Darwin, 150 anos depois

JC e-mail 3895, de 23 de Novembro de 2009.

24. Darwin, 150 anos depois

Se o genoma é uma receita de bolo e os genes, seus ingredientes, a diferença entre homem e macaco pode não ser mais do que uma cereja evolutiva

Herton Escobar escreve para "O Estado de SP":

A evolução da ciência nos últimos 150 anos, desde a publicação de "A Origem das Espécies", permitiu comprovar e detalhar muitas das teorias propostas por Charles Darwin, mas ainda não conseguiu elucidar uma das questões mais inquietantes que derivam de sua obra: O que nos faz humanos? Se homens e chimpanzés pertencem a uma mesma família, como podem ser tão diferentes?

[NOTA DO BLOGGER 1: A evolução da ciência está dizendo o oposto do afirmado por Escobar - a teoria da evolução por meio da seleção natural está fragilizada e encontrando tantas dificuldades heurísticas que já estamos considerando uma nova teoria da evolução: a Síntese Evolutiva Ampliada, que não deve ser selecionista].

Parte da resposta é que não somos tão diferentes assim. Pesquisas genéticas realizadas nos últimos anos revelam que humanos e chimpanzés são ainda mais próximos do que Darwin poderia imaginar. Quando os genomas das duas espécies são colocados lado a lado, a sequência das letras de seu DNA é praticamente idêntica: quase 99% de semelhança.

[NOTA DO BLOGGER 2: A retórica emocional de Escobar sobre a semelhança entre humanos e chimpanzés não resiste a um exame da literatura científica atualizada: Science 29 June 2007, Vol. 316. no. 5833, p. 1836, EVOLUTIONARY BIOLOGY: Relative Differences: The Myth of 1%, de Jon Cohen (Genomewise, humans and chimpanzees are quite similar, but studies are showing that they are not as similar as many tend to believe).

Se o genoma é uma receita de bolo e os genes, seus ingredientes, a diferença entre homem e macaco pode não ser mais do que uma cereja evolutiva. Nem ratos e camundongos são tão parecidos (91% de similaridade). É a prova de que Darwin, mesmo sem saber nada de genética - porque não existia genética na sua época-, estava certo em pendurar o homem na árvore genealógica dos primatas.

[NOTA DO BLOGGER 3: Se considerarmos as proteínas, que são responsáveis pelas diferenças fenotípicas, o quadro de semelhança é outro bem diferente - quase 80% de proteínas são differentes entre as duas espécies.] [1]

Ao mesmo tempo que ajudam a responder, porém, as informações genômicas acrescentam um novo grau de complexidade à questão. Se homens e chimpanzés são quase idênticos "por dentro", geneticamente, como podem ser tão diferentes "por fora", em sua anatomia, comportamento e capacidade cognitiva?

O que há de tão especial no 1% que diferencia as duas espécies? Quais foram as mutações essenciais que permitiram ao Homo sapiens desenvolver a destreza e a inteligência necessárias para construir cidades, escrever livros e questionar sua própria evolução?

A resposta completa parece estar pulverizada pelo genoma. A maioria dos cientistas já desistiu de encontrar um ou dois genes "mágicos" da natureza humana - algo como um "gene da inteligência" ou um "gene do bipedalismo".

Todos os indícios são de que as características fundamentais da espécie humana - assim como as de outras espécies - decorrem não de um pequeno conjunto de grandes mutações, mas de um grande conjunto de pequenas mutações acumuladas ao longo dos últimos 6 milhões de anos, desde que as linhagens de seres humanos e chimpanzés divergiram de seu ancestral comum.

"São pequenas diferença no genótipo que se somam para fazer uma grande diferença no fenótipo", resume o pesquisador Tarjei Mikkelsen, do Instituto Broad, em Massachusetts (EUA), primeiro autor do trabalho que sequenciou o genoma do chimpanzé, em 2005.

"Essa relação de um para um, em que um gene equivale a uma característica, é muito rara", diz o cientista Sandro de Souza, chefe do Grupo de Biologia Computacional do Instituto Ludwig de Pesquisa sobre o Câncer, em São Paulo. A maioria das características, diz ele, tem caráter poligênico - ou seja, resulta da atividade de vários genes.

"A evolução é um processo contínuo, gradual e cumulativo", completa o biólogo Diogo Meyer, do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. "Não viramos seres humanos da noite para o dia; estamos fazendo isso há vários milhões de anos."

Caça-palavras funcional

Tanto o genoma do ser humano quanto o do chimpanzé tem aproximadamente 3 bilhões de pares de bases, ou letras químicas (A, T, C e G), dentro das quais estão inscritos cerca de 20 mil genes - as sequências codificadoras, responsáveis pela síntese de proteínas. Mesmo 1% de diferença, portanto, já significa 30 milhões de mutações.

"É matéria prima mais do que suficiente para produzir alterações morfológicas", aponta Meyer.

Fica, agora, o desafio de descobrir quais dessas variações foram realmente importantes e quais foram totalmente irrelevantes no processo de diferenciação das duas espécies.

A segunda categoria, infelizmente, é a mais populosa. "A maioria das diferenças corresponde a mutações pontuais, aleatórias, com pouco ou nenhum efeito sobre a biologia do organismo", afirma Mikkelsen. É o que os pesquisadores chamam de "deriva genética" - mutações que se disseminam na população não porque conferem alguma vantagem evolutiva, mas por serem tão inexpressivas que a seleção natural não se dá ao trabalho de eliminá-las.

Um gene que tem atraído muita atenção dos cientistas é o FOXP2, que alguns anos atrás descobriu-se estar ligado ao desenvolvimento da linguagem - uma característica exclusiva dos seres humanos. Ele é um tipo de gene chamado "fator de transcrição", que controla a atividade de vários outros genes, tal qual um maestro controla os músicos de uma orquestra.

Um estudo publicado em 2001 revelou que pessoas que nascem com uma mutação neste gene sofrem distúrbios de fala, compreensão e processamento de linguagem. Agora, em um estudo publicado no início deste mês, cientistas compararam a atividade das proteínas codificadas pelo FOXP2 humano e pelo FOXP2 de chimpanzé e verificaram que elas acionam cascatas diferentes de genes, apesar de suas sequências diferirem em apenas dois aminoácidos. Maestros quase idênticos, mas que produzem músicas bastante diferentes.

"Qual a importância disso no contexto evolutivo da linguagem? Não temos certeza", disse ao Estado o autor da pesquisa, Daniel Geschwind, da Universidade da Califórnia em Los Angeles. "Sabemos muito pouco ainda sobre a genética da linguagem. O FOXP2 é um dos genes envolvidos nesse processo, mas certamente há outros que ainda precisamos descobrir."

Para complicar ainda mais a busca, a maioria das mutações não ocorre nos genes, mas fora deles, em regiões do genoma que não codificam proteínas. Isso sugere que muito da biologia que nos faz humanos pode fluir também dos 99% do genoma que são idênticos entre homem e chimpanzé, e não apenas do 1% que é diferente. Por exemplo, pelo efeito de genes que são iguais nas duas espécies, mas que estão mais ativos ou menos ativos em uma delas.

"Temos alguns genes que são só nossos, mas são muito poucos", afirma Souza, do Instituto Ludwig. "Suas funções ainda não são totalmente conhecidas, mas posso dizer com certa segurança que não são eles que fazem a diferença."

Dos pés à cabeça

Do ponto de vista morfológico, o que mais distingue o Homo sapiens dos outros primatas é a postura ereta e o cérebro grande. Só o tamanho avantajado do encéfalo, porém, não é suficiente para explicar a superioridade das habilidades cognitivas humanas. Se fosse, as baleias e os elefantes seriam os animais mais inteligentes da Terra.

"Esse é talvez o grande desafio do século 21, desvendar a circuitaria neuronal responsável pela cognição humana", diz o cientista Roberto Lent, da Universidade Federal do Rio de Janeiro.

O número de neurônios no cérebro humano, segundo ele, está dentro do esperado para o seu tamanho. "A diferença deve estar na maneira como eles funcionam." Fora o volume maior, diz Lent, não há nada de "especial" no cérebro humano. "Temos a sorte de ser um primata com cérebro grande, só isso."

"A única característica óbvia, bem estudada e consensual, que nos faz humanos é o bipedalismo. A inteligência é uma mera diferença quantitativa, não qualitativa", opina o biólogo Fabrício Santos, da Universidade Federal de Minas Gerais, especialista em genética evolutiva. E completa: "A genômica veio mais uma vez colocar o homem no seu devido lugar na biodiversidade, como uma espécie qualquer, sem nada muito especial - ou melhor, tão especial quanto qualquer outra espécie".
(O Estado de SP, 22/11)

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NOTA

1. Gene. 2005 Feb 14;346:215-9. Eighty percent of proteins are different between humans and chimpanzees.Glazko G, Veeramachaneni V, Nei M, Makałowski W.

Professores, pesquisadores e alunos de universidades públicas e privadas com acesso ao site CAPES/Periódicos podem ler gratuitamente este artigo da Gene e de outras publicações científicas.

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