Segundo Brian Goodwin, um dos grandes nomes da biologia teórica e amigo pessoal de Dawkins, o problema fundamental da biologia é como se gera a forma (não só ontogenia, mas toda a morfologia em si)
Assim, enquanto Paley (teologia natural) interpretava a admirável morfologia dos organismo em relação a seu ambiente como evidência do desígnio divino, Darwin explicava-a como resultado da seleção natural – a cega adaptação momento a momento dos organismos às condições predominantes, os produtos da mutação aleatória distribuída de acordo com a sobrevivência
No entanto a teoria darwinista limita as hipóteses, uma vez que versões da teoria que neguem o lento gradualismo e o papel central da seleção natural podem ser verdadeiras em casos específicos, mas não costumam ser bem aceitas no mundo científico.
Os biólogos moleculares descobriram que a seqüência dos nucleotídeos especifica precisamente a seqüência linear dos aminoácidos nas proteínas, mas segundo Goodwin, cometeram um erro ao imaginar que, semelhantemente, a seqüência linear dos genes num genoma especifica a gênese da forma de um embrião, análogo a um programa de computador.
“ Os genes estabelecem os valores dos parâmetros. Isso quer dizer que eles produzem as partes componentes do sistema, dentro de uma série de valores. As transições morfológicas, então, são conseqüências do ciclo de dinâmica gerando geometria, e geometria modificando dinâmica. Isso nos dá uma perspectiva gratuita de morfogênese” (Brian)
Eu havia prometido que citaria um exemplo de aplicação real de sistemas dinâmicos complexos para biologia, para entender onde Goodwin quis chegar, vou explicar em linhas gerais o modelo da Acetabulária:
Acetabularia acetabulum é uma espécie de alga, na figura abaixo está o ciclo de vida dela:
O verticilo (chapeuzinho) dessa alga não tem qualquer função conhecida, segundo os darwinistas: ou nós não conseguimos encontrar sua função ou uma vez ele teve uma função e agora é vestigial…
Brian e seus colegas de laboratório construíram um modelo matemático do desenvolvimento do organismo como um modo de compreender as transições morfogenéticas, as principais etapas através das quais passa o organismo em desenvolvimento. Essencialmente, o modelo inclui aspectos da regulação de cálcio na célula, as mudanças do estado mecânico do citoplasma (elasticidade e viscosidade), e a resposta da parede da célula (esses seriam os parâmetros do sistema).
Quando sugeriram o modelo, esses pesquisadores imaginavam encontrar muitos padrões possíveis e que seria muito demorado e talvez até improvável encontrar os parâmetros que refletissem a morfogênese da Acetabularia. Mas o resultado surgiu muito depressa, como se a forma da acetabularia fosse uma propriedade profunda do sistema.
O gradiente de cálcio com um máximo no pólo torna-se instável quando se processa o crescimento, e transforma-se num anel com uma camada de cálcio elevado e tensão aumentada. A parede se suaviza nessa camada em razão do acoplamento entre a tensão citoplasmática e a elasticidade da parede, de modo que a parede desenvolve a curvatura máxima na região do anel e se achata na direção da ponta.
Dessa forma, a formação do verticilo é simplesmente o único resultado possível da dinâmica do sistema (lembra quando falamos em complexidade? Os sistemas dinâmicos possuem uma propriedade emergente, um sistema de “atratores” para os resultados possíveis dentro do espaço-forma). Ou seja, todos os membros dessa família de alga (Dasycladaceae) fazem verticilos pq essa propriedade emerge no processo de organização da célula, algumas espécies usam esse verticilo, outras não. E isto vai contra o paradigma de “uma forma – uma função”
“ Para um neodarwiniano, qualquer tipo de forma biológica é possível, dentro de certos limites mecânicos. Mas isso não é correto, pois a dinâmica organizacional da morfogênese define um número limitado de pontos nesse espaço, onde a possível ordem da forma biológica é restrita de um modo fundamental”. (Brian)
Quando usei morfometria na minha tese percebi que realmente o espaço de “formas possíveis” é realmente muito restrito.
http://www.springerlink.com/content/l2g17t7nv4170r80/http://jcs.biologists.org/cgi/content/abstract/97/3/503http://www.springerlink.com/content/k7lh002111713267/http://www.springerlink.com/content/lkcvwuhbby233lp3/Adoro quando um paradigma é “ameaçado” por novas descobertas científicas
Os resultados das redes booleanas de Kauffmann e do modelo matemático da Acetabularia de Goodwin significam que nem sempre a seleção natural é a responsável pelos processos evolutivos, talvez as “possibilidades adaptativas” estejam matematicamente limitadas em alguns casos
[]s
Tópico: Modelagem Matemática e a TE - um exemplo de complexidade! (Lida 2342 vezes)