa estar em ordem para que a célula seja capaz de copiar-se. Se qualquer parte da cadeia dessas moléculas que interagem está faltando, todo o processo falha, e a célula não pode funcionar ou reproduzir-se.

Esse fato tem sido reconhecido como um grande desafio para a teoria evolutiva da origem da vida.2

Olhando para além das próprias moléculas, podemos focalizar a estrutura organizada da célula. Ali, vemos que as coisas vivas são extremamente complexas. São sistemas ordenados com arquitetura específica. Muitos componentes celulares são essencialmente máquinas moleculares, com partes interativas que funcionam de modo similar às máquinas projetadas pelo ser humano.3 Assim como a estrutura de um automóvel não é inerente às propriedades básicas de metal, plástico e tinta, a estrutura das células vivas também não é inerente às propriedades das moléculas das quais são feitas. Em vez disso, as células são “construídas” de maneiras específicas, com padrões complexos e combinações de materiais necessários para desempenhar suas funções.

A célula deve trabalhar constantemente para manter seu ambiente interno e permanecer em um estado funcional. O DNA (ácido que contém as instruções necessárias para o funcionamento de todos os organismos vivos) armazena informações detalhadas de como isso é feito e de como todas as funções celulares são realizadas. No entanto, tal informação não é inerente à estrutura do DNA, também. Assim como os sentimentos expressos em um poema não surgem espontaneamente a partir das propriedades do alfabeto, a informação da célula teve de ser introduzida por algum meio externo àquilo que pode ser encontrado nas propriedades do DNA em si mesmo. A falta de uma fonte naturalista para essa informação representa outra importante lacuna na teoria da abiogênese. Assim, a falta de uma explicação digna de crédito para a origem da vida deixa a teoria da evolução sem raiz conhecida para a árvore evolutiva (ver figura 2).

Os ramos principais da árvore

Vamos, em seguida, explorar a ligação dos importantes ramos da árvore evolutiva. Sendo que os modelos evolutivos tentam explicar como a informação evolutiva pode surgir gradativamente por uma combinação de mutações aleatórias e seleção natural, estes modelos funcionam melhor para reorganizar as informações que já estão presentes, como pode ocorrer com espécies que mudam gradualmente ao longo do tempo. Isto é análogo às variações ao longo dos ramos da árvore evolutiva.

Os modelos evolutivos rapidamente se deparam com problemas crescentes de probabilidade ao tentar explicar como as mudanças aleatórias poderiam ter produzido grandes quantidades de informações novas, específicas e complexas, necessárias para originar vida ou produzir um tipo novo e diferente de criatura.4 No entanto, isso é precisamente o que seria necessário para produzir um novo ramo da árvore. As tentativas de explicação foram feitas, como a exaptação, segundo a qual peças existentes são usadas para um propósito novo e diferente do que sua função original.5 Essas explicações, porém, não revelam como a função original se desenvolveu em primeiro lugar ou o que é que dirige as partes a se unirem em uma nova forma de executar alguma outra função. Sem dúvida, no futuro muito mais pesquisas serão feitas sobre esta questão.

Outro obstáculo para explicar a diversidade da vida por meio do modelo evolutivo baseia-se na estrutura dos cromossomos. Os cromossomos são compostos por DNA, uma molécula muito longa e linear. Os genes, que contêm as informações necessárias para o funcionamento celular, são sequências alinhadas ao longo das cadeias de DNA. Ocasionalmente, um gene acidentalmente é duplicado, produzindo uma cópia extra. O modelo evolucionista mutação/seleção defende a ideia de que pequenas alterações alea-

tórias (mutações) no DNA da cópia extra do gene acumulam-se lentamente. Se essas diferenças fornecem um benefício, elas vão ser favorecidas pela seleção natural. Com o tempo, o modelo sugere que essas pequenas alterações podem produzir um gene que desempenha uma nova função radicalmente diferente da original.

Um problema com esse modelo está no fato de que a maioria das mutações tem pouco efeito ou o efeito é prejudicial. Essas mutações prejudiciais ou levemente nocivas costumam ser muito mais comuns do que qualquer mutação benéfica, mais rara. Alguns evolucionistas têm apresentado modelos matemáticos que se propõem a mostrar como mutações benéficas podem se acumular pela seleção e, eventualmente, formar novos genes. No entanto, esses modelos raramente representam o fato de que cada mutação benéfica vai ser ligada a um grande número de mutações prejudiciais ou sem sentido, uma vez que todas elas são parte da mesma cadeia longa de DNA. Os modelos que levam em conta as estimativas dos índices de mutações benéficas e de mutações prejudiciais sugerem que as raras mutações benéficas serão superadas pelo efeito cumulativo das muitas mutações prejudiciais a elas ligadas no DNA.6

Essas mutações prejudiciais podem acontecer no mesmo gene ou em genes mais distantes, ligados ao mesmo cromossomo, os quais geralmente são todos herdados como unidade. Em outras palavras, é difícil dar muitos passos para frente, enquanto você está fortemente ligado a várias outras pessoas que estão andando para trás. É verdade que esta ligação não é absoluta – os genes têm formas de trocar de posições e se reorganizar no cromossomo. No entanto, o princípio das mutações negativas predominando em relação às mutações positivas deverá ser verdadeiro, independentemente da porção do cromossomo em que o gene esteja localizado. No mínimo, essa ligação dos genes dificulta enormemente o que já é uma enorme barreira na produção de genes para novas moléculas funcionais por meio da mera mutação aleatória e seleção natural. Esse predomínio da mutação prejudicial poderia ser um problema para praticamente qualquer nova característica evolutiva e, provavelmente, se aplicaria a muitos pequenos e grandes ramos na árvore evolutiva.

A seleção artificial é outra linha de evidência que fornece insights sobre os problemas na produção de novos ramos da árvore evolutiva. Darwin usou a analogia da seleção artificial para propor que a seleção natural poderia realizar até mesmo alterações em maior escala, se fosse dado tempo suficiente. Mas muitos cientistas duvidam que as mudanças de pequena escala, observadas em experimentos de melhoramento ou na natureza, são suficientes para explicar as diferenças entre os principais grupos de organismos. Pode a natureza produzir um cavalo de um peixe, usando os mesmos tipos de mudanças que observamos em nosso estudo dos bicos de tentilhões ou em nossa experiência com cães reprodutores ou galinhas? Provavelmente não, independentemente da quantidade de tempo disponível.7 O problema reside na necessidade de nova informação genética, não apenas em um aumento ou diminuição na informação que já existe. Podemos ver como uma única espécie ancestral pode produzir uma variedade de espécies descendentes adaptadas a diferentes ambientes. Mas o fato é que o padrão resultante se parece mais com uma pequena árvore em uma floresta de árvores separadas do que com uma única árvore (figura 3).

Os fósseis e a árvore evolutiva

O registro fóssil fornece outra forma de avaliar os problemas de ramificação evolutiva. Uma das características mais marcantes do registro fóssil é o aparecimento abrupto de mais filos (os principais tipos de organismos) em um intervalo estratigráfico relativamente curto nas camadas de rochas cambrianas. Esse padrão, conhecido como Explosão Cambriana, oferece uma das linhas mais fortes de evidências contra a árvore evolutiva. Um grande número de filos e classes de animais encontrados na Cambriana não tem ancestrais ou ligações entre si. O padrão é bem resumido pela frase “a disparidade precede a diversidade”.8 Em outras palavras, as principais diferenças entre os organismos vivos aparecem no registro fóssil antes do que as muitas variedades com pequenas diferenças. Não existe evidências fósseis mostrando uma progressiva divergência através de longos períodos para produzir organismos com novos planos corporais.9

As lacunas sistemáticas são outra característica do registro fóssil que não dá suporte à teoria da evolução.10 A escassez de fósseis de transição é uma característica amplamente reconhecida do registro fóssil, expressa na conhecida expressão “elo perdido”. Às vezes, ouvem-se relatos da descoberta de um fóssil que seria um elo que estaria faltando. Essas descobertas são tidas como evidências do elo entre diferentes ramos da árvore evolutiva. No entanto, o aspecto mais importante do problema é que os elos estão faltando em um padrão particular.

Podemos comparar o registro fóssil de cavalos e burros, por exemplo, com a de mariscos e caranguejos. Cavalos e burros são muito semelhantes. Pode-se facilmente explicar a falta de intermediários entre eles. Afinal, pode haver apenas duas ou três espécies intermediárias. Portanto, há pouca possibilidade de se encontrar um fóssil em uma amostra tão pequena. Em contraste, moluscos e caranguejos são muito diferentes. Seguindo a teoria da evolução, o número de fósseis que os ligam a um antepassado comum deve, portanto, estar na casa dos milhares. Logicamente, seria de se esperar encontrar muitos fósseis de uma amostra tão grande. Na verdade, a realidade é exatamente o oposto. Existem muitas espécies de fósseis de cavalos, alguns dos quais podem ser considerados como um elo entre cavalos e burros, enquanto praticamente não há fósseis que comprovadamente vinculem moluscos e caranguejos. Esse é exatamente o padrão que seria de se esperar se os diferentes tipos de organismos se originaram de forma independente, dentro de limites variados. Novamente, o padrão é mais como uma floresta de árvores independentes do que como uma única árvore evolutiva.

Exemplos de elos evolutivos entre táxons superiores (ou famílias de organismos) têm sido propostos, alguns dos quais parecem bastante convincentes à primeira vista. Quando examinados criticamente, elas não são tão indubitáveis para as pessoas com dúvidas sobre a evolução. Um problema importante é a sequência em que algumas dessas espécies aparecem no registro fóssil. Os fósseis de peixe-tetrápode fornecem um bom exemplo. Logo após a teoria de Darwin ter sido publicada, os cientistas começaram a procurar potenciais ancestrais evolutivos para os vertebrados terrestres.11 Os lungfish foram os primeiros antepassados propostos, mas foram considerados muito especializados. Na década de 1940, o fóssil de peixe Eusthenopteron foi descrito em detalhes e se tornou o modelo de um ancestral dos tetrápodes. As descrições dos fósseis dos peixes Panderichthys em 1980 e Tiktaalik,12 em 2006, forneceram exemplos de fósseis com combinações de características intermediárias entre os peixes e os tetrápodes. Essa sequência fóssil tem sido usada para argumentar que os tetrápodes evoluíram a partir de peixes de barbatanas lobadas. Mais recentemente, contudo, um rastro de um fóssil tetrápode foi encontrado em uma camada inferior no estrato que supostamente era o antepassado tetrápode do peixe fóssil.13 Em termos evolutivos, o descendente supostamente veio antes de seu antepassado. Obviamente, isso é impossível. Assim, parece que outro(s) fator(es) deve(m) estar produzindo esta sequência fóssil.

Baleias fósseis fornecem outro exemplo de uma proposta de série evolutiva. Vários mamíferos fósseis encontrados foram apontados como ancestrais das baleias.14 Esses fósseis mostram combinações de traços contrários a qualquer coisa viva hoje e parecem mostrar uma tendência de crescente semelhança com as baleias. No entanto, acredita-se que nenhuma destas espécies fósseis seja ancestral de outra espécie conhecida viva, ou fóssil. Se alguém deseja determinar se esses fósseis eram parte de uma linhagem evolutiva ou foram criados separadamente, é preciso consultar uma teoria explicativa, uma vez que a prova é bastante incompleta. Um evolucionista poderia aceitá-los como resultado da evolução, enquanto um criacionista pode procurar outra explicação, como as espécies criadas separadamente, ou o resultado de algum fator desconhecido, como é ilustrado no exemplo tetrápode no parágrafo anterior.

Resumo

Em resumo, embora a maioria dos cientistas afirme que a evolução é suficiente para explicar a diversidade de vida, em nossa opinião, ela fica muito aquém desse objetivo por várias razões. Essas razões incluem a falta de uma fonte de informação para novas formas, mutações genéticas prejudiciais que abafam as que são benéficas, a disparidade fóssil antes da diversidade e as lacunas sistemáticas no registro fóssil. Juntas, essas observações mostram que a árvore evolutiva é imaginária, e que o padrão da natureza é mais precisamente ilustrado por uma “floresta” de árvores que representam independentes linhagens criadas. Nós acreditamos que a evolução não pode explicar a origem da vida nem a origem de qualquer nova forma importante, ou mesmo o desenvolvimento de grandes novas estruturas dentro de uma forma existente. Portanto, ela não pode explicar a grande diversidade de vida que vemos hoje. Para nós, a evidência inerente à estrutura da própria vida é uma demonstração convincente de que “no princípio, Deus criou” uma diversidade de “espécies”.

David L. Cowles (Ph.D., Universidade da Califórnia, Santa Bárbara) estudou sobre o metabolismo de espécies de profundidade marítima. Depois de lecionar na Universidade de Loma Linda durante 14 anos, mudou-se para a Universidade Walla Walla, em 2001. E-mail: david.cowles@wallawalla.edu

L. James Gibson (Ph.D., Biologia, Universidade de Loma Linda) é diretor do Instituto de Pesquisa e Geociência. Tem grande interesse na biologia histórica e na relação entre criação e ciência. Também é editor da revista Origins. Site: http://www.grisda.org.

Referências

  1. DOBZHANSKY, T. Nothing in biology makes sense except in the light of evolution. In: American Biology Teacher, 35. 1973. p. 125–129.
  2. MEYER, S.C. Signature in the cell: DNA and the evidence for intelligent design. Nova York: HarperCollins Publishers, 2009.
  3. BEHE, M.J. A caixa preta de Darwin: o desafio da bioquímica à teoria da evolução. Rio de Janeiro: J. Zahar, 1997.
  4. BEHE, M.J. The edge of evolution. Nova York: Free Press, 2007. p. 320; OVERMAN, D.L. A case against accident and self-organization. Lanham, Maryland: Rowman and Littlefield Publishers, 1997. p. 244.
  5. Inicialmente proposto por S.J. Gould e E.S. Vrba, no artigo “Exaptation – a missing term in the science of form” (Paleobiology 8. 1982: 4–15).
  6. SANFORD, J.C. Genetic entropy and the mystery of the genome. Nova York: Publicações FMS, 2008. p. 232. O efeito é conhecido como “Muller’s Ratchet”.
  7. VALENTINE, J.; ERWIN, D. Interpreting great developmental experiments: the fossil record. In: RAFF, R.A.; RAFF, E.C. eds. Development as an evolutionary process. Nova York: Alan R. Liss, Inc., 1985. p. 95, 96.
  8. Ver: GOULD, S.J. Wonderful life: the burgess shale and the nature of history. Nova York: Norton, 1989. . 49.
  9. ERWIN, D.; VALENTINE, J.; SEPKOSKI, J. A comparative study of diversification events. In: Evolution, 41. 1988. p. 1183.
  10. DENTON, M. Evolution: a theory in crisis. Bethesda, Maryland: Adler e Adler, 1986. p. 191, 192.
  11. Ver: CLACK, J.A. Gaining ground: the origin and evolution of tetrapods. Bloomington, Indiana: Imprensa da Universidade de Indiana, 2002. p. 68-77.
  12. DAESCHLER, E.B.; SHUBIN, N.H.; JENKINS, F.A. A devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan. In: Nature, 44, 2006. p. 757-763.
  13. NIEDZWIEDZKI, G. et al. Tetrapod trackways from the early middle devonian period of Poland. In: Nature, 463. 2010. p. 43-48.
  14. Veja, por exemplo: MUIZON, C. de. Walking with whales. In: Nature, 413. 2001. p. 259, 260.

Este artigo foi originalmente publicado como parte de uma compilação, Understanding Creation: Answers to Questions on Faith and Science (GIBSON, L. James; RASI, Humberto. eds. M. Nampa, Idaho: Publicadora Pacific Press. Assn., 2011). Usado com permissão.