Michael Behe não foi refutado sobre o flagelo bacteriano

Michael Behe não foi refutado sobre o flagelo bacteriano

Jonathan M. 15 de março de 2011 6:05

Nós que temos lido a literatura em torno da controvérsia Design Inteligente/Evolução por algum tempo, já estamos bem familiarizados com a resposta incisiva padrão darwinista com respeito ao argumento "Beheano" da complexidade irredutível até onde diz respeito ao flagelo bacteriano. Parece haver esta unanimidade de opinião entre os teóricos darwinistas que as afirmações de complexidade irredutível com respeito ao flagelo bacteriano já foram refutadas, e que nós proponents do Design Inteligente estamos mudando constantemente os marcos teóricos, enterrando nossas cabeças na areia, e geralmente apelando para quaisquer argumentos. Na verdade, uma pessoa no Facebook destacou recentemente:

"A minha queixa principal com os proponentes do Design Inteligente é que eles parecem nunca desistir. Quantas vezes alguém precisa lhe dizer que algo está errado antes que você admita? Quantas vezes o Design Inteligente precisa ser refutado na mídia com revisão por pares antes que você desista dela como uma causa perdida? A estória da complexidade irredutível do flagelo bacteriano está completamente e totalmente morta. Está errada. Acostumem-se com isso."

Recentemente eu levantei a questão do flagelo bacteriano como sendo um exemplo documentado de complexidade irredutível numa sessão de perguntas e respostas num colóquio sobre a interseção da ciência e religião, e recebi respostas neste mesmo sentido.

Mas esta afirmação é realmente verdadeira? Este argumento tem sido refutado pelos críticos? Cerca de um ano atrás, eu li o livro Why Intelligent Design Fails - A Scientific Critique of the New Creationism [Por que o Design Inteligente falha - uma crítica científica do neo-criacionismo] (editado por Matt Young e Taner Edis). O cap. 5 deste livro foi contribuído por Ian Musgrave, e é intitulado "Evolution of the Bacterial Flagellum" [Evolução do flagelo bacteriano]. Direcionado como uma resposta a Michael Behe e William Dembski, Musgrave tenta, de uma vez por todas, demonstrar errada a noção de complexidade irredutível. Lendo este capítulo, eu me lembro de ter ficado profundamente não impressionado. Na página 82 do livro, Musgrave nos oferece o seguinte argumento:

"Eis aqui um possível cenário [SIC] para a evolução do flagelo eubacteriano: primeiro surgiu um sistema de secreção, baseado ao redor do bastão SMC e do complex de formação de poros, que foi o ancestral comum do sistema de secreção tipo III e do sistema flagelar. A associação de uma bomba de íon (que mais tarde se tornou a proteína do motor) a esta estrutura melhorou a secreção. Até hoje, as proteínas do motor, parte de uma família de proteínas que dirige a secreção, podem, livremente, dissassociar-se e reassociar-se com a estrutura flagelar. O complexo do bastão e formação de poros pode até rotacionado neste estágio, como faz em alguns sistemas de deslizamento-mobilidade. O filamento protoflagelar surgiu em seguida como parte da estrutura de secreção de proteína (compare o Pseudomonas pilus, os apêndices filamentosos da Salmonella, e as estruturas filamentosas da E. coli). A mobilidade em deslizar e contrair surgiu neste estágio ou mais tarde, e depois foi refinado em mobilidade natatória. A regulação e a capacidade de manobrar podem ser adicionadas mais tarde, porque existem eubactérias modernas que não têm esses atributos, mas funcionam bem em seu ambiente. (Shah e Sockett 1995). Em cada estágio há um benefício para as mudanças na estrutura."

Na verdade, Mark Pallen e Nick Matzke fizeram um argumento muito semelhante no artigo deles na Nature Reviews em 2006 (artigo levantado por alguém na audiência durante o tour recente de Behe na Grã-Bretanha). Ken Miller também é reputado em fazer, rotineiramente, afirmações semelhantes concernente à evolução do flagelo com o Sistema de Secreção Tipo III baseado largamente em considerações das homologias das sequências de proteínas.

Então, esses pontos tiveram sucesso em sepultar de uma vez por todas esta questão irritante do design inteligente? Bem, na verdade, não; eles não tiveram êxito. De fato, eu sugiro que os argumentos de todos esses cavalheiros há pouco mencionados, trivializam fundamentalmente diversas questões importantes.

Primeiramente, trivializa a complexidade transparente e a sofistificação do sistema flagelar - tanto o seu aparato de montagem, e o seu 'motif' de design no seu nível mais alto de desenvolvimento - estado-da-arte. Na verdade, o processo pelo qual a automontagem do flagelo bacteriano dentro da célula é tão sofistificado que eu tenho me esforçado há tempo para descrevê-lo de um modo acessível para leigos. Seus conceitos fundamentais são notoriamente difíceis de entender para aqueles que não estão acostumados em pensar sobre o sistema ou para aqueles que o estão encontrando pela primeira vez. Mas, ao mesmo tempo, a base mecanicista da montagem flagelar é tão elegantemente empolgante e mesmerizante que a transparente e esplêndida engenharia do motor flagelar - e, na verdade, a magnitude do desafio que ele traz para o darwinismo - não pode ser apreciada adequadamente sem um mínimo de conhecimento superficial de suas operações estruturais fundamentais. Vamos dar uma olhada.


A automontagem do aparato flagelar

A síntese do flagelo bacteriano requer a expressão orquestrada de mais de 60 produtos de genes. A sua biosíntese dentro da célula é orquestrada por genes que são organizados em uma cascata bem ordenada na qual a expressão de um gene em um determinado nível exige a expressão anterior de outro gene em outro nível muito maior. O paradigma, ou modelo, de organismo para a montagem flagelar é a Salmonella, uma bactéria da família Enterobacteriaceae. A minha discussão, pois, pertence principalmente à Salmonella, a menos que seja indicada de outro modo.

O sistema flagelar na Salmonella tem três classes de promotores (os promotores são parecidos com um tipo de interruptor molecular que pode iniciar a expressão do gene quando reconhecido pelo RNA polimerase e uma proteína especializada associada chamada de "fator sigma"). Essas três classes de promotores são simplesmente chamadas de "Classe I", "Classe II", e "Classe III". Esta transcrição sequencial é acoplada ao processo de montagem flagelar. A Classe I contém apenas dois genes em um operon (chamdo de FlhD e FlhC). A Classe II consiste de 35 genes ao longo de oito operons (inclusive genes envolvidos na montagem do corpo basal enganchado, e outros componentes do flagelo, bem como o aparato de exportação e dois genes reguladores chamados "FliA" e "FlgM"). Esses genes que são envolvidos na síntese do filamento são controlados pelos promotores da Classe III.

O promotor da Classe I dirige a expressão de um regulador mestre (particular às Enterobacteriaceae, da qual a Salmonella é membro) chamado "FldH4C2" (não se preocupe se não se lembrar!). Este regulador entérico mestre liga então os promotores da Classe II em associação com um fator sigma, σ70 (lembre que eu disse que um fator sigma é um tipo de proteína que capacita a união específica do RNA polimerase aos promotores de genes. Os promotores Classe II ficam então responsáveis pela expressão do gene das subunidades do corpo basal enganchado e seus reguladores, inclusive outro fator sigma chamado σ28 (que é codificado por um gene chamado FliA) e seus fatores anti-sigma, FlgM (os fatores anti-sigma, como seu nome sugere, se acopla aos fatores sigma para inibir sua atividade transcricional). O fator sigma σ28 é exigido para ativar os promotores Classe III. Mas aqui nós, potencialmente, entramos num problema. Não faz, absolutamente, nenhum sentido começar a expressar os monômeros flagelinos antes de terminar a construção do corpo basal enganchado. Assim, a fim de inibir o σ28, o fator anti-sigma (FlgM) aludido acima, inibe sua atividade e proíbe-o de interagir com o complexo holoenzimático da RNA polimerase. Quando a construção do corpo basal enganchado é completada, o fator anti-sigma FlgM é secretado através das estruturas flagelares que são produzidos pela expressão de genes de corpo basal enganchado Classe II. Os promotores da Classe III (que são responsáveis pela expressão dos monômeros flagelinos, do sistema de quimiotaxia e dos geradores de força motor) são finalmente ativados pelo σ28, e o flagelo pode ser completado.


Mas a coisa fica muito melhor. O sistema de exportação flagelar (isto é, o meio pelo qual o FlgM é removido da célula) tem dois estados substratos de especificidade: substratos tipo bastão/gancho e substratos tipo filamento. Durante o processo de montagem flagelar, este interruptor de substrato-especificidade tem que mover-se rapidamente daqueles estados anteriores para os últimos estados. As proteínas que formam parte do gancho e do bastão precisam ser exportados antes que esses formem o filamento. Mas como surge este interruptor no substrato-especificidade?

Uma proteína ligada à membrana chamada FlhB é a principal agente neste processo. Há também uma proteína flagelar do tamanho do gancho que é responsável em certificar-se que o tamanho do gancho seja do tamanho correto (cerca de 55nm) chamada FliK. Esta proteína também é responsável na ativação do interruptor de especificidade do substrato de exportação. Como se constata, sem a FliK, tanto a capacidade de alternar e exportar filamento e o controle de tamanho do gancho são completamente perdidas. A FliK tem dois domínios principais, i.e. os domínios N-terminal e C-terminal. Durante a montagem do gancho, a FliKN funciona como um sensor molecular e transmissor de informação sobre o tamanho do gancho. Quando o gancho atinge o tamanho correto, a informação é transmitida à FliKC e à FliKCT, resultando numa mudança conformacional, que por sua vez resulta  na ligação da FliKCT à FlhBC. Isso, por sua vez, resulta na mudança conformacional no FlhBC. Isso provoca a alternância do substrato de especificidade.

A montagem flagelar começa na membrana citoplásmica, avança pelo espaço periplásmico e, finalmente, se estende para fora da célula. Basicamente, o flagelo consiste de duas partes principais: o sistema de secreção e a estrutura axial. Os principais componentes da estrutura axial são a FlgG para o bastão, a FlgE para o gancho, e a FliC para o filamento. Todas elas se reúnem com a assistência de uma proteína tampão (FlgJ, FlgD e FliD respectivamente). Dessas, somente a FliD permanece na ponta do filamento no produto final. Outros componentes da estrutura axial (chamados de FlgB, FlgC e FlgF) conectam o bastão ao complexo do anel MS. O gancho e filamento são conectados pela FlgK e a FlgL.

Quando o anel C e o bastão C se acoplam ao anel M em sua superfície citoplásmica, o complex do anel M - que é fundação estrutural do aparato - pode começar a secretar proteínas flagelares.

A estrutura do bastão é construída pela camada de peptidoglicano. Mas o seu crescimento não é capaz de avançar além da barreira física apresentada pela membrana externa sem ajuda. Assim, o complexo do anel externo faz um buraco na membrana de modo que o gancho possa crescer por debaixo da base FlgD até que atinja o tamanho crítico de 55nm. Então os substratos que estão sendo secretados podem alternar do modo bastão-gancho para o modo flagelino, o FlgD pode ser substituído por proteínas associadas ao gancho, e o filamento continua a crescer. Sem a presença da proteína tampão FliD, esses monômeros flagelinos se perdem. Essa proteína tampão é essencial para que o processo ocorra.

Por que a evolução do flagelo do T3SS não funciona 

Alguém pode ter pensado que a descrição dada acima seria mais do que suficiente para reduzir a nada os gestos de mão abanando das trivilializações de Kenneth Miller et al. Mas fica cada vez pior para a estória darwinista. Por que a biosíntese do flagelo é tão precisamente regulada e orquestrada? Não somente as demandas de energia fazem do flagelo um sistema extremamente dispendioso para funcionar, mas a expressão inoportuna de proteínas flagelares pode induzir uma forte reação de imunização no sistema hospedeiro, algo que nenhuma bacteria quer sofrer.

Qual é a significância disso de um ponto de vista da razão  evolucionária? Bem, os monômeros flagelinos são algo tipo indutores de citoquinas. Se você fosse um organismo Yersinia, de posse de um Sistema de Secreção Tipo-III, a última coisa que você gostaria de fazer é apresentar esses peptídeos flagelinos aos macrofágos. Tal coisa, sem dúvida, seria prejudicial aos mecanismos anti-inflamatórios da Yersinia.

Conclusão

A minha descrição dada acima, realmente somente tocou a superfície deste item espetacular de nanotecnologia (para mais detalhes, veja aqui). Por questão de brevidade, eu sequer discuti os processos impressionantes de quimiotaxia, dois components do circuito de transdução de sinal, o acoplamento rotacional, e a força motivo de próton pelo qual o flagelo é energizado (para detalhes disso, vide minha discussão aqui ou, para maiores detalhes, vide este artigo crítico). Mas, a consideração mais importante é que a moderna teoria darwinista - como é classicamente entendida - não chegou nem perto de explicar a origem desta máquina motor extraordinariamente complexa e sofisticada. Assim como as "explicações" darwinistas para o olho podem, a princípio, parecer convincente para os não iniciados, grandemente não familiarizados com a absoluta maravilha de engenharia da bioquímica e da base molecular da visão, assim também as "explicações" evolucionárias do flagelo se tornaram rapidamente vazias de qualquer persuasão quando se considera os detalhes moleculares do sistema. Quando alguém junta os detalhes acima com as demonstrações nítidas da impotência do neodarwinismo produzir novas dobraduras de proteínas e novos sítios de ligação proteína-proteína, você pensa realmente que este sistema pode ser ajuntado por virtude de leves, sucessivas modificações, um pequeno passo a cada vez? Considerando-se que o ponto importante de convencimento do neodarwinismo depende de sua suposta eficiência em invalidar a extraordinária aparência de design, não é óbvio que a sua impotência demonstrável lança o postulado de design de volta à mesa como uma viável e respeitável proposição científica?

Douglas Axe, do Biologic Institute, demonstrou em artigo recente no journal Bio-complexity que o modelo de duplicação e recrutamento de gene somente funciona se algumas poucas mudanças são necessárias para adquirir nova utilidade selecionável ou uma nova funcionalidade. Se um gene duplicado for neutro (em termos do seu custo para o organismo), então o número máximo de mutações que uma nova inovação numa população bacteriana pode exigir fica em torno de seis mutações. Se o gene duplicado tiver um custo adaptivo levemente negativo, o número máximo caí para dois ou menos (não incluindo a duplicação em si).


Parece que o flagelo bacteriano continua sendo - e talvez seja - um desafio muito maior ao darwinismo desde quando Behe escreveu o livro A Caixa Preta de Darwin em 1996.

Fonte: Evolution News