Estratificação evolucionária e os limites para a perfeição celular

(Por Enézio E. de Almeida Filho)

 

 

Evolutionary layering and the limits to cellular perfection

Michael Lynch1

– Author Affiliations

Department of Biology, Indiana University, Bloomington, IN 47405

Contributed by Michael Lynch, September 24, 2012 (sent for review June 19, 2012)

Abstract

Although observations from biochemistry and cell biology seemingly illustrate hundreds of examples of exquisite molecular adaptations, the fact that experimental manipulation can often result in improvements in cellular infrastructure raises the question as to what ultimately limits the level of molecular perfection achievable by natural selection. Here, it is argued that random genetic drift can impose a strong barrier to the advancement of molecular refinements by adaptive processes. Moreover, although substantial improvements in fitness may sometimes be accomplished via the emergence of novel cellular features that improve on previously established mechanisms, such advances are expected to often be transient, with overall fitness eventually returning to the level before incorporation of the genetic novelty. As a consequence of such changes, increased molecular/cellular complexity can arise by Darwinian processes, while yielding no long-term increase in adaptation and imposing increased energetic and mutational costs.

genetic load cellular evolution robustness nonadaptive evolution

Footnotes

↵1E-mail: milynch@indiana.edu.

Author contributions: M.L. designed research, performed research, analyzed data, and wrote the paper.

The author declares no conflict of interest.

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NOTAS DESTE BLOGGER

Professores, pesquisadores e alunos de universidades públicas e privadas com acesso ao site CAPES/Periódicos podem ler gratuitamente este artigo do PNAS e de mais 22.444 publicações científicas.

LEIA CUM GRANO SALIS:

“Random genetic drift can impose a strong barrier to the advancement of molecular refinements by adaptive processes.” 

[A deriva genética aleatória pode impor uma forte barreira ao avanço dos refinamentos moleculares através de processos adaptativos]

“Moreover, although substantial improvements in fitness may sometimes be accomplished via the emergence of novel cellular features that improve on previously established mechanisms” 

[Além disso, embora melhoras substanciais em aptidão possam algumas vezes ser realizadas via emergência de novas características celulares que melhoram a partir de mecanismos previamente estabelecidos]

“Increased molecular/cellular complexity can arise by Darwinian processes, while yielding no long-term increase in adaptation and imposing increased energetic and mutational costs. “

[Complexidade molecular/celular crescente pode surgir por processos darwinistas embora não produzindo aumento de longo termo na adaptação e impondo crescentes custos energéticos e mutacionais]

SOBRE OS OMBROS DE UM GIGANTE:

A deriva genética é principalmente um movimento ‘degenerativo’, e não generativo. As ‘melhoras substanciais’ mencionadas acima, basicamente equivalem ao ‘Natural Genetic Engineering’ [Engenharia genética natural] de James A. Shapiro, do Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, da Universidade de Chicago.

Finalmente, como temos aqui e ali mencionado neste blog, os processos darwinistas podem até aumentar a ‘complexidade’ (que é mais ou menos uma ação ‘degenerativa’, e não generativa), não é comparável à crescente ‘complexidade funcional’ conforme proposta pelos teóricos do Design Inteligente. Aqui Darwin é reprovado impiedosamente!!! Nem de segunda época ou dependência fica!!!

Muito obrigado Dr. Lynch, por ajudar a colocar mais um prego no caixão epistêmico de Darwin!!!

Contra Dobzhansky, Kirschner ‘falou e disse’: a evolução não é a base fundamental da biologia!!!

(Por Enezio E. de Almeida Filho)

 

O mantra de Theodosius Dobzhansky reverbera na retórica evolucionista contra os críticos e oponentes da teoria da evolução de Darwin através da seleção natural e n mecanismos evolucionários de A a Z (eita teoria científica extremamente plástica): 

“Nada em biologia faz sentido a não ser à luz da evolução”.

Mas há controvérsia, e da parte de biólogos evolucionistas de renome:

“Na verdade, nos últimos 100 anos, quase toda a biologia tem avançado independente da evolução, exceto a biologia evolucionária. A biologia molecular, a bioquímica, fisiologia, não levaram em conta a evolução de modo algum.” 

“In fact, over the last 100 years, almost all of biology has proceeded independent of evolution, except evolutionary biology itself. Molecular biology, biochemistry, physiology, have not taken evolution into account at all.” 

– Dr. Marc Kirschner, chefe do Departamento de Sistemas de Biologia, Faculdade de  Medicina da Universidade Harvard, em entrevista concedida ao Boston Globe, em 2005.

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Traduzindo em miúdos: Nada em biologia faz sentido a não ser à luz das evidências, e aonde elas forem dar…

Poluição da Água: Equipes de Limpeza Movidas a Sol

Foto gentilmente cedida por Universidade de Cornell Os pântanos contêm uma variedade de plantas, animais e bactérias. Eles podem ajudar a limpar a água corrente, o que dá aos pântanos uma capacidade natural de filtrar vários poluentes

Foto © John Todd Ecological Design  Para limpar a água naturalmente, uma série de tanques é instalada, criando miniecossistemas. Cada tanque contém plantas, animais e microrganismos capazes de remover poluentes específicos da água.

Foto gentilmente cedida por Worrell Water Technologies  O Zoológico de Emmen, na Holanda, utiliza um sistema interno chamado Living Machine® para limpar 832.790,6 l de água servida todos os dias. A água é então reutilizada como descarga nos sanitários, entre outras coisas. O consumo de água do zoológico atualmente é 84% menor do que antes da instalação do Living Machine.

Embora quase três quartos da Terra sejam cobertos por água, apenas 3% desse volume é de água doce. O restante está congelado ou é salgado demais para as pessoas beberem. Esse volume relativamente pequeno de água se move continuamente pelo ciclo de água da Terra (para mais informações, veja Bebendo Água do Mar). Por meio dele, a água fica pronta para ser reutilizada pelos mais de 6 bilhões de pessoas que vivem no planeta. Essa parceria entre seres humanos/natureza funciona contanto que não sobrecarreguemos a água com poluentes como substâncias químicas tóxicas e outros resíduos não biodegradáveis.

Contudo, estamos explorando a água em um ritmo alarmante, e as consequências normalmente são trágicas. Vários milhões de pessoas morrem todos os anos de doenças transmitidas pela água, e uma grande variedade de espécies animais é prejudicada pela água poluída.

A boa notícia é que a natureza sabe como limpar a água. Os pântanos — terrenos saturados de água ou cobertos de água em parte do ano — são máquinas de limpeza de água. Eles não só absorvem água como uma esponja, o que ajuda a evitar inundações, como também atuam como uma espécie de filtro natural. As plantas e bactérias que vivem nos pântanos são capazes de decompor ou absorver poluentes antes que a água atinja nossos lagos, rios e córregos.

O que podemos aprender sobre limpeza de água com a natureza? Cada vez mais cientistas estão tentando responder a essa pergunta.

Como a Natureza Limpa a Água

Para descobrir como a natureza limpa a água, o biólogo marinho John Todd estudou os pântanos e poças de maré próximos a sua casa, em Cape Cod, Massachusetts. Ele também observou os viveiros de peixes e sistemas aquáticos usados por milhares de anos por agricultores na China e outras partes da Ásia.

Todd aprendeu que as espécies de diferentes ecossistemas — como aquelas em córregos, lagos, pântanos e poças de maré — têm uma incrível capacidade de autolimpeza e autoreparo. Ele descobriu que plantas como o junco filtram materiais suspensos em água. Outras absorvem metais tóxicos, como mercúrio e chumbo, e outras ainda produzem anticorpos que matam organismos capazes de causar doenças.

Como todos sabemos, os resíduos da maioria dos edifícios modernos são escoados para o meio ambiente, seja por meio de um sistema de tratamento municipal, ou um sistema séptico ou, nos casos piores, em cursos d’água próximos. Esses resíduos sólidos e líquidos devem ser tratados para evitar danos aos ecossistemas adjacentes. E se, em vez de escoarmos esses resíduos para usinas de tratamento de efluentes, conseguíssemos desenvolver um sistema que imitasse os ciclos de autolimpeza de pântanos, brejos e poças de maré?

Dessa forma, John Todd e seus colegas do Instituto New Alchemy inventaram o sistema Living Machines para fazer o mesmo trabalho que a natureza. Usando um conjunto de tanques contendo diferentes ecossistemas aquáticos, os Living Machines (também conhecidos como Eco-Machines) recebem água suja, ou esgoto, e a devolvem ao seu estado natural, livre de resíduos humanos poluentes.

Como funcionam os Living Machines? Os tanques são cheios de capim, algas, plantas vivas, peixes dourados, camarões de água doce e lesmas, assim como uma grande variedade de microrganismos e bactérias. Cada tanque forma um miniecossistema destinado a decompor o material inorgânico presente na água. A fonte primária de energia para esses sistemas é a luz solar.

A água servida percorre os diferentes tanques, que são ligados entre si por tubos conectores. Os resíduos gerados pelos ocupantes de um tanque escoam pelos tubos conectores e se tornam alimento para os ocupantes do outro. Após cerca de uma semana de filtragem, os resíduos são decompostos em nutrientes e alimentos para algas, insetos, lesmas e plantas aquáticas. A água anteriormente suja agora é considerada “água cinza”. Não podemos bebê-la, mas podemos usá-la para irrigação e para descarga em sanitários.

Os Living Machines podem ser pequenos, cabendo em uma sala de aula, ou grandes, com capacidade para processar a água servida de uma pequena cidade inteira. Podem até fazer parte do sistema de tratamento d’água de uma cidade grande.

Aprenda mais sobre os sistemas Living Machines, nos sites: