Novembro: Em Um Novo Livro, Michael Behe Cria Uma Armadilha Para Darwin

By Evolution News @DiscoveryCSC

Em 1996, a Caixa Preta de Darwin colocou Michael Behe na vanguarda do movimento de design inteligente que estava surgindo. O bioquímico da Lehigh University e pesquisador sênior do Discovery Institute tem assombrado os sonhos dos darwinistas desde então. Cada um de seus três livros gerou uma tempestade de críticas, em tudo, desde o New York Times e o jornal Science até os blogs privados de ateus profissionais. Behe diz que se divertiu refutando cada ataque. E agora a maior parte de suas respostas são coletadas em A Mousetrap for Darwin, com lançamento programado para o próximo mês pela Discovery Institute Press.

* Celebraremos o livro com um webinário ao vivo em 21 de novembro. Registre-se aqui agora porque as vagas são limitadas!

O livro inclui mais de cem de seus ensaios, juntamente com várias peças originais, incluindo uma nova introdução, epílogo e detalhes dos bastidores sobre algumas de suas batalhas com cientistas conhecidos e, em um caso, um juiz federal. A lógica afiada de Behe, o senso de humor irônico e o estilo acessível estão em exibição por toda parte.

O título do volume alude à ilustração caseira de Behe de complexidade irredutível. Como Behe explica, uma ratoeira comum com uma parte faltando não funciona um pouco pior. Ela não funciona de jeito nenhum. É irredutivelmente complexa. O mesmo vale para o motor do flagelo bacteriano retratado na capa do livro. Idem para uma série de outras máquinas moleculares engenhosas. Entretanto, o processo darwiniano não pode selecionar um estágio não funcional que esteja no caminho para alguma função futura. Então, como a evolução cega poderia organizar as partes bioquímicas nesses complexos todos funcionais, num pequeno passo de cada vez, como Darwin e seus seguidores imaginam? Behe diz que uma série de evidências recentes – desde o estudo da evolução de micróbios até as mutações em cães e ursos polares – sugere que não. Em vez disso, a evolução funciona principalmente quebrando coisas para benefício de curto prazo.

O que pode? Design inteligente.

Behe diz que um dos melhores indicadores de que ele está no caminho certo é a pura vacuidade dos ataques dirigidos contra ele, muitos oferecidos por cientistas inegavelmente brilhantes. Seus críticos rotineiramente descaracterizam seus argumentos, atacando espantalhos em vez do que ele realmente disse. O novo volume deixa isso bem claro.

Alguns dos críticos de Behe também gostam de afirmar que ele ignorou esta ou aquela crítica relevante. Mas Behe respondeu, normalmente em locais bastante proeminentes – de forma clara, convincente e, na maioria dos casos, com seu bom humor inimitável. A prova está em A Mousetrap for Darwin.

O volume é dividido em oito seções e cobre os debates estimulados pela Caixa Preta de Darwin (1996), o teste de design inteligente de Dover, The Edge of Evolution (2007) e, mais recentemente, Darwin Devolves (2019).

Ajude-nos a celebrar Mike Behe e sua longa e valente luta pela verdade científica! Junte-se a nós em 21 de novembro.

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[* O evento ocorrerá nos EUA]

Estruturas Não Evoluem Antes De Serem Necessárias

By Cornelius Hunter | DarwinsPredictions

Uma premissa fundamental da teoria da evolução é que a evolução não tem previsão. É um processo cego que responde às necessidades atuais, não futuras. Isso significa que as estruturas biológicas não evoluem antes de serem necessárias. Mas muitos exemplos disso foram descobertos nos últimos anos. Por exemplo, nos estágios embrionários de uma ampla variedade de organismos, o desenvolvimento do sistema de visão é orquestrado por genes de controle semelhantes, conhecidos como fatores de transcrição. Como um artigo explicou, “Todos os olhos, invertebrados e vertebrados, se desenvolvem por meio de uma cascata de fatores de transcrição semelhantes, apesar das vastas distâncias filogenéticas.“ (Wake, Wake and Specht)

Como esses fatores de transcrição são tão prevalentes na árvore evolutiva, eles devem ter evoluído nos estágios iniciais da evolução, em um ancestral comum inicial. Mas isso foi antes de qualquer sistema de visão ter evoluído. O sistema de visão é apenas um dos vários exemplos que mostram que os componentes genéticos de muitas das atuais vias de desenvolvimento embrionário devem estar presentes muito antes de tais vias existirem. Os evolucionistas agora se referem ao aparecimento desses componentes genéticos, antes de serem usados como tais, como pré – adaptação :

Comparações de genomas mostram que os primeiros clados contêm cada vez mais genes que medeiam o desenvolvimento de características complexas vistas apenas em ramos metazoários posteriores… A existência de elementos principais do kit de ferramentas de desenvolvimento bilateral nesses organismos mais simples implica que esses componentes evoluíram para outras funções além da produção de morfologia complexa, pré-adaptando o genoma para a diferenciação morfológica que ocorreu proeminente na filogenia dos metazoários. (Marshall e Valentine)

Essa pré-adaptação vai além do desenvolvimento embrionário. Por exemplo, vários componentes-chave do cérebro humano são encontrados em organismos unicelulares chamados coanoflagelados. Portanto, esses componentes-chave devem ter evoluído em organismos unicelulares, muito antes dos animais, cérebros e células nervosas existirem. Como explicou um evolucionista: “Os coanoflagelados têm muitos precursores para coisas que pensávamos estar presentes apenas em animais”. (Marshall)
Outro exemplo são as máquinas moleculares para o transporte de proteínas através da membrana interna da mitocôndria, que deve ter evoluído muito antes das mitocôndrias existirem. (Clements et. Al.)

Como explicou um evolucionista: “Você olha para as máquinas celulares e diz: por que diabos a biologia faria algo assim? É muito bizarro. Mas quando você pensa sobre isso de uma forma evolucionária neutra, em que essas máquinas surgem antes que haja uma necessidade delas, então faz sentido”. (Keim)

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Referências

▫ Clements, A., D. Bursac, X. Gatsos, et. al. 2009. “The reducible complexity of a mitochondrial molecular machine.” Proceedings of the National Academy of Sciences 106:15791-15795.

▫ Keim, Brandon. 2009. “More ‘Evidence’ of Intelligent Design Shot Down by Science.” Wired Aug. 27. http://www.wired.com/wiredscience/2009/08/reduciblecomplexity/

▫ Marshall, Michael. 2011. “Your brain chemistry existed before animals did.” NewScientist September 1.

▫ Marshall C., J. Valentine. 2010. “The importance of preadapted genomes in the origin of the animal bodyplans and the Cambrian explosion.” Evolution 64:1189-1201.

▫ Wake D., M. Wake, C. Specht. 2011. “Homoplasy: from detecting pattern to determining process and mechanism of evolution.” Science 331:1032-1035.

Superfícies Impermeáveis Inspiradas Em Cigarras, Mais Próximas Da Realidade, Relatam Pesquisadores

PhysOrg por Lois Yoksoulian, Universidade de Illinois em Urbana-Champaign

Pesquisadores demonstraram uma nova técnica de fabricação que lhes permite replicar as nanoestruturas encontradas nas asas das cigarras, que as tornam repelentes de água e micróbios. Crédito: Wayne Boo, US Geological Survey

Um grupo multidisciplinar que estuda as propriedades físicas e químicas das asas dos insetos demonstrou a capacidade de reproduzir as nanoestruturas que ajudam as asas das cigarras a repelir a água e evitar que bactérias se instalem na superfície. A nova técnica – que usa esmaltes comerciais – é econômica e direta, e os pesquisadores disseram que ajudará a fabricar futuros materiais à prova d’água de alta tecnologia.

A equipe usou uma versão simplificada de um processo de fabricação – chamado de litografia de nanoimpressão – para fazer um modelo das complexas nanoestruturas em forma de pilar nas asas de Neotibicen pruinosus, uma cigarra anual encontrada na região central dos Estados Unidos. Os modelos são totalmente dissolvíveis e produzem réplicas com uma média de 94,4% da altura do pilar e 106% da asa original , ou diâmetro do pilar da estrutura principal, disseram os pesquisadores.

Os resultados do estudo foram publicados na revista Nano Letters.

“Escolhemos trabalhar com asas dessa espécie de cigarra porque nosso trabalho anterior demonstra como as complexas nanoestruturas em suas asas fornecem uma excelente capacidade de repelir água. Essa é uma propriedade altamente desejável que será útil em muitas aplicações de engenharia de materiais, de asas de aeronaves à equipamentos médicos”, disse Marianne Alleyne, professora de entomologia da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, que co-liderou o estudo com Donald Cropek, do Laboratório de Pesquisa em Engenharia de Construção do Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA, e Nenad Miljkovic, professor de ciência mecânica e engenharia em Illinois.

A litografia de nanoimpressão não é nova, mas pode ser trabalhosa e cara, disseram os pesquisadores. Algumas abordagens usam materiais tóxicos que podem danificar o objeto original copiado, como uma delicada asa de cigarra. Outros requerem altas temperaturas que não são compatíveis com amostras biológicas, como plantas ou insetos.

Um esquema que mostra o processo de fabricação litográfica de nanoimpressão dos nanopilares encontrados nas asas das cigarras. Crédito: American Chemical Society. Para obter mais informações, visite pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.0c01547.

“Nosso processo nos permite fazer isso em um laboratório aberto em temperatura ambiente e pressão atmosférica“, disse Cropek. “Usamos esmalte de unha e álcool isopropílico, que não causa nenhum dano às delicadas nanoestruturas das asas”.

No laboratório, a equipe aplica um esmalte de secagem rápida diretamente na asa de uma cigarra, que depois cura em temperatura ambiente.

“Não foi fácil encontrar a fórmula certa de esmalte porque queremos evitar um que deforme ou estique o molde durante a remoção“, disse Alleyne. Depois de concluído, o modelo pode ser revestido com um polímero ou metal e então dissolvido, deixando apenas a réplica de metal ou polímero.

Para mostrar a versatilidade do novo método, a equipe experimentou dois materiais de réplica muito diferentes: cobre metálico e um polímero orgânico à base de silício flexível chamado PDMS.

“Nós mostramos que a técnica é compatível com deposição física de vapor e deposição eletroquímica de metais, óxidos ou cerâmicas, bem como deposição química de vapor e revestimento por rotação de materiais mais macios como polímeros“, disse Miljkovic.

“O cobre é particularmente interessante para nós por causa de suas propriedades antimicrobianas inerentes, e nosso trabalho anterior indica que algumas espécies de cigarras exibem propriedades antimicrobianas em suas asas“, disse Alleyne. “Não sabemos se são os produtos químicos na superfície da asa ou as nanoestruturas físicas, ou uma combinação de química e topografia, que produzem a atividade bactericida, mas ser capaz de produzir materiais com diferentes químicas e estruturas nos ajudará a responder essa questão fundamental. Este novo método de fabricação relativamente simples nos ajudará a projetar materiais de engenharia multifuncionais“.

[Ênfase adicionada]

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More information: Junho Oh et al, Dissolvable Template Nanoimprint Lithography: A Facile and Versatile Nanoscale Replication Technique, Nano Letters (2020).DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c01547

Journal information: Nano Letters

A Ventosa Inspirada No Polvo Transfere Enxertos De Tecidos Finos E Delicados E Biossensores

Science Daily | Purdue University |University of Illinois | Chung-Ang University

16 de outubro de 2020

Close up dos braços de polvo com sugadores(ventosas) (imagem conservada em estoque).

Enxertos de tecido fino e eletrônicos flexíveis têm uma série de aplicações para cicatrização de feridas, medicina regenerativa e biossensor. Um novo dispositivo inspirado em um sugador(ventosas) de polvo transfere rapidamente tecido delicado ou folhas eletrônicas para o paciente, superando uma barreira fundamental para a aplicação clínica, de acordo com pesquisadores da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign e colaboradores.

“Nas últimas décadas, células ou lençóis de tecido têm sido cada vez mais usados para tratar tecidos feridos ou doentes. Um aspecto crucial da cirurgia de transplante de tecido, como a cirurgia de transplante de tecido da córnea, é a preensão cirúrgica e o transplante seguro de tecidos moles. No entanto, o manuseio dessas substâncias vivas continuam sendo um grande desafio porque são frágeis e se amassam facilmente quando coletadas dos meios de cultura“, disse o líder do estudo Hyunjoon Kong, professor de engenharia química e biomolecular em Illinois.

O grupo de Kong, junto com colaboradores da Purdue University, da University of Illinois at Chicago, da Chung-Ang University na Coreia do Sul e do Korea Advanced Institute for Science and Technology, publicou seu trabalho na revista Science Advances.

Os métodos atuais de transferência de folhas envolvem seu crescimento em um polímero macio sensível à temperatura que, uma vez transferido, encolhe e libera a película fina. No entanto, este processo leva de 30 a 60 minutos para transferir uma única folha, requer técnicos qualificados e corre o risco de rasgar ou enrugar, disse Kong.

“Durante a cirurgia, os cirurgiões devem minimizar o risco de danos aos tecidos moles e transplantar rapidamente, sem contaminação. Além disso, a transferência de materiais ultrafinos sem rugas ou danos é outro aspecto crucial“, disse Kong.

Buscando uma maneira de pegar e liberar rapidamente as finas e delicadas camadas de células ou aparelhos eletrônicos sem danificá-los, os pesquisadores se voltaram para o reino animal em busca de inspiração. Ver a maneira como um polvo ou lula pode pegar objetos secos e molhados de todas as formas com pequenas mudanças de pressão em suas ventosas movidas a músculos, em vez de um adesivo químico pegajoso, deu aos pesquisadores uma idéia.

Eles projetaram um manipulador feito de uma camada sensível à temperatura de hidrogel macio ligada a um aquecedor elétrico. Para pegar uma folha fina, os pesquisadores aquecem suavemente o hidrogel para encolhê-la, depois o pressionam contra a folha e desligam o fogo. O hidrogel se expande levemente, criando sucção com o tecido mole ou filme eletrônico flexível para que possa ser levantado e transferido. Em seguida, eles colocam suavemente o filme fino no alvo e ligam o aquecedor novamente, encolhendo o hidrogel e liberando a folha.

Todo o processo leva cerca de 10 segundos.

Em seguida, os pesquisadores esperam integrar sensores ao manipulador, para aproveitar ainda mais suas vantagens de design suave e bioinspirado.

“Por exemplo, ao integrar sensores de pressão com o manipulador, seria possível monitorar a deformação dos objetos-alvo durante o contato e, por sua vez, ajustar a força de sucção a um nível em que os materiais retenham sua integridade estrutural e funcionalidade“, disse Kong . “Fazendo isso, podemos melhorar a segurança e a precisão do manuseio desses materiais. Além disso, pretendemos examinar a eficácia terapêutica de células e tecidos transferidos pelo manipulador macio.”

A National Science Foundation, os National Institutes of Health, o Department of Defense Vision Research Program e o Jump Applied Research in Community Health por meio do fundo de Engenharia e Simulação apoiaram este trabalho.

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Multimídia Relacionada :

Vídeo do YouTube: transferência de tecido fino inspirado no polvo:

[*Obs: ênfase adicionada. Imagem do Science Daily – com os créditos]

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Journal Reference:

1. Byoung Soo Kim, Min Ku Kim, Younghak Cho, Eman E. Hamed, Martha U. Gillette, Hyeongyun Cha, Nenad Miljkovic, Vinay K. Aakalu, Kai Kang, Kyung-No Son, Kyle M. Schachtschneider, Lawrence B. Schook, Chenfei Hu, Gabriel Popescu, Yeonsoo Park, William C. Ballance, Seunggun Yu, Sung Gap Im, Jonghwi Lee, Chi Hwan Lee, Hyunjoon Kong. Electrothermal soft manipulator enabling safe transport and handling of thin cell/tissue sheets and bioelectronic devices. Science Advances, 2020; 6 (42): eabc5630 DOI:10.1126/sciadv.abc5630

Morfogênese: Codificação Para Forma

Evolution News @DiscoveryCSC

Organismos são hierarquias de formas. As bactérias formam hastes, espirais e esferas. Os eucariotos unicelulares constroem diversas organelas por dentro e assumem uma forma característica por fora (compare Stentor, Paramecium e Amoeba ). Pense em todas as variedades de formas em organismos multicelulares de Volvox(colônia de organismos unicelulares aquáticos [algas]) a eucariotos complexos – hidra, rotíferos, planários na extremidade microscópica; caranguejos, polvos e besouros na faixa intermediária inferior; castores, rosas e humanos na faixa média superior; baleias, sequóias e braquiossauros na extremidade grande. As plantas geram caules, folhas e flores. Os animais desenvolvem tecidos que se organizam em órgãos que se combinam nos planos do corpo. Como todas essas formas 3-D emergem de um código linear? Esse é o enigma da morfogênese.

Totalidades Funcionais

Os biólogos sabem sobre códigos genéticos para moléculas muito bem agora, mas onde está o software para anatomia? O modismo recente para impressão 3D é rude em comparação. Essas máquinas podem produzir uma forma a partir de um código linear, mas elas simplesmente constroem um objeto estático, uma camada de cada vez, usando material homogêneo. A morfogênese requer reunir diversos materiais para construir máquinas em movimento, como corações. Elas devem continuar funcionando em todos os níveis enquanto estão em conexão com outras máquinas móveis durante a construção. O produto final é o que Douglas Axe chama de “todo funcional” ( Inegável , p. 143).

Todos funcionais em biologia são compostos de componentes e subcomponentes funcionais organizados hierarquicamente e constituintes elementares que não funcionam apenas no espaço tridimensional, mas na quarta dimensão do tempo. Elas também possuem a notável propriedade de auto-reparo.

Michael Levin, diretor do Allen Discovery Center na Tufts University e Associate Faculty no Instituto Wyss da Harvard University, está perplexo com a origem das formas biológicas. Ele escreve em The Scientist:

Embora os genomas codifiquem previsivelmente as proteínas presentes nas células, uma lista simples de partes moleculares não nos diz o suficiente sobre o layout anatômico ou o potencial regenerativo do corpo que as células trabalharão para construir. Os genomas não são um projeto para a anatomia e a edição do genoma é fundamentalmente limitada pelo fato de que é muito difícil inferir quais genes ajustar e como atingir os resultados anatômicos complexos desejados. Da mesma forma, as células-tronco geram os blocos de construção dos órgãos, mas a capacidade de organizar tipos específicos de células em uma mão ou olho humano funcional esteve e estará além do alcance da manipulação direta por muito tempo. [Enfase adicionada.]

No filme Terminator 2, o assassino do futuro é esmagado em mil fragmentos de metal líquido e, em seguida, se reconstitui para continuar sua missão. É uma peça de efeitos especiais muito inteligente, mas quando você pensa sobre o problema, como cada fragmento poderia saber para onde ir? E, no entanto, algo assim acontece em organismos que são capazes de se regenerar, como hidras, planárias, axolotes e algumas outras espécies. Algo assim também ocorre durante o desenvolvimento embrionário.

Após várias rodadas de divisão celular de clones, começa a diversificação e a forma começa a surgir. Cada célula ganha um papel e um destino para cumprir esse papel. Veja o videoclipe da Illustra Media sobre o desenvolvimento embrionário de pintinhos:

Além do DNA

No desenvolvimento embrionário humano, algo além do DNA diz à massa em crescimento quantas células do fígado são necessárias, como elas devem se organizar na forma familiar do fígado, quantos vasos sanguíneos são necessários para suprir o fígado. Além disso, algo regula como essas formas coordenam seu crescimento desde o bebê até o adulto. O fígado sempre termina no tamanho e posição adequados sob as costelas do lado direito, com as conexões certas com outros órgãos. Todos os órgãos e sistemas seguem esse processo direcionado a um objetivo.

Alcançar esse resultado requer muito mais informações do que o código do DNA possui apenas para as enzimas hepáticas, por mais complexo que seja. Onde está o “software de biologia – as regras que permitem grande plasticidade em como os coletivos de células geram anatomias confiáveis”?

Responder à questão exigirá pesquisas interdisciplinares, ressalta Levin. Os cientistas apenas deram alguns passos de bebê para resolver esse enorme quebra-cabeça. Tudo o que eles podem fazer atualmente é tentar dividir a questão em subquestões administráveis.

Mas os pesquisadores que trabalham nas áreas de morfologia sintética e biofísica regenerativa estão começando a entender as regras que regem a plasticidade do crescimento e reparo de órgãos. Em vez de tarefas de microgerenciamento que são complexas demais para serem implementadas diretamente no nível celular ou molecular, e se resolvêssemos o mistério de como grupos de células cooperam para construir corpos multicelulares específicos durante a embriogênese e a regeneração? Talvez então pudéssemos descobrir como motivar os coletivos de células a construir quaisquer características anatômicas que desejamos.

Até agora, eles conseguiram apenas que embriões de sapo desenvolvessem estranhas formas sintéticas por meio da engenharia genética. É um começo emocionante, pensa Levin, mas o trabalho lembra crianças em um parquinho.

Essas células reiniciaram sua multicelularidade em uma nova forma, sem alterações genômicas. Isso representa uma caixa de areia extremamente emocionante na qual os bioengenheiros podem atuar, com o objetivo de decodificar a lógica do controle anatômico e comportamental, bem como compreender a plasticidade das células e a relação dos genomas com as anatomias.

Uma revolução biológica

Este trabalho pode representar o início de uma revolução biológica tão significativa quanto a revolução genômica, quando a genética passou das moléculas aos códigos. Ele representa o próximo passo: “elucidar os cálculos que as células e grupos de células realizam para orquestrar a construção de tecidos e órgãos em uma escala de corpo inteiro”. É como se os bioquímicos tivessem entendido como os instrumentos musicais são feitos e agora quisessem ver como a música é executada e como a música é derivada de uma partitura codificada por símbolos silenciosos em uma página. Mas eles estão tentando fazer tudo isso sem o protagonista: o compositor!

A próxima geração de avanços nesta área de pesquisa surgirá do fluxo de ideias entre cientistas da computação e biólogos. Desbloquear todo o potencial da medicina regenerativa exigirá que a biologia faça a jornada que a ciência da computação já percorreu , desde o foco no hardware – as proteínas e vias bioquímicas que realizam operações celulares – até o software fisiológico que permite que redes de células adquiram, armazenem e agir com base nas informações sobre a geometria do órgão e, na verdade, do corpo inteiro.

No mundo da informática, essa transição de reconectar o hardware para a reprogramação do fluxo de informações, alterando as entradas, deu origem à revolução da tecnologia da informação. Essa mudança de perspectiva pode transformar a biologia, permitindo que os cientistas alcancem as visões ainda futurísticas da medicina regenerativa.

O esforço também pode transformar a engenharia, diz ele. Os engenheiros podem aprender como os organismos constroem estruturas que ainda funcionam em ambientes ruidosos e podem permanecer resistentes a perturbações.

Mesmo quando seu grupo faz a engenharia genética de embriões de rã, diz Levin, os embriões tendem a encontrar o caminho de volta à forma desejada, como se um processo de monitoramento comparasse constantemente suas atividades com a forma ideal. Como essas informações são armazenadas e comunicadas?

O notável não é simplesmente que o crescimento começa após uma lesão e que vários tipos de células são gerados, mas que esses corpos crescerão e se remodelarão até que uma anatomia correta esteja completa, e então eles param. Como o sistema identifica a morfologia alvo correta, orquestra os comportamentos individuais das células para chegar lá e determina quando o trabalho está concluído? Como ele comunica essas informações para controlar as atividades celulares subjacentes?

Essas são questões estimulantes para a comunidade de DIs considerar. O DI compreende previsão, controle e comunicação.

O darwinismo está à altura da tarefa?

Levin tenta trazer a evolução para o cenário.

A evolução explora três modalidades para atingir essa homeostase anatômica: gradientes bioquímicos, circuitos bioelétricos e forças biofísicas. Eles interagem para permitir que a mesma forma em grande escala surja, apesar de perturbações significativas.

Mas isso não é evolução darwiniana de forma alguma! Um processo físico sem sentido e sem objetivo não se importa com o que acontece. Não pode explorar. Não pode alcançar. Não pode ativar. Essa afirmação é como colocar um adesivo de Darwin em um maquinário de design inteligente. Muito menos pode o darwinismo sinalizar, criar e operar redes elétricas, tomar decisões ou regular qualquer coisa.

Observar não é explicar. O grupo de Levin pode observar o que acontece, mas ele apela a causas inadequadas para explicá-las. A equipe pode ajustar os processos de trabalho para obter resultados modificados, mas não pode explicar seu surgimento. Eles podem imitá-los, mas não originá-los. Eles podem compará-los a computadores e softwares projetados de forma inteligente, mas não levam em conta as semelhanças apelando para causas opostas.

A imagem emergente neste campo é que o software anatômico é altamente modular – uma propriedade-chave que os cientistas da computação exploram como sub – rotinas e que muito provavelmente contribui em grande parte para a evolução biológica e a plasticidade evolutiva.

“Evolucionabilidade” e “plasticidade evolutiva” são termos altamente enganosos. O que Levin significa é a capacidade de aprender e se adaptar às circunstâncias. Isso requer design. E por que a plasticidade deve ser evolutiva?Pegue a palavra eletrônica e reconheça o conceito como robustez. Isso também é design. A tolerância a perturbações, com alguma margem de manobra para mudanças, é uma boa estratégia de projeto. As composições musicais também permitem alguma plasticidade, como quando o compositor marca “Ad lib” para uma improvisação ou dá espaço para uma cadência. As obras também podem ser modificadas para conjuntos diferentes, como quando uma obra orquestral é transcrita para orquestra de câmara ou piano.

Aqui está outro exemplo de fixação de um adesivo “Feito por Darwin” em conceitos de design:

Na biomedicina molecular, ainda estamos focados principalmente na manipulação do hardware celular – as proteínas que cada célula pode explorar. Mas a evolução garantiu que os coletivos celulares usem essa máquina versátil para processar informações de maneira flexível e implementar uma ampla gama de resultados de formato corporal em grande escala. Este é o software da biologia: a memória, a plasticidade e a reprogramação das redes de controle morfogenético.

Tal afirmação não faz sentido. A evolução não consegue entender as máquinas ou garantir que as células as usem.

Design Science está à altura da tarefa?

Somente a ciência do design tem a estrutura conceitual para entender este “novo tipo de epigenética, informação que é armazenada em um meio diferente de sequências de DNA e cromatina”. Tecnologia da Informação (TI) é design science por definição. Levin essencialmente repete a falácia de Darwin de usar a seleção artificial como um análogo da seleção natural, exceto que, na morfogênese, inferimos a atividade de uma inteligência projetada a partir de seus efeitos e de nossa experiência uniforme com a capacidade da mente de organizar componentes para atingir alvos de maneira confiável.

O progresso será lento se o DI assumir a liderança na pesquisa em morfogênese? Certamente não. Os cientistas do design podem continuar o trabalho com embriões de rã e engenharia genética. Na verdade, eles provavelmente trabalharão de forma mais produtiva, sem o peso da bagagem do antigo mito vitoriano de Darwin.

O acaso não é uma causa; inteligência é. A inteligência pode conceber um plano, exercer a previsão para identificar os requisitos e, então, executar o plano programando os componentes para cumprir o plano. Na vanguarda desta grande revolução biológica, é hora de reconhecer que o software anatômico é um design inteligente em todos os seus aspectos.

TECNOLOGIA? EI, INSETOS INVENTARAM TUDO ANTES DE NÓS!

By Eric Holloway | Mind Matters

Os insetos parecem pequenos robôs, não é? Robôs vivos também, desafiando nossas melhores tentativas de recriar algo como eles.

Um artigo científico de 2018 “Não é um bug, é um recurso: materiais funcionais em insetos” mostra como essas pequenas criaturas são incríveis do ponto de vista das ciências dos materiais. O jornal é de acesso aberto para que você possa lê-lo por si mesmo. Mas deixe-me também ilustrar algumas das notáveis “tecnologias” que os insetos usam, capturadas em vídeo:

Esta “libélula” biônica realmente voa, mais ou menos:

Mas o mesmo acontece com bilhões de libélulas selvagens que voam de forma muito eficiente, a fim de caçar:

A gama de recursos de materiais é surpreendente. As cigarras têm um alto-falante com um clique que usam para amplificar o som emitido. As mariposas tigre têm um sistema semelhante que usam para bloquear o sonar de morcegos.

As borboletas asa-de-vidro têm asas quase completamente transparentes, sem qualquer refletância, criando uma quase invisibilidade:

A cigarrinha se cobre com pequenas bolas de futebol de proteína (brocossomos) à prova d’água e se camufla.

O brilho metálico nos besouros de joias é causado pela luz refletida desordenadamente nas várias camadas de sua concha.

O besouro branco apresenta uma desordem completa em sua concha para refletir todas as cores.

Há também a bioluminesência que conhecemos dos vaga-lumes. você sabia que suas larvas também podem brilhar?

Por fim, você sabia que existe uma espécie de besouro que procura incêndios florestais para colocar seus ovos? O besouro caçador de incêndios florestais (Melanophila acuminata) tem um sensor infravermelho especialmente ajustado para detectar as temperaturas resultantes de um incêndio florestal a até três milhas de distância, para que possa encontrar uma conífera queimada para depositar seu ovos.

A gama de maravilhas nos insetos é surpreendente – e muito difícil de explicar. Essa estranheza da natureza – invenções altamente especializadas para tarefas biológicas específicas – é observada por Richard Dawkins em seu livro The Blind Watchmaker (1986). Ele conclui: “No entanto, os resultados vivos da seleção natural nos impressionam de forma esmagadora com a aparência de design como se fosse de um mestre relojoeiro, impressiona-nos com a ilusão de design e planejamento.”

No entanto, Dawkins não acha que realmente exista algum design na natureza. Sua solução é a evolução darwiniana, pela qual as invenções emergem em um pequeno passo incremental de cada vez em resposta à seleção natural (sobrevivência do mais apto).

Podemos testar isso?

Na verdade, podemos simular esse processo em um computador, usando algoritmos evolutivos. Recebemos maravilhas da engenharia mecânica e de materiais, como bioluminescência e bolas de futebol à prova d’água?

Os engenheiros testaram a evolução darwiniana na última década e meia em uma competição chamada Humies, na qual competem novas invenções humanas, produzidas por algoritmos evolutivos. No entanto, se você examinar a lista de vencedores anteriores, notará um padrão. Todos os prêmios são para o que é chamado de “ajuste de parâmetro”. O trabalho criativo e árduo de chegar ao projeto geral da invenção já foi feito por um engenheiro humano e codificado como uma função objetivo para o algoritmo evolutivo otimizar. O algoritmo evolucionário já foi informado para onde ir.

Então, quando pegamos a solução de Dawkins para as capacidades intrincadas e bem ajustadas exibidas por insetos e a aplicamos à engenharia do mundo real, tudo o que obtemos são sofisticados botões de ajustes. De qualquer forma, o algoritmo evolutivo é em si um produto da invenção humana e não pode se inventar sozinho .

Em suma, a evolução darwiniana é incapaz de produzir algo próximo à engenharia humana e a engenharia humana é incapaz de produzir algo próximo à engenharia natural. Isso prediz sucesso para a evolução darwiniana como uma explicação para maravilhas biológicas? Ou a resposta está em algo que é mais parecido com a inteligência humana, mas muito mais assustadoramente poderoso?

Nota: Muito recentemente, New Scientist e The Economist publicaram artigos que sugerem que eles estão repensando a evolução darwiniana ensinada de forma controversa na escola. A New Scientist nos diz que devemos “repensar a teoria da natureza” e o The Economist nos diz que os híbridos “transformaram” a teoria da evolução. Eles, sem dúvida, ainda são naturalistas (isto é, eles acreditam que a natureza é tudo o que existe), mas a quantidade absoluta de inteligência e engenhosidade na natureza torna o darwinismo estrito, como defendido por Richard Dawkins, cada vez mais difícil de acreditar.

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Evolução Dos Humanos? Armado Com As Evidências, A História Se Desfaz

Eric H. Anderson | Evolution News

13 de outubro de 2020,

Nota do editor: Eric Anderson é advogado, executivo de uma empresa de software e co-autor do livro recém-lançado, Evolution and Intelligent Design in a Nutshell.

Na semana passada, os leitores de ciência acordaram com manchetes sem fôlego sobre nossa própria evolução contínua. A evidência? Uma artéria extra no antebraço de alguns adultos. Desta vez não era sobre algum pássaro obscuro em uma ilha remota. Agora éramos nós – uma prova de que os humanos ainda estão evoluindo! Dado esse fator de interesse pessoal, a história se espalhou rapidamente. “A evolução nos arma com uma artéria extra”, como Cosmos brincou. Uma manchete do Science Alert foi mais direta, tanto sobre a observação quanto sobre as implicações: “ Mais humanos estão desenvolvendo uma artéria extra em nossos braços, mostrando que ainda estamos evoluindo”.

Reportando no Journal of Anatomy, cientistas na Austrália descobriram que mais adultos agora possuem uma “artéria mediana do antebraço”, em contraste com estudos nos últimos dois séculos.

Especificamente, com base em uma amostra de “78 membros superiores dissecados em duas universidades australianas diferentes”, os pesquisadores analisaram se uma artéria mediana no antebraço estava presente. Eles então compararam esse número com os de estudos anteriores e concluíram que “a prevalência das artérias medianas dos antebraços” desde 1846 aumentou de aproximadamente 10 por cento para mais de 30 por cento. Os autores calculam que, se a tendência continuar, quase todas as pessoas nascidas após 2100 terão uma artéria mediana.

Uma causa legítima de preocupação

A prevalência dessa artéria adicional pode ser significativa para a medicina moderna, porque às vezes a “artéria mediana, quando presente, passa pelo túnel do carpo, podendo comprimir o nervo mediano, causando a síndrome do túnel do carpo”. Dado que milhões de nós lutamos com a síndrome do túnel do carpo em nosso mundo infestado de dispositivos, este é um motivo potencialmente legítimo de preocupação.

Deixando de lado por um momento o pequeno tamanho da amostra (como os autores reconhecem), vamos supor que os números relatados neste estudo e em estudos anteriores de meados do século XIX refletem uma tendência genuína na prevalência da artéria mediana do antebraço. Vamos supor ainda que as projeções dos pesquisadores para o aumento futuro dessa prevalência estejam corretas e que todos os nascidos após 2100 carreguem uma artéria mediana. O que isso demonstra sobre a evolução?

Afinal, não é suficiente simplesmente observar uma mudança biológica e então declarar que, portanto, os humanos estão “evoluindo”.

Devemos olhar para a causa subjacente para entender o que realmente está acontecendo.

Regulando o Desenvolvimento Embrionário

Os autores do estudo reconhecem que a causa dessa mudança é desconhecida, mas sugerem que seja provavelmente o resultado de uma mutação em uma estrutura regulatória.

Especificamente, a artéria mediana é “uma estrutura embrionária, que normalmente regride por volta da 8ª semana de gestação”. A artéria mediana é, portanto, um aspecto perfeitamente normal da anatomia humana, presente durante o desenvolvimento embrionário inicial e, em seguida, geralmente desbotando ou desaparecendo totalmente à medida que as artérias radial e ulnar em cada lado do antebraço se desenvolvem e assumem a função.

Se pararmos aqui e considerarmos os fatos, já podemos ver os contornos claros de uma resposta racional baseada em fatos para o que está em questão. A artéria mediana é uma parte normal (presumivelmente essencial) do desenvolvimento embrionário inicial. Depois que a artéria faz seu trabalho, o embrião em desenvolvimento fecha a artéria mediana enquanto desenvolve as artérias radial e ulnar. Isso fala claramente sobre regulação e controle. Os tipos de coisas que são consistentes com um processo planejado e proposital.

Na verdade, os autores reconhecem que um sistema regulado está em funcionamento: “O mecanismo de regressão da artéria mediana é iniciado e regulado por genes específicos.

A persistência da artéria mediana na idade adulta indica falha na expressão desses genes” (grifo nosso). Os pesquisadores continuam sugerindo que essa falha no processo de regressão “pode ter resultado da alteração ou dano aos genes por mutações”, ou talvez um fator ambiental, como uma infecção da mãe, pudesse ter interrompido o processo de regressão.

Em ambos os casos, o que temos é um processo cuidadosamente controlado em direção a um resultado específico que foi interrompido. Infelizmente, os autores não seguem essa linha clara de pensamento, mas, em vez disso, voltam imediatamente ao paradigma evolucionário dentro do qual eles acham que as evidências precisam se encaixar, argumentando que o aumento da prevalência da artéria mediana “nos últimos 125 anos significa um verdadeiro processo evolutivo de mudança nos pools de genes ” e “ a prevalência de artérias medianas persistentes em antebraços adultos de pessoas em muitos países pode ser uma tendência associada ao processo evolutivo”.

As referências à evolução estão espalhadas por todo o artigo. No entanto, apesar da clara implicação de que a falha da regressão da artéria mediana é devido a um obstáculo em um processo de controle sofisticado, pouca atenção adicional é dada a esse fato. Os autores não mencionam “regulação” novamente e não há discussão sobre controles ou esboços de pesquisas adicionais que poderiam ser realizadas ao longo dessas linhas. Em vez disso, as observações são enfiadas em uma caixa mental do pensamento darwiniano, com apelos vagos à “pressão de seleção” como a causa da mudança observada. Parece haver uma cegueira coletiva para as evidências bem debaixo de nossos narizes.

Dois pontos finais de nota particular.

Darwin Devolves – novamente

Primeiro, nenhuma nova estrutura biológica foi observada e não há evidências de que a evolução produziu qualquer nova característica biológica.

Pelo contrário. Uma estrutura funcional, necessária para o desenvolvimento embrionário inicial, não foi removida quando normalmente seria eliminada no processo de desenvolvimento. Se isso conta como “evolução”, como dizem os autores e proclamam as manchetes, então certamente não é a evolução como Darwin a imaginou. A evolução precisa explicar (e Darwin pensou que estava explicando) a origem de novas características biológicas e, eventualmente, formas biológicas completamente novas.

Observar que uma estrutura pré-existente permanece em cena depois que deveria sair do palco à esquerda não nos diz nada sobre a origem da estrutura.

Em vez disso, o que parece que estamos observando no caso da artéria mediana humana é um colapso de um sistema pré-existente e uma falha de um processo regulatório em prosseguir ao longo de suas linhas pré-programadas. Apesar da narrativa evolutiva, o colapso dos sistemas existentes e o rompimento da programação genética é exatamente o que podemos esperar das mutações.

Se for descoberto que a persistência da artéria mediana na idade adulta é realmente o resultado de mutações, então o que teremos é mais um exemplo de genes quebrados e um processo quebrado – outro exemplo de mutações como perda de função, assim como Michael Behe argumentou em Darwin Devolves. Essas mudanças de-evolucionárias podem ser interessantes, mas não são um conforto para a história evolutiva. Na verdade, eles são precisamente o oposto do que a teoria da evolução tem a explicar.

Seleção natural para o resgate?

Em segundo lugar, apesar das sugestões dos pesquisadores em contrário, a persistência da artéria mediana dificilmente pode ser vista como um exemplo de seleção natural agindo em variações. Se for, então parece estar exatamente ao contrário do que afirma a teoria. Como já mencionado, potenciais implicações negativas para a síndrome do túnel do carpo estão disponíveis. Além disso, os autores observam as desvantagens da artéria persistente em termos de potencial “trombose, aneurisma, calcificação ou ruptura traumática” e reconhecem que “uma artéria mediana é geralmente considerada uma desvantagem quando surgem complicações devido à sua presença”. Por que então a seleção natural selecionaria agressivamente a artéria mediana no decorrer de apenas algumas gerações? O melhor que os autores podem oferecer para uma vantagem de seleção é que “em casos raros”, a artéria mediana poderia atuar como um “vaso de emergência” de reserva se ocorrer dano às artérias radial ou ulnar.

Em suma, as evidências citadas pelos próprios autores apontam para uma desvantagem abrangente na persistência da artéria mediana, sugerindo (pode-se concluir razoavelmente) que havia um propósito em primeiro lugar para a regressão da artéria após ela ter feito seu trabalho no início do desenvolvimento embrionário.

A fim de calçar a persistência da artéria mediana na narrativa evolutiva, os autores podem apresentar pouco mais do que uma possível vantagem contingente que pode ocorrer em “casos raros” como um backup de emergência (precisamente o tipo de coisa, a propósito, que a seleção natural seria cega em tudo, exceto nas circunstâncias mais incomuns).

Sucumbindo ao canto da sereia da evolução e ignorando o peso das próprias evidências que eles apresentaram, a explicação evolucionária dos autores consiste em pouco mais do que uma vaga referência à “pressão de seleção”, juntamente com uma curiosa cegueira para a observação baseada em fatos que eles fizeram anteriormente sobre a ruptura de uma estrutura regulatória pré-existente. Este grito simplista para Darwin não é algo que possa ser levado a sério como uma explicação científica. Em vez disso, isso dificulta nossa compreensão.

Um melhor entendimento

Ao que tudo indica, os pesquisadores fizeram um excelente trabalho e apresentaram boas informações.

Não denigro de forma alguma seus esforços de pesquisa. Na verdade, há uma série de questões valiosas relacionadas ao design que fluem naturalmente dessa pesquisa. Qual é o propósito biológico inicial da artéria mediana? Por que o embrião é pré-programado para eliminar a artéria mediana e que restrições de projeto e engenharia exigem essa regressão? Como a regressão é controlada e iniciada? Se a persistência da artéria mediana for devido a uma falha em uma chave reguladora, há maneiras de reativar a chave?

No entanto, com a evolução como guia, há pouco significado.

Este não é claramente um exemplo de evolução produzindo uma nova estrutura biológica ou uma nova característica anatômica – precisamente os tipos de coisas que a evolução deve ser capaz de explicar. Na verdade, este é um exemplo de devolução. Tampouco está claro, apesar dos apelos dos autores a uma “pressão de seleção”, que essa mudança na população humana tenha algo a ver com a seleção natural – a explicação normal para esses tipos de observações. Esta parece ser uma mudança não benéfica, com a seleção natural falhando em prevenir a persistência negativa da artéria, e certamente não sendo responsável pela produção da artéria em primeiro lugar.

Tanto para a seleção natural “escrutinar diariamente e de hora em hora, em todo o mundo, cada variação, mesmo a mais leve; rejeitando o que é ruim, preservando e somando tudo o que é bom ”, como Darwin escreveu em Origem das Espécies.

De uma perspectiva evolucionária, a seleção natural parece ter sido pega dormindo no trabalho.

POR QUE MUITOS CIENTISTAS CONSIDERAM AS CÉLULAS INTELIGENTES?

Mind Matters

As bactérias parecem mostrar um comportamento inteligente. Mas e quanto às células individuais em nossos corpos?

Recentemente, conversamos sobre como as bactérias são inteligentes. Os pesquisadores em resistência aos antibióticos devem lidar com as maneiras surpreendentemente complexas das bactérias “pensarem” para combatê-las. Por exemplo, algumas bactérias podem alertar outros indivíduos enquanto morrem por causa dos antibióticos. Mas e quanto às células individuais em nossos corpos?

Um cético poderia dizer que as bactérias são, afinal, entidades individuais como cães ou gatos. Há evidências de que as formas de vida individuais podem mostrar inteligência mesmo sem cérebro. Mas células dependentes?

Surpreendentemente, as células que não são independentes, mas parte de um corpo também podem mostrar algo que se parece com inteligência, como Michael Denton discute em Miracle of the Cell (2020):

Ninguém que tenha observado um leucócito (um glóbulo branco) propositalmente – pode-se mesmo dizer obstinadamente – perseguindo uma bactéria em um esfregaço de sangue discordaria.

MICHAEL DENTON, MIRACLE OF THE CELL, P. 15

Ele faz referência a este vídeo clássico de David Rogers, da University of New South Wales, chamado “Neutrophil Chasing Bacteria” :

Denton continua a dizer,

O que se testemunha ali parece transcender todas as nossas intuições: um minúsculo grão de matéria, invisível a olho nu, tão pequeno que cem deles poderiam ser alinhados na ponta de um alfinete, é aparentemente dotado de intenção e agência. É como assistir a um gato doméstico perseguindo um rato, ou uma chita perseguindo uma gazela na savana africana, ou mesmo um homem perseguindo um kudu no Kalahari.

MICHAEL DENTON, MIRACLE OF THE CELL, P. 15

Denton continua a dizer,

Não são apenas suas estratégias de caça… que se assemelham aos comportamentos de organismos superiores. Outro exemplo marcante são os rituais de namoro de ciliados, rituais que incluem danças de acasalamento pré-conjugal, aprendizado recíproco, toques repetidos de possíveis parceiros e até mesmo engano e trapaça ao comunicar a aptidão reprodutiva para parceiros em potencial.

MICHAEL DENTON, MIRACLE OF THE CELL, PP. 18-19

Para ser claro, a maioria dos pesquisadores não acredita que as células brancas do sangue ou bactérias sejam conscientes, como cães ou gatos. Elas são, no entanto, freqüentemente consideradas sencientes (capazes de sentir).

No mínimo, como máquinas complexas, elas estão cheias de informações críticas e interativas. E às vezes, também como máquinas complexas, elas conseguem assustadoramente se comportar como se estivessem conscientes.

Exceto por uma coisa: as células são muito mais complexas do que qualquer máquina que construímos. Portanto, se vimos um alto nível de inteligência artificial em ação, talvez não devêssemos nos surpreender com as células, que são muito mais complexas, a ponto de uma célula poder ser vista como um terceiro infinito, sendo os dois primeiros o universo e o átomo. Mas este terceiro infinito é principalmente de informação, não importa.

O engenheiro elétrico Perry Marshall examinou a questão da sensibilidade e inteligência das células e comentou:

A grande constatação que tive quando comecei isso foi os paralelos incríveis entre DNA e Ethernet, porque eu havia escrito um livro sobre Ethernet. As semelhanças eram quase assustadoras.Codificação, decodificação, detecção de erros, correção de erros, somas de verificação, camadas. E assim por diante.

PERRY MARSHALL, “AS CÉLULAS SÃO INTELIGENTES?” NOEVOLUTION 2.0 (2 DE MARÇO DE 2017)

Na opinião de Marshall, há uma inteligência por trás da célula que não é a inteligência da célula em si. Ele usa outra analogia com o computador: “Mesmo que um computador esteja gerando e-mails automaticamente, eles sempre se originaram de uma fonte consciente”.

Uma coisa é certa; na era da inteligência artificial, a biologia está prestes a se tornar ainda mais interessante.

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Até as bactérias são dirigidas por um propósito. A recente descoberta de que as bactérias podem tomar decisões individuais pode ajudar a desenvolver antibióticos melhores.

Estruturas Complexas Evoluíram De Estruturas Mais Simples

Darwins Predictions | Cornelius Hunter

“Supor que o olho”, escreveu Darwin, “poderia ter sido formado pela seleção natural, parece, eu confesso livremente, um absurdo no mais alto grau possível”. Mas Darwin argumentou que não devemos ser enganados por nossas intuições. Dada a seleção natural operando em variações hereditárias, algumas das quais são úteis, então, se uma sequência de numerosas pequenas mudanças de um olho simples e imperfeito para um olho complexo e perfeito puder ser mostrado para poder existir, e se o olho é de alguma forma útil em cada etapa, então a dificuldade está resolvida. (Darwin, 143) A chave era identificar “uma longa série de gradações em complexidade, cada uma boa para seu possuidor”, que poderia levar a “qualquer grau concebível de perfeição”. (Darwin, 165) Mas, desde Darwin, a lista de estruturas complexas em biologia, para as quais nenhuma “série de gradações em complexidade” pôde ser encontrada, continuou a crescer mais. Tanto o registro fóssil quanto os dados genômicos revelam alta complexidade em linhagens onde a evolução esperava simplicidade. Como explicou um evolucionista:

“É comumente acreditado que organismos complexos surgiram de organismos simples. No entanto, análises de genomas e de seus genes transcritos em vários organismos revelam que, no que diz respeito aos genes codificadores de proteínas, o repertório de uma anêmona do mar – um animal bastante simples, evolutivamente básico – é quase tão complexo quanto o de um humano.” (Technau)

A complexidade inicial também é evidente na bioquímica da célula. Por exemplo, as quinases são um tipo de enzima que regula várias funções celulares ao transferir um grupo fosfato para uma molécula alvo. As quinases são comuns em espécies de eucariotos e, portanto, devem persistir até o final da árvore evolutiva. E a semelhança entre as espécies das funções da quinase e suas moléculas de substrato significa que esses substratos da quinase devem ter permanecido praticamente inalterados por bilhões de anos. As complexas ações regulatórias das enzimas quinase devem estar presentes no início da história da vida. (Diks) Este não é de forma alguma um exemplo isolado. As histonas são uma classe de proteínas eucariotas que ajudam a organizar e empacotar o DNA e o gene que codifica a histona IV é altamente conservado entre as espécies. Então, novamente, a primeira histona IV deve ter sido muito semelhante às versões que vemos hoje. Um exemplo da complexidade inicial dos olhos é encontrado no trilobita há muito extinto. Ele tinha olhos talvez os mais complexos já produzidos pela natureza. Um especialista os chamou de “um feito de todos os tempos de otimização de funções“. (Levi-Setti, 29) Revisando os dados fósseis e moleculares, um evolucionista explicou que não há aparecimento sequencial dos principais grupos de animais “dos filos mais simples aos mais complexos, como seria previsto pelo modelo evolucionário clássico”. (Sherman) E como uma equipe de evolucionistas concluiu, “a genômica comparativa confirmou uma lição da paleontologia: a evolução não procede monotonicamente do mais simples para o mais complexo.”(Kurland)

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Referências
Darwin, Charles. 1872. The Origin of Species. 6th ed. London: John Murray.
http://darwin-online.org.uk/content/frameset?itemID=F391&viewtype=text&pageseq=1
Diks, S., K. Parikh, M. van der Sijde, J. Joore, T. Ritsema, et. al. 2007. “Evidence for a minimal eukaryotic phosphoproteome?.” PLoS ONE 2.
Kurland, C., L. Collins, D. Penny. 2006. “Genomics and the irreducible nature of eukaryote cells.” Science 312:1011-1014.
Levi-Setti, Riccardo. 1993. Trilobites. 2d ed. Chicago: University of Chicago Press.
Sherman, M. 2007. “Universal genome in the origin of metazoa: Thoughts about evolution.” Cell Cycle 6:1873-1877.

Technau, U. 2008. “Evolutionary biology: Small regulatory RNAs pitch in.” Nature 455:1184-1185.

Sério? Editores Afirmam Que “Desconheciam” As Conexões Com design Inteligente No Artigo

Evolution News @DiscoveryCSCComo John West relatou, os co-editores-chefes do Journal of Theoretical Biology capitularam aos críticos do design inteligente (DI) e acrescentaram uma isenção de responsabilidade a um artigo inovador revisado por pares sobre design inteligente. Dizem que “não sabiam” que os autores acrescentaram a palavra-chave “design inteligente” ao artigo. Esta reclamação é confiável? Vamos dar uma olhada.

A implicação é que os editores – Denise Kirschner, Mark Chaplain e Akira Sasaki – não perceberam que o artigo era sobre design inteligente. Ou seja, três pessoas, trabalhando juntas, todas falharam em perceber o óbvio. Além disso, está implícito que os autores introduziram indevidamente design inteligente nas palavras-chave quando, ao que parece, pelo aviso de isenção, isso seria injustificado. Mas se o artigo é sobre DI, confessadamente, não faria sentido colocar DI nas palavras-chave? Afinal, é assim que funcionam as palavras-chave. Mais sobre isso à frente. Mas os detalhes precisos de como e quando a palavra-chave foi adicionada tornam-se triviais quando você percebe que todo o artigo é baseado na investigação do design inteligente e na tentativa de determinar se uma metodologia científica para detectar design pode ser desenvolvida. É totalmente descrível para os editores da revista fingirem surpresa pelo fato do design inteligente ser um conceito central no jornal. Se qualquer um deles tivesse simplesmente lido o jornal, seria evidente que o foco do jornal é o DI.

Algumas citações diretas

Veja nosso comentário anterior sobre a ciência do papel aqui. O artigo discute explicitamente o design inteligente. Aqui estão algumas citações diretas (ênfase adicionada):

• “O Design Inteligente (DI) tem ganhado muito interesse e atenção nos últimos anos, principalmente nos Estados Unidos, por criar uma atenção pública e também desencadear discussões vívidas no mundo científico e público. O DI visa aderir aos mesmos padrões de investigação racional de outros empreendimentos científicos e filosóficos, e está sujeito aos mesmos métodos de avaliação e crítica. O DI foi criticado, tanto por sua lógica subjacente quanto por suas várias formulações (Olofsson, 2008; Sarkar, 2011).”

• “William Dembski propôs originalmente o que chamou de ”filtro explanatório” para distinguir entre eventos devido ao acaso, regularidade legal ou design (Dembski, 1998). Visto em um nível suficientemente abstrato, sua lógica é baseada em princípios e técnicas bem estabelecidas da teoria de teste de hipótese estatística. No entanto, é difícil de aplicar a muitas aplicações ou contextos biológicos interessantes, porque um grande número de cenários potenciais, mas desconhecidos, podem existir, o que torna difícil formular uma hipótese nula para um teste estatístico (Wilkins e Elsberry, 2001; Olofsson, 2008 ).”

• “Acreditamos que a abordagem de seleção de modelo é muito promissora para futuras pesquisas de ajuste fino. Pode ser usado, por exemplo, ao decidir se a diversidade da vida é melhor explicada pela macroevolução darwiniana (M2) ou por um modelo inspirado no design (M1). Exemplos de modelos inspirados em design são o Dependency Graph de Winston Ewert (2018) e uma floresta de árvores genealógicas microevolucionárias, onde as espécies dentro de cada árvore genealógica descendem de uma população ancestral comum projetada (Tan, 2015; 2016). ”

• “Neste artigo, argumentamos que uma análise estatística do ajuste fino é uma abordagem útil e consistente para modelar algumas das categorias de design: ‘complexidade irredutível’ (Michael Behe) e ”complexidade especificada” (William Dembski). ”

1. “No entanto, temos evidências suficientes para demonstrar que o ajuste fino e o design merecem atenção na comunidade científica como uma ferramenta conceitual para investigar e compreender o mundo natural. A agenda principal é explorar algumas possibilidades fascinantes para a ciência e criar espaço para novas ideias e explorações. Os biólogos precisam de recursos conceituais mais ricos do que as ciências físicas até agora foram capazes de iniciar, em termos de estruturas complexas que têm informações não físicas como entrada (Ratzsch, 2010). No entanto, os pesquisadores têm mais trabalho a fazer para estabelecer o ajuste fino como uma hipótese científica sustentável e totalmente testável e, em última análise, uma Ciência do Design .”

Déjà Vu de novo

Isso nos lembra de um incidente passado com o livro Biological Information: New Perspectives (BINP). Os editores da editora científica Springer também alegaram que “não sabiam” das conexões DI no livro. Essa também foi uma afirmação falsa, porque Springer concordou em publicar o livro do BINP com base em um prospecto que eles receberam dos autores. O prospecto declarava e delineava explicitamente os argumentos de agência inteligente do livro e seus colaboradores.

Talvez grupos pró-censura como o National Center for Science Education forneçam aos editores de ciência o mesmo ponto de discussão quando os editores acidentalmente esquecem de colocar pontos de vista amigáveis ao DI na lista negra: “Não se preocupe com os detalhes ou os fatos. Simplesmente afirme que você não estava ciente das conexões com design inteligente e faça com que pareça que aqueles caras desonestos da agência inteligente tentaram passar despercebidos pelos revisores.”

Mas, como podemos ver, o interesse do artigo em investigar o DI é aberto, não oculto e sim claro para todos os leitores. O único escândalo aqui é por parte dos editores. Ou eles não lêem o que publicam ou estão fingindo que “não sabiam” das conexões com o DI no artigo.

O design inteligente é uma palavra-chave apropriada?

Agora, de volta à questão das palavras-chave. A Elsevier, que publica o Journal of Theoretical Biology, explica que escolher as palavras-chave corretas para um artigo é importante para torná-lo localizável pelos mecanismos de pesquisa:

Quem você quer que leia seu artigo? Coloque-se no lugar deles: se eles estivessem tentando encontrar o seu artigo, o que procurariam? … Certifique-se de incluir palavras-chave naturalmente para sinalizar que são tópicos-chave cobertos em sua pesquisa, aumentando a probabilidade de seu artigo aparecer em consultas de pesquisa relacionadas a cada termo.

Wiley, outro editor, dá conselhos semelhantes:

Palavras-chave eficazes para o seu artigo denotam uma representação precisa do que você publica. Quando alguém pesquisa um artigo sobre os estudos nutricionais mais recentes relativos a maçãs, não quer ver um artigo sobre a relação entre atividade tectônica e vulcões. Esse é um exemplo extremo, mas se palavras-chave suficientes sobre nutrição e maçãs acabarem em um artigo sobre tectônica e vulcões, os mecanismos de pesquisa podem pensar que o artigo é sobre maçãs.

Elsevier e Wiley enfatizam a escolha de palavras-chave “naturalmente para sinalizar que são os principais tópicos abordados em sua pesquisa” e para “retratar uma representação precisa do que você publica”. O “design inteligente”, como palavra-chave deste artigo, se encaixaria nesses critérios? Dado que o foco principal do artigo é perguntar se existem métodos estatísticos pelos quais o “ajuste fino” e o “design inteligente” podem ser detectados, a resposta é claro que sim. É absolutamente apropriado que “ajuste fino” e “design inteligente” sejam listados como palavras-chave. As reclamações dos editores são totalmente falsas.

Artigo Publicado No Journal of Theoretical Biology Explicitamente Apoia O Design Inteligente

Evolution News | @DiscoveryCSC

5 de outubro de 2020

Como John West observou aqui na semana passada , o Journal of Theoretical Biology publicou um artigo explicitamente pró-design inteligente, “Usando métodos estatísticos para modelar o ajuste fino de máquinas e sistemas moleculares”. Vamos dar uma olhada no conteúdo. O artigo é matemático, discutindo modelos estatísticos de fazer inferências, mas também é inovador por este motivo crucial: ele considera e propõe o design inteligente, pelo nome, como uma explicação viável para a origem do “ajuste fino” na biologia. Este é um grande avanço para a ciência, mas também para a liberdade de expressão. Se o artigo for qualquer indicação, aparecendo como aparece em um importante jornal revisado por pares, algumas das restrições sufocantes na defesa do DI podem estar desaparecendo.

Os autores são Steinar Thorvaldsen, professor de ciência da informação na Universidade de Tromsø, na Noruega, e Ola Hössjer, professor de matemática estatística na Universidade de Estocolmo. O artigo, que é de acesso aberto, começa observando que, embora o ajuste fino seja amplamente discutido na física, ele precisa ser considerado mais no contexto da biologia:

O ajuste fino tem recebido muita atenção na física e afirma que as constantes fundamentais da física são perfeitamente ajustadas a valores precisos para uma rica química e permissão de vida. Ainda não foi aplicado de maneira ampla à biologia molecular.

Os autores explicam o principal impulso do artigo:

No entanto, neste artigo, argumentamos que os sistemas biológicos apresentam ajuste fino em diferentes níveis, por exemplo, proteínas funcionais, máquinas bioquímicas complexas em células vivas e redes celulares. Este artigo descreve o ajuste fino molecular, como pode ser usado em biologia e como desafia o pensamento darwiniano convencional. Também discutimos os métodos estatísticos que sustentam o ajuste fino e apresentamos uma estrutura para tal análise.

Eles explicam como o ajuste fino é definido. A definição é essencialmente equivalente à complexidade especificada:

Definimos ajuste fino como um objeto com duas propriedades: deve a) ser improvável de ter ocorrido por acaso, sob a distribuição de probabilidade relevante (isto é, complexo) e b) estar em conformidade com uma especificação independente ou separada (isto é, específica).

Em seguida, eles introduzem o conceito de “design” e explicam como os humanos são inatamente capazes de reconhecê-lo:

Um projeto é uma especificação ou plano para a construção de um objeto ou sistema, ou o resultado dessa especificação ou plano na forma de um produto. O próprio termo design vem da palavra latina medieval “designare” (denotando “marcar, apontar, escolher”); de “de” (saída) e “signum” (marca de identificação, sinal). Conseqüentemente, um edital que divulgue algo ou forneça informações. O design geralmente deve satisfazer certos objetivos e restrições. Também se espera que ele interaja com um determinado ambiente e, assim, seja realizado no mundo físico. Os seres humanos têm uma compreensão intuitiva poderosa do design que precede a ciência moderna. Nossas intuições comuns invariavelmente começam com o reconhecimento de um padrão como uma marca de design. O problema é que nossas intuições sobre o design não eram refinadas e eram pré-teóricas. Por essa razão, é relevante nos perguntarmos se é possível virar o jogo sobre essa disparidade e colocar essas intuições grosseiras e pré-teóricas sobre uma base científica sólida.

Essa última frase é a chave: o objetivo é entender se existe um método científico pelo qual o design pode ser inferido. Eles propõem que o design pode ser identificado revelando o ajuste fino. O artigo explica os métodos estatísticos para a compreensão do ajuste fino, que eles argumentam que reflete o “design”:

O ajuste fino e o design são entidades relacionadas. O ajuste fino é um método de baixo para cima, enquanto o design é mais como uma abordagem de cima para baixo. Assim, focamos no tópico de ajuste fino no presente artigo e abordamos as seguintes questões: É possível reconhecer o ajuste fino em sistemas biológicos nos níveis de proteínas funcionais, grupos de proteínas e redes celulares? O ajuste fino em biologia molecular pode ser formulado usando métodos estatísticos de última geração ou os argumentos são apenas “aos olhos de quem vê”?

Eles citam o trabalho de vários teóricos importantes na comunidade de pesquisa do DI.

Ajuste fino como uma resposta ao princípio de Copérnico

Eles retornam à física e ao “princípio antrópico”, a ideia de que as leis da natureza são precisamente adequadas para a vida:

Suponha que as leis da física fossem um pouco diferentes do que realmente são, quais seriam as consequências? (Davies, 2006). … As chances de que o universo permita a vida são tão infinitesimais que são incompreensíveis e incalculáveis. … O universo perfeitamente ajustado é como um painel que controla os parâmetros do universo com cerca de 100 botões que podem ser ajustados para certos valores. … Se você girar qualquer botão um pouco para a direita ou para a esquerda, o resultado é um universo inóspito para a vida ou nenhum universo. Se o Big Bang tivesse sido apenas um pouco mais forte ou mais fraco, a matéria não teria se condensado e a vida nunca teria existido. As chances de nosso universo se desenvolver eram “enormes” – e, no entanto, aqui estamos, um ponto que equivale a implicações religiosas …

No entanto, ao invés de entrar na religião, eles aplicam estatísticas para considerar a possibilidade de “design” como uma explicação para o ajuste fino do universo. Eles citam o teórico do DI William Dembski:

William Dembski… considera o argumento do ajuste fino como sugestivo, como ponteiros para o design subjacente. Podemos descrever essa inferência como raciocínio abdutivo ou inferência para a melhor explicação. Esse raciocínio produz uma conclusão plausível que é relativamente provável de ser verdadeira, em comparação com hipóteses concorrentes, dado nosso conhecimento de fundo. No caso do ajuste fino de nosso cosmos, o design é considerado uma explicação melhor do que um conjunto de multi-universos que carece de qualquer evidência empírica ou histórica.

O artigo oferece razões adicionais pelas quais o multiverso é uma explicação insatisfatória para o ajuste fino – ou seja, que “as hipóteses do multiverso não prevêem o ajuste fino para este universo em particular melhor do que a hipótese de um único universo” e “deveríamos preferir as teorias que melhor prevêem (para este ou qualquer universo) os fenômenos que observamos em nosso universo. ”

Ajuste fino em biologia

O artigo analisa as linhas de evidência para o ajuste fino em biologia, incluindo informações, complexidade irredutível, evolução de proteínas e o “problema do tempo de espera”. Ao longo do caminho, ele considera os argumentos de muitos teóricos do DI, começando com uma breve revisão mostrando como a literatura usa palavras como “código de sequência”, “informação” e “máquina” para descrever a complexidade da vida:

Uma das descobertas surpreendentes da biologia moderna foi que a célula opera de maneira semelhante à tecnologia moderna, enquanto a informação biológica é organizada de maneira semelhante ao texto simples. Palavras e termos como “código de sequência”, “informação” e “máquina” têm se mostrado muito úteis para descrever e compreender a biologia molecular (Wills, 2016). Os blocos básicos de construção da vida são proteínas, moléculas semelhantes a cadeias longas que consistem em combinações variadas de 20 aminoácidos diferentes. As máquinas bioquímicas complexas geralmente são compostas de muitas proteínas, cada uma delas dobrada e configurada em uma estrutura 3D exclusiva, dependendo da sequência exata dos aminoácidos dentro da cadeia. As proteínas empregam uma ampla variedade de dobras para realizar sua função biológica, e cada proteína tem uma forma altamente especificada com algumas pequenas variações.

O artigo cita e revisa o trabalho de Michael Behe, Douglas Axe, Stephen Meyer e Günter Bechly. Algumas dessas discussões são bastante longas e extensas. Primeiro, o artigo contém uma explicação lúcida da complexidade irredutível e da obra de Michael Behe:

Michael Behe e outros apresentaram ideias de design em biologia molecular e publicaram evidências de “máquinas bioquímicas irredutivelmente complexas” em células vivas. Em seu argumento, algumas partes dos sistemas complexos encontrados na biologia são extremamente importantes e afetam a função geral de seu mecanismo. O ajuste fino pode ser delineado por meio das partes vitais e interativas dos organismos vivos. Em “Darwin’s Black Box” (Behe, 1996), Behe exemplificou sistemas, como a bactéria flagelo usa para nadar e a cascata de coagulação do sangue, que ele chamou de irredutivelmente complexa, configurada como um notável trabalho em equipe de vários (muitas vezes dezenas ou mais) proteínas interagindo. É possível em um modelo incremental que tal sistema possa evoluir para algo que ainda não existe? Muitos sistemas biológicos não parecem ter um predecessor funcional viável a partir do qual poderiam ter evoluído gradativamente, e a ocorrência em um salto ao acaso é extremamente pequena. Para reformular o primeiro homem na lua: “Não são pequenos passos de proteínas, nenhum salto gigante para a biologia”.

[…]

Um sistema de complexidade irredutível Behe foi mencionado na Seção 3. Ele é composto de vários módulos interativos bem combinados que contribuem para a função básica, em que a remoção de qualquer um dos módulos faz com que o sistema efetivamente cesse de funcionar. Behe não ignora o papel das leis da natureza. A biologia permite mudanças e modificações evolutivas. A evolução está aí, o design irredutível está aí, e ambos são observados. As leis da natureza podem organizar a matéria e forçá-la a mudar. O que Behe quer dizer é que existem alguns sistemas irredutivelmente complexos que não podem ser produzidos pelas leis da natureza:

“Se uma estrutura biológica pode ser explicada em termos dessas leis naturais [reprodução, mutação e seleção natural], então não podemos concluir que ela foi projetada. ... no entanto, eu mostrei por que muitos sistemas bioquímicos não podem ser construídos pela seleção natural trabalhando em mutações: nenhuma rota direta e gradual existe para esses sistemas complexos irredutíveis, e as leis da química trabalham fortemente contra o desenvolvimento não direcionado dos sistemas bioquímicos que fazem as moléculas como AMP1 ”(Behe, 1996, p. 203).

Então, mesmo que as leis naturais trabalhem contra o desenvolvimento dessas “complexidades irredutíveis”, elas ainda existem. A forte sinergia dentro do complexo proteico torna-o irredutível a um processo incremental. Elas devem ser reconhecidas como condições iniciais ajustadas das sequências de proteínas constituintes. Essas estruturas são exemplos biológicos de nanoengenharia que superam qualquer coisa que os engenheiros humanos criaram. Tais sistemas representam um sério desafio para uma explicação darwiniana da evolução, uma vez que sistemas irredutivelmente complexos não têm séries diretas de intermediários selecionáveis e, além disso, como vimos na Seção 4.1, cada módulo (proteína) é de baixa probabilidade por si só.

O artigo também analisa a pesquisa revisada por pares do cientista de proteínas Douglas Axe, bem como seu livro de 2016, Undeniable, sobre a capacidade de evolução das dobras de proteínas:

Um objetivo importante é obter uma estimativa da prevalência geral de sequências que adotam dobras proteicas funcionais, ou seja, a estrutura dobrada à direita, com a dinâmica correta e um sítio ativo preciso para sua função específica. Douglas Axe trabalhou nessa questão no Medical Research Council Center em Cambridge. Os experimentos que ele realizou mostraram uma prevalência entre 1 em 10 ⁵⁰ a 1 em 10 ⁷⁴ de sequências de proteínas formando uma dobra de tamanho de domínio de trabalho de 150 aminoácidos (Ax, 2004). Portanto, as proteínas funcionais requerem sequências altamente organizadas, como ilustrado na Fig. 2. Embora as proteínas tolerem uma gama de aminoácidos possíveis em algumas posições na sequência, um processo aleatório que produz cadeias de aminoácidos deste comprimento tropeçaria em apenas uma proteína funcional cerca de uma em cada 10 ⁵⁰ a 10 ⁷⁴tentativas devido à variação genética. Este resultado empírico é bastante análogo à inferência da física ajustada.

[…]

O espaço de busca acaba sendo impossivelmente vasto para que a seleção cega tenha uma pequena chance de sucesso. A visão contrastante é inovações baseadas em engenhosidade, esperteza e inteligência. Um elemento disso é o que Axe chama de “coerência funcional”, que sempre envolve planejamento hierárquico, portanto, é um produto de ajuste fino. Ele conclui: “A coerência funcional torna a invenção acidental fantasticamente improvável e, portanto, fisicamente impossível” (Axe, 2016, p. 160).

Eles concluem que a literatura mostra que “a probabilidade de encontrar uma proteína funcional no espaço de sequência pode variar amplamente, mas geralmente permanece muito além do alcance dos processos darwinianos (Ax, 2010a).”

Citando o trabalho de Günter Bechly e Stephen Meyer, o artigo também analisa a questão de saber se o registro fóssil concede tempo suficiente para que sistemas complexos surjam por meio de mecanismos darwinianos. Isso é conhecido como o “problema do tempo de espera”:

Atingindo o ajuste fino em um modelo darwiniano convencional: o problema do tempo de espera

Nesta seção, iremos elaborar mais sobre a conexão entre a probabilidade de um evento e o tempo disponível para que esse evento aconteça. No contexto dos sistemas vivos, precisamos perguntar se os mecanismos darwinianos convencionais têm a capacidade de alcançar o ajuste fino durante um determinado período de tempo. Isso é interessante para interpretar corretamente o registro fóssil, que muitas vezes é interpretado como tendo longos períodos de estase interrompidos por mudanças abruptas muito repentinas (Bechly e Meyer, 2017). Exemplos de tais mudanças repentinas incluem a origem da fotossíntese, as explosões cambrianas, a evolução de olhos complexos e a evolução do voo animal. Acredita-se que as mudanças genéticas que acompanham ocorreram muito rapidamente, pelo menos em uma escala de tempo macroevolutiva, durante um período de tempo t. Para testar se isso é possível, um modelo matemático é necessário para estimar a prevalência P ( A ) do evento A em que as mudanças genéticas necessárias em uma espécie ocorrem dentro de uma janela de tempo de comprimento t.

Ao longo das discussões, há várias citações do BIO-Complexity, um jornal dedicado a investigar as evidências científicas do design inteligente.

Uma Séria Consideração do Design Inteligente

Por fim, os autores consideram o design inteligente como uma possível explicação do ajuste fino biológico, citando fortemente o trabalho de William Dembski, Winston Ewert, Robert J. Marks e outros teóricos do DI:

O Design Inteligente (ID) tem ganhado muito interesse e atenção nos últimos anos, principalmente nos EUA, por chamar a atenção do público, bem como desencadear discussões vívidas no mundo científico e público. O DI visa aderir aos mesmos padrões de investigação racional de outros empreendimentos científicos e filosóficos, e está sujeito aos mesmos métodos de avaliação e crítica. O DI tem sido criticado, tanto por sua lógica subjacente quanto por suas várias formulações (Olofsson, 2008; Sarkar, 2011).

William Dembski propôs originalmente o que chamou de “filtro explicativo” para distinguir entre eventos devido ao acaso, regularidade legal ou design (Dembski, 1998). Visto em um nível suficientemente abstrato, sua lógica é baseada em princípios e técnicas bem estabelecidas da teoria de teste de hipótese estatística. No entanto, é difícil de aplicar a muitas aplicações ou contextos biológicos interessantes, porque um grande número de cenários potenciais, mas desconhecidos, podem existir, o que torna difícil formular uma hipótese nula para um teste estatístico (Wilkins e Elsberry, 2001; Olofsson, 2008 )

A versão reformulada de uma medida de complexidade publicada por Dembski e seus colegas de trabalho é chamada de Complexidade Especificada Algorítmica (ASC) (Ewert et al., 2013; 2014). O ACS incorpora medidas de complexidade de Shannon e Kolmogorov e quantifica o grau em que um evento é improvável e segue um padrão. A complexidade de Kolmogorov está relacionada à compressão de dados (e, portanto, de padrões), mas sofre da propriedade de ser incognoscível, pois não existe um método geral para computá-la. No entanto, é possível fornecer limites superiores para a complexidade de Kolmogorov e, conseqüentemente, o ASC pode ser limitado sem ser calculado exatamente. ASC é baseado no contexto e é medido em bits. Os mesmos autores aplicaram esse método para linguagem natural, ruído aleatório, dobramento de proteínas, imagens etc. (Marks et al., 2017).

[…]

As leis, constantes e condições iniciais primordiais da natureza apresentam o fluxo da natureza. Esses objetos puramente naturais descobertos nos últimos anos mostram a aparência de serem deliberadamente ajustados. Proteínas funcionais, máquinas moleculares e redes celulares são improváveis quando vistas como resultados de um modelo estocástico, com uma distribuição de probabilidade relevante (tendo um pequeno P ( A )), e ao mesmo tempo eles estão em conformidade com uma especificação independente ou separada (o conjunto A é definido em termos de especificidade). Esses resultados são importantes e deduzidos de fenômenos centrais da ciência básica. Tanto na física quanto na biologia molecular, o ajuste fino surge como um princípio de união e síntese – uma observação interessante por si só.

Neste artigo, argumentamos que uma análise estatística do ajuste fino é uma abordagem útil e consistente para modelar algumas das categorias de design: ” complexidade irredutível ”(Michael Behe) e ” complexidade especificada” (William Dembski). Conforme mencionado na Seção 1, esta abordagem requer a) que uma distribuição de probabilidade para o conjunto de resultados possíveis seja introduzida e b) que um conjunto A de eventos ajustados ou, mais geralmente, uma função de especificidade f seja definida. Aqui b) requer algum entendimento a priori do que significa ajuste fino, para cada tipo de aplicação, enquanto a) requer um modelo naturalístico de como as estruturas observadas teriam sido produzidas por acaso. As propriedades matemáticas de tal modelo dependem do tipo de dados que é analisado. Normalmente, um processo estocástico deve ser usado para modelar uma característica dinâmica, como a evolução estelar, química ou biológica (darwiniana). No caso mais simples, o espaço de estado de tal processo estocástico é um escalar (um nucleotídeo ou aminoácido), um vetor (um DNA ou cadeia de aminoácidos) ou um gráfico (complexos de proteínas ou redes celulares).

A principal conclusão de nosso trabalho é que o ajuste fino é uma característica clara dos sistemas biológicos. Na verdade, o ajuste fino é ainda mais extremo em sistemas biológicos do que em sistemas inorgânicos. É detectável no âmbito da metodologia científica. A biologia é inerentemente mais complicada do que o universo em grande escala e, portanto, o ajuste fino é ainda mais uma característica. Ainda há mais trabalho a ser feito para analisar estruturas de dados mais complicadas, usando critérios empíricos mais sofisticados. Normalmente, tais critérios correspondem a uma função de especificidade f que não é apenas uma abstração útil de um padrão subjacente, como a aptidão biológica. Em vez disso, é necessária uma função de especificidade que, embora de origem não física, possa ser quantificada e medida empiricamente em termos de propriedades físicas, como funcionalidade. No longo prazo, esses critérios são necessários para tornar as explicações científica e filosoficamente legítimas. No entanto, temos evidências suficientes para demonstrar que o ajuste fino e design merecem atenção na comunidade científica como uma ferramenta conceitual para investigar e compreender o mundo natural. A agenda principal é explorar algumas possibilidades fascinantes para a ciência e criar espaço para novas ideias e explorações. Os biólogos precisam de recursos conceituais mais ricos do que as ciências físicas até agora foram capazes de iniciar, em termos de estruturas complexas que têm informações não físicas como entrada (Ratzsch, 2010). No entanto, os pesquisadores têm mais trabalho a fazer para estabelecer o ajuste fino como uma hipótese científica sustentável e totalmente testável e, em última instância, uma Design Science.

Este é um desenvolvimento significativo. O artigo dá aos argumentos dos teóricos do design inteligente uma audiência importante em um jornal científico convencional. E não perca o objetivo do artigo, que é declarado em sua frase final – trabalhar no sentido de “estabelecer o ajuste fino como uma hipótese científica sustentável e totalmente testável e, em última análise, uma Design Science “. Os autores apresentam argumentos convincentes de que o ajuste fino biológico não pode surgir por meio de mecanismos darwinianos não guiados. É necessária alguma explicação para explicar por que os sistemas biológicos “mostram a aparência de serem deliberadamente ajustados”. Apesar do barulho que geralmente cerca esse debate, o fato de os argumentos do DI receberem um tratamento tão cuidadoso e positivo em um jornal proeminente é, por si só, uma evidência convincente de que o DI tem mérito intelectual. Apesar das afirmações dos críticos do DI, a ciência do design está sendo levada a sério pelos cientistas.

Neurocientistas descobrem um mecanismo molecular que permite a formação de memórias

pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts | Medical Express

Um novo estudo do MIT revela que a codificação de memórias em células engramadas é controlada pela remodelação em larga escala das proteínas e do DNA que compõem a cromatina das células. Nesta imagem do cérebro, o hipocampo é a grande estrutura amarela próxima ao topo. Verde indica neurônios que foram ativados na formação da memória; o vermelho mostra os neurônios que foram ativados na recuperação da memória; o azul mostra o DNA das células; e o amarelo mostra os neurônios que foram ativados tanto na formação da memória quanto na evocação e, portanto, são considerados neurônios engramas. Crédito: MIT

Quando o cérebro forma uma memória de uma nova experiência, os neurônios chamados células engramas codificam os detalhes da memória e são reativados posteriormente sempre que a recordamos. Um novo estudo do MIT revela que esse processo é controlado pela remodelação em larga escala da cromatina das células.

Essa remodelação, que permite que genes específicos envolvidos no armazenamento de memórias se tornem mais ativos, ocorre em vários estágios espalhados por vários dias.

Mudanças na densidade e no arranjo da cromatina, uma estrutura altamente comprimida que consiste em DNA e proteínas chamadas histonas, podem controlar o quão ativos genes específicos estão dentro de uma determinada célula.

“Este artigo é o primeiro a realmente revelar esse processo muito misterioso de como diferentes ondas de genes são ativadas e qual é o mecanismo epigenético subjacente a essas diferentes ondas de expressão gênica“, disse Li-Huei Tsai, diretor do Instituto Picower do MIT para Aprendizagem e memória e o autor sênior do estudo.

Asaf Marco, um pós-doutorado do MIT, é o autor principal do artigo, que despontou hoje na Nature Neuroscience.

Controle epigenômico

As células engrama são encontradas no hipocampo, bem como em outras partes do cérebro. Muitos estudos recentes mostraram que essas células formam redes que estão associadas a memórias específicas, e essas redes são ativadas quando essa memória é recuperada. No entanto, os mecanismos moleculares subjacentes à codificação e recuperação dessas memórias não são bem compreendidos.

Os neurocientistas sabem que, no primeiro estágio da formação da memória, os genes conhecidos como genes iniciais imediatos são ativados nas células engramadas, mas esses genes logo retornam aos níveis de atividade normais. A equipe do MIT queria explorar o que acontece mais tarde no processo para coordenar o armazenamento de memórias de longo prazo.

“A formação e preservação da memória é um evento muito delicado e coordenado que se espalha por horas e dias, e pode durar até meses – não temos certeza”, diz Marco. “Durante esse processo, existem algumas ondas de expressão gênica e síntese de proteínas que tornam as conexões entre os neurônios mais fortes e mais rápidas.“

Tsai e Marco levantaram a hipótese de que essas ondas poderiam ser controladas por modificações epigenômicas, que são alterações químicas da cromatina que controlam se um determinado gene está acessível ou não. Estudos anteriores do laboratório de Tsai mostraram que, quando as enzimas que tornam a cromatina inacessível estão muito ativas, podem interferir na capacidade de formar novas memórias.

Para estudar as mudanças epigenômicas que ocorrem em células de engramas individuais ao longo do tempo, os pesquisadores usaram camundongos geneticamente modificados nos quais podem marcar células de engramas permanentemente no hipocampo com uma proteína fluorescente quando uma memória é formada. Esses ratos receberam um leve choque nas patas, que aprenderam a associar à gaiola em que receberam o choque.

Quando essa memória se forma, as células do hipocampo que codificam a memória começam a produzir um marcador de proteína fluorescente amarelo.

“Então, podemos rastrear esses neurônios para sempre e podemos separá-los e perguntar o que acontece com eles uma hora após o choque no pé, o que acontece cinco dias depois e o que acontece quando esses neurônios são reativados durante a recuperação da memória“, diz Marco.

Logo no primeiro estágio, logo após a formação da memória, os pesquisadores descobriram que muitas regiões do DNA sofrem modificações na cromatina.

Nessas regiões, a cromatina se torna mais frouxa, permitindo que o DNA se torne mais acessível. Para surpresa dos pesquisadores, quase todas essas regiões estavam em trechos de DNA onde nenhum gene foi encontrado. Essas regiões contêm sequências não codificantes chamadas intensificadores, que interagem com os genes para ajudar a ativá-los. Os pesquisadores também descobriram que, neste estágio inicial, as modificações da cromatina não tiveram nenhum efeito na expressão do gene.

Os pesquisadores então analisaram células engrama cinco dias após a formação da memória. Eles descobriram que à medida que as memórias foram consolidadas, ou fortalecidas, ao longo desses cinco dias, a estrutura 3-D da cromatina em torno dos realçadores mudou, trazendo os realçadores para mais perto de seus genes-alvo. Isso ainda não ativa esses genes, mas os prepara para serem expressos quando a memória é recuperada.

Em seguida, os pesquisadores colocaram alguns dos ratos de volta na câmara onde receberam o choque nas patas, reativando a memória de medo. Em células engramadas desses camundongos, os pesquisadores descobriram que os estimuladores preparados interagiam frequentemente com seus genes-alvo, levando a um aumento na expressão desses genes.

Muitos dos genes ativados durante a recuperação da memória estão envolvidos na promoção da síntese de proteínas nas sinapses, ajudando os neurônios a fortalecer suas conexões com outros neurônios. Os pesquisadores também descobriram que os dendritos dos neurônios – extensões ramificadas que recebem informações de outros neurônios – desenvolveram mais espinhas, oferecendo mais evidências de que suas conexões foram fortalecidas.

Preparado para expressão

O estudo é o primeiro a mostrar que a formação da memória é impulsionada por intensificadores epigenomicamente primários para estimular a expressão do gene quando uma memória é relembrada, diz Marco.

“Este é o primeiro trabalho que mostra no nível molecular como o epigenoma pode ser preparado para ganhar acessibilidade. Primeiro, você torna os intensificadores mais acessíveis, mas a acessibilidade por si só não é suficiente. Você precisa dessas regiões para interagir fisicamente com o genes, que é a segunda fase ”, afirma. “Agora estamos percebendo que a arquitetura do genoma 3-D desempenha um papel muito significativo na orquestração da expressão do gene.“

Os pesquisadores não exploraram quanto tempo essas modificações epigenômicas duram, mas Marco diz que acredita que elas podem permanecer por semanas ou até meses. Ele agora espera estudar como a cromatina das células do engrama é afetada pela doença de Alzheimer. Trabalhos anteriores do laboratório de Tsai mostraram que o tratamento de um modelo de rato com Alzheimer com um inibidor de HDAC, uma droga que ajuda a reabrir a cromatina inacessível , pode ajudar a restaurar as memórias perdidas.

[**Obs: ênfase adicionada]

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Mais informações: Mapping the epigenomic and transcriptomic interplay during memory formation and recall in the hippocampal engram ensemble, Nature Neuroscience(2020). DOI: 10.1038/s41593-020-00717-0 , www.nature.com/articles/s41593-020-00717-0

Jornal referência: Nature Neuroscience

Diário médico: a maravilha das instruções genéticas do seu corpo

Geoffrey Simmons | Evolution News

Nota do editor: Dr. Simmons é médico e o autor mais recentemente de Are We Here to Re-Create Ourselves? Ele é membro do Discovery Institute’s Center for Science & Culture.

Como médico e estudante de biologia ao longo da vida, sempre fiquei impressionado com a forma como as 75 trilhões de células que constituem o corpo humano adulto são capazes de seguir e transmitir milhões de instruções genéticas. Esses “manuais” de como fazer, quando fazer, para onde e combinar com, nossos genes, são escritos em código de DNA.

Observe que um gene não é configurado para apenas uma característica. Os genes estão alinhados em uma ordem muito especial dentro dos 23 cromossomos pareados e torcidos encontrados no núcleo de cada célula.

A maioria das células e todos os núcleos são pequenos demais para serem vistos a olho nu, mas contêm mais informações do que a maior biblioteca metropolitana do mundo. Possivelmente, mais do que todas as bibliotecas combinadas. Uma célula também pode se reproduzir inteiramente em questão de horas e, com o tempo, o faz continuamente.

Durante a reprodução, cada gene é como um grosso manual cortado verticalmente ao meio. Apenas a metade é dada a um óvulo (óvulo) e um espermatozóide. Uma nova criança precisa das duas metades. Quando eles se combinam no momento da fertilização, todas as várias meias-instruções tornam-se genes completos (manuais) novamente.

Nova York e Londres

Imagine a grande Biblioteca Pública de Nova York cortando cada manual pela metade ao dia, às vezes com mais frequência, e enviando a cada mês metades inteiras para uma biblioteca comparável em Londres que faz seu próprio corte uma vez por mês. Todos os assuntos combinam, livros de mecânica com livros de mecânica, livros de medicina com livros de medicina e política com política. Alguns são idênticos, muitos não são.

Uma vez conectados, eles se tornam uma nova biblioteca funcional com informações e instruções que estão constantemente voando para fora de cada janela, porta e computador. Centenas de milhares de mecanismos de pesquisa funcionam simultaneamente. A jusante, a favor do vento e em baixo, todos os processos da vida são realizados.

A placa em frente a este novo “edifício” pode dizer BIBLIOTECA EXCLUSIVAMENTE HUMANA. Outros animais e plantas têm suas próprias bibliotecas exclusivas, alguns com mais genes/cromossomos (manuais), alguns com menos.

Alguns autores podem dizer que nosso projeto se assemelha ao de um chimpanzé, uma semelhança de 95 por cento, mas em uma inspeção mais detalhada, há centenas de milhares de diferenças. Observe que uma diferença de 5 por cento em três bilhões de pares de nucleotídeos significa muitos pares diferentes.

Além disso, descobrimos recentemente que 80% de nossas proteínas são diferentes das dos chimpanzés. (Fique ligado para saber mais sobre isso com Marcos Eberlin.) O motivo pode estar em mensagens diferentes.

Os mensageiros podem ser parecidos, mas as mensagens codificadas não.

Um quarto com vista

Pense na sala em que você está atualmente e, em seguida, observe um ponto final no final desta frase. Esse ponto é maior do que a maioria das células humanas. Agora, aumente esse ponto para o tamanho do seu quarto e coloque uma bola de basquete transparente ligeiramente murcha no chão. Agora você tem o tamanho equivalente ao núcleo dentro de um óvulo fertilizado. É aqui que reside a biblioteca de cada pessoa. Está repleto de genes (manuais), que na verdade são incontáveis. De certa forma, genes selecionados agem como cartas comerciais. Eles trocam um com outro ou trocam de lugar. Alguns saltam, como um inseto entre as folhas na grama. Embora um gene possa residir no cromossomo 3, ele pode funcionar com um gene nos cromossomos 18 e 22. As razões para esses comportamentos não foram encontradas, mas parece manipulação externa.

Os “manuais” genéticos cobrem praticamente tudo o que é necessário desde o primeiro dia. O processo não age como se a vida começasse mais tarde. As instruções do DNA no ovo fertilizado podem ditar como você será a cada segundo de cada idade, como será sua personalidade básica, exceto experiências trágicas, quais serão seus muitos gostos e desgostos (o que você gostaria de beber, que vegetal você vai odiar comer, como você gosta do seu bife cozido, quais características você quer em um cônjuge, etc.), como todos os seus órgãos vão parecer e funcionar e talvez se eles podem falhar algum dia, onde os bilhões de vasos sanguíneos e os tratos das células nervosas se conectarão, como seu corpo irá parar de sangrar e/ou consertar feridas, a cor da sua pele, a cor dos seus olhos. Tudo isso, e muito mais, pode ser encontrado naquele ponto “invisível” dentro de um ponto quase invisível dentro de uma alfinetada.

Além do Extraordinário

Acho tudo isso além de extraordinário. Manuais vivos e de trabalho em uma biblioteca viva e funcional não podem ser consequência de acidentes da natureza, tentativa e erro e seleção natural.

Conforme o óvulo fertilizado viaja em direção ao útero, ele começa a se dividir. Com cada divisão, ele passa os genes (manuais), originalmente metade da mãe e metade do pai, para todas as suas “células filhas”.

Uma célula torna-se prontamente duas células, duas tornam-se quatro, quatro tornam-se oito e assim por diante, chegando aos milhões e, mais tarde, aos trilhões quando adulto. Muitas células mudam sua aparência e/ou ativam novas funções e desligam outras. Por exemplo, uma célula ancestral comum da medula se divide em glóbulos pré-pré-vermelhos e pré-pré-brancos. Em seguida, vêm o pré-rbc e o pré-wbc e, finalmente, o real rbc e wbc. Mais tarde, o wbc muda para pelo menos cinco variedades. Esse tipo de progressão é verdadeiro para células pré-renais para renais, pré-ósseas para células ósseas e assim por diante nos diferentes sistemas. De alguma forma, as células mais novas selecionam quais direções precisam para fazer o trabalho e quais são desnecessárias.

Por exemplo, as células completas do hormônio tireoidiano não precisam saber como estimular as fibras musculares e as células nervosas completas não precisam saber como usar ou produzir o hormônio do crescimento. Como mudanças como essa aconteceram, ninguém sabe ao certo. Embora o processo de cópia tenha uma incrível taxa de precisão de 99,99%, equipes especiais estão prontas para fazer as correções em tempo real. Como tudo é cronometrado, todos os processos são, na verdade, quadridimensionais.

Uma linguagem biológica

Essas instruções vêm em uma linguagem biológica diferente de tudo que já foi falado. Não foi escrito a tinta ou digitado. Não pode ser lido com os olhos, sentido com a ponta dos dedos ou ouvido com os ouvidos. Esta é uma linguagem biológica que pode ser encontrada em todas as entidades vivas. Isso é complexo demais para ter acontecido por acaso. As explicações darwinianas não se aplicam. E de onde vem a centelha de vida? O que ou onde está a alma? Está tudo indeterminado.

Cada gene pode ter centenas de direções, como necessidades de construção, problemas de tempo (ON e OFF), especificações e e se.

Por exemplo, o gene para a cor dos olhos incluiria onde plantar cada íris (a parte colorida), como construí-la, quais são os materiais de construção, como misturar as diferentes manchas de cor e como interagir com cada pupila no olho. O mesmo para a cor do cabelo: onde colocar os milhares de cabelos em nosso corpo e possivelmente quando começar a perdê-los. O mesmo para todos os ossos; até mesmo aquele pequeno sulco entre o nariz e o lábio superior, chamado filtro.

Duvido que algum dia saberemos como todas as partes funcionam juntas. Certamente não é o que dá partida em nossos motores.

Só um designer poderia ter planejado tudo isso. O bom senso exige isso.

Pesadelo Epistemológico Do Naturalismo

Dr. Dennis Bonnette | Strange Notions

O naturalismo metafísico, usualmente identificado com o materialismo científico, não se confunde com o naturalismo metodológico, que sustenta, pelo menos em princípio, que o método científico se limita a explicações naturais sem qualquer viés filosófico contra o sobrenatural. O naturalismo metafísico ou filosófico insiste que só existem entidades empiricamente verificáveis pela ciência natural, o que exclui todos os seres sobrenaturais, especialmente Deus. O valor de verdade de todas as afirmações científicas depende estritamente da verificação empírica. Visto que Deus não é empiricamente verificável, Ele não existe.

O materialismo científico concorda com Aristóteles ao dizer que todo conhecimento começa na sensação. No entanto, como sabemos que podemos confiar em nossos sentidos?Considere o caso do poder da visão. A ciência natural nos diz que a luz é refletida nos objetos, passando pelo espaço, para entrar no olho. Os fótons que atingem a retina são então convertidos em impulsos nervosos que passam através do nervo óptico para o lobo occipital do cérebro, onde ocorre o processamento visual. A questão é o que exatamente experimentamos na visão: (1) o objeto externo como está a alguma distância do olho, (2) o objeto externo como é apresentado ao órgão final no olho, (3) mudanças no próprio órgão final ou (4) mudanças dentro do cérebro que parecem encerrar a sequência visual?

Supondo que a visão seja um processo puramente material, essa cadeia causal de eventos implica necessariamente que o que sabemos, em última análise, não é o objeto externo, mas sim as mudanças no lobo occipital nas profundezas do cérebro. A lógica imanente do materialismo científico força a conclusão de que o que realmente sabemos por verificação empírica não é o mundo externo de forma alguma, mas algum tipo de imagem presumida ou representação neural dele dentro de nossas cabeças.

A verificação empírica pressupõe realismo epistemológico – o que significa que, por meio da sensação, conhecemos diretamente o mundo físico exterior ao nosso redor. A ciência natural proclama que descobre a natureza do cosmos físico real, externa a nossos cérebros ou seres subjetivos. No entanto, quando rastreamos a ótica e a fisiologia do sentido da visão, nos vemos presos no idealismo epistemológico – o que significa que não conhecemos a realidade externa, mas apenas alguma mudança dentro de nossos cérebros que esperamos ser uma representação precisa de o mundo externo.

Pior ainda, os naturalistas nos dizem que a ciência moderna descobriu uma miríade de maneiras pelas quais o cérebro ajusta, corrige, completa, suaviza e modifica os dados neurais recebidos de modo a tornar a sensação subjetiva potencialmente bastante diferente em conteúdo e significado daquela que a “dados brutos” dos sentidos externos fornecem.

Se aceitarmos a descrição anterior da sensação visual como correta, o que isso implica para o princípio de “verificação empírica” tão caro aos corações dos naturalistas?

Especificamente, como é que sabemos que temos uma cabeça, um cérebro, um lobo occipital, as ondas de luz, ou mesmo um mundo físico externo em tudo? A única maneira pela qual desenvolvemos esta visão de mundo científica de como a visão funciona é usando nossos olhos para observar as partes componentes do processo fisiológico / físico implicado na visão. Alguém teve que usar seus olhos para ver o cérebro de um cadáver e desenhar as imagens de um cérebro encontrado na anatomia de Gray, ou para verificar se as leituras dos instrumentos eram precisas. No entanto, a observação empírica usando sentidos ou instrumentos pressupõe a validade do realismo epistemológico. As descobertas científicas sobre a cadeia visual de eventos, do objeto externo ao cérebro interno, conduzem o cientista objetivo ao idealismo subjetivo: não sentimos diretamente o mundo externo.

Nesse ponto, o naturalista provavelmente recorre à defesa do realismo epistemológico por meio da verificação pragmática: Funciona. A ciência fez um grande progresso por meio da observação direta dos sentidos e repetidamente valida suas teorias por meio de previsões verificadas empiricamente. Ainda assim, você simplesmente não pode provar que os sentidos são confiáveis usando-os para provar que são confiáveis.

Para verificar as afirmações científicas sobre a confiabilidade dos sentidos, deve-se já confiar neles para apreender objetos externos com precisão suficiente para “verificar empiricamente” a suposição inicial de que os sentidos apreendem a realidade externa – o mundo físico real que as ciências naturais estudam. Esse raciocínio circular não prova nada.

Uma defesa naturalista é a distinção feita entre mapa e território, entre crença e realidade – uma distinção proposta por Alfred Korzybski, que insiste que “o mapa não é o território” em um livro que afirma apresentar “sistemas não aristotélicos”. ¹ Infelizmente para o naturalismo, o “mapa”, neste caso, é sua própria invenção, uma vez que a cadeia causal do objeto externo ao lobo occipital é um produto do materialismo científico. Esse “mapa” naturalista em si deve estar errado, pois leva a um idealismo subjetivo que contradiz seu próprio ponto de partida: o realismo epistemológico.

A defesa final do naturalismo é insistir que, embora paradoxal, simplesmente não há alternativa ao materialismo científico e sua aceitação da validade da sensação.

Mas existe.

O naturalismo implica assumir a filosofia do materialismo. O materialismo não apenas nega todas as entidades imateriais, mas hoje incluiria como “matéria” a matéria e energia e, de fato, qualquer coisa descritível em termos da teoria quântica de campos. Embora possa não ser o “material” fisicamente estendido da teoria atômica do século XIX, até mesmo a energia ou os campos quânticos permanecem localizáveis nas dimensões do espaço-tempo. Essa é a falha fatal da sequência causal materialista da visão descrita acima.

Enquanto o objeto externo e seu efeito no órgão final da visão são ambos localizáveis externamente ao conhecedor, a mudança no cérebro, a imagem, a representação, não é externa, mas interna ao conhecedor. Assim, ao conhecer, em última instância, apenas as mudanças dentro de si mesmo, o materialista é logicamente forçado a um idealismo epistemológico que contradiz seu ponto de partida assumido, a observação das coisas externas.

Tudo isso decorre de seu compromisso filosófico a priori com o materialismo. O método científico não exige materialismo. Mas, o preconceito filosófico do naturalista sim.

Que alternativa existe para o materialismo científico e sua epistemologia ingênua?

Primeiro, devemos notar que todos os conhecedores começam exatamente no mesmo lugar – antes de qualquer metodologia científica. Todos nós começamos com a mesma experiência direta do mundo, conhecida pelos sentidos – tanto o naturalista quanto o filósofo aristotélico.

O naturalista está certo ao tomar como dado um mundo físico externo que ele conhece diretamente por meio da sensação. Mas ele está errado ao tentar fundir essa experiência com sua posição filosófica de materialismo.

A experiência imediata dos seres sencientes é de um mundo externo de coisas reais. Os seres humanos, possuindo o poder espiritual do intelecto, sabem não apenas de seu próprio ato de sentir, mas também estão reflexivamente cientes do eu pessoal que está tendo essa experiência de objetos externos.

Não é necessário presumir que o materialismo seja o único princípio de realidade. Se a análise acima demonstra que o materialismo necessariamente implica uma epistemologia autodestrutiva, então o materialismo deve ser falso e alguma forma de dualismo deve ser verdadeira. ² Ou seja, a realidade deve incluir algumas entidades não materiais, bem como outras materiais.

Aristóteles afirma que os co-princípios (matéria e forma) compõem as substâncias físicas. Nas coisas vivas, a forma é chamada de alma. Somente no homem, a alma é estritamente imaterial (espiritual). Ao contrário do atomismo, em que nada é uma única coisa (substância) acima do nível atômico (ou subatômico), a forma substancial torna o organismo vivo um ser único e unificado de uma dada natureza. ³ Visto que todos os organismos sencientes sentem por meio dos poderes da alma, e uma vez que a própria alma não é fisicamente localizável ou estendida, existe uma base ontológica para o realismo epistemológico. Mas simplesmente, isso significa que, uma vez que a sensação da alma não é estendida no espaço e, portanto, fisicamente “localizável“, ela não está “presa” no interior do cérebro como seria o caso com o materialismo científico. Nossa experiência imediata da realidade externa mostra que a alma vivente capacita todo o organismo a fazer coisas que excedem as capacidades de um sistema nervoso puramente físico.

Apressando-se instintivamente para rejeitar o dualismo metafísico aristotélico, o naturalista pode objetar que a sensação termina no interior do cérebro, tornando impossível esse conhecimento direto da realidade externa. Mas, tal objeção expõe novamente a contradição inerente em combinar o materialismo filosófico com o realismo epistemológico. Ou seja, o naturalista afirma conhecer um cosmos físico externo com bilhões de anos-luz de extensão e, ainda assim, seu materialismo força a conclusão de que ele não pode conhecer o mundo físico externo de forma alguma – apenas imagens ou padrões neurais dentro de seu próprio cérebro.

O naturalismo não pode escapar de seu próprio pesadelo epistemológico – um pesadelo causado diretamente, não pela própria ciência natural, mas por tentar ilicitamente identificar a ciência natural com a falsa filosofia do materialismo.

Notas:

1. Alfred Korzybski, Science and Sanity: An Introduction to Non-Aristotelian Systems and General Semantics (Institute of General Semantics; 5th edition, 1995).
2. Aristotle’s hylemorphic dualism distinguishes soul from body as co-principles of the same being, whereas Descartes’ extreme dualism views mind and body as entirely distinct substances.
3. For the best single volume refutation of naturalism and exposition of Aristotelian-Thomism, see Br. Benignus Gerrity, Nature, Knowledge, and God (Bruce Publishing Company, 1947).

Aprendendo o que é Maravilha com as últimas novidades de Denton

Rob Sheldon | Evolution News

1 ° de outubro de 2020

O novo livro de Michael Denton, The Miracle of the Cell, segue uma longa tradição na literatura de encontrar um propósito na natureza. Aristóteles e Platão se entregaram a ela, e por volta de 50 aC Tito Lucrécio Caro escreveu um longo tratado contra ambos. Lucrécio disse (traduzindo do latim),

Nesses casos, desejamos que fujas apaixonadamente da única ofensa e ansiosamente evites o erro de presumir que as claras luzes dos olhos foram criadas para que possamos ver. Toda essa interpretação é posterior com o raciocínio inverso, uma vez que nada nasce no corpo para que possamos usar o mesmo, mas o nascimento engendra o uso… todos os membros, ao que parece, estavam lá antes de terem seu uso: e, portanto, eles não podiam ser sexados por uma questão de uso.

Dezessete séculos depois, Voltaire escreveu sua própria sátira, classificando Aristóteles como um Dr. Pangloss senil: “Está provado”, disse ele,

que as coisas não podem ser diferentes do que são; pois, tudo sendo feito para um determinado fim, o fim para o qual tudo é feito é necessariamente o melhor fim. Observe como narizes foram feitos para portar óculos, e é óculos que temos de acordo com isso.

Sátira Espetacular

E assim começou a prática, uma habilidade que Charles Darwin elevou à alta arte, de atribuir causas aleatórias para o aparecimento da forma biológica, em vez das causas dirigidas por Aristóteles. Na sátira espetacular, por exemplo, o objeto obviamente projetado – os óculos – é considerado eterno, e o objeto obviamente biológico – o nariz – é reivindicado como sendo projetado. Por meio desse tipo de argumento, Lucrécio, Voltaire e Darwin tentam nos convencer de que a biologia não pode ser projetada. Mas parece que a crítica não é nem superficial.

Se, argumenta Denton, insistimos que a estrutura não é projetada, não devemos também insistir que a arquitetura, as vigas, os fechos, a localização, a fundação também não sejam projetadas? Podemos insistir que uma tempestade de granizo que removeu ao acaso algumas telhas deixou toda a estrutura organizada aleatoriamente? Para remover a maldição do “design biológico”, não devemos exigir que a aleatoriedade não seja apenas superficial, mas até o osso?

Gosma protoplasmatica?

Darwin estava bem ciente dessa necessidade e postulou que o início da vida foi uma gosma protoplasmática – não estruturada, nada excepcional, praticamente o que se acumula na armadilha da pia da cozinha. Da mesma forma, períodos anteriores eram menos estruturados e menos excepcionais do que o presente. O progresso, via de regra, exige um ponto de partida muito enfadonho, ou então seria um retrocesso.

Portanto, o livro de Denton começa com as maravilhas do átomo de carbono no primeiro capítulo e desenvolve a química e a bioquímica sobre essa base. No Capítulo 5, ele está descrevendo a turbina ATP baseada em carbono que alimenta todas as células deste planeta. Ele mostra sua formação como químico voltando à tabela periódica no Capítulo 6, descrevendo as virtudes da química dos íons metálicos e da química solúvel em água no Capítulo 7. Em seu capítulo final, ele considera o problema da origem da vida com referência aos condritos carbonáceos – meteoritos que contêm carbono – que possuem moléculas orgânicas complexas.

Design notável

Assim, a jornada de Denton na bioquímica e na química demonstra um design notável nos blocos de construção da biologia. Os átomos são organizados em máquinas bioquímicas, e as máquinas bioquímicas provam ser designs intrincados usando tunelamento mecânico quântico e termodinâmica para energizar e proteger de forma eficiente a célula da morte. Essas máquinas também não são inevitáveis, mas altamente otimizadas de modo que os engenheiros modernos estão aprendendo a replicar sua tecnologia para melhorar as máquinas do século XXI. Pois existem muitas maneiras menos eficientes de fazer a tarefa, mas a célula usou a mais eficiente. Nem a “tentativa e erro” da seleção natural pode explicar o processo de otimização, assim como a tentativa e erro não converterá uma máquina a vapor Newcomb em uma turbina a jato.

No último capítulo, eu me separaria de Denton e insistiria que os orgânicos meteoríticos não são “abióticos”, o resultado inevitável das leis da física, mas moléculas claramente bióticas, sendo ambos quirais e rodeados por cianobactérias fossilizadas, diatomáceas eucarióticas e traços de metazoários. Suspeito que a atração de Denton pela visão “romântica” do físico Paul Davies, de que as leis da física contêm um módulo para dar origem à vida, alterou sua visão dos orgânicos em meteoritos.

Aprendendo Ciências, Aprendendo Maravilha

Além disso, como físico, adoraria prefaciar os capítulos ao início do livro, começando com a energia pura do Big Bang e a maravilha da produção de carbono através do processo triplo-alfa, então a confissão do ateu Sir Fred Hoyle de que as ressonâncias do núcleo de carbono 12 eram precisas demais para serem acidentais, seguidas pela surpresa da mecânica quântica e a hibridização sp3 dos orbitais de elétrons. Quando chegamos ao Capítulo 1 de Denton, o milagre do carbono já foi estabelecido três vezes.

Apesar do meu mau humor de físico, é um prazer ler o livro de Denton, cheio de fascinantes percepções sobre a química e a bioquímica da vida. Você não apenas aprenderá um pouco de ciência, mas também poderá aprender o mais importante dos objetivos educacionais, ainda mais importante do que fatos e datas – maravilha. É o ingrediente que falta em Lucrécio e Voltaire, razão pela qual o Dr. Pangloss não podia ver seu próprio nariz.

O “coquetel” de enzimas que digerem plástico anuncia uma nova esperança para os resíduos plásticos.

pela University of Portsmouth | Phys Org

Uma segunda enzima, encontrada na mesma bactéria que vive em uma dieta de garrafas plásticas, foi combinada com PETase para acelerar a quebra do plástico.

A PETase decompõe o polietileno tereftalato (PET) de volta aos seus blocos de construção, criando uma oportunidade de reciclar o plástico infinitamente e reduzir a poluição do plástico e os gases do efeito estufa que impulsionam as mudanças climáticas.

PET é o termoplástico mais comum, usado para fazer garrafas de bebidas descartáveis, roupas e tapetes e leva centenas de anos para se decompor no ambiente, mas a PETase pode reduzir esse tempo para dias.

A descoberta inicial criou a perspectiva de uma revolução na reciclagem de plástico, criando uma solução potencial de baixo consumo de energia para lidar com o lixo plástico. A equipe desenvolveu a enzima PETase natural em laboratório para ser cerca de 20% mais rápida na decomposição do PET.

Agora, a mesma equipe transatlântica combinou PETase e seu “parceiro”, uma segunda enzima chamada MHETase, para gerar melhorias muito maiores: simplesmente misturar PETase com MHETase dobrou a velocidade de decomposição do PET e projetou uma conexão entre as duas enzimas para criar uma ‘superenzima’, aumentar esta atividade em mais três vezes.

Crédito: University of Portsmouth

O estudo foi publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

A equipe foi co-liderada pelos cientistas que desenvolveram a PETase, Professor John McGeehan, Diretor do Centro de Inovação Enzimática (CEI) da Universidade de Portsmouth, e Dr. Gregg Beckham, Pesquisador Sênior do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL ) nos E.U.A.

O professor McGeehan disse: “Gregg e eu estávamos conversando sobre como a PETase ataca a superfície dos plásticos e a MHETase retalha ainda mais as coisas, então parecia natural ver se poderíamos usá-las juntas, imitando o que acontece na natureza.“

Nossos primeiros experimentos mostraram que elas realmente funcionam melhor juntas, então decidimos tentar ligá-las fisicamente, como dois Pac-men unidos por um pedaço de corda.

“Demorou muito esse trabalho em ambos os lados do Atlântico, mas valeu a pena – ficamos encantados em ver que nossa nova enzima quimérica é até três vezes mais rápida do que as enzimas separadas, naturalmente evoluídas, abrindo novos caminhos para mais melhorias. “

Crédito: University of Portsmouth

A descoberta da enzima PETase original anunciava a primeira esperança de que uma solução para o problema global da poluição por plástico pudesse estar ao alcance, embora a PETase sozinha ainda não seja rápida o suficiente para tornar o processo comercialmente viável para lidar com as toneladas de garrafas PET descartadas espalhadas pelo planeta.

Combiná-la com uma segunda enzima, e descobrir que juntas funcionam ainda mais rápido, significa que outro salto foi dado no sentido de encontrar uma solução para os resíduos de plástico.

PETase e a nova combinação MHETase-PETase trabalham digerindo o plástico PET, retornando-o aos seus blocos de construção originais. Isso permite que os plásticos sejam feitos e reutilizados infinitamente, reduzindo nossa dependência de recursos fósseis como petróleo e gás.

O professor McGeehan usou a Diamond Light Source, em Oxfordshire, um síncrotron que usa intensos feixes de raios X 10 bilhões de vezes mais brilhantes que o Sol para funcionar como um microscópio poderoso o suficiente para ver átomos individuais. Isso permitiu que a equipe resolvesse a estrutura 3-D da enzima MHETase, dando a eles os projetos moleculares para começar a desenvolver um sistema enzimático mais rápido.

A nova pesquisa combinou abordagens estruturais, computacionais, bioquímicas e bioinformáticas para revelar percepções moleculares sobre sua estrutura e como ela funciona. O estudo foi um grande esforço de equipe envolvendo cientistas em todos os níveis de suas carreiras.

Crédito: University of Portsmouth

Uma das autoras mais jovens, Rosie Graham, Ph.D. em Portsmouth CEI-NREL. A aluna disse: “Minha parte favorita da pesquisa é como as ideias começam, seja no café, no trajeto de trem ou ao passar pelos corredores da universidade pode realmente ser a qualquer momento.

“É realmente uma grande oportunidade de aprender e crescer como parte desta colaboração Reino Unido-EUA e ainda mais para contribuir com outra parte da história sobre o uso de enzimas para lidar com alguns de nossos plásticos mais poluentes.”

O Center for Enzyme Innovation leva enzimas do ambiente natural e, usando biologia sintética, adapta-as para criar novas enzimas para a indústria.