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Quais são as evidências de que toda a vida hoje descende de um ancestral comum (LUCA), e quais organismos (se houver) desafiam o conceito?

Quais são as evidências de que toda a vida hoje descende de um ancestral comum (LUCA), e quais organismos (se houver) desafiam o conceito?



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Se bem entendi, o conceito de LUCA (último ancestral comum universal) é baseado na hipótese de que arquéias e bactérias compartilham ancestrais comuns.

No reino da matemática, as mesmas descobertas costumam ser feitas mais de uma vez, em lugares diferentes. Às vezes (como no cálculo), essas descobertas independentes eram feitas quase simultaneamente. Às vezes, as descobertas parecem não ter nenhuma relação (proposições compostas afirmativas de Hipparchus antes de 100 aC e o trabalho de David Hough sobre a inserção de parênteses em 1944).

Se a "vida" começou na Terra em algum tipo de sopa primordial, é concebível que tenha começado não uma, mas muitas vezes, em diferentes lugares e em diferentes momentos.

Quão forte é a evidência de que bactérias e arquéias não representam descobertas bastante distintas de "vida", que (devido à natureza das substâncias químicas que usam) compartilham uma série de características, como o DNA?


É bem provável (mas impossível de estudar) que os primeiros estágios da vida tenham se originado mais de uma vez. No entanto, a evidência de que todos atualmente existente a vida originada na mesma população é muito forte.

No nível mais básico, muitos dos blocos de construção básicos da vida, RNA, DNA, aminoácidos são quirais, o que significa que vêm em várias formas, mas para os processos básicos da natureza, sempre o mesmo é escolhido. Por exemplo, a dupla hélice do DNA é quase sempre destra na natureza, veja também aqui. Se houvesse múltiplas origens de arquéias e bactérias, esperaríamos que algumas escolhessem outra forma, se não outras moléculas. Além disso, muitas proteínas cruciais, como DNA e RNA polimerases, são muito semelhantes entre todas as espécies, a probabilidade de que tenham se originado independentemente é simplesmente minúscula.


O código genético da árvore da vida é estudado ativamente. Até o momento, todos os seres vivos estão em conformidade com o modelo LUCA. Eles são todos dependentes de RNA e DNA, e nenhuma outra forma de vida é conhecida. Todas as formas de vida de RNA e DNA compartilham um padrão de herança semelhante a uma árvore com organismos mais simples.

Às vezes, há dúvidas sobre se os cogumelos estão mais intimamente relacionados a animais ou plantas.

Às vezes é debatido se os príons são formas de vida ou não. Elas são proteínas que podem se reproduzir enganando as células humanas para produzi-las e então se transmitir, mas não se desenvolveram em outra coisa senão uma proteína.

Alguns Virii têm uma relação especial com o DNA, pois eles simplesmente fazem o hyjack e comem DNA usando truques de RNA, mas seu código é basicamente um bloco de lego de outro DNA que eles fizeram o hyjack, eles têm um mecanismo de evolução fascinante.

Aqui está a Árvore da Vida, no momento todos os testes genéticos encontraram uma estrutura de árvore compartilhada por acenstors comuns, em todos os órgãos, daí um LUCA:

aqui você pode ver em detalhes, até agora 50.000 espécies estão lá, dos mesmos philae e DNA-testados, e em breve eles terão mais espécies, como 200k ou algo assim. enorme pôster em pdf: http://www.timetree.org/public/data/poster/timetree24x32.pdf


Evolução: 5 linhas de evidência

Quando Na origem das espécies foi publicado pela primeira vez em 1859, dizer que causou um terremoto científico e político seria um grande eufemismo. As idéias apresentadas se tornariam a base de todos os campos biológicos existentes hoje.

Os fundamentos da teoria são observações feitas enquanto Charles Darwin e Alfred Russel Wallace viajavam pelo mundo, mas desde então houve muitas expansões e avanços. Eu aloquei esses tópicos de evidências em 5 categorias e farei o meu melhor para explicar a importância de cada uma. Mas, para começar, um pouco sobre a seleção natural.

As 4 afirmações da evolução por seleção natural.

A evolução (a que Darwin se referiu como “descendência com modificação”) é uma questão multifacetada, mas o mecanismo central proposto, conhecido como seleção natural, permanece verdadeiro até hoje. Ele reivindicou quatro declarações simples, mas poderosas, apoiadas por décadas de evidências acumuladas:

  1. Existe variação nos traços (ou características) dentro de uma espécie.
  2. Essas características são hereditárias.
  3. Algumas características resultam em indivíduos tendo mais descendentes (ou estão associados a ela).
  4. Essas características irão aumentar dentro de uma população ao longo do tempo.

Como tal, a seleção natural tem tudo a ver com reprodução. Embora Darwin não soubesse de Como as variação passou a existir (a genética ainda estava um pouco distante), era necessária apenas para a variação existir e para que seja hereditário.

Existem, é claro, algumas exceções notáveis ​​ao acima. Por exemplo, uma erupção vulcânica, ou impacto de meteoro, pode destruir um grupo inteiro de variantes independentemente de sua habilidade competitiva ou sucesso reprodutivo (por acaso). Isso é conhecido como deriva genética e também é um mecanismo importante que impulsiona a evolução.

A evidência:

1. Biogeografia.

O campo moderno da biogeografia gira em torno do estudo da distribuição das espécies em todo o planeta e por que essa distribuição deve existir. Wallace, indiscutivelmente um dos fundadores da biogeografia, notou que as espécies em uma região eram frequentemente muito diferentes das espécies em outra, embora seu clima e geografia fossem os mesmos. Isso não se encaixava no ponto de vista convencional da década de 1840 sobre a criação para o propósito, e logo Wallace encontrou muitos outros exemplos que imploravam por explicação, mais famosa a "Linha Wallace".

Embora houvesse uma distância muito curta entre eles, as espécies do leste da Indonésia (e de Papua-Nova Guiné) são muito diferentes de suas contrapartes no oeste da Indonésia. As espécies orientais assemelham-se às do continente australiano, enquanto as espécies ocidentais são mais asiáticas. Wallace foi capaz de traçar uma linha entre esses dois grupos (ver Wallace Line acima).

Agora sabemos que as diferenças se devem à colonização de dois continentes diferentes, com as várias espécies mais tarde sendo isoladas pela elevação das águas - adaptando-se isoladamente e tornando-se espécies separadas. As ilhas vulcânicas colonizadas seguem a mesma tendência: os tentilhões das Galápagos de Darwin, isolados no Pacífico, claramente tiveram um ancestral comum no continente da América do Sul / Central.

Seguindo a teoria das placas tectônicas de Alfred Wegener no início do século 20 (mostrada acima), ficou claro que as semelhanças intercontinentais entre as espécies poderiam ser explicadas pelo movimento e quebra de megacontinentes. Na verdade, uma das evidências mais convincentes por trás da teoria era que fósseis de plantas e animais idênticos haviam sido descobertos em lados opostos do Atlântico.

2. O registro fóssil.

Mudanças na distribuição das espécies ao longo do tempo são muito claras no registro fóssil, pois a datação de um fóssil, ou pelo menos de seus arredores, é possível *. Isso permite um registro de data e hora que nos dá um pequeno instantâneo de como era a distribuição das espécies em certos períodos da história do nosso planeta. O registro é altamente incompleto para muitas linhagens, devido às raras condições necessárias para a formação de fósseis, mas vou me concentrar na linhagem bastante completa das aves como exemplo.

* A datação de espécimes geológicos não se limita apenas ao radiocarbono, que tem um alcance de apenas cerca de 70000 anos. Há uma variedade de outros métodos, incluindo a datação por K-Ar e urânio-chumbo, que variam na casa dos bilhões de anos. É fundamental compreender as vastas linhas do tempo geológicas que facilitam a evolução, pois este é um ponto de conflito comum. Leia mais sobre a datação de rochas e fósseis aqui.

O registro fóssil nos fornece alguma indicação de um evento de extinção em massa que exterminou muitas espécies há cerca de 66 milhões de anos. A única linhagem de dinossauros que sobreviveu, um pequeno ramo dos arquossauros, são os ancestrais que deram origem aos pássaros modernos.

O primeiro fóssil de Archaeopteryx foi descoberto em 1860 e, embora se parecesse com um pássaro, havia algumas diferenças distintas (veja acima). Ele tinha penas, mas também tinha uma cauda ossuda e dentes - os quais não são encontrados nas espécies de aves modernas. A estrutura óssea também era um pouco diferente. Tudo isso apontava para o Archaeopteryx como um intermediário entre os pássaros e um dinossauro anterior.

A estrutura óssea e a presença de penas nos fósseis de terópodes, um dinossauro terrestre, sugerem que eles eram o intermediário entre o Archaeopteryx e os dinossauros pré-penas maiores (embora onde os dinossauros se ramificassem em com e sem penas seja controverso). Como resultado, usando filogenias (uma árvore genealógica para parentesco ao longo do tempo), os pesquisadores foram capazes de reconstituir o legado dos dinossauros.

Um registro fóssil completo provavelmente nunca será alcançado, por razões bastante óbvias. No entanto, grandes avanços foram feitos no rastreamento de outras linhagens: especialmente a nossa Homo gênero. O registro fóssil é indicativo de evolução, mas é apenas uma peça no quebra-cabeça de evidências.

3. Embriologia, semelhança e estruturas vestigiais.

Muitas espécies compartilham uma estrutura larval embrionária (veja acima). Darwin postulou que: "comunidade de estrutura embrionária revela comunidade de descendência", e há uma razão para isso.

Podemos ver as larvas, ou embriões, como um modelo para ancestralidade compartilhada. Por exemplo, embriões humanos e de peixe têm fendas branquiais - mas essas fendas são removidas no desenvolvimento posterior do embrião humano, enquanto se desenvolvem em brânquias nos peixes. Fatores genéticos, desenvolvidos por meio da adaptação aos ambientes terrestres, silenciam o desenvolvimento das guelras em humanos, mas o estágio inicial da fenda das guelras sugere que compartilhamos um ancestral comum com os peixes. Outros exemplos incluem olhos em pintas embrionárias e dentes em baleias embrionárias.

Características compartilhadas devido a um ancestral comum são conhecidas como homologias, e algumas só podem ser vistas em embriões iniciais, enquanto outras se estendem até a idade adulta (veja a imagem acima). Algumas estruturas homólogas não têm função, como o cóccix nos humanos ou os restos das patas traseiras nas baleias. Esses apêndices aparentemente sem função são chamados de estruturas vestigiais e também podem indicar ancestralidade compartilhada.

Finalmente, temos estruturas análogas: elas compartilham funções, mas não ancestrais. Um exemplo seriam as asas de borboletas e pássaros, ambas desenvolvidas de forma independente como adaptações para pressões ambientais semelhantes.

Quando a descoberta da estrutura de dupla hélice do DNA foi publicada em 1953, não demorou muito para que a natureza da hereditariedade fosse revelada. Descobriu-se que o DNA é o portador - mas, o mais importante, por meio de sua própria replicação, ele forneceu uma fonte de variação.

Os blocos de construção do DNA (adenina, guanina, citosina e timina) são compartilhados por todo o mundo vivo, das bactérias aos humanos. Surpreendentemente, os trigêmeos desses blocos de construção de DNA formam um código que é lido para construir proteínas, e esse código de proteína também é compartilhado ao longo da vida. Resultado: o DNA bacteriano pode ser lido em uma célula humana e o indicador definitivo de um ancestral comum para toda a vida foi revelado.

Mecanismos compartilhados à parte, o sequenciamento de genomas (todos os DNAs de uma espécie) e o uso de "relógios moleculares" mitocondriais confirmaram as teorias de parentesco. Nós, humanos, compartilhamos cerca de 99% de nosso DNA com nosso parente mais próximo, o chimpanzé, e provavelmente nos separamos de nosso ancestral comum alguns milhões de anos atrás. Filogenias, como a mostrada abaixo, podem ser construídas para mapear as diferenças genéticas entre as espécies e, assim, indicar parentesco.

A variação é gerada por meio de mutações no DNA. Isso pode ocorrer por meio de uma variedade de mecanismos, como radiação ultravioleta, mas mais comumente por erros durante a replicação. Esses erros mudam a forma como o DNA é lido, o que muda o produto da proteína e, por fim, a função da célula. As mudanças acumuladas podem ser positivas (nova função), neutras ou mortais (câncer), e a seleção natural, em última análise, remove as mudanças que são negativas em relação ao ambiente local.

O que nos leva à nossa razão final.

5. Evolução observável em pequenas escalas de tempo.

Talvez o mais famoso dos exemplos de adaptação de Darwin sejam os tentilhões de Galápagos. Tendo colonizado as ilhas vulcânicas do continente americano, os tentilhões pareciam ter bicos diferentes, embora fossem semelhantes em todos os outros aspectos (ver imagem acima). Só muito mais tarde, após consulta com o ornitólogo John Gould, é que se percebeu que os bicos eram adaptações para diferentes fontes de alimento. No verdadeiro estilo da seleção natural, indivíduos com bicos melhores (seja para insetos, sementes duras ou sugadores de sangue) cresceram para dominar suas populações locais. Aqueles que não o fizeram morreriam lentamente.

Esse fenômeno foi observado na seca de Galápagos em 2004/5, onde o tamanho médio do bico em uma ilha para uma espécie diminuiu (após a morte em massa das variantes maiores do bico), provavelmente devido à competição por sementes associadas a bico grande. As variantes com bicos menores foram capazes de encontrar uma fonte alternativa de alimento. É importante ressaltar que os genes associados a essa tendência foram identificados e sua frequência associada aumentou, ou diminuiu, na população confirmada.

Outro exemplo famoso é a mariposa salpicada, pois sua população mudou drasticamente após a revolução industrial na Inglaterra (foto acima).

A expansão da indústria no final do século 19 teve um grande efeito na qualidade do ar das cidades britânicas, mas também pareceu afetar a população de mariposas. A variação preta da mariposa salpicada tornou-se cada vez mais comum, enquanto a variante branca anteriormente comum tornou-se rara.

Na década de 1950, Bernard Kettlewell mostrou, por meio de um elegante conjunto de experimentos, que a população de mariposas estava mudando devido à predação. As árvores ao redor das cidades britânicas, antes de casca clara, tornaram-se fuliginosas e sujas, proporcionando melhor camuflagem para a variante negra. A variante branca, não mais camuflada, tornou-se visível aos pássaros e foi caçada em maior número. Suas observações foram confirmadas em um artigo publicado em 2012, uma vez que florestas modernas e mais limpas viram uma reversão para a dominação da variante branca.

Eu não poderia falar sobre evolução observável sem mencionar bactérias e vírus. O rápido ciclo de vida dos microrganismos significa que podemos observar milhares de gerações em um período de tempo relativamente pequeno.

M. tuberculosis, a espécie bacteriana causadora da TB, tem se mostrado altamente eficiente na adaptação às pressões seletivas aplicadas por múltiplos antibióticos. No entanto, a resistência aos medicamentos também se desenvolveu em várias outras espécies de patógenos. O mecanismo geral de adaptação aos antibióticos é mostrado na imagem acima.

Apenas uma teoria? Por que a “teoria científica” é diferente.

Uma “teoria científica”, no sentido ideal, é a melhor representação da evidência disponível em qualquer momento. A teoria em si não é “fato”, mas sim uma série de explicações construídas a partir de observações que são, individualmente, fatos. Como tal, as teorias evoluem ao longo do tempo à medida que nossa compreensão das observações muda ou novas observações são feitas. Uma teoria científica é sempre um trabalho em andamento.

É claro que existem jovens teorias matemáticas abstratas da ciência e, em seguida, existem aquelas que estão repletas de evidências tangíveis. A evolução, como você viu acima, é uma das últimas teorias.

Atualmente, não há observações feitas que contradigam a teoria da evolução. É altamente improvável que haja. Mas, se alguma evidência inegável de um mecanismo até então desconhecido se materializasse repentinamente, a comunidade científica seria forçada a revisar as teorias afetadas e seguir em frente.

Mesmo a evolução não é infalível de fato, não seria uma teoria científica se fosse.


Cinco Provas de Evolução

1. O código genético universal. Todas as células da Terra, desde nossos glóbulos brancos, até bactérias simples, até células nas folhas das árvores, são capazes de ler qualquer pedaço de DNA de qualquer forma de vida na Terra. Esta é uma evidência muito forte de um ancestral comum do qual toda a vida descendeu.

2. O registro fóssil. O registro fóssil mostra que os fósseis mais simples serão encontrados nas rochas mais antigas e também pode mostrar uma transição suave e gradual de uma forma de vida para outra.

Por favor, assista a este vídeo para uma excelente demonstração da transição de fósseis de vida simples para vertebrados complexos.

3. Comunalidades genéticas. Os seres humanos têm aproximadamente 96% dos genes em comum com chimpanzés, cerca de 90% dos genes em comum com gatos (fonte), 80% com vacas (fonte), 75% com camundongos (fonte) e assim por diante. Isso não prova que evoluímos de chimpanzés ou gatos, mas apenas que compartilhamos um ancestral comum no passado. E a quantidade de diferença entre nossos genomas corresponde a quanto tempo atrás nossas linhagens genéticas divergiram.

4. Traços comuns em embriões. Humanos, cães, cobras, peixes, macacos, enguias (e muitas outras formas de vida) são todos considerados & quotcordados & quot porque pertencemos ao filo Chordata. Uma das características desse filo é que, como embriões, todas essas formas de vida têm fendas branquiais, caudas e estruturas anatômicas específicas envolvendo a coluna vertebral. Para humanos (e outros não peixes), as fendas branquiais se reformam nos ossos da orelha e da mandíbula em um estágio posterior de desenvolvimento. Mas, inicialmente, todos os embriões cordados se parecem muito uns com os outros.

Na verdade, embriões de porco são freqüentemente dissecados em aulas de biologia por causa de sua semelhança com embriões humanos. Essas características comuns só poderiam ser possíveis se todos os membros do filo Chordata descendente de um ancestral comum.

5. Resistência bacteriana aos antibióticos. As colônias de bactérias só podem criar resistência aos antibióticos por meio da evolução. É importante notar que em cada colônia de bactérias, existem alguns poucos indivíduos que são naturalmente resistentes a certos antibióticos. Isso ocorre devido à natureza aleatória das mutações.

Quando um antibiótico é aplicado, a inoculação inicial mata a maioria das bactérias, deixando para trás apenas as poucas células que apresentam as mutações necessárias para resistir aos antibióticos. Nas gerações subsequentes, as bactérias resistentes se reproduzem, formando uma nova colônia onde cada membro é resistente ao antibiótico. Esta é a seleção natural em ação. O antibiótico está "selecionando" para organismos que são resistentes e matando todos os que não o são.


Quais são as evidências de que toda a vida hoje descende de um ancestral comum (LUCA), e quais organismos (se houver) desafiam o conceito? - Biologia

A evolução é amplamente aceita como fato científico indiscutível quando, na verdade, não se baseia em evidências científicas mensuráveis ​​pelo método científico.

Nossa vida cotidiana gira em torno da ciência e da tecnologia.Os carros que dirigimos, os alimentos que comemos e as vitaminas que ingerimos são o resultado da aplicação de algum princípio científico. Assim como a ciência é importante para a vida cotidiana, ela define os princípios fundamentais pelos quais as evidências são adquiridas, analisadas e transmitidas.

A ciência é um processo no qual adquirimos conhecimento a partir de dados empíricos. Os dados são do que observamos e registramos com nossos sentidos. A ciência é um estudo sistemático do mundo ao nosso redor com base em observações, classificações e descrições que podem levar a investigações experimentais e explicações teóricas. Tanto o raciocínio dedutivo quanto o indutivo são empregados no processo científico. A National Academy of Science na publicação de 1998, Teaching about Evolution and the Nature of Science, confina a atividade da ciência à evidência empírica, declarando que, & ldquoExplicações que não podem ser baseadas em evidências empíricas não fazem parte da ciência. & Rdquo (Washington , DC: National Academy Press) p. 27. (1)

A ciência válida deve ter integridade, confiabilidade, confiabilidade e ser confiável. Como você pode chegar a conclusões verdadeiras com dados experimentais que são falsificados? Teste e medição também são ferramentas importantes para verificação. Quando a pesquisa científica é relatada em periódicos científicos, ela deve ser escrita de forma que os procedimentos experimentais possam ser repetidos, uma vez que a repetibilidade é outra ferramenta utilizada para validação.

A ciência pode ser vista tanto como teórica quanto estritamente experimental. Embora a ciência experimental dependa do processo de fatores referidos como método científico, e. observável, hipoteticamente testável, teoricamente verificável ou repetível e falseável ou possivelmente falso, a ciência teórica observa dados e padrões utilizando informações de várias disciplinas para formular modelos que podem ser extremamente precisos, por ex. a molécula de DNA.

A ciência básica continua a confiar na observação, fato, hipótese, teoria e lei. Eles podem ser definidos, resumidamente, como segue:

Observações: Descrever ou medir o que se observa.
Hipótese: Uma afirmação que pode ser testada para que as inferências e conclusões possam ser explicadas.
Fato: Com base em observações repetidas que podem ser confirmadas.
Teoria: Uma explicação geral na qual fatos e conclusões experimentais podem ser incorporados, de modo a permitir que as previsões sejam feitas.
Lei: Uma generalização funcional que resistiu ao teste do tempo e em que se pode confiar para fazer previsões precisas.

Os cientistas concordam com a importância da revisão por pares e da autocorreção por meio do processo científico detalhado acima. Por que o cientista evolucionista falha em aplicar esses padrões da ciência aos da evolução? Ninguém estava presente quando a evolução da vida ocorreu inicialmente, portanto, somos limitados pelo requisito "observacional" do método científico. Obviamente, não podemos verificar experimentalmente o processo evolutivo. Não conhecemos factualmente as condições sob as quais os processos evolutivos começaram. A evolução falha em atender aos requisitos básicos do método científico e, portanto, por definição, está morta na água.

A ciência, por definição, lida apenas com coisas materiais. Diz-se que é naturalista. Portanto, a evidência científica se relaciona a questões materiais sobre o universo. A ciência não é uma cosmovisão. Por si só, é um mecanismo neutro que nos fornece ferramentas para adquirir e examinar evidências. Os evolucionistas dependem da ciência para adquirir, analisar e transmitir dados para construir modelos de trabalho para apoiar teorias e leis, assim como todos os cientistas.

& ldquoA matéria-prima da ciência são nossas observações dos fenômenos do universo natural. Ciência & mdashun como arte, religião ou filosofia & mdashis limitada ao que é observável e mensurável e, neste sentido, é categorizada grosso modo como materialista & rdquo. (2)

A ciência é uma ferramenta que dá um vislumbre da verdade. É limitado porque a ciência tenta excluir todas as evidências, exceto aquelas que são, por definição, naturais e quantitativas. Exclui o espírito interior do homem, suas motivações e objetivos. Ele falha desesperadamente em medir todos os aspectos qualitativos e subjetivos da realidade. Não consegue medir as qualidades internas, como veracidade, generosidade e amor. A natureza espiritual do homem & mdash, o repositório de sua fé, convicções e cosmovisão, não é suscetível à investigação científica. A realidade científica é apenas o mundo material. Não é competente para chegar a conclusões sobre domínios além. Esta é uma limitação que requer mais desenvolvimento e compreensão. Examinaremos esse problema com mais detalhes posteriormente neste documento.

As Premissas Básicas
Em resumo, é importante lembrar o seguinte sobre as pressuposições evolutivas: Primeiro, a evolução pressupõe uma mudança lenta e gradual ao longo de eras inimagináveis ​​e milhões de anos para a vida e bilhões de anos para o universo material evoluir. Muitas explicações diferentes, sem consenso, são oferecidas para explicar como esse processo ocorreu.

Em segundo lugar, a evolução pressupõe que a força organizadora da vida é interna e depende do acaso, uma pressuposição que elimina qualquer força criativa inteligente externa.

Terceiro, a evolução descarta a inteligência e assume que o tempo, o acaso e o processo natural são os mecanismos responsáveis ​​pela realidade material - que, devido à sua pressuposição naturalística, é a única realidade que está sendo postulada. A evolução, portanto, é uma crença não testável, não verificável, filosófica, não científica).

A evolução pode suportar uma aplicação do método científico?

The McLean v. Arkansas Board of Education descreve a decisão legal do Juiz do Tribunal Distrital dos EUA, William R. Overton. Desse caso, veio uma descrição da ciência na Seção 4 do caso. Esta seção afirma que as características essenciais da ciência são:

1. É guiado pela lei natural
2. Deve ser explicativo por referência à lei natural
3. É testável contra o mundo empírico
4. Suas conclusões são provisórias, ou seja, não são necessariamente a palavra final e
5. É falseável.

Essa declaração do que é ciência derrotou a tentativa do criacionista de fazer com que sua explicação alternativa das origens fosse apresentada no sistema de escolas públicas sob o conceito de exigir um tratamento equilibrado da ciência da criação junto com a ciência da evolução. Não estamos aqui para debater a questão novamente, mas o que pode ser mais apropriado, é ver se a ciência evolucionária pode cumprir o teste de & quotscience & quot, por exemplo, o próprio teste de ciência de Overton & rsquos. O tribunal considerou que a "ciência da criação", conforme definida na Lei 590, simplesmente não é ciência.

A seção três deste processo judicial produziu a definição de evolução do tribunal.

"Ciência da evolução" significa as evidências científicas para a evolução e inferências a partir dessas evidências científicas. A ciência da evolução inclui as evidências científicas e inferências relacionadas que indicam:

1. Emergência por processos naturalísticos do universo da matéria desordenada e emergência da vida da não-vida
2. A suficiência da mutação e seleção natural em trazer o desenvolvimento dos atuais tipos de vida a partir de tipos anteriores simples
3. Emergência por mutação e seleção natural de tipos vivos atuais de tipos anteriores simples
4. Emergência do homem de um ancestral comum com macacos
5. Explicação da geologia da Terra e da sequência evolutiva por uniformitarismo e
6. Um início da Terra há vários bilhões de anos e um pouco mais tarde na vida. (3)

A ciência da evolução pode enfrentar o teste da ciência usando os padrões listados acima?

1. Emergência por processos naturalísticos do universo da matéria desordenada e emergência da vida da não-vida.

Procuramos um processo que pegue moléculas encontradas em um estado desordenado e permita que elas se ordenem de tal forma que a vida seja produzida. Existe uma "lei da sintropia" (energia negativa nos sistemas vivos) que contrabalançaria ou reverteria a "lei da entropia"? Não conhecemos nenhuma lei que permita que a entropia (a consequência do segundo princípio da termodinâmica, que afirma que em toda transformação de energia parte da energia seja perdida no meio ambiente) seja revertida. Uma segunda lei, a lei da biogênese, diz que a vida surge apenas de uma vida preexistente. Os experimentos de Francesco Redi e Louis Pasteur trataram da origem da vida por geração espontânea, e essa hipótese foi anulada por seus resultados experimentais. Onde está essa lei que daria alguma credibilidade à posição do evolucionista? Que experimentos foram executados para provar ou fornecer qualquer crédito para o surgimento da vida da não-vida por algum processo naturalístico? A evolução é um tema que permeia todas as ciências biológicas, mas falha no primeiro teste da ciência, uma busca por um processo que explique a existência da vida por meio de processos naturais. Com relação a isso, Michael Behe ​​afirma o problema da seguinte forma:

1. A evolução molecular não é baseada em autoridade científica. Não há nenhuma publicação na literatura científica - em revistas de prestígio, revistas especializadas ou livros - que descreva como a evolução molecular de qualquer sistema bioquímico real e complexo ocorreu ou mesmo poderia ter ocorrido. Existem afirmações de que tal evolução ocorreu, mas absolutamente nenhuma é apoiada por experimentos ou cálculos pertinentes.
2. A suficiência da mutação e seleção natural em trazer o desenvolvimento dos atuais tipos de vida a partir de tipos anteriores simples, e
3. Emergência por mutação e seleção natural de espécies vivas atuais de tipos anteriores simples. (4)

Mutações e seleção natural são os dois processos descritos pelos evolucionistas para explicar a evolução dos organismos, incluindo o surgimento de novas espécies de espécies previamente evoluídas. As mutações certamente ocorrem, assim como a seleção natural. No entanto, esses processos podem realizar tudo o que os evolucionistas dizem que podem realizar? As inferências & lsquomolecules to man & rsquo precisam de muito mais esclarecimento na literatura científica para serem reconhecidas como sustentando essas inferências como sendo verdadeiramente científicas. Diz-se que as mutações são aleatórias e imprevisíveis. Mas é assim mesmo?

Dr. Lee Spetner pesquisou essa área envolvendo mutações adaptativas. A seguir estão algumas de suas descobertas.

Barbara McClintock, que recebeu o Prêmio Nobel em 1983 por seu trabalho sobre rearranjos genéticos, observou que há indícios de que essas modificações genéticas ocorrem em resposta ao estresse.

Barry Wanner, da Emory University, sugeriu que rearranjos genômicos poderiam ser parte de um sistema de controle em bactérias que produziria mudanças hereditárias em resposta a estímulos ambientais.

John Cairns e sua equipe da Escola de Saúde Pública da Universidade de Harvard descreveram outros experimentos com bactérias e concluíram: As células podem ter mecanismos para escolher qual mutação ocorrerá. As bactérias aparentemente têm um extenso arsenal de genes "crípticos" que podem ser usados ​​para o metabolismo de substratos incomuns. (5)

Dr. Spetner sugere que esses experimentos, que indicam que as mutações adaptativas são estimuladas pelo ambiente, contradizendo assim o dogma básico do neodarwinismo, por ex. que as mutações são aleatórias e devem ocorrer independentemente do ambiente. Ele sugere ainda que outros organismos, além das bactérias, também podem ter partes latentes de seu genoma dedicadas a serem adaptáveis ​​a um determinado conjunto de condições ambientais que podem surgir. (6)

Como um organismo poderia ter parte de seu genoma dedicado a se adaptar a um ambiente ou estímulo ao qual antes não havia sido exposto? A evolução deve ser responsável por graves aberrações em sua teoria.

Existem muitos outros problemas com as mutações como mecanismo de mudança positiva em um organismo. Qualquer pessoa que leia a literatura sobre o assunto está ciente dos efeitos destrutivos das mutações. Mesmo admitindo a eventual mutação benéfica, conceito ainda carente de evidências empíricas de apoio, o acúmulo dessas em um organismo (proporcionando a esse organismo um novo elemento em sua sobrevivência) não foi demonstrado na literatura científica. Entendemos que o processo de cópia do DNA inclui um sistema de edição que corrige mutações ou erros à medida que podem ocorrer durante a replicação. Não parece que a informação codificada no DNA é resistente à mudança por mutações?

Outro problema é o de informação. As mutações sempre causam perda de informações. À medida que um organismo muda, seja para melhorar algum aspecto de seu ser, seja para se transformar ou produzir outra variedade ou espécie, a informação para fazer essas coisas deve vir de algum lugar. Quão válida é a ciência evolucionária quando a principal reivindicação de melhoria envolve a perda de informações ao longo do caminho? A informação é um elemento real no acúmulo de estruturas novas e inovadoras nos seres vivos. A literatura científica parece ser deficiente em sugerir de onde vêm essas informações. Ninguém demonstrou que a informação pode surgir por si mesma ao longo do tempo por acaso e processos naturais.

A seleção natural é um processo de classificação e não adiciona nenhuma informação nova ao pool genético. De acordo com um texto popular, a seleção natural pode ser descrita da seguinte forma:

A evolução adaptativa é uma mistura de acaso e classificação - acaso na origem de novas variações genéticas por mutação e recombinação sexual, e classificação no funcionamento da seleção, pois favorece a propagação de algumas variações aleatórias sobre outras. A partir da gama de variações disponíveis, a seleção natural aumenta as frequências de certos genótipos e adapta os organismos aos seus ambientes. (7)

A partir dessa definição, todos os cientistas concordam com o conceito básico de seleção natural. As limitações que estamos sugerindo têm mais a ver com a validade dessas mutações, em conjunto com a recombinação sexual, para fornecer as mudanças necessárias e novas informações para explicar todas as formas de vida que vemos hoje. Isso também teria de incluir as complexidades inerentes aos processos de vida internos e externos a esses organismos. Se as mutações perdem informações e a seleção natural simplesmente seleciona o que já existe para dar origem a uma nova variação usando os mesmos genes, como um organismo muda significativamente para outro organismo?

Vamos dar uma olhada em uma ilustração de como uma mutação afeta a transmissão de informações. Começaremos com uma declaração simples:

O menino correu rua abaixo.

Alguns termos típicos para mutações são adições, exclusões e inversões. Lembre-se de que as mutações são mudanças aleatórias em um código de informação já existente. Você pode fazer suas próprias mutações em uma mensagem, se desejar. Vamos começar usando uma adição.

O menino rato na rua, ou
O brinquedo correu pela rua, ou
O menino q correu pela rua.

Podemos ver os efeitos da mudança de informações que já fornecem um significado adequado.

O que uma exclusão faria com a mensagem?

O oy desceu correndo a rua, ou
O menino está descendo a rua, ou
O menino desceu correndo o sreet.

Que tal uma inversão, que inverte ou vira de cabeça para baixo um elemento da mensagem?

O idiota correu rua abaixo, ou
O menino correu para a rua, ou
O menino desceu correndo o teerts.

Com todas essas mudanças, as informações são perdidas. Que efeito essas mutações têm na mensagem transmitida no código genético do DNA? Abaixo está uma seção de RNA. O RNA é simplesmente o mensageiro que carrega informações do DNA.

Cada conjunto de três letras "codon" e representa a informação no DNA que permite que um único aminoácido seja colocado em uma posição especificada em uma cadeia, que então se torna uma proteína após todos os aminoácidos serem posicionados.

UUU - coloca o aminoácido fenilalanina na cadeia.
AAG - coloca o aminoácido lisina na cadeia.
CUG - coloca o aminoácido leucina na cadeia.
GGC - coloca o aminoácido glicina na cadeia.

Uma proteína pode ser composta por centenas de aminoácidos, todos especificamente colocados em uma sequência para permitir a produção de uma proteína específica, como a hemoglobina.

Que efeito uma mutação teria na sequência acima?

Que tal UUU sendo mutado com UAU? Isso mudaria a colocação do aminoácido fenilalanina com o aminoácido tirosina. A tirosina funciona quimicamente de forma diferente da fenilalanina e fará com que a proteína tenha uma forma diferente. As proteínas só são eficazes quando sua forma está correta. Uma única mutação pode não causar a perda de função da proteína, mas várias provavelmente o fariam. Obviamente, se uma proteína como a hemoglobina não pudesse ser produzida em um organismo que a necessitasse, o organismo morreria ou, pelo menos, não apresentaria melhora em sua capacidade de sobreviver.

O ponto que precisamos enfatizar aqui é o seguinte: adulterar algo que já existe e que já está funcionando perfeitamente bem fará com que o sistema funcione mal ou nem funcione. Podemos ver os efeitos das mutações nas moscas-das-frutas, que sofreram mutações há décadas. Eles ainda são moscas da fruta após milhares de gerações. No entanto, o que é mais preocupante são os efeitos nocivos que essas mutações tiveram sobre eles. Alguns são cegos, alguns não têm asas, outros têm asas extras, que não têm utilidade para eles, e assim por diante. Se as mutações fossem benéficas, deveríamos ter nossa dose diária de radiação todos os dias para melhorar a nós mesmos. No entanto, sabemos melhor e nos protegemos de raios X excessivos, luz ultravioleta e outras formas de radiação. Anteriormente, lemos o trabalho de McClintock, Wanner e Cairns, que proclamam que há evidências de que os organismos podem realizar suas próprias mutações em resposta ao ambiente. Certamente, mais estudos precisam ser feitos sobre esse assunto, mas os estudos preliminares têm sido surpreendentes. Quando um organismo inicia tal mudança, parece que um programa já está em vigor para permitir que um organismo se adapte ao seu ambiente, em vez de um processo casual de ênfase casual em "perigo". Como esse programa evoluiria? A evolução pode prever quais mudanças ambientais ou circunstâncias acontecerão no futuro de um organismo?

Até que o evolucionista possa trazer mais coisas à mesa e descrever em termos científicos, por meio de evidências experimentais como tudo isso veio a ser e como funciona, devemos concluir que as mutações e a seleção natural falham no teste de fazer parte de um processo científico comprovado. Ciência da evolução não é ciência.

4. Emergência do homem de um ancestral comum dos macacos.

Que leis naturais existem para transformar macacos em homens? Basta olhar em volta. Vemos macacos, vemos homens, mas não vemos homens-macacos ou homens-macaco - a menos que você seja um fã do comercial da Geico. Essa é uma resposta muito simplista e não pretende ser uma resposta adequada à pergunta. No entanto, não existem leis naturais na literatura para explicar a mudança dos macacos para os homens. Pode haver na mente dos homens, mas não há nenhum processo para isso a não ser as mutações e a seleção natural, e essas parecem ser terrivelmente inadequadas.

Nossos supostos parentes mais próximos são os chimpanzés. Muitos estão convencidos de que temos muito em comum com esses mamíferos e, à primeira vista, eu concordaria. As diferenças, entretanto, podem surpreendê-lo.

Uma quantidade considerável de novas evidências foi apresentada recentemente sobre as reais diferenças e semelhanças entre humanos e chimpanzés. O genoma humano foi completamente mapeado e, subsequentemente, atenção também foi dada ao genoma do chimpanzé. A maioria das pessoas neste campo são motivadas por sua visão de mundo fundamental de que os humanos evoluíram dos macacos ou, mais especificamente, dos chimpanzés.

Esse novo empreendimento proporcionou um contato mais próximo com o chimpanzé? Estudos anteriores de DNA humano e de chimpanzé indicam uma correspondência de 98-99% de DNA idêntico. Esses estudos se concentraram em uma área estreita do genoma total - as regiões codificadoras de genes. Esta é uma área muito limitada e uma pequena fração dos cerca de 3 bilhões de pares de bases de DNA que compõem nosso projeto genético. (8) Estudos recentes têm mostrado que a quantidade de diferença de DNA não é 1-2%, mas mais próxima de 4%. Isso é pelo menos o dobro da diferença percentual alegada pelos cientistas durante anos. (9)

As porcentagens enganam. Por exemplo, 1,06% representa aproximadamente 35 milhões de mutações de substituições de um único par de bases no DNA. Há também aproximadamente 40-45 milhões de bases adicionais presentes em humanos e ausentes nos chimpanzés, bem como aproximadamente o mesmo número presente em chimpanzés ausentes no homem. A presença ou ausência de DNA é chamada de inserções ou deleções (indels). Eles podem ter de apenas 20 pares de bases de comprimento até vários milhares de pares de bases. (10) Uma diferença de 40 milhões de bases ocuparia 10.000 páginas, se cada base representasse uma letra. Acreditar que tantas mudanças se acumulam por alguma força inconsciente de QI zero e coincidência é como acreditar que dezenas de milhares de mudanças aleatórias na edição eletrônica de uma enciclopédia médica acrescentariam novas informações, transformando-as em uma enciclopédia da física. (11) Fazale Rana, PhD, nega até mesmo a similaridade de 96%. Ele diz:

Quando os cientistas levam em consideração todos os tipos de diferenças genéticas e fazem uma comparação mais global, as semelhanças caem de 96% para cerca de 85%. (12)

A aparente diferença de 4% engana muito, porque não leva em consideração a atividade ou expressão dos genes. Por exemplo, todos nós usamos as 26 letras do alfabeto para nos expressar. Embora muitas das palavras sejam idênticas em nossas comunicações, as mensagens finais têm uma diferença ilimitada de expressão. Não compararíamos duas peças de literatura contando a frequência com que várias palavras foram usadas em porcentagem, e chegando à conclusão de que ambas as peças de literatura foram escritas pela mesma pessoa porque uma escolha semelhante de palavras foi usada. Obviamente, dois escritores terão muitas palavras, por porcentagem, em comum. Os evolucionistas cometem o mesmo erro em relação aos genes. Eles presumem que, como os genomas de dois organismos usam muitos dos mesmos genes, os dois organismos têm ancestrais comuns.

Os cromossomos não são entidades estáticas. Eles são capazes de mover elementos genéticos e se reorganizar. Seções de cromossomos são capazes de se separar e se mover para outro local no mesmo cromossomo ou para outro cromossomo. Os locais de troca de DNA entre cromossomos, conhecidos como hotspots de recombinação, são quase inteiramente diferentes entre chimpanzés e humanos. A descoberta é relatada em um artigo publicado na Science por estatísticos da Universidade de Oxford e geneticistas americanos e holandeses. (13)

Por que esses pontos de acesso ocorrem, e o que desencadeia a troca de DNA nesses pontos específicos, é um mistério. Uma teoria sugere que o código de DNA em ambos os lados dos pontos de acesso controla a atividade. No entanto, quando os pesquisadores compararam chimpanzés e humanos, eles ficaram surpresos ao descobrir que, apesar de serem geneticamente semelhantes, as espécies têm pontos de acesso de recombinação totalmente diferentes. O professor Peter Donnelly, em Oxford, disse: “Se os chimpanzés e os humanos não compartilham esses pontos críticos de recombinação, isso significa que algo diferente do código de DNA circundante deve estar controlando o processo de recombinação. Como o código de DNA circundante em chimpanzés e humanos é praticamente idêntico, isso significa que a recombinação é ainda mais misteriosa do que pensávamos. (14) O ponto que precisa ser enfatizado aqui é simplesmente que há muito que não sabemos e, à medida que novas informações são reveladas, o evolucionista parece perder terreno.

Outra área que é diferente entre essas duas espécies envolve a duplicação de genes. A duplicação do gene é simplesmente uma repetição do DNA que constitui um gene. Existem duplicações encontradas no chimpanzé e não no humano, no humano e não no chimpanzé, bem como duplicações compartilhadas por ambas as espécies. Cada um tem implicações significativas quanto ao seu impacto nos transtornos do desenvolvimento. Mais significativamente, no entanto, é o impacto que a duplicação de genes tem na expressão de genes. A expressão gênica é o processo pelo qual a informação genética é transformada em estruturas e funções em uma célula viva. A formação de seu coração, pulmões, sangue, etc, é uma expressão dos genes dentro de seu código genético. Os genes nos segmentos duplicados do genoma, muitos específicos para chimpanzés ou humanos, são expressos de forma diferente nas duas espécies. (15) Além disso, as duas sequências genéticas de chimpanzés e humanos estão repletas de segmentos duplicados que estão espalhados de maneiras diferentes nas duas espécies.

O cérebro humano mostra padrões notavelmente diferentes de expressão gênica em comparação com o cérebro do chimpanzé. Essa diferença não é vista em outras partes do corpo, como o fígado e os glóbulos brancos, relata uma equipe de pesquisa internacional. As diferenças entre humanos e outros primatas são mais uma questão de quantidade do que de qualidade. Diferenças na quantidade de expressão de genes e proteínas, em vez de diferenças na estrutura dos próprios genes ou proteínas, distinguem as duas espécies. (16) Parece provável que a forma como os genes são expressos nas duas espécies, particularmente no cérebro, pode ser responsável pela diferença na capacidade mental entre as duas espécies.

Os pesquisadores descobriram que a expressão do gene provou ser uma coisa muito individual, com alguns humanos aparentando ser mais próximos dos chimpanzés do que de outros humanos nos padrões de expressão gerais. (17) Essencialmente, o que isso significa é: a expressão gênica é tão poderosa que, dado o mesmo DNA, a expressão pode produzir um continuum de indivíduos com chimpanzés de um lado e humanos do outro. As diferenças determinadas pela atividade de outros genes no DNA comum compartilhado entre as duas espécies.

Pode-se desenvolver um paradoxo em relação à expressão genética. Dado um humano e um chimpanzé, você pode distingui-los facilmente, mas considerando apenas seu DNA, você não pode distingui-los facilmente. (18) Até mesmo o mesmo DNA de aparência pode ser expresso de uma maneira em uma espécie e de uma maneira diferente em outras espécies. O paradoxo da diferença anatômica e da similaridade genética é ilusório - é um artefato da história intelectual da comparação. Quão familiarizados estamos neste novo milênio com as diferenças físicas e quão pouco familiares estamos com toda a noção de diferença genética. (19)

Uma grande distinção entre chimpanzés e o homem é o fato de que os chimpanzés têm 48 (ou 24 pares) de cromossomos, enquanto o homem tem 23 pares ou 46 cromossomos. Os evolucionistas acreditam que dois cromossomos no chimpanzé com a ancestralidade humana foram fundidos para se tornar o cromossomo humano 2. Não há nenhuma vantagem seletiva conhecida para que essa fusão ocorra e se torne uma característica do homem. (20)

Cerca de 29% das proteínas são idênticas entre chimpanzés e humanos, deixando um grande número - 71%, que são diferentes. Cerca de 5% de todas as proteínas produzidas por chimpanzés e humanos têm uma deleção ou adição de três nucleotídeos juntos, que codificam um determinado aminoácido. São necessários três nucleotídeos ou três bases no DNA para codificar um único aminoácido em uma cadeia de proteína. Essa substituição de um aminoácido na cadeia da proteína pode causar mudanças significativas na estrutura geral da proteína e em sua função. (21) Uma mudança de base em um nucleotídeo é a diferença entre se alguém tem anemia falciforme em humanos ou não. Um único aminoácido causa a mudança na forma dos glóbulos vermelhos do formato de disco para foice, levando aos sintomas da doença.

Os darwinistas afirmariam que seis milhões de anos se passaram desde o momento em que surgiu um ancestral comum que levou aos chimpanzés e aos humanos. Isso equivale a aproximadamente 300.000 gerações, e não são gerações suficientes para atingir a incrível quantidade de mudanças necessárias. Muitas dessas mudanças são reconhecidas como sendo de deriva genética, uma mudança nas populações que ocorre por processos casuais, e onde a seleção natural não está operando. Isso torna o problema ainda maior. Para que uma mudança se torne fixa em uma população, deve haver uma vantagem seletiva para o organismo. Sem nenhuma vantagem seletiva, a mudança provavelmente não seria preservada. (22)

Podemos estimar matematicamente quanto tempo em gerações e quantas mutações podem ser necessárias para que um determinado organismo mude suas características. Dada a quantidade de tempo que os evolucionistas afirmam e a infrequência de mutações favoráveis, torna-se matematicamente impossível que uma mudança suficiente ocorra para transformar um chimpanzé em humano em 300.000 gerações.

Então, o que nos torna humanos? Como algumas diferenças percentuais podem fazer uma espécie vivendo em uma floresta e tagarelando uma com a outra e outra espécie em um laboratório de biologia estudando o genoma das que tagarelam? Isso é mais do que um problema biológico. Como afirma Svanate Paabo, do Instituto Max Planck de Antropologia Evolucionária em Leipzig, Alemanha:

Não podemos ver nisso por que somos fenotipicamente tão diferentes dos chimpanzés.
Parte do segredo está escondido lá, mas ainda não o entendemos. (23)

Outro cientista, Ajit Varki, da Universidade da Califórnia, San Diego, afirma:

Um genoma é como a tabela periódica dos elementos e, por si só, não diz como as coisas funcionam - é o primeiro passo de uma longa estrada. (24)

À medida que vemos um ganho no conhecimento científico, os evolucionistas experimentam perdas. As primeiras interpretações sobre a similaridade genética baseavam-se em uma abordagem superficial e enganosa. Agora, quando olhamos para o quadro mais amplo da expressão e interação genética, a separação entre chimpanzés e humanos se torna mais evidente. Uma vez que chimpanzés e humanos podem ser cerca de 96% semelhantes, talvez devêssemos sugerir ao evolucionista que permitisse ao chimpanzé cerca de 96% de nossos direitos humanos. Felizmente não os chamamos de humanos, e com razão. Não alocamos direitos com base na distância genética e essa distância é significativamente maior do que 4% quando a expressão do gene e outras interações são levadas em consideração.

Portanto, concluímos esta seção com o seguinte entendimento: (i) não apenas a evolução não nos fornece um mecanismo, processo ou maneira pela qual pode ser claramente declarado como os macacos evoluíram para o homem (ii), mas até mesmo olhando para um animal como como chimpanzés, podemos ver enormes lacunas nas diferenças entre eles e nós. O problema é mais do que aparenta e, portanto, a evolução também falha como ciência comprovável nessa área.

5. Explicação da geologia da Terra e da sequência evolutiva por
Uniformitarianismo e um início de vários bilhões de anos atrás da terra e
um pouco mais tarde na vida.

O geólogo escocês James Hutton (1726-1797) é creditado com o conceito ou desenvolvimento da escala de tempo geológica, descrito em sua obra Teoria da Terra, publicada em 1785. Esta publicação propôs a teoria do & quotuniformitarianismo & quot, uma doutrina geológica que pressupõe que os processos geológicos, ocorrendo nas taxas de hoje, são responsáveis ​​pela maioria, senão por todas as características geológicas da Terra.

Qual é a escala de tempo geológica? A crosta terrestre consiste em muitas camadas de rocha sedimentar chamadas de & quotstrata & quot. Os geólogos presumem que cada camada representa um longo período de tempo, normalmente milhões de anos. Esta é na verdade uma suposição secundária baseada na suposição primária do Uniformitarismo. Entre os bilhões de fósseis encontrados nesses estratos, alguns desses fósseis são exclusivos de certas camadas. As camadas são catalogadas e arbitrariamente organizadas em uma ordem específica (não necessariamente a ordem em que são encontradas). Essa ordem reflete a suposição de macroevolução (a noção de que toda a vida está relacionada e descendeu de um ancestral comum). As criaturas que se pensa terem evoluído primeiro são consideradas as mais antigas e, portanto, são colocadas na parte inferior da coluna de camadas. As criaturas que se acredita terem evoluído mais tarde são colocadas no topo da coluna. Muitos cientistas competentes e credenciados se opuseram a isso, afirmando que isso representa um argumento circular: como a evolução pode ser a base para conclusões geológicas enquanto a geologia é ensinada como a evidência básica para a evolução? Os evolucionistas estão sustentando, por um lado, que a evolução é documentada pela geologia e, por outro lado, que a geologia é documentada pela evolução? Não é um argumento circular? & Quot (25)

De acordo com Niles Eldridge:

Uma variedade de fósseis de cada camada de estrato foi escolhida para ser o que é chamado de "fósseis de índice". Os fósseis de índice são como datamos as camadas de rochas sedimentares. Os paleontologistas presumem a idade de um fóssil índice pelo estado da história evolutiva em que se presume que o fóssil esteja. Eles calculam quanto tempo levaria para um tipo de vida evoluir para outro tipo de vida e, então, datam os fósseis e as rochas de acordo. (26)

Mais uma vez, este é um argumento circular: se datarmos as rochas pelos fósseis, como podemos nos virar e falar sobre os padrões de mudança evolutiva ao longo do tempo no registro fóssil? O leigo inteligente há muito suspeita do raciocínio circular no uso de rochas para datar fósseis e fósseis para datar rochas. O geólogo nunca se preocupou em pensar em uma boa resposta, sentindo que as explicações não valem a pena. (27)

Após a leitura do exemplo acima, escolhemos termos como: assumir, assumir, arranjar arbitrariamente, assumir a macroevolução, considerado, ter sido escolhido, assumir a idade de, eles adivinham quanto tempo. Minha aplicação arbitrária da razão, me leva a supor, que a evolução foi escolhida para ser uma metodologia científica baseada em poucas evidências diretas ou dados experimentais.


O que é “evolução”?

Sempre que se fala sobre os desafios da “evolução”, é vital definir os termos com cuidado, caso contrário, pode haver confusão. Existem três usos comuns do termo "evolução":

  • Evolução # 1 e # 8212 Microevolução: Mudanças em pequena escala em uma população de organismos.
  • Evolução # 2 e # 8212 Descida Universal Comum: A ideia de que todos os organismos são relacionados e descendem de um único ancestral comum.
  • Evolução # 3 e # 8212 Evolução Darwiniana: A visão de que um processo não guiado de seleção natural agindo sobre a mutação aleatória tem sido o mecanismo primário que conduz a evolução da vida.

Ninguém duvida da Evolução # 1, que às vezes é chamada de "microevolução". Alguns cientistas duvidam da evolução # 2. Mas a lista Dissidência Científica do Darwinismo diz respeito apenas à Evolução # 3, também chamada de evolução Darwiniana ou Darwinismo. Os cientistas que assinaram a declaração de dissidência dizem o seguinte:

Somos céticos em relação às afirmações sobre a capacidade da mutação aleatória e da seleção natural de explicar a complexidade da vida. O exame cuidadoso das evidências para a teoria darwiniana deve ser encorajado.

Definimos Evolução # 1 equiparando-a com “microevolução” - mudanças em pequena escala em uma população de organismos. Coletivamente, a Evolução nº 2 e nº 3 podem ser denominadas macroevolução, que é definida da seguinte forma:

Macroevolução: Mudanças em grande escala nas populações de organismos, incluindo a evolução de características biológicas fundamentalmente novas. Normalmente, esse termo também significa que todas as formas de vida descendem de um único ancestral comum por meio de processos naturais não guiados.

Infelizmente, os evolucionistas às vezes confundem propositadamente essas definições, esperando que você não perceba que eles exageraram. Eles pegarão as evidências para a microevolução (Evolução # 1) e, em seguida, extrapolarão as evidências e alegarão que elas apóiam a macroevolução (Evolução # 2 ou Evolução # 3). Na verdade, às vezes os defensores da evolução irão igualar microevolução e macroevolução, a ideia sendo que a macroevolução é apenas rodadas repetidas de microevolução somadas. (Essas afirmações imprecisas são tratadas em A controvérsia científica sobre se a microevolução pode ser responsável pela macroevolução.)


Uma crítica sobre a discordância da descendência comum

Na sexta-feira à noite de 21 de outubro, um debate intitulado "A teoria de Darwin está florescendo ou se debatendo?" foi aberta para alunos e público. Foi apresentado na St. Edward's University e apresentado pelo Hill Country Institute, Christ Church e Professor Associado de Filosofia na St. Edward's University Dr. Stephen Dilley, Ph.D. O debate girou em torno de se toda a vida descendia de um ancestral comum ou não.

Como estudante de biologia que está cursando Evolução e um curso de filosofia intitulado "Deus e a ciência", participei do debate devido à intriga e porque era necessário. Na verdade, o Dr. Dilley está ensinando minha aula "Deus e Ciência", que discute a relação (se houver) entre religião e ciência e, particularmente, centra-se no discurso entre a teoria da evolução e o criacionismo. Como um graduado em ciência sênior, tendo um curso de filosofia que desafia a base da teoria da evolução, eu me encontrei na posição privilegiada de ser capaz de ver o debate de ambas as lentes. Assim, discutirei a estrutura, o conteúdo e minha impressão do debate nas frases seguintes.

Estrutura

O debate deu argumentos a favor e contra a descendência comum. O Dr. Joel Velasco da Texas Tech University defendeu a descendência comum e o Dr. Paul Nelson do Discovery Institute a contestou. Dr. Velasco recebeu seu Ph.D. em Filosofia da Biologia em 2008 na University of Wisconsin-Madison. Dr. Nelson recebeu seu Ph.D. em Filosofia da Biologia e Teoria da Evolução pela Universidade de Chicago em 1998. Eles começaram com uma introdução aos seus respectivos argumentos, seguidos por seus argumentos principais, uma refutação e perguntas e respostas. Para os fins deste artigo, não discutirei a parte de perguntas e respostas.

Contente

Discurso de abertura

O Dr. Velasco argumentou que todos os carnívoros, mamíferos, cobras, plantas, eucariotos e tudo o mais estão relacionados. Ele argumentou que toda a vida está genealogicamente relacionada por descendência comum.

O Dr. Nelson afirmou que existem quatro opiniões principais sobre a árvore da vida: design, sem design, uma árvore ou várias árvores.Ele defendeu a hipótese das múltiplas árvores da vida argumentando que, na última década, cientistas como o microbiologista Carl Woese e o bioquímico Ford Doolittle descobriram que não pode haver um único ancestral comum, uma vez que encontramos organismos fora do domínio da árvore da vida.

O Dr. Velasco argumentou que, quando olhamos para trás na história, repetidamente, encontramos suporte para a descendência comum porque ela é, foi e sempre será muito bem apoiada pela pesquisa. Encontramos esses dados exibidos na distribuição da vida no planeta, na distribuição dos traços da vida e onde estão os fósseis e sua aparência. Ele argumentou que a descendência explica isso por meio de anatomia comparativa, biogeografia e registros fósseis. Na anatomia comparada, encontramos homologias entre as espécies. Velasco usou o famoso exemplo das estruturas compartilhadas de rádio, cúbito e pulso encontrados em ossos de humanos, baleias, morcegos e sapos. Velasco argumentou que todas essas espécies têm essa anatomia comparativa porque todas descendem de ancestrais que possuíam estruturas semelhantes a essa. Seu argumento biogeográfico afirmava que toda a vida vinha de organismos de outro lugar. Ele ilustrou isso com o exemplo do cacto. O cacto é nativo das Américas e não está na África, Ásia ou Europa, embora haja sobremesas lá. Ele afirmou que a razão de não haver cactos ali é porque eles descendem de um ancestral comum que era nativo das Américas e não se espalhou ou surgiu em outro lugar porque não podem viajar. Velasco também afirmou que fósseis de transição e estruturas vestigiais atestam ainda mais o fato de que as espécies são relacionadas porque compartilham um ancestral comum. Por último, Velasco deu o exemplo de humanos tendo um cromossomo a menos que os chimpanzés e, em vez disso, tendo a fusão de dois cromossomos de chimpanzé com telômeros (que estão presentes nas extremidades dos cromossomos). Velasco argumentou que esse fato torna a teoria da ancestralidade comum impossível de não ser verdadeira, pois isso significa que humanos e chimpanzés compartilharam um ancestral comum.

O Dr. Nelson defendeu o argumento oposto que ele definiu como não haver uma forma primordial da qual toda a vida se originou. O Dr. Nelson afirmou que a principal maneira pela qual os biólogos veem a descendência comum é pela noção de que toda a vida está relacionada. A forma como eles definem "relacionado" é pela reprodução do organismo. Ele disse que se o parentesco é definido como a reprodução do organismo, então não devemos encontrar um caso em que duas células surjam independentemente uma da outra. Ele afirmou que as semelhanças entre as espécies observadas podem ser explicadas de duas maneiras: descendência material e outras razões físicas que nada têm a ver com descendência. O Dr. Nelson declarou que se houver uma violação da alegação de que nada está fora do domínio da árvore da vida - isto é, nada poderia ter evoluído fora da árvore da vida - então a alegação de que toda a vida descende de um último comum universal ancestral (LUCA) é falso. Ele então usou a lógica condicional contrafactual para formatar seu argumento, afirmando que Se víssemos X, então a descendência comum seria errada. Dr. Nelson, então, listou as seguintes condições como substitutas para X: o maquinário que a célula usa não deve ser divergente do LUCA e que as filogenias construídas na morfologia devem ser congruentes com as filogenias construídas com base no DNA. O argumento mais forte do Dr. Nelson, e pelo qual ele é mais conhecido, era que os genes ORFan são divergentes do LUCA e, portanto, invalidam a alegação de descendência comum. Genes ORFan são genes que não possuem homologias em outras linhagens. Eles são específicos do táxon e surgem por meio de transferência horizontal de genes ou outros mecanismos diferentes de duplicação, rearranjo e mutação. O segundo argumento apresentado pelo Dr. Nelson foi que, uma vez que existem múltiplas topoisomerases (que são a maquinaria celular essencial para o desenrolamento do DNA) que surgem do nada, isso viola a condição contrafactual da maquinaria. Também foi observado que as filogenias morfológicas, que foram criadas antes do advento do sequenciamento de DNA, não correspondem às árvores filogenéticas feitas em dados moleculares. Dr. Nelson então mencionou cientistas que não podiam acreditar no modelo de árvore da vida única devido à vasta diversidade genética de organismos encontrados e resumiu seu argumento afirmando que uma possível solução seria um projetista inteligente.

O Dr. Velasco reconheceu que ele apenas mencionou evidências para o domínio de Eukarya. Ele disse que deu a entender que tudo o mais está relacionado. Ele também disse que embora existam variantes do código genético, elas são muito semelhantes e variam apenas em um aminoácido.

O Dr. Nelson disse que a consequência de desmascarar a descendência comum é que o modelo da árvore da vida única vai quebrar de baixo para cima porque você perde o significado da história se a origem de um organismo pode surgir várias vezes de forma independente e ele concluiu dizendo que isso é o que está acontecendo agora.

Minha impressão

Primeiro, encontrei o subtítulo no folheto do debate: "A teoria da evolução é sólida ou profundamente falha?" errôneo. O debate real não estava considerando se a teoria da evolução em si estava correta, em vez disso, ele discutiu se a maioria dos biólogos está correta em pensar que toda a vida descendia de um único ancestral comum ou se alguns cientistas, que pensam que existem fenômenos que estão fora a árvore da vida, estão corretos. Como o evento foi em parte apresentado por uma igreja evangélica, acho que algumas pessoas que participaram desse evento pensaram que era um debate religião versus ciência, entretanto, não foi esse o caso.

Em segundo lugar, achei a estrutura do debate inadequada. Consistia em dois filósofos que apresentaram idéias científicas não relacionadas à filosofia. Eles discutiram a teoria da evolução, genética molecular e biologia celular - todos tópicos científicos e não consigo ver como dois filósofos poderiam ser especialistas em um campo em que não residem.

Terceiro, eles nem mesmo debatiam um com o outro. O Dr. Velasco apenas abordou as semelhanças dentro do domínio de Eukarya e nem mesmo mencionou Bactérias ou Archaea - os dois outros domínios da vida - em seu argumento principal. Ele apenas apressadamente mencionou que estava implícito que todas as outras vidas também estão relacionadas. O Dr. Velasco também não apresentou nenhum argumento genético e o tópico do qual foi toda a ênfase do argumento do Dr. Nelson. Em vez disso, o Dr. Velasco se concentrou na anatomia comparativa, biogeografia e fósseis que não se aplicam aos argumentos do Dr. Nelson.

Por fim, a parte mais preocupante desse debate é que acho que alguns dos presentes saíram com a ideia de que nem toda a vida descendia de um único ancestral comum universal, o que é o oposto do consenso que a comunidade científica mantém.

Antes do debate de sexta-feira, nove professores de ciências da St. Edward's University, o Reitor de Ciências Naturais e o Diretor do Wild Basin Creative Research Center mencionaram esse fato quando assinaram uma Carta ao Editor do jornal Hilltop do campus da St. Edward's University Visualizações. Em uma parte da carta, eles escrevem:

Escrevemos para afirmar claramente que a teoria da evolução passou por uma revisão significativa na literatura científica e continua sendo a melhor e mais coerente explicação do desenvolvimento observado da vida na Terra. Embora mecanismos específicos dentro da teoria da evolução permaneçam o assunto da pesquisa moderna, reiteramos que o assunto da evolução em si não está em debate na comunidade científica.

Numerosas sociedades científicas, incluindo a American Association for the Advancement of Science, a American Astronomical Society, a American Chemical Society, a American Geophysical Union, o American Institute of Physics, a Federation of American Societies for Experimental Biology e a National Academy of Sciences , emitiram declarações sobre o tema da evolução e do design inteligente, confirmando o sucesso demonstrado do primeiro e rejeitando a viabilidade científica do segundo. O corpo docente abaixo assinado da Escola de Ciências Naturais da St. Edward’s University abraça totalmente este ponto de vista.

Embora minha visão se alinhe com a dos professores acima mencionados, não estou tentando dizer que os tópicos discutidos no debate não deveriam ser pontos de discussão, estou apenas tentando deixar claro que acho que este debate teria sido mais apropriado. se feito com especialistas científicos. Ao fazer isso, este teria sido um debate da minoria científica contra a maioria feito pelos próprios cientistas em vez de filósofos.

Independentemente disso, aplaudo a Dra. Dilley por organizar um debate bem-sucedido que foi muito civilizado e respeitoso. Ambos os drs. Nelson e Velasco foram muito corteses um com o outro e sua amizade, apesar de suas opiniões divergentes, ficou evidente ao longo do discurso do debate, o que eu acho que é um traço admirável que todos devemos adotar.


Descida Comum Universal

Os cientistas continuam a pesquisar as origens da vida e a investigar a possibilidade de que as primeiras linhagens de vida compartilharam genes tão livremente que os primeiros seres vivos não podem ser separados em várias linhagens discretas. A extensão desse compartilhamento é um assunto de pesquisa ativa e debate científico. O Explore Evolution deturpa essa pesquisa em andamento como se fosse entre os defensores de uma única árvore da vida e os defensores de um "pomar neocreacionista".

Discussão completa:

A natureza do Último Ancestral Comum Universal é um tópico de pesquisa em andamento hoje, e um livro que pretendesse explorar as controvérsias científicas atuais dentro da evolução teria que abordar esse tópico. Um crescente corpo de evidências sugere que havia tanto compartilhamento de material genético entre os organismos unicelulares na base da árvore da vida que os diferentes fios não podem ser separados. Alguns cientistas chegam ao ponto de tratar toda a comunidade de organismos vivos na época como essencialmente um único superorganismo que embaralha os genes livremente entre os componentes. Eles tratam essa comunidade de células como o Último Ancestral Comum Universal (LUCA). À medida que genes específicos se tornaram mais intimamente ligados ao funcionamento de outros genes, o compartilhamento diminuiu e as linhagens começaram a divergir.

Outros cientistas afirmam que a transferência de genes entre organismos não é um obstáculo para rastrear as linhagens da vida moderna, e insistem que as ramificações das árvores da vida podem ser rastreadas até a célula mais antiga.

Explore Evolution ignora esta controvérsia científica contínua e fascinante. Na medida em que eles reconhecem sua existência, é apenas para deturpar os pontos de vista dos participantes desse debate. Esta declaração, por exemplo, trai uma profunda falta de compreensão da evolução e dificilmente poderia ser mais imprecisa ou enganosa sobre a biologia básica:

Um ponto central da Origem das Espécies é que a mudança evolutiva ocorre em populações de organismos, não em indivíduos. Omitir esse ponto, ou deixar de torná-lo claro, é obviamente um erro flagrante em um livro que supostamente trata da evolução.

Além disso, mesmo em 1859, Darwin permitiu a possibilidade de mais de um tipo de organismo primitivo. No final de A Origem das Espécies, por exemplo, Darwin escreveu:

Desde então, a evolução das primeiras células foi e continua a ser uma área dinâmica de pesquisa.

Pomar neo-criacionista: De Kurt Wise (1990) "Baraminology: A Young-Earth Creation Biosystematic Method", em Robert E. Walsh (ed.) Proceedings of the Second International Conference on Creationism, Vol. 2. Creation Science Fellowship, Inc .: Pittsburgh, PA. p. 345-360. Além disso, Explore Evolution deturpa o estado da ciência quando afirma "Outros cientistas duvidam que todos os organismos descendem de um e apenas um ancestral comum" (p. 9). Enquanto alguns cientistas contestam a monofilia estrita do início da história da vida, mas apenas porque pensam que os genes de outros ramos da árvore da vida se movem entre as linhagens, não porque contestam que a vida pode ser atribuída a um ancestral comum. Pesquisadores da área fazem não "dizem que a evidência realmente mostra alguns grupos ramificados de organismos, mas não entre os grupos maiores "(pp. 9-10, ênfase original), e os cientistas rejeitam totalmente a noção de que" a história da vida deve ser representada como uma série de linhas paralelas representando um pomar de árvores distintas "(p. 10). Na verdade, essa maneira de falar sobre a história da vida foi originada pelos criacionistas, como mostra a figura à direita. Ao descrever sua visão de "pomar" da vida, o criacionista da Terra jovem Kurt Wise explica:

Nesta passagem, Kurt Wise apresenta seus conceitos explicitamente criacionistas nos termos exatos que Explore Evolution usa. Dr. Wise, é sem dúvida um dos “críticos” a que se refere EE, mas nunca é citado em EE. Não surpreendentemente, o livro não menciona que o grupo criacionista de terra jovem Respostas em Gênesis afirma que a mesma figura mostra "o verdadeiro modelo criacionista de 'pomar'."

"Modelo de criação": Explore o "modelo de criação" preferido do coautor do Evolution, Paul Nelson, copiado de um livro criacionista alemão.

Paul Nelson (2001) "The Role of Theology in Current Evolution", em Intelligent Design Creationism and Its Critics Robert Pennock, ed. The MIT Press: Cambridge, MA pp. 685.

O livro também não indica que um autor, Paul Nelson, apresentou anteriormente o modelo "polifilético" mostrado à esquerda, escrevendo que "os criacionistas defendem o padrão dinâmico da figura 32.2", em vez dos modelos como o gramado ilustrado pela parte a) de A figura de Wise (Paul Nelson, 2001. "The Role of Theology in Current Evolution", em Criacionismo de design inteligente e seus críticos Robert Pennock, ed. The MIT Press: Cambridge, Ma. pp. 684-685). Em outro lugar, Nelson e um co-autor defenderam suas visões criacionistas da terra jovem argumentando que "A geometria geral da história da vida representa uma floresta de árvores, cada uma com sua própria raiz independente" (Paul Nelson e John Mark Reynolds, 1999, "Young Earth Creationism" in Three Views on Creation and Evolution, JP Moreland e John Mark Reynolds, eds. Zondervan Publishing: Grand Rapids, MI. P. 45).

Essa visão de múltiplas árvores da vida, totalmente independentes umas das outras, é um conceito criacionista e não tem relação com qualquer posição que esteja sendo avançada na literatura científica. Existem desafios para a ideia de que a diversidade da vida seguiu um padrão estrito de ramificação desde os primeiros dias, mas como mostrado na figura à direita, essa visão se baseia exatamente no tipo de mistura (ou "anastomose") que Nelson e Wise rejeitar. A figura que EE usa para ilustrar sua proposta de visão alternativa da vida também não inclui as complexas trocas de informações genéticas propostas pelos autores que Explore Evolution cita como críticas.

Uma visão moderna da árvore da vida: De W. Ford Doolittle (2000) "Desarraigando a árvore da vida." Scientific American, 282 (2): 90-5. Observe que as distâncias não estão necessariamente em escala nesta imagem. Esta imagem reflete a visão mantida por alguns cientistas praticantes (incluindo o Dr. Doolittle, o autor do artigo original) de que houve um período no início da história da vida em que os genes trocaram com tanta frequência que é impossível tratar essas linhagens anteriores como verdadeiramente distintas, nem rastrear essas linhagens de volta de forma limpa a um único ancestral. Eles não contestam que a vida tem algum ancestral comum, mas procuram esclarecer como falamos sobre esse ancestral.

Os cientistas citados como apoiando esta visão de "pomar" da vida na verdade defendem uma árvore muito diferente daquela ilustrada por Explore a evolução (figura i: 4). Como mostra a figura à direita, o grupo de cientistas que desafia as visões tradicionais da árvore da vida não está propondo o tipo de pomar que EE ilustra. Onde EE e seus antecedentes criacionistas abrangem as "descontinuidades entre grupos principais", a objeção levantada pelos cientistas EE cita, na verdade, objeta que não há conexões suficientes entre os ramos da árvore da vida.

Esses autores não contestam que podemos falar de um único ancestral comum, apenas que devemos falar sobre ele em um sentido diferente. Doolittle explica:

Essa é uma visão sutil, que os alunos do ensino médio estão mal equipados para entender até que tenham uma compreensão mais completa dos conceitos básicos da biologia. Como Doolittle observa, mesmo "alguns biólogos acham essas noções confusas". Não é razoável esperar que os alunos que ainda estão aprendendo o que é o genoma apreciem um debate sobre as maneiras pelas quais a troca de genes entre bactérias antigas teria produzido o tipo de superorganismo comunitário descrito por Woese e Doolittle. Seria pedagogicamente inadequado para o Explore Evolution colocar os alunos no meio desse debate sem qualquer base ou apoio. Na verdade, muitos professores de biologia estariam mal preparados para conduzir tal discussão. Isso não desculpa o fracasso da EE em descrever com precisão a natureza desse debate científico.

Woese e Doolittle não defendem um pomar, eles simplesmente pensam que o tronco da árvore da vida não pode ser separado em fios distintos. Eles não são oponentes da evolução, e o Explore Evolution não favorece os autores que eles citam quando eles deturpam a ciência subjacente. Esse tratamento frouxo da ciência subjacente também não faria nenhum favor a alunos e professores. Um texto verdadeiramente baseado em investigação pode ser capaz de extrair algumas lições educacionais úteis do debate em curso sobre a base da árvore da vida, mas é duvidoso que os alunos do ensino médio se beneficiariam dessa discussão altamente técnica, e eles não poderiam usar Explore o Evolution para entender até mesmo a natureza básica dessa pesquisa em andamento.


Introdução

As primeiras fases da vida na Terra testemunharam a origem da vida e da genética dos elementos. Houve um tempo em que não havia vida na Terra, e houve um tempo em que havia células que herdam o DNA. As transições são difíceis de imaginar. Algumas datas e restrições na ordem dos eventos nos ajudam a compreender melhor o problema. A Terra tem 4,5 bilhões de anos (Ga) [1]. Por cerca de 4,4 Ga, o impacto de formação da lua transformou a Terra em uma bola de lava fervente [1]. Oceanos de magma com temperaturas acima de 2.000 ° K forçaram toda a água da acumulação inicial para a fase gasosa e converteram todo o carbono acumulado em dióxido de carbono atmosférico (CO2) [1,2]. Por 4,2 a 4,3 Ga, a Terra tinha esfriado o suficiente para que houvesse água líquida [3] - aqueles primeiros oceanos eram cerca de duas vezes mais profundos que os de hoje [1,2]. Só mais tarde, as correntes de convecção hidrotérmica começaram a sequestrar água para a crosta e manto primordial, que hoje prendem um volume extra do oceano [4,5]. Os primeiros sinais de vida aparecem como assinaturas de isótopos de carbono em rochas com 3,95 bilhões de anos de idade [6].Assim, em algum lugar da Terra primitiva coberta pelo oceano e em uma estreita janela de tempo de apenas cerca de 200 milhões de anos, as primeiras células surgiram. Como o código genético [7] e a quiralidade de aminoácidos [8] são universais, todas as formas de vida modernas remontam a essa fase da evolução. Essa foi a época em que viveu o último ancestral comum universal (LUCA) de todas as células.

LUCA, a árvore da vida e suas raízes

LUCA é uma construção teórica - pode ou não ter sido algo que hoje chamaríamos de organismo. Ajuda a preencher a lacuna conceitual entre as rochas e a água na Terra primitiva e as idéias sobre a natureza das primeiras células. Os pensamentos sobre o LUCA abrangem décadas. Existem várias ideias na literatura sobre como o LUCA foi organizado fisicamente e quais as propriedades que possuía. Essas ideias são tradicionalmente ligadas às nossas ideias sobre a árvore da vida como um todo e onde sua raiz pode estar [9-18]. Árvores filogenéticas são, no entanto, efêmeras. É seu destino inevitável sofrer mudanças conforme surgem novos dados e novos métodos de inferência filogenética. Conseqüentemente, a árvore da vida tem passado por muitas mudanças ultimamente.

A árvore da vida familiar de três domínios apresentada pelo RNA ribossômico [19] descreveu LUCA como o último ancestral comum de arquéias, bactérias e eucariotos (Fig. 1A). Nesse contexto, os esforços para inferir o conteúdo do gene, portanto, as propriedades de LUCA, se resumiram à identificação de genes que estavam presentes em eucariotos, arquéias e bactérias. Quando os primeiros genomas surgiram, havia muitas dessas investigações [20-22], todas as quais foram confrontadas com os mesmos dois problemas recorrentes e fundamentais: 1) Como os três domínios estão relacionados entre si para que os padrões de presença de genes realmente rastrearia genes para LUCA em oposição a outro ramo evolutivamente mais derivado? 2) A presença de um gene em dois domínios (ou três) indica que ele estava presente no ancestral comum desses domínios, ou poderia ter atingido sua distribuição atual por meio da invenção tardia em um domínio e transferência lateral de gene (LGT) de um domínio para outro?

(A) A árvore de três domínios: com base na filogenia do rRNA, os três domínios eram de classificação igual. (B) A árvore de dois domínios: as árvores modernas mostram ribossomos citosólicos de eucariotos ramificando-se na diversidade de ribossomos arqueados. (C) Como os eucariotos não são apenas arquéias adultas, o ancestral dos eucariotos possuía mitocôndrias. Se os genes derivados da mitocôndria forem levados em consideração, a árvore não é mais um gráfico bifurcado. (D) Se os plastídios forem incluídos, a árvore se torna ainda menos parecida com uma árvore porque as linhagens fotossintéticas dos eucariotos também adquiriram muitos genes do ancestral dos plastídios [23].

O primeiro problema (a raiz dos domínios) foi o assunto de muitos trabalhos recentes. Avanços filogenéticos e novos dados metagenômicos estão mudando a árvore de três domínios [19] para uma árvore de dois domínios [24,25]. Isso é parcialmente um desenvolvimento em torno de métodos filogenéticos [24,26-28], mas também envolve novas linhagens de arquéias que agora estão sendo montadas a partir de dados metagenômicos e que parecem estar mais intimamente relacionadas ao hospedeiro que adquiriu a mitocôndria do que qualquer outra arquéia conhecida. agora [29,30]. A árvore de dois domínios mostrando uma "origem arquea de eucariotos" [24,28] (Fig 1B) conta apenas parte da história, porque os genomas de eucariotos abrigam mais genes bacterianos do que genes arquea por um fator de cerca de 3: 1 [31-33], e esses genes bacterianos, além disso, remontam ao ancestral comum eucarioto [23]. Os eucariotos não são apenas arquéias grandes e complexas genomicamente e em nível celular, eles são verdadeiras quimeras, pois possuem ribossomos arqueados no citosol e ribossomos bacterianos nas mitocôndrias (Fig. 1C) [34]. Isso polariza a evolução celular na direção certa (já houve debates sobre os eucariotos serem ancestrais [10,13,14,22], como discutido em outro lugar [35-37]) e identifica os eucariotos como retardatários na evolução, descendentes de procariotos [38] .

As versões atuais da árvore de dois domínios se concentram na filogenia de um punhado de cerca de 30 genes, principalmente para proteínas ribossômicas (Quadro 1), mas também em sequências de amostras metagenômicas. Os estudos metagenômicos [29,30] geraram debate. Os dados metagenômicos podem trazer alinhamentos de genes que foram sequenciados com precisão, mas têm o rótulo taxonômico errado. Por exemplo, Da Cunha e colegas [39] relataram que as árvores publicadas [29] dependem de um forte sinal proveniente de um gene entre 30 e que o gene em questão (um fator de alongamento [EF2]) pode não ser arqueano, mas eucariótico . Spang e colegas [40] defenderam sua árvore, provocando mais debate [41]. Erros também podem ocorrer no pipeline de montagem [42] a caminho dos alinhamentos [43], independentemente de contaminação. Apesar do debate atual sobre árvores da vida baseadas na metagenômica [24,39,40,42,43], devemos lembrar que o próprio rRNA produz a árvore de dois domínios quando vários parâmetros de construção de árvore são empregados [24,26,27]. Tanto os dados quanto os métodos estão relacionados aos esforços para construir árvores da vida. Ainda é possível que alguns aspectos das relações de domínio nunca sejam resolvidos para a satisfação de todos - mesmo a origem endossimbiótica da mitocôndria ainda é debatida [37]. Mas a origem bacteriana das mitocôndrias e sua presença no ancestral comum de eucariotos [44-47], junto com a tendência dos eucariotos de se ramificarem dentro de linhagens arquea como amostragem de linhagem arquea [29,30,48] e métodos filogenéticos [24,26, 27,32] melhoram, indica que os eucariotos surgiram de procariotos e que os genes que remontam ao ancestral comum das arquéias e bactérias remetem ao LUCA.

Caixa 1. A árvore de 1% e a árvore de tudo o mais

Uma abordagem tradicional para LUCA tem sido simplesmente procurar os genes que estão presentes em todos os genomas. Isso é fácil, mas os resultados são preocupantes. O que se encontra é uma coleção de cerca de 30 genes, principalmente para proteínas ribossômicas, nos dizendo que LUCA tinha um ribossomo e tinha o código genético, que já conhecíamos [63-65]. Essa coleção de cerca de 30 genes tem sido usada por cerca de 20 anos como alinhamentos concatenados para fazer árvores de linhagens com base em grandes quantidades de dados do que as sequências de rRNA têm a oferecer [66]. Os genes que estão presentes em todas as linhagens (ou quase todas) nos informam sobre como LUCA traduziu o mRNA em proteína, mas não nos dizem como ou onde LUCA viveu. Essas informações dizem respeito à ecofisiologia, e os traços fisiológicos não são universalmente conservados - eles são o que torna os micróbios diferentes uns dos outros. Pode-se relaxar um pouco os critérios de presença universal e permitir alguma perda de genes em algumas linhagens, caso em que se encontram cerca de 100 proteínas que são quase universais [67]. Se ninguém impõe restrições de tamanho ao genoma de LUCA e permite a perda livremente, todos os genes presentes em pelo menos um archaeon e uma bactéria traçam o LUCA, tornando-o o organismo mais versátil que já existiu [51]. Novos insights sobre a filogenia microbiana estão emergindo de alinhamentos concatenados [24,29,30,42,48,68]. Mas é preciso tomar cuidado para não confundir genes de linhagens diferentes, o que pode ser difícil quando metagenomas estão envolvidos [39,43]. Além disso, a concatenação de dados tem suas próprias armadilhas [66,69,70]. A maioria dos estudos de concatenação modernos [29,30,48] emprega métodos de filtragem de sites na tentativa de remover "ruído", mas mesmo sites que parecem "livres de ruído" ainda podem conter viés e dados conflitantes [63]. Outro problema é que os métodos populares de inferência filogenética produzem intervalos de confiança inflados nas filogenias e ramos [71]. Árvores de ca. 30 proteínas concatenadas não são mais imunes ao erro filogenético do que o rRNA e estão sujeitas a outros tipos de erro [72]. No que se refere a LUCA, independentemente da árvore da espinha dorsal, ainda precisamos saber o que todas as proteínas dizem individualmente sobre suas próprias filogenias.

O segundo problema (a quantidade de LGT existente entre os domínios) que prejudicou o progresso no LUCA foi, sem dúvida, mais difícil de resolver do que o problema de enraizamento. Se um determinado gene está presente em bactérias e arqueas, ele estava presente em LUCA ou poderia ter sido transferido entre domínios via LGT? Como um exemplo importante, os primeiros estudos consideraram a presença de oxigênio do tipo bacteriano (O2) - consumindo cadeias respiratórias em arquéias [21]. Isso significa que as archaea são ancestralmente O2 consumidores? Como O2 é o produto da fotossíntese cianobacteriana [49] se presumirmos que o archaeal O2 sendo a respiração uma característica ancestral das archaea, isso significa que as archaea surgiram após as cianobactérias, que têm apenas cerca de 2,5 bilhões de anos e deram origem aos plastídeos (Fig. 1D) apenas cerca de 1,5 bilhões de anos atrás [50]. Se as arquéias ancestrais respiravam oxigênio, e as bactérias ancestrais também, de repente nem a árvore de dois domínios nem a árvore de três domínios (Fig. 1) fazem sentido porque tudo está de cabeça para baixo e enraizado em cianobactérias. Problemas semelhantes são encontrados para muitos genes e características [51]. A transferência lateral de genes entre os domínios procarióticos ajuda a resolver esses problemas porque desacopla a fisiologia (evolução de traços ecológicos) da filogenia (evolução da linhagem ribossômica) [52], mas também torna os genes mais difíceis de rastrear até LUCA.

A transferência lateral de genes obscureceu todos os registros?

Isso nos leva ao outro extremo. Se todos os genes tivessem sido submetidos ao LGT, como algumas afirmações iniciais tinham [53], então o LUCA seria totalmente desconhecido do ponto de vista dos genomas. Genomas de arquéias iniciais realmente descobriram transdomínio abundante LGT [54], e muitas bactérias para transferências de arquéias podem ser correlacionadas a mudanças na fisiologia [55], incluindo a transferência de O2- consumindo cadeias respiratórias [55–58]. Para reconstruir LUCA, a questão se resume a determinar i) quais genes estão presentes em arquéias e bactérias, ii) quais desses estão presentes em ambos os domínios procarióticos por causa de LGT entre arquéias e bactérias, e iii) quais estão presentes por causa da vertical herança de LUCA. Para isso, existem atualmente duas abordagens metodológicas. Um envolve fazer uma árvore de referência de backbone a partir de genes universalmente conservados que estão presentes em cada genoma - a árvore de 1% [59] (ver Quadro 1) - traçando todas as distribuições de genes nas pontas dessa árvore e, em seguida, estimar quais genes rastreiam LUCA com base em vários parâmetros de ganho e perda assumidos [60–62]. Se permitirmos a perda livremente, muitos genes serão rastreados até LUCA se assumirmos muitos ganhos, LUCA terá poucos genes [61]. Limitar os tamanhos do genoma ancestral ajuda a restringir as estimativas de quais genes são rastreados até LUCA [61], mas apenas se assumirmos que a árvore de cada gene é compatível com a árvore de referência, o que é uma suposição muito severa e improvável de ser verdadeira. Cada gene tem sua própria história individual (Quadro 1).

Cada gene registra sua própria história evolutiva

Se algum gene codificador de proteína foi herdado verticalmente de LUCA, suas árvores devem refletir isso. Para encontrar essas árvores, é preciso fazer todas as árvores para todas as proteínas, o que significa que é preciso fazer clusters para todos os genes codificadores de proteínas de um grande número (milhares) de genomas sequenciados. Os agrupamentos correspondem a famílias de proteínas "naturais" de similaridade de sequência de aminoácidos compartilhada. Dados os computadores modernos, fazer alinhamentos para todos esses agrupamentos e árvores de probabilidade máxima para todos esses alinhamentos é uma tarefa tratável. Porque LGT entre procariontes é um processo real e difundido que molda a evolução do genoma procarionte [55,58,73-77], deve-se tratar cada gene como um marcador de sua própria evolução, não como um proxy para outros genes ou como uma função que está subordinado à filogenia ribossomal.

Os genes que estão presentes em várias linhagens bacterianas e uma linhagem arquea (ou vice-versa) podem estar presentes em LUCA, mas também podem ter sido o resultado de LGT [55,56,58]. Um exemplo ilustra como cada árvore gênica pode discriminar entre herança vertical de LUCA e LGT interdomínio. Um estudo recente investigou as 6,1 milhões de proteínas codificadas em 1.981 genomas procarióticos (1.847 bactérias e 134 arquéias) [78]. As proteínas foram agrupadas usando o método padrão Markov Cluster (MCL) [79]. A primeira etapa desse procedimento é uma matriz contendo 18,5 trilhões de elementos ((n 2 -n) / 2), cada elemento correspondendo a uma comparação de sequência de aminoácidos em pares. O agrupamento de tal matriz requer poder computacional substancial e é auxiliado pela disponibilidade de vários terabytes de memória em uma única máquina. O algoritmo MCL faz uma amostragem da distribuição dos valores na matriz e então começa a remover as bordas fracas, com o valor de "fraco" sendo especificado pelo usuário. Dois tipos de limiares são normalmente usados ​​no agrupamento MCL: e-valores do BLAST e identidade de aminoácidos em alinhamentos de pares.

Quando o objetivo do agrupamento é fazer alinhamentos e árvores, nosso grupo descobriu que um limite de agrupamento de 25% de identidade de aminoácidos é uma boa regra. Em limiares mais baixos, a identidade de aminoácidos começa a se aproximar de valores aleatórios e gera erros aleatórios em alinhamentos [80], carregando como topologias errôneas em árvores [81]. É por isso que Russell F. Doolittle cunhou o termo "zona crepuscular" para a identidade de aminoácidos na faixa de 20% ou abaixo dela [82,83]. Claro, muitas proteínas ou domínios que claramente compartilham uma ancestralidade comum pela medida de estruturas cristalinas relacionadas não compartilham mais do que uma identidade de sequência de aminoácidos aleatória [84]. Essas dobras antigas cairão em grupos separados no limiar de identidade de 25% e podem, portanto, gerar falsos negativos quando se trata de presença em LUCA (mas consulte a próxima seção).

De milhares de aglomerados e árvores, um punhado permanece

Usando o limite de identidade de 25%, as 6,1 milhões de proteínas procarióticas amostradas caem em 286.514 clusters de pelo menos duas sequências, e 11.093 desses clusters incluem sequências encontradas em arqueas e bactérias [78]. Muitos desses agrupamentos envolvem cadeias respiratórias dependentes de oxigênio. LUCA tinha 11.000 genes em seu genoma e respirava oxigênio? Ou seja, o LUCA (e, portanto, as archaea) descendia de cianobactérias? Nenhuma das perspectivas parece provável o suficiente para justificar uma discussão mais aprofundada [85]. Sabendo que transdomain LGT é prevalente [54-56] e que milhares de genes tipicamente bacterianos são compartilhados com apenas um grupo arquea [58], Weiss e colegas [78] raciocinaram que uma maneira simples de excluir alguns LGTs seria definir o mínimo critérios filogenéticos de que 1) um gene precisa estar presente em bactérias e arquéias, 2) ele precisa estar presente em pelo menos dois clados em nível de filo e 3) a árvore precisa preservar a monofilia de domínio (Fig. 2). Genes que não cumprem o critério 1 não são candidatos para LUCA de qualquer maneira. Os critérios 2 e 3 de dois filos mais monofilia tornam menos provável, mas não impossível, que tal gene tenha alcançado essa distribuição via LGT. Como assim? Os critérios 2 e 3 exigiriam uma transferência de transdomínio seguida por transferências intradomínio para diferentes filos, embora não permitissem transferências de transdomínio independentes subsequentes. A última condição é restritiva.

A presença do gene é indicada com um sinal de mais, a ausência com um sinal de menos. a) Genes encontrados universalmente em ambos os domínios, independentemente de sua árvore, remontam a LUCA. Cerca de 30 atendem a esse critério. b) Outra forma de rastrear genes para LUCA é dizer que qualquer gene encontrado em arquéias e bactérias estava presente em LUCA. No entanto, milhares desses genes terão sido transferidos entre bactérias e arqueas por LGT, portanto, não estavam necessariamente presentes no LUCA. c) Genes presentes em apenas um filo bacteriano ou arqueano podem ser facilmente o resultado de LGT e são removidos. Mas a presença em dois filos por domínio enquanto preserva a monofilia do domínio produz bons candidatos para estarem presentes em LUCA. Tais filogenias só resultariam do LGT em condições muito específicas e restritivas. Eles exigem exatamente uma transferência transdomínio seguida por i) um transdomínio LGT adicional da mesma linhagem do doador para um filo receptor diferente ou ii) retenção durante a divergência do filo no domínio do destinatário, mais - além dos critérios i) ou ii) - um critério adicional, mais sutil, mas altamente restritivo: nenhum outro LGT transdomínio ocorreu durante toda a evolução. O transdomínio subsequente LGT violaria a monofilia de domínio para o gene. De fato, transdomain LGT é comum, e 97% das árvores examinadas por Weiss e colegas [78] não excluíram transdomain LGT (3% restantes, 355 árvores, fornecidas no Apêndice S1). LGT, transferência lateral de genes LUCA, último ancestral comum universal.

Dos 11.093 clusters que abrigavam sequências em bactérias e arqueas, apenas 355 (3%) passaram no filtro LGT simples [78]. Dito de outra forma, 97% das sequências presentes em bactérias e arqueas aparentemente sofreram algum transdomínio LGT, destacando o grau em que o transdomínio LGT influenciou a história do gene desde LUCA e ressaltando a necessidade de empregar filtros filogenéticos em busca de genes que traçam a LUCA [ 21,51]. O valor de LGT de 97% é importante em relação ao limite de agrupamento de 25% e possíveis falsos negativos 97% de todos os falsos negativos encontrados na conservação de seqüência baixa ainda não traçariam para LUCA devido aos LGTs transdomínios. Mas o transdomain LGT aparentemente não apagou todos os sinais, pois 355 genes passaram no teste LGT, e esses genes nos dizem coisas sobre LUCA que não sabíamos antes.

A fisiologia de LUCA

A maioria das representações anteriores de LUCA focava em como era [16], por exemplo, se era como o RNA [86], como um vírus [87], se era como procariotos em termos de seu código genético [88], ou como eucariotos em termos de sua organização celular [22]. Mas as abordagens tradicionais careciam de informações sobre como e de o que LUCA viveu [16]. Nossa abordagem filogenética para LUCA [78] revelou informações sobre o que LUCA estava fazendo: sua fisiologia, sua ecologia e seu ambiente. Os genes para essas características fisiológicas não estão necessariamente difundidos entre os genomas modernos, mas os critérios de filtragem de Weiss e colegas [78] apenas exigem que esses genes sejam antigos. O que Weiss e colegas [78] encontraram está esquematicamente resumido na Fig. 3.

Resumo das principais interações do LUCA com seu ambiente, reimpresso com permissão de [78] (árvores de apoio no Apêndice S1). Os componentes listados no canto inferior direito estão presentes no LUCA. A figura não faz uma declaração sobre a fonte de CO no metabolismo primordial, simbolizado por [CO]. LUCA indiscutivelmente possuía genes porque tinha um código genético. Aglomerados de metal de transição são simbolizados. CH3-R, grupos metil CODH / ACS, monóxido de carbono desidrogenase / acetil-CoA sintase GS, glutamina sintetase HS-R, tióis orgânicos LUCA, último ancestral comum universal Mrp, MrP tipo Na + / H + antiporter Nif, nitrogenase SAM, S- adenosil metionina.

LUCA era um anaeróbio, há muito previsto por microbiologistas [89]. Seu metabolismo estava repleto de O2- enzimas sensíveis. Estes incluem proteínas ricas em O2aglomerados e enzimas sensíveis a ferro-enxofre (FeS) que implicam a geração de radicais (elétrons desemparelhados) via S-adenosil metionina (SAM) em seus mecanismos de reação. Isso se encaixa bem com a visão de 50 anos [90], mas ainda moderna, de que os aglomerados de FeS representam cofatores muito antigos no metabolismo [91-93]. Ele também se encaixa nos novos insights sobre a química antiga e espontânea (não enzimática) subjacente à síntese de SAM [94].

LUCA vivia de gases. Para a assimilação de carbono, LUCA usou a mais simples e mais antiga das seis vias conhecidas de CO2 fixação, chamada de via acetil-CoA (ou Wood-Ljungdahl) [95-97], que é cada vez mais central para nossos conceitos sobre a evolução inicial devido à sua simplicidade química [97,98] e natureza exergônica [99-101]. Na via acetil-CoA, CO2 é reduzido com hidrogênio (H2) a um grupo metil e CO. O grupo metil é sintetizado pelo ramo metil da via, que emprega diferentes transportadores de um carbono (C1) em bactérias (tetrahidrofolato) e arquéias (tetrahidrometanopterina), cofatores que são sintetizados por vias biossintéticas não relacionadas [96]. O monóxido de carbono (CO) é sintetizado pela monóxido de carbono desidrogenase (CODH), cujas versões arquea e bacteriana são distintas, mas relacionadas [96]. As porções metil e carbonila são condensadas em um grupo acetil ligado à enzima que é removido de um aglomerado de metal na acetil-CoA sintase (ACS) como um tioéster rico em energia. Os tioésteres possuem ligações quimicamente reativas [102] que desempenham um papel crucial no metabolismo energético [101] e no metabolismo em geral, tanto modernos como antigos [101,103,104]. Embora CODH / ACS claramente rastreie a LUCA [78,96], isso não é verdade para o ramo de síntese de metila, que consiste em enzimas não relacionadas em bactérias e arquéias [78,96].

Um relatório recente [105] argumentou que a presença de CODH em LUCA não excluía um estilo de vida heterotrófico para LUCA. Esse argumento é problemático porque nenhuma enzima define um estilo de vida trófico. Mesmo Rubisco (D-ribulose-1, 5-bisfosfato carboxilase / oxigenase), a enzima clássica do ciclo de Calvin, não é um marcador para autotrofia porque Rubisco também funciona em uma via heterotrófica mais simples de fermentação de RNA [106-108] que é comum entre archaea e bactérias em ambientes de sedimentos marinhos [109]. Além disso, todos os heterótrofos são derivados de autótrofos devido ao primeiro requerer o último como fonte de substratos de crescimento quimicamente definidos. A razão é que CO2 constituiu a principal fonte de carbono na Terra após o impacto de formação da lua [1,110], enquanto o carbono entregue do espaço foi muito reduzido para ser fermentado (hidrocarbonetos poliaromáticos), muito heterogêneo na estrutura para suportar o crescimento microbiano, ou ambos [108]. Autótrofos com CODH podem obter ATP de CO2 redução com H2 [98,101,110]. Autotróficos sem CODH não podem. Se basearmos as inferências sobre o estilo de vida de LUCA em critérios amplos, em vez de genes únicos [105], LUCA era um autotrófico [78,108].

A vida é sobre como aproveitar a energia [44]. Os tioésteres são quimicamente reativos - eles forjam ligações diretas entre o metabolismo do carbono e o metabolismo da energia (síntese de ATP) à medida que dão origem ao fosfato de acetila, o possível precursor do ATP na evolução como uma moeda de ligações de alta energia [111]. Relíquias da síntese de ATP via acetil fosfato foram encontradas nos genes de LUCA [78], assim como subunidades da própria ATP sintase do rotor-estator. A ATP sintase pode parecer apresentar um paradoxo porque nenhuma proteína da maquinaria de bombeamento de prótons que as células usam para gerar o gradiente de íons que conduz a ATP sintase traçada a LUCA [78]. No entanto, algumas teorias afirmam que as primeiras células surgiram em fontes hidrotermais alcalinas [91,96,111], o que significa que o interior da fonte é mais alcalino do que o oceano exterior. Esses gradientes de pH naturalmente existentes poderiam ter sido aproveitados por LUCA para sintetizar ATP (Fig. 3). ATPases ancestrais podem ter aproveitado gradientes de prótons ou gradientes de sódio gerados por antipórteres dependentes de próton / sódio (H + / Na +) [112], ou podem até ter sido promíscuos para ambos os tipos de íons, semelhantes à ATPase de micróbios modernos que viver perto dos limites termodinâmicos da vida [113].

O ambiente de LUCA era rico em tioésteres de enxofre, SAM, proteínas ricas em FeS e clusters de ferro-níquel-enxofre (FeNiS), enxofre transferases e tioredoxinas faziam parte de seu repertório, assim como hidrogenases que poderiam canalizar elétrons do H ambiental2 à ferredoxina reduzida, que é a principal moeda de redução de potência (elétrons) em anaeróbios [114]. Um relatório recente forneceu evidências filogenéticas de que as arquéias são ancestralmente H2-metanógenos dependentes [62], compatível com um autotrófico, H2estilo de vida dependente de LUCA.

LUCA tinha uma girase reversa, uma enzima típica dos termófilos, sugerindo que LUCA gostava dela quente. Mas, independente da girase reversa, a cinética química simples fornece forte evidência em favor de uma origem termofílica para as primeiras células [115,116]. A razão é que apenas reações não catalisadas ou catalisadas inorgânicas existiam antes de haver enzimas. Suas taxas de reação foram menores do que as reações catalisadas enzimaticamente. Entre 0 ° C e 120 ° C (a faixa de temperatura biologicamente relevante), as taxas de reação química orgânica geralmente aumentam com a temperatura [115,116]. Antes de haver enzimas, os ambientes de alta temperatura eram mais propícios a reações químicas orgânicas do que os ambientes de baixa temperatura [115,116]. Tomados em conjunto, o requisito de LUCA para gases (CO2, H2, CO, nitrogênio [N2]), a prevalência de sulfeto, sua afinidade com alta temperatura e metais, além da capacidade de usar, mas não gerar gradientes de íons, tudo aponta para o mesmo ambiente: fontes hidrotermais alcalinas.

Além de lançar luz sobre a fisiologia, as 355 árvores que apresentaram monofilia de domínio (Apêndice S1) [78] também têm outra propriedade interessante: elas têm raízes recíprocas. Ou seja, as bactérias estão enraizadas em um grupo externo de arqueas e vice-versa. Os genes presentes no LUCA contêm informações sobre suas linhagens e sobre os grupos de bactérias e arquéias que se ramificaram mais profundamente em cada domínio. Em ambos os casos, a resposta foi clostridia (bactérias) e metanógenos (archaea). Esses são procariotos estritamente anaeróbicos que usam a via acetil-CoA ao vivo do CO2, H2, e CO corrige N2 e hoje habitam ambientes hidrotermais na crosta terrestre [117-119].

O início da genética

Embora a organização da matéria inanimada em células vivas com a genética possa ser mapeada em termos matemáticos [120,121], os detalhes bioquímicos permanecem indefinidos. Por exemplo, é controverso se LUCA tinha DNA ou não [87]. Várias proteínas de ligação ao DNA traçam o LUCA [78], então parece que o LUCA possuía DNA, mas não foi resolvido se o LUCA poderia realmente replicar o DNA. Para LUCA, o DNA pode ter sido apenas um repositório quimicamente estável para a replicação baseada em RNA [122].

Um aspecto novo e interessante da biologia de LUCA diz respeito às bases modificadas e ao código genético. O RNA de transferência requer bases modificadas para a interação adequada com o mRNA (par de bases códon-anticódon wobble) e com o rRNA no ribossomo durante a tradução. Ou seja, as bases modificadas fazem parte do código genético universal (Fig. 4), que estava presente no LUCA. Muitas enzimas modificadoras de RNA traçam a LUCA, particularmente as enzimas que modificam o tRNA. Várias dessas enzimas são metiltransferases (muitas dependentes de SAM), e nos lembram que, antes do surgimento do código genético, as quatro bases principais de RNA dificilmente poderiam ter sido fornecidas em grande quantidade na forma pura porque não havia genes ou enzimas, apenas reações químicas [123]. A síntese espontânea de bases em um ambiente real da Terra primitiva como uma fonte hidrotérmica, um ambiente que carece do controle de um laboratório moderno [124], provavelmente não gerará as quatro bases principais na forma pura. Muitos produtos colaterais irão se acumular, incluindo bases quimicamente modificadas [111]. Bases quimicamente modificadas de células vivas foram relatadas desde 1970 por químicos pioneiros de RNA, como Mathias Sprinzl [125] e Henri Grosjean [126]. Existem 28 bases modificadas, ocorrendo principalmente no tRNA, que são compartilhadas por bactérias e arqueas [127]. As modificações são quimicamente simples, como a introdução de grupos metil ou enxofre e, ocasionalmente, de grupos acetil e semelhantes (Fig. 4).

Representação da estrutura secundária em folha de trevo de tRNA mostrando modificações de nucleosídeos pós-transcricionais que são conservadas entre bactérias e arquéias em identidade e posição. As estruturas dos respectivos nucleosídeos modificados conservados são destacadas em cinza. Os grupos metila e acetila são mostrados em vermelho e vermelho escuro, respectivamente enxofre em amarelo e o grupo treonilcarbamoila em azul.

Modificações químicas no anticódon tRNA são essenciais para que as interações códon-anticódon funcionem [128,129]. As modificações do rRNA estão concentradas em torno do sítio da peptidil transferase e também são essenciais para as interações do tRNA com o ribossomo [130]. É possível que o próprio código genético tenha surgido no mesmo ambiente quimicamente reativo em que LUCA surgiu e que bases modificadas no tRNA carreguem a marca química desse ambiente [78]. Isso forjaria um elo entre a Terra primitiva e a genética como a conhecemos. Novas sínteses laboratoriais de moléculas de RNA no contexto da origem da vida agora também incluem investigações de bases modificadas [131], pois está se tornando cada vez mais claro que esses são componentes cruciais nas fases iniciais da evolução molecular e biológica.

Seguindo em frente

As investigações de LUCA com base nas filogenias de todos os genes apresentam novas oportunidades e novos desafios. Conforme o sequenciamento ambiental e a metagenômica progridem, o número de sequências microbianas e novas linhagens está explodindo [48,109]. Como esse aspecto da metagenômica afetará as investigações de LUCA? Se os critérios para a idade do gene forem filogenéticos (monofilia do domínio procarioto, presença em pelo menos dois "filos" bacterianos e arqueanos), então a atribuição taxonômica correta de cada sequência é muito importante. Um aspecto problemático dos dados metagenômicos é que algumas etapas de tratamento de dados podem atribuir rótulos incorretos de táxons superiores aos genes [39,41,43], o que por sua vez pode falsificar as relações filogenéticas. As análises de micróbios em cultura ou sequências completas do genoma limitam o tamanho da amostra disponível, mas fornecem rótulos de táxons confiáveis, pelo menos no nível de arquéias versus bactérias. Claramente, existem compensações.

À primeira vista, o genoma de LUCA parece fadado a encolher. Conforme a amostra de genomas completos cresce, a lista de 355 genes que traçam a LUCA por critérios de monofilia de domínio [78] encolherá porque cada novo genoma oferece novas oportunidades para descobrir eventos LGT recentes para os 355 genes. Lembrando que apenas 3% dos 11.093 clusters investigados [78] apareceram livres de LGT transdomínio, é evidente que a inclusão de novos genomas acabará por fazer com que o número 355 se aproxime assintoticamente de zero, a menos que alguns genes nunca passem por LGT transdomínio, o que parece improvável . O que fazer? Filtrar eventos LGT recentes ajudaria a salvar o genoma de LUCA de diminuir a zero. Por exemplo, a árvore para o gene X pode violar a monofilia de domínio por um evento LGT. Se o LGT fosse recente, afetando membros de apenas um gênero ou família receptor, dificilmente afetaria as inferências sobre LUCA, acrescentando o gene X à lista de LUCA. Para identificar LGTs recentes na filogenia de procariotos, critérios padrão como melhoria incompleta [132], identidade de sequência anormalmente alta [133] ou presença no genoma auxiliar [134] serão úteis, assim como novos métodos que enraízam árvores não enraizadas [135] . Identificar LGTs recentes deve nos permitir rastrear mais genes para LUCA.

Há também a questão dos limites de agrupamento a serem considerados, conforme discutido acima. Limiares rigorosos produzem muitos clusters pequenos e limites mais relaxados produzem um número menor de clusters muito grandes [136]. Pode-se argumentar que grandes aglomerados (baixo rigor) permitem olhar mais para trás no tempo, mas também podem gerar aglomerados cujas origens remontam a duplicações em LUCA, nos quais a monofilia de domínio é violada, mas não por causa de LGT. Outro fator diz respeito às fusões gênicas. Os genes tendem a sofrer fusão e fissão durante a evolução [137,138]. Em procedimentos de agrupamento, as fusões gênicas tendem a reduzir ligeiramente o número de agrupamentos porque, quando ocorrem, podem trazer dois genes fundidos em um alinhamento, e o sinal filogenético mais fraco na fusão é obscurecido [23]. Existem métodos para detectar fusões [139,140]. Ao detectar fusões de genes e dissecá-los em suas partes componentes, pode ser possível aumentar o número de árvores que traçam a LUCA por critérios filogenéticos.

As investigações sobre a evolução inicial sempre suscitam protestos. Por exemplo, houve críticas [141] ao termo "progenota", que Woese e Fox [142] introduziram para designar um estado de organização abaixo de uma célula de vida livre [143,144], como mostrado na Fig 3. Além disso , múltiplos LGTs podem, em princípio, gerar falsos positivos imitando a herança vertical de LUCA [78], mas condições muito específicas devem ser atendidas (Fig 1C). O desafio é destilar uma crônica da evolução microbiana que leve em consideração todos os genes e LGT [145] e que transmita informações sobre a fisiologia [146], as reações de liberação de energia que impulsionam a evolução microbiana.

Conclusões

Mais pistas sobre o estilo de vida de LUCA estão surgindo. As investigações das vias bioquímicas modernas se concentram nos mesmos tipos de reações que a abordagem filogenética [103]. Da mesma forma, experimentos de laboratório também demonstram a síntese espontânea de produtos finais e intermediários da via acetil-CoA, o esteio da fisiologia de LUCA, novos achados mostram que formiato, metanol, frações de acetila e até mesmo piruvato surgem espontaneamente em altos rendimentos e em temperaturas favoráveis ​​a vida (30 ° C-100 ° C) de CO2, metais nativos e água [98,147]. Essas condições são virtualmente impossíveis de reduzir em termos de simplicidade química [98], mas elas trazem à tona o núcleo do metabolismo de carbono e energia do LUCA [78,96,97,101,103] durante a noite. A origem da genética dependeu das condições químicas hidrotermais que deram origem às primeiras vias bioquímicas que, por sua vez, deram origem às primeiras células? Genes que traçam a LUCA [78], antigas vias bioquímicas [103] e reações aquosas de CO2 com ferro e água [98,110], todos parecem convergir em conjuntos semelhantes de reações químicas exergônicas simples como aquelas que ocorrem espontaneamente em fontes hidrotermais [148]. Do ponto de vista de genes, fisiologia, química de laboratório e geoquímica, está começando a parecer que o LUCA estava enraizado nas rochas.


Evidência da vida

Darwin reconheceu que o registro fóssil, como existia, tinha sérios problemas. Ele admitiu que o registro, como estava então, ofereceu um argumento contra a evolução. Era esperança de Darwin que a exploração contínua de fósseis revelasse mais evidências demonstrando uma sucessão ininterrupta de formas de vida simples a complexas.

Durante a vida de Darwin, um rico repositório de alguns dos fósseis mais antigos já descobertos foi encontrado em Cambria (o nome clássico do País de Gales). É chamada de ‘Explosão Cambriana’. Por causa de seu lugar na coluna geológica, apenas as formas de vida mais simples deveriam ter sido encontradas na camada cambriana. De acordo com a teoria, a rocha nesta camada deve conter fósseis que nos dêem uma visão dos primeiros estágios da evolução. Surpresa! O que foi encontrado foi totalmente inesperado! Os paleontólogos descobriram o que chamam de "explosões" de formas de vida que aparecem abruptamente, representando os principais grupos de animais com seus planos corporais radicalmente diferentes. Isso confundiu o pensamento evolucionário, porque as maiores distinções entre as formas de vida apareceram primeiro, antes das variações menores.

Diz-se que esses fósseis datam do que veio a ser chamado de período cambriano - tornando-os de 485 a 542 milhões de anos. Rochas atribuídas ao Cambriano também foram encontradas em Utah, Canadá, Sibéria, Groenlândia e China. Durante a época de Darwin (em meados de 1800), acreditava-se que a camada de rocha abaixo do estrato cambriano era mais velha e desprovida de fósseis, porque se acreditava que o calor e a pressão de cima haviam destruído quaisquer vestígios de vida. Esta seção pré-cambriana compreende a maior parte, cerca de 88 por cento, da coluna geológica.

Mais recentemente, foi feito um esforço para dividir a rocha pré-cambriana em outras camadas geológicas. O Período Ediacarano supostamente precede o Cambriano no tempo e tem 542-635 milhões de anos - um período em que organismos fossilizados de corpo mole ou criaturas semelhantes a vermes extintas foram encontrados. Há incerteza quanto a quais fósseis pertencem ao Ediacaran. Alguns que podem pertencer ao Ediacaran são simplesmente bolhas. O Período Ediacarano está contido no Eon Proterozóico, que os evolucionistas atribuíram como tendo entre 542 milhões e 2,5 bilhões de anos. Os fósseis encontrados no Proterozóico são organismos microscópicos, incluindo bactérias, fungos, protistas (ameba, paramécio, algas) e outros. Os fósseis encontrados nesta era são muito parecidos com os que vemos hoje e podem ser encontrados em qualquer outra camada.

Os fósseis cambrianos são de todos os tipos básicos de corpo. É porque eles são tão numerosos e aparecem tão abruptamente no registro geológico que esta descoberta foi chamada de Explosão Cambriana. Organismos de mariscos de casca dura a moluscos e trilobitas extintos, e até peixes, foram descobertos nesta camada. Essa vasta gama de organismos, todos encontrados em uma camada, é um grande problema para a tese evolucionária de que a mudança lenta ao longo de eras é responsável por todas as formas de vida agora existentes.


O grande problema
Fósseis totalmente formados, representando tantos tipos de animais sem quaisquer formas ancestrais, apresentam um enorme problema para a evolução. A teoria de Darwin afirma que todas as formas de vida evoluíram do simples ao complexo, da molécula ao homem. Mas na camada cambriana, onde se esperaria encontrar evidências fósseis de formas inferiores - organismos em um estágio anterior de evolução - nenhuma foi encontrada. Mesmo se alguém descer para as próximas camadas, no Proterozóico, nenhum fóssil que mostre qualquer conexão com os organismos encontrados no Cambriano aparece. Novamente, a explosão cambriana não pode ser explicada pela evolução, enquanto os criacionistas interpretam essa camada como o registro fóssil dessas criaturas que viveram no fundo do oceano na época do Dilúvio.


The Amazing Trilobite
Os trilobitas são animais extintos de corpo mole que antes se moviam no fundo do mar e tinham características semelhantes às de um caranguejo-ferradura. Eles normalmente variam em tamanho de 3–10 cm (1,2–3,9 polegadas) e têm uma concha estriada dividida por três lóbulos distintos, o recurso pelo qual foram nomeados. Foram encontrados alguns fósseis de trilobita que medem 72 cm (2,4 pés). Essas criaturas são encontradas na camada Cambriana, acompanhadas por muitos tipos diferentes de criaturas.Os evolucionistas ficam entusiasmados com os fósseis antigos, particularmente a trilobita, porque ela é encontrada na camada cambriana e acredita-se que tenha cerca de 500 milhões de anos. Alguém poderia supor da teoria da evolução que o trilobita, dada sua idade putativa e lugar na coluna geológica, teria uma forma simples. Não tão.

Como qualquer outro sistema vivo, os trilobitas têm complexidade inerente. Um dos exemplos mais reveladores de complexidade encontrados em trilobitas é seu olho agregado, uma característica encontrada em alguns, mas não em todos os trilobitas. Este olho único possui uma lente superior, que é calcita endurecida, e uma lente inferior projetada para corrigir o padrão de raio para um ponto focal. Ele tem hastes em posições ligeiramente diferentes, semelhantes ao olho composto de um inseto. O olho agregado também é chamado de esquizocroal e é um dos melhores sistemas ópticos projetados.

O desenho do olho esquizocroal o torna único entre os olhos, talvez até mesmo a ponto de ser o melhor sistema óptico conhecido no mundo biológico. Este projeto, na verdade, parece exceder em muito as necessidades do trilobita. A origem do desenho do olho esquizocroal não é compreendida por meio de nenhuma causa natural conhecida. Em vez disso, é entendido como sendo devido a uma causa inteligente (criação de design), por meio de um processo que envolve capacidade de manipulação notavelmente alta. Entre as hipóteses disponíveis, a criação de Deus é a hipótese mais razoável para a origem da complexidade do esquizocroal do trilobita. 1

Testemunho real do registro fóssil

Aleatoriedade
A hipótese evolucionária sustenta que organismos simples se transformarão em formas mais complicadas lentamente ao longo do tempo. Por essa razão, os evolucionistas dividem o registro fóssil em períodos teóricos, como o Cambriano e o Ediacarano, a fim de mostrar a partir do registro fóssil o progresso da vida na escala evolutiva. Não está funcionando dessa maneira. À medida que mais e mais fósseis são descobertos, essas divisões teóricas estão desaparecendo. Os fósseis continuam aparecendo nos lugares errados, sugerindo que o sistema precisa mudar. À medida que os fósseis são descobertos, fica aparente que os organismos não são simples e que desafiam, por sua complexidade inesperada, as suposições evolutivas sobre o registro fóssil.

Fósseis vivos
Fósseis vivos são fósseis de plantas e animais que não estão extintos, mas ainda existem hoje. Por exemplo, mais de 84 por cento dos insetos ainda existentes foram encontrados no registro fóssil desde o que os evolucionistas nos dizem que era 100 milhões de anos atrás. Outros fósseis vivos incluem o seguinte:

    The Chambered Nautilus
    “Ele permanece essencialmente o mesmo que seus ancestrais de 180 milhões de anos atrás
    . . . uma ligação viva com o passado. ” Geografia nacional, Janeiro de 1976

Ainda mais complexo do que você pensa
Michael Behe, um bioquímico declarado, está desafiando os fundamentos sobre os quais se baseia a evolução biológica. Com a publicação de Caixa Preta de Darwin em 1996, ele apresentou um desafio acadêmico ao pensamento darwiniano tradicional. Como bioquímico, ele começou a questionar como pequenos microorganismos poderiam evoluir a partir de componentes brutos. Embora ele não seja um criacionista bíblico, ele chegou à conclusão de que, dados os detalhes desses sistemas vivos, eles não poderiam ter vindo de nenhum processo natural conhecido. Isso o levou à única resposta alternativa: um Designer Inteligente externo.

A bioquímica explica como todas as partes componentes de um sistema vivo funcionam juntas e como as moléculas agem juntas. O microscópio óptico, levado ao limite, pode atingir até um décimo do tamanho de uma célula de bactéria. Muitas das subestruturas não puderam ser visualizadas completamente e muitas ainda estavam ocultas. Na década de 1950, com o auxílio do novo microscópio eletrônico, a estrutura celular ganhou um novo significado. O microscópio eletrônico tem a capacidade, com o auxílio de um feixe de elétrons, de ampliar um objeto 500.000 vezes.

Com a capacidade de visualizar a célula em detalhes tão incríveis, muitas novas estruturas subcelulares foram descobertas. Behe, em seu livro, reflete sobre o fato de que cada uma dessas subestruturas tem seu próprio conjunto de instruções bioquímicas. Tal detalhe aumentou exponencialmente a complexidade da célula. Cem anos depois de Darwin, a célula simples de repente se tornou imensamente complicada, com incontáveis ​​sistemas todos interligados para contribuir com o propósito biológico total de sustentar a vida.


Máquinas Moleculares
As máquinas moleculares da célula são as proteínas. Essas máquinas de proteínas moleculares são o material básico do qual as células são feitas. Eles fornecem estrutura e interagem quimicamente com outras moléculas e partículas da célula. As proteínas são compostas por 100 ou mais unidades de aminoácidos unidas em diferentes sequências para formar uma longa cadeia. Uma cadeia de aminoácidos precisa da ajuda de uma máquina molecular chamada chaperonina para que possa se dobrar adequadamente na forma tridimensional de uma proteína. Essas proteínas dobradas têm sua própria complexidade e são úteis para funções celulares específicas, como na construção de estruturas ou na reação química com outras moléculas.

É nos detalhes que a evolução falha tão miseravelmente. As estruturas moleculares das quais as proteínas são feitas sempre foram desafiadoras. Hoje, eles continuam a dar aos bioquímicos novas revelações de como funcionam os sistemas vivos. Essas proteínas constituem as diferentes estruturas da célula, que incluem o núcleo, mitocôndria, ribossomo, membrana celular, vacúolo e muitos outros.

As células são móveis e se movem com a ajuda de diferentes estruturas de proteínas. As células bacterianas se movem de várias maneiras. Uma cauda móvel, chamada flagelo, impulsiona um tipo de célula de bactéria. Essa cauda é feita de centenas de tipos diferentes de proteínas que funcionam como uma hélice giratória que se move a uma velocidade impressionante. Behe sugere que o mecanismo de remo do flagelo é feito de três subestruturas: a pá, um rotor e um motor. O flagelo bacteriano é uma subestrutura maravilhosamente projetada com as seguintes características únicas:

• Move-se em duas direções:
para frente e para trás

• Invertendo após ¼ de volta

• Pelo menos 40 peças operacionais

• Motor giratório resfriado por água


Complexidade Irredutível
Behe introduziu o conceito de "complexidade irredutível" para descrever o que ele encontrou na miríade de microssistemas, todos funcionando juntos dentro de uma célula. Ele encontrou componentes tão simples quanto uma molécula sincronizada com outras moléculas, como as engrenagens mecânicas de um relógio suíço caro. Assim como o relógio parava se uma das engrenagens falhasse - se uma molécula fosse alterada em um sistema biologicamente elaborado - o organismo poderia morrer. Nas palavras de Behe:

Por irredutivelmente complexo, quero dizer um único sistema composto de várias partes interativas e bem combinadas que contribuem para a função básica, em que a remoção de qualquer uma das partes faz com que o sistema cesse efetivamente de funcionar. 2

Esse princípio de complexidade irredutível pode ser visto em todos os níveis da função biológica - das moléculas às células, dos órgãos aos organismos. A cauda simples de uma bactéria unicelular, conforme descrito acima, tem pelo menos 40 partes móveis. Se uma dessas partes não funcionasse, a cauda deixaria de funcionar. Sem a cauda, ​​a célula não poderia se mover e sem movimento, a célula morreria por falta de nutrientes.


Não há espaço para evolução
A complexidade irredutível é um argumento poderoso para o design. Para que um sistema funcione, não apenas todas as partes são necessárias, mas também um conjunto de instruções sobre como as partes devem funcionar juntas. Para montar um novo cortador de grama fora da caixa, você não precisa apenas de todas as peças, mas de um manual de instruções (com sorte, com muitas fotos) para montá-lo. A montagem de células é uma tarefa muito mais complexa do que montar um cortador de grama. As peças e o manual de instruções da célula não se produziram. Eles tiveram que vir de um planejador divino, o Criador - Jesus Cristo.

O estudo da bioquímica demonstra como os materiais básicos em uma célula ou outro sistema vivo funcionam juntos. Esta disciplina acadêmica especializa-se nos detalhes da vida e geralmente é ensinada no nível superior da graduação ou pós-graduação em faculdades e universidades. É interessante notar que a evolução não tem lugar nesta disciplina. Muitos textos de bioquímica ignoram completamente a evolução. Quando mencionado, geralmente é passageiro. Por sua natureza, a bioquímica lida com dados empíricos mensuráveis. Ele busca a ordem e o design nos sistemas vivos, um processo que, se alguém tiver a mente aberta, leva à dedução de que existe um Criador inteligente. Afinal, essa foi a conclusão final de Behe:

A simplicidade que antes se esperava ser a base da vida provou ser um fantasma; em vez disso, sistemas de complexidade irredutível e horrenda habitam a célula. A compreensão resultante de que a vida foi projetada pela inteligência é um choque para nós no século XX, que nos acostumamos a pensar na vida como resultado de leis naturais simples. 3


DNA de uma fonte superior
Foi notícia de primeira página em todo o país. “O Código Genético da Vida Humana é Rachado pelos Cientistas”, o New York Times anunciado em 27 de junho de 2000. Isso marcou a primeira vez que todo o código do DNA humano - o projeto da vida - foi mapeado. Este enorme projeto, formalmente chamado de Projeto Genoma Humano, envolveu centenas de cientistas em um experimento multibilionário financiado por bolsas de pesquisa médica de vários países. Eles encontraram o sequenciamento exato de 3,2 bilhões de blocos de construção químicos (abreviados com as letras A, T, C e G) no DNA de um ser humano. Todos os tipos de benefícios maravilhosos foram previstos com essa descoberta, incluindo a cura do câncer.

Infelizmente, a imprensa reagiu muito rapidamente. Agora parece que há um longo caminho pela frente, com muitos obstáculos difíceis de superar. O que foi realmente descoberto foi semelhante a quatro letras enfileiradas em uma sequência de 3,2 bilhões de pares de bases. Muito trabalho ainda precisa ser feito para entender o significado dessas letras. O termo "decifrar o código genético" implica que os cientistas entendam o que o código significa. O mapeamento de toda aquela informação genética humana é uma grande conquista. Mas dizer que está entendido? Isso nada mais é do que um exagero inflado da imprensa.

Cientistas evolucionistas uma vez concluíram que, dos bilhões de bits de dados de pares de bases de DNA, apenas 5% são realmente usados. Além dessa porcentagem extremamente pequena, o resto foi rotulado como DNA "lixo", ou "sobras" evolucionárias. Este DNA chamado "lixo" é algo que não entendemos totalmente no momento, mas conforme a pesquisa continua, novos insights estão sendo revelados quanto à sua função genética. Os criacionistas argumentam que o DNA lixo desempenha funções regulatórias importantes e poderia ter sido usado para permitir um rápido ajuste biológico pós-Dilúvio.

Atualmente, ainda existem grandes lacunas de conhecimento que permanecem. Para ilustrar isso ainda mais, os geneticistas descobriram recentemente que os genes podem ter mais de uma função. Por exemplo, o gene Distal-less desenvolve os apêndices de camundongos, ouriços-do-mar, vermes espinhosos e vermes de veludo. O mesmo gene produz estruturas diferentes. Este fenômeno está sendo intensamente estudado e ainda é um grande mistério. Claramente, o código genético é extremamente complicado.


Qual é a aparência do DNA?
James Watson, um biólogo americano, e Francis Crick, um físico britânico em Cambridge, Inglaterra, elaboraram a estrutura do DNA em 1953. O DNA é o sistema básico de armazenamento de informações da vida. Finalmente, a misteriosa estrutura química que controla todos os organismos vivos foi revelada a toda a humanidade. Toda a vida é controlada por uma estrutura simples de dupla hélice. É como uma escada em espiral em nanoescala, onde as escadas são feitas por quatro bases químicas: Guanina (G), Citosina (C), Adenina (A) e Timina (T). As "escadas" conectam dois fios compreendendo desoxirribose alternada (um tipo de açúcar) e fosfato. Isso explica o nome do DNA: ácido desoxirribonucléico.

A molécula de DNA é uma cadeia muito longa e microscopicamente fina que está fortemente ligada. Quando ele se desfaz, ele descompacta a dupla hélice e os dois segmentos se abrem, expondo uma sequência dos quatro pares de bases listados acima. Como a molécula é muito longa, a sequência de pares de bases de cada lado carrega uma quantidade imensa de informações. Quando os dois lados da molécula de DNA se abrem, os quatro códigos básicos enviam instruções do núcleo da célula para construir proteínas. A simplicidade de dois pares de bases é incrível - sendo sequenciados em uma longa molécula e tendo o potencial de conter as informações das quais toda a vida é derivada.

Propriedades incríveis

O DNA tem propriedades extraordinárias, incluindo as seguintes:

• O DNA é um filamento muito fino medindo 0,000,000,002 metros de espessura de diâmetro.

• O DNA é tão fino que uma fita de DNA longa o suficiente para chegar ao sol pesaria apenas meio grama.

• O DNA em cada célula humana teria cerca de 2 m (6 pés) de comprimento se totalmente desvendado.

• Se todo o DNA de um ser humano adulto fosse desenrolado, ele se estenderia por 184 bilhões de quilômetros. Essa é uma cadeia molecular inimaginavelmente longa que iria ao sol e voltaria, uma distância de 310 milhões de quilômetros (ou 186 milhões de milhas), cerca de 596 vezes.

• DNA com peso equivalente a 1/15 de um selo postal contém todo o DNA necessário para formar 5 bilhões de pessoas.

• A informação no DNA de cada célula humana encheria 850 livros do tamanho da Bíblia.


Como as informações são armazenadas?
As informações são derivadas da ordem em que as quatro bases, ou "letras" químicas, aparecem. Mas esta ordem não tem sentido, a menos que seja decodificada por muitas máquinas de decodificação, incluindo o ribossomo. Este é um verdadeiro problema da galinha e do ovo: as instruções para construir essas máquinas de decodificação estão no DNA, mas essas instruções não podem ser decodificadas sem máquinas de decodificação já existentes.

O código produz informações genéticas para as proteínas fazerem seu trabalho, fazendo as células formarem uma planta, sapo, tartaruga, ser humano ou qualquer sistema vivo. Existem pelo menos 50.000 proteínas diferentes em sistemas vivos. No DNA, os pares de bases funcionam em três grupos. Em três, o código de informação é dado para produzir aminoácidos. Os aminoácidos então se unem, geralmente aos milhares, para tornar as proteínas essenciais para os sistemas vivos.

O centro de inteligência da célula é o núcleo onde o DNA é encontrado. A molécula de DNA é considerada o maior portador de informações conhecido pelo homem. As minúsculas moléculas de DNA estão fortemente enroladas. Por exemplo, o cromossomo de E. coli tem 300.000 torções no espaço de 1 mm. A densidade de informação do DNA é impressionante de 1,88 × 10 21 bits por cm 3. A soma de todo o conhecimento humano em todos os livros é de 10 18 bits. Todas as bibliotecas do mundo combinadas nunca poderiam corresponder à quantidade de informação em um centímetro cúbico, ou 0,4 polegada cúbica, de DNA.

A soma total do conhecimento atualmente armazenado nas bibliotecas do mundo é estimada em 1018 bits. Se essa informação pudesse ser armazenada nas moléculas de DNA, um por cento do volume da cabeça de um alfinete seria suficiente para esse propósito. Se, por outro lado, essas informações fossem armazenadas com o auxílio de mega chips, precisaríamos de uma pilha maior que a distância entre a Terra e a lua. 4

DNA: Auto-replicação
O DNA não é apenas uma máquina de informação magnífica, mas também possui uma precisão de replicação fenomenal. Afinal, sua função básica é transferir informações genéticas para dar continuidade aos processos vivos. Como as células formam todos os organismos vivos, é de extrema importância que nenhuma informação seja perdida no processo de duplicação. As células, depois de se dividirem, devem ter informações genéticas idênticas, sem qualquer transferência de erros. Para se replicar, a molécula de DNA em uma célula de bactéria se desfaz a uma velocidade incrível de 10.000 rotações por minuto.

A estrutura química das bases fornece os meios para replicar as informações - conforme a célula se divide e de pai para filho. A letra A de uma fita sempre corresponde a um T da outra, e vice-versa, e G sempre corresponde a C. Portanto, cada fita de DNA pode ser copiada para fazer outra fita que é análoga a um negativo fotográfico. Aqui também, existem máquinas complexas necessárias para a cópia, em particular DNA polimerase. Este é outro problema do ovo e da galinha: as instruções para construir o DNA também são armazenadas no DNA, mas não podem ser passadas para a próxima geração sem máquinas copiadoras pré-existentes.

Essa replicação também é muito precisa, graças às máquinas de verificação de erros:

A replicação é tão precisa que pode ser comparada a 280 escriturários copiando toda a Bíblia sequencialmente, cada uma da anterior, com (no máximo) uma única letra sendo transposta erroneamente em todo o processo de cópia. 5

Mais uma vez, há um problema do ovo e da galinha: as instruções para construir as máquinas de verificação de erros estão armazenadas no DNA. Mas, sem máquinas de verificação de erros pré-existentes, essas instruções seriam degradadas quando o DNA fosse replicado. Isso levaria a máquinas de verificação de erros piores, o que permitiria uma degradação ainda maior das instruções, causando máquinas ainda piores. Isso seria um catástrofe de erro.

Somente de uma fonte externa inteligente
O código de DNA contém informações que são traduzidas em um programa para fazer uma proteína específica. A proteína é feita para atender a uma necessidade biológica para que o sistema vivo possa funcionar. Há uma transferência molecular de informações da molécula de DNA, que é programada para estar ciente das necessidades totais de todo o sistema vivo. Os bioquímicos classificaram este processo maravilhoso como "a linguagem da vida". É evidente que o sistema de informação para toda a vida é uma maravilha. O fato é que o DNA é projetado com uma excelência tão suprema que ultrapassa de longe o que o homem fez e o que ele pode fazer no futuro. A quantidade de informações armazenadas e a maneira como são replicadas não passa de um milagre.

O código revela uma linguagem que está em cada gene. A complexidade desta linguagem, como mencionado acima, excede em muito todo o conhecimento humano. Não poderia vir de uma fonte material. É classificado como uma linguagem não muito diferente de uma linguagem de computador. Seria ridículo presumir que a programação do computador veio do chip do computador. Cada linguagem de computador foi feita de uma fonte externa. A linguagem usa uma forma superior de inteligência conceitual.

O falecido Dr. Wilder Smith demonstrou por uma ilustração simples a natureza absurda da ideia evolucionária de que a vida veio de matéria inerte. Ele comparou a afirmação de que a vida poderia ser produzida a partir de matéria inerte com a ideia de um livro em branco produzindo letras em suas páginas. No caso do livro, depois que todas as 26 letras são produzidas, elas se combinam aleatoriamente para formar palavras. Essas palavras se misturariam aleatoriamente para formar frases que expressassem pensamentos completos. O processo aleatório continuará até que um parágrafo seja formado. Depois disso, os parágrafos seriam combinados aleatoriamente para formar capítulos e, finalmente, o mesmo processo aleatório produziria o produto final, o livro. Não é provável.

É óbvio que os livros são produto de uma inteligência externa e que a linguagem é usada para traduzir informações. Mas a evolução oferece o argumento irracional de que o código do DNA veio do acaso. A ilustração do Dr. Smith deixa claro que o código de DNA deve se originar de uma fonte externa inteligente que tem um plano e usará as letras para nos fornecer palavras ou proteínas. Essas proteínas se combinam e formam frases completas - ou células. Essas células se combinam e formam parágrafos - ou tecido. Esses tecidos se unem para formar capítulos - ou órgãos. E a última etapa ... esses órgãos se unem para formar o livro - ou organismo. Todas essas etapas são programadas por uma fonte externa, assim como um autor escreve um livro.

Não há homem no universo que poderia criar este projeto maravilhoso e incrível para a vida. A evidência é clara. A complexidade de qualquer sistema vivo aponta para Deus. Está escrito em nossos genes que existe um Deus ... portanto, não temos desculpa.

Estatisticamente impossível!
Como mencionado acima, a molécula de proteína adiciona estrutura e função a todas as células vivas. É uma molécula longa que contém muitas moléculas de subunidade, todas ligadas entre si. Essas moléculas de subunidade são chamadas de aminoácidos e são compostas principalmente dos elementos nitrogênio, oxigênio, hidrogênio e carbono.

Existem vinte tipos de aminoácidos envolvidos em plantas e animais vivos. Uma proteína típica terá entre 100 a 300 aminoácidos conectados em uma sequência definida. Essas sequências de aminoácidos dão à proteína sua forma e seu potencial para funcionar como uma unidade básica de um componente da célula.

Deve-se notar que 19 dos 20 tipos de moléculas de aminoácidos biológicos têm uma imagem especular. Assim como a mão direita é uma imagem espelhada da mão esquerda, os aminoácidos têm um lado esquerdo e um lado direito em sua estrutura molecular. Se esses aminoácidos fossem realmente formados em uma sopa primordial, como a maioria dos evolucionistas acredita, eles estariam em uma mistura 50-50 (racêmica). Surpreendentemente, todas as coisas vivas observáveis ​​são feitas de aminoácidos canhotos.

A proteína é codificada com informações baseadas no sequenciamento de seus aminoácidos. Sequências diferentes fornecem informações diferentes que, por sua vez, permitem que a proteína desempenhe várias funções. Isso funciona porque o DNA opera com várias linguagens codificadas. O código mais conhecido que opera no DNA é fazer proteínas: cada sequência de três letras é chamada de códon, porque codifica para uma "letra" de proteína ou aminoácido, ou para iniciar ou interromper a produção da proteína.

O sequenciamento dos aminoácidos começa no DNA da célula. Como o DNA inicia o processo, ele costuma ser chamado de centro de informações da célula. A grande questão é: onde a molécula de DNA recebe suas informações? A resposta é óbvia - de uma fonte externa - um Criador inteligente.


A proteína improvável
Uma proteína simples deve ter pelo menos 100 aminoácidos ligados em uma sequência definida. Existem vinte aminoácidos para escolher e, supondo que eles estivessem disponíveis em número, a probabilidade de formação de uma molécula de proteína seria impossível. A probabilidade chega a ser uma chance impressionante de um em 10 115. Isso é 1 seguido por 115 zeros. Esse número impossível de imaginar excede completamente as probabilidades estatísticas de que possa acontecer. (A Lei de Borel sustenta que qualquer probabilidade menor que 1 em 10 50 não poderia acontecer).

Existe uma possibilidade de 50% de que os aminoácidos sejam destros ou canhotos. Todas as moléculas de proteína têm aminoácidos canhotos. Se um aminoácido destro for adicionado, ele pode ser extremamente tóxico para o sistema vivo. Com esta nova variável adicionada ao cálculo acima para a probabilidade estatística de formação de uma proteína, um é confrontado com um problema ainda maior. Dado o critério de que não apenas todos os 100 aminoácidos têm uma sequência específica, mas são todos canhotos, a probabilidade de que isso ocorra é de uma em 10 145. Este último cálculo demonstra de forma esmagadora o enorme problema que a evolução tem em obter matéria inerte para formar uma proteína. A improbabilidade estatística para a próxima etapa, a formação de uma única célula a partir de todas essas proteínas improváveis, está além da compreensão.

Buscando ajuda nos céus
Quando confrontado com essas estatísticas frias e difíceis, que chance a evolução teve? Francis Crick sugeriu que a própria vida pode ser comparada a um "milagre".

Um homem honesto, munido de todo o conhecimento de que dispomos agora, só poderia afirmar que, em certo sentido, a origem da vida parece no momento quase um milagre, tantas são as condições que deveriam ter sido satisfeitas para vá em frente. 6

Assim, alguns evolucionistas olharam para o céu em busca de respostas e tiveram a ideia de "Panspermia Dirigida". Crick ajudou a popularizar a hipótese de que algum tipo de inteligência extraterrestre, auxiliada por um OVNI, carregava esporos vitais para a Terra. A maioria dos evolucionistas acha isso nada mais que fantasia. No mundo real, porém, muitos esperam que um asteróide ou uma viagem ao planeta Marte possa revelar uma forma de vida que pode ter chegado à Terra intocada e pronta para ser incubada.
No entanto, isso não é apenas não científico, mas apenas remove o mesmo problema para os confins intocáveis ​​do cosmos distante.


Kind After Kind
Os pesquisadores, por meio de melhoramento genético, transformaram uma mosca-das-frutas de duas asas em uma mosca-das-frutas de quatro asas. A mosca da fruta de quatro asas reproduz consistentemente moscas da fruta de quatro asas. Mas embora uma nova variedade tenha sido produzida, não é um novo "tipo". A mosca da fruta mutante ainda é uma mosca da fruta. Na verdade, a mosca da fruta de quatro asas é uma forma enfraquecida. O segundo par de asas não ajuda a mosca-das-frutas; elas realmente atrapalham. Sua capacidade de voar é perigosamente prejudicada. Por ter sido criada seletivamente em laboratório, essa variante não sobreviveria sem a assistência cuidadosa de pesquisadores. Este é um exemplo pobre de evolução por mutação. O resultado final é que as mutações sempre enfraquecem um organismo e nunca o transformam em algo fundamentalmente diferente. A mosca da fruta continua sendo uma mosca da fruta.


Mutações benéficas?
Os evolucionistas costumam oferecer a anemia falciforme como um exemplo de mutação benéfica porque aqueles que a têm têm uma probabilidade reduzida de contrair malária. A anemia falciforme tem origem em uma mutação na molécula de hemoglobina encontrada nas células vermelhas do sangue de nosso corpo. Esta mutação distorce a forma bicôncava normal (côncava em ambos os lados) do glóbulo vermelho. Atualmente, esta doença afeta milhões de pessoas em todo o mundo, só nos Estados Unidos, existem cerca de 70.000 casos de anemia falciforme ativa.

A anemia falciforme é uma doença hereditária do sangue mais comum em pessoas que remontam à África ou à Índia, regiões onde os surtos de malária ceifaram muitas vidas. No entanto, aqueles que têm um gene de célula falciforme e um gene de hemoglobina saudável (ou seja, são heterozigotos nesta característica) têm sintomas de célula falciforme mínimos, mas também têm resistência à malária. Portanto, uma vez que o gene mutante beneficia seu possuidor, é uma mutação benéfica por definição. No entanto, como será mostrado, isso é irrelevante para a evolução.

Definitivamente um defeito
Mesmo essa mutação benéfica da célula falciforme é definitivamente um defeito. Não há substituto para a forma bicôncava ideal das moléculas normais de hemoglobina. Esta forma é tolerante a movimentos rápidos e projetada perfeitamente para a transferência eficaz de oxigênio para todas as células do nosso corpo.

No caso da anemia falciforme (AF), o DNA que produz as proteínas para formar a hemoglobina nas células vermelhas do sangue, na verdade, transfere um erro de codificação. Esse erro ou defeito genético produz moléculas de hemoglobina que se aderem quando o oxigênio é liberado para os tecidos. As moléculas de hemoglobina defeituosas formam longas cadeias rígidas que distorcem completamente a forma do glóbulo vermelho. Alguns desses glóbulos vermelhos distorcidos, na verdade, formam uma forma distinta de crescente e se parecem com "foices", daí o nome "célula falciforme".

Essas hemácias distorcidas aumentam de tamanho e podem obstruir os capilares, o que limita a transferência de oxigênio e causa forte dor nas extremidades e em todo o corpo, incluindo a cavidade torácica. Também causa falta de ar, infecção, danos a órgãos e, em casos graves, pode causar a morte. Também deve ser notado que os glóbulos vermelhos em forma de foice morrem prematuramente devido à sua grande forma instável. Um glóbulo vermelho normal dura 120 dias, enquanto uma célula falciforme pode sobreviver apenas de 10 a 20 dias. Pacientes com essa doença geralmente precisam de transfusões de sangue para repor a hemoglobina perdida.

No entanto, uma pessoa que é heterozigota com o gene SCA geralmente não tem o dobramento incorreto que leva à anemia. Mas quando o parasita da malária (Plasmodium) invade uma de suas células sanguíneas, ele faz com que a hemoglobina "falhe" e deforme a célula sanguínea. O baço detecta essa célula defeituosa e a destrói junto com o parasita.

É importante observar que isso não tem nada a ver com a evolução de recursos mais complexos. Em vez disso, é mais semelhante a uma guerra de guerrilha contra um exército invasor: os guerrilheiros podem destruir uma ponte pela qual o inimigo está cruzando. No entanto, embora seja "benéfico" para o país destruir o inimigo, o país está mais pobre por uma ponte. Da mesma forma, a pessoa destrói o parasita da malária, mas perde uma célula do sangue no processo.

Em qualquer caso, a resistência à malária ao custo de uma doença sanguínea perigosa que leva à morte prematura não confirma a ideia de Darwin de que as espécies evoluem para cima ao longo do tempo. 7

Mutações benéficas “extremamente raras”
Estatísticas de mutação acumuladas ao longo de várias décadas mostram que há muito poucos dados para construir uma teoria de que o progresso evolutivo ocorre por meio de mutação benéfica. Em primeiro lugar, como mostrado, os exemplos usuais de mutação benéfica ainda são destrutivos. Além disso, o falecido Motoo Kimura, um biólogo matemático japonês, introduziu em 1979 um método estatístico para lidar com dados sobre mutações genéticas. Ele demonstrou claramente que a maioria das mutações tem efeito neutro. Muito poucos são letais e nenhuma mutação benéfica é representada em sua representação gráfica porque o número é muito pequeno para ser matematicamente significativo. De acordo com J.C. Sanford, um geneticista da Universidade Cornell que inventou a ‘arma do gene’, mutações benéficas “são extremamente raras - raras demais para a construção do genoma”. 8

O desenvolvimento de resistência bacteriana aos antibióticos é frequentemente sugerido pelos evolucionistas como outra prova do progresso evolutivo ascendente por meio de mutações benéficas. Uma análise molecular cuidadosa mostra exatamente o contrário. Cepas mutantes de bactérias que mostram resistência a antibióticos são prejudicadas pela degradação da informação genética - o que significa que se tornaram menos aptas ao longo do tempo. “Claramente, a aptidão de algumas cepas mutantes é permanentemente reduzida (às vezes drasticamente), e os evolucionistas geralmente ignoram esses efeitos em sua corrida para promover a resistência aos antibióticos como 'evolução na placa de Petri'”, de acordo com o microbiologista Dr. Kevin Anderson.9 Assim como a SCA acima, a resistência é causada por mutações destruidoras de informações, mesmo que sejam benéficas.


Estatisticamente Insignificante
O Dr. Jerry Bergman pesquisou o termo "mutações benéficas" em dois bancos de dados de periódicos biomédicos contendo 18,8 milhões de registros. Enquanto o termo "mutação" apareceu 453.732 vezes, a frase "mutação benéfica" foi usada apenas 186 vezes, um número estatisticamente insignificante (0,041 por cento) que concorda com a análise estatística de Kimura. Enquanto Bergman pesquisava mais, ele descobriu que as chamadas "mutações benéficas" sempre envolviam uma perda de informação genética. Ele concluiu: “Nenhum exemplo claro de uma mutação de crescimento de informações foi localizado. Concluiu-se que a pesquisa de biologia molecular mostra que as mutações de ganho de informação não foram documentadas. ” 10

Talvez a melhor maneira de resumir o uso excessivo da fé cega dos evolucionistas em 'mutações benéficas' seja com as próprias palavras de Sanford: "Em conclusão, as mutações parecem ser extremamente deletérias, e mesmo quando uma pode ser classificada como benéfica em algum sentido, ainda é geralmente parte de uma quebra geral e erosão de informações. ” 11

Sem novas informações
Um princípio básico de informação deve ser violado para que a evolução seja verdadeira. Para um organismo evoluir de simples para complexo, deve haver um aumento da informação genética. Quando ocorrem mutações, no entanto, há uma troca de informações ou desinformação, mas nunca um aumento. O sistema é limitado ao que possui e, portanto, não pode criar novas informações. Mais frequentemente, a troca de informações leva a um perda de informação. A perda de informação genética é consistente com a lei universal da entropia.

Pode-se observar que erros no código genético são passados ​​entre gerações. A taxa de mutação é muito alta para permitir a evolução ao longo de milhões de anos. Existem de 100 a 300 erros ortográficos em nosso código genético, passados ​​de uma geração para a outra. Isso pode parecer insignificante quando consideramos que o genoma humano contém 3 bilhões de letras. No entanto, a raça humana tem seis bilhões de pessoas, o que significa cerca de 600 bilhões a 1,8 trilhão de erros genéticos por geração.

Carga Genética
Se incluirmos outros tipos de mutações, como deleções, inserções, duplicações, mutações mitocondriais e outras, o número de mutações individuais será 1.000 vezes mais para cada pessoa e para toda a população. Como resultado, nosso patrimônio genético está sendo corrompido. Este fenômeno de acumulação de mutações é melhor denominado como "carga genética".

De acordo com o Dr. Sanford, “o consenso entre os geneticistas é que, atualmente, a raça humana está se degenerando geneticamente, devido ao rápido acúmulo de mutações e ao relaxamento da pressão da seleção natural”. Acredita-se que o declínio em nossa aptidão como espécie esteja ocorrendo, escreve Sanford, à taxa de um a dois por cento por geração. 12

Essa grande taxa de decadência no código genético não se ajusta aos seis a sete milhões de anos que o homem levou para evoluir de acordo com o modelo evolucionário. Ele se encaixa melhor em um período bíblico de 6.000 anos. Este intervalo de tempo foi determinado usando uma curva de decaimento biológico que foi construída usando a taxa de degeneração genômica. 13

Não há tempo para a evolução ocorrer com esse tipo de degeneração genética. A raça humana está sujeita a mais variações de doenças e enfermidades à medida que a "carga genética" aumenta. O homem terá que trabalhar duro contra a lei da entropia para permanecer vivo. A deterioração genética certamente exclui a ideia de progresso evolutivo ascendente, pelo qual passamos de minúsculas moléculas e organismos vivos para o homem.

DNA de chimpanzé e humano
Muito tempo, energia e dinheiro foram investidos com o propósito de desenvolver tecnologia avançada para investigar o DNA de plantas e animais. A capacidade de isolar sequências completas do alfabeto genético sem dúvida começará a nos dar uma melhor compreensão do processo biomolecular. Os evolucionistas estão à porta esperando ansiosamente para pular e gritar: "Eu disse a vocês que a mudança lenta de nosso código genético é como nós, humanos, chegamos aqui afinal."

A 9 de outubro de 2006, capa de Tempo exibiu o rosto de um macaco juvenil logo acima do ombro de uma criança, com o título provocativo, “How We Became Human. Os chimpanzés e os humanos compartilham quase 99% de seu DNA. Novas descobertas revelam como podemos ser tão semelhantes - e, ao mesmo tempo, tão diferentes. ”

Na verdade, a alegação de similaridade genética de 99% é baseada em pesquisas desatualizadas e seletivas. A verdadeira semelhança de sequência é desconhecida, mas estudos mais recentes encontraram diferenças dramáticas que demolem o mito do 1%. 14 Mas mesmo se a diferença fosse de apenas 1%, isso significaria que homens e macacos são quase iguais? Como existem 3 bilhões de letras em nosso DNA, isso significaria 30 milhões de diferenças! Como um escritor do Smithsonian admite, “apenas alguns pontos percentuais se traduzem em lacunas vastas e intransponíveis entre as espécies”. 15

Ninguém discordará depois de uma visita ao zoológico de que os chimpanzés se parecem mais conosco do que com qualquer outro animal. Eles têm alta inteligência e um sistema social bastante complexo no reino animal, mas há uma diferença real entre as pessoas e os outros primatas. Podem existir semelhanças físicas, mas as diferenças são tão grandes que nunca confundiríamos um macaco com um humano. As proporções do comprimento de nossos braços e pernas, a aparência do pescoço, crânio, pélvis, mãos e estruturas de tecidos moles - incluindo nossos lábios - nos distinguem claramente de outras espécies. Internamente, nossas proteínas são 71% diferentes das de um chimpanzé. Temos 46 cromossomos, enquanto um chimpanzé tem 48, e nossos cromossomos Y são radicalmente diferentes. 16

Mais do que o próprio código
O ponto mais importante de comparação entre as sequências genéticas não é o quão semelhantes os genes são, mas como os genes agem ou são expressos. Mesmo sequências de genes semelhantes podem agir de maneira muito diferente por causa de sua interação com outros genes. Nossa aparência física, por exemplo, é controlada por apenas alguns genes. O comprimento e a forma de nosso nariz, sobrancelhas, tez, cor de olhos e cabelo, etc., são todos modulados não por um exército de genes, mas pelas ordens de muito poucos genes que trabalham em harmonia dinâmica. Mudanças físicas dramáticas não precisam necessariamente ser orquestradas diretamente pelo DNA.


Mudança física sem diferença de DNA
Giuseppe Sermonti, um renomado geneticista italiano, argumenta que pode não ser apenas o DNA que determina a natureza e a estrutura dos seres vivos. Existe uma caixa preta entre o DNA e a função e o propósito totais de um organismo. Os evolucionistas seculares que supõem que as mudanças no DNA podem explicar a evolução precisam dar ouvidos ao eloqüente aviso de Sermonti: “Minha opinião é que o problema é antes como o organismo faz uso do DNA, fazendo-o funcionar ou mantendo-o silencioso, e como ele seleciona suas áreas de interesse. O DNA não é o ponto de partida ”. 17 Só porque encontramos o genoma completo, não significa que entendemos como o DNA funciona. Sermonti diz que ainda temos grandes mistérios a explorar para tentar entender como o DNA determina quem somos.


Designer comum, ancestral não comum
A evolução afirma que organismos com designs semelhantes devem descender de um ancestral comum. Este argumento pode ser desafiado por esta pergunta: "A similaridade significa que viemos da mesma linhagem ou significa que fomos criados pelo mesmo designer?" Esse designer seria o criador mestre, que poderia produzir um design definitivo para cada nicho no universo físico e vivo. Esse criador teria que ser o designer perfeito que conhece todas as coisas e, portanto, escolheu o design definitivo, um design universal que pode ser utilizado com a maior eficiência para manter toda a vida. A evidência aponta para um Criador magnífico e inteligente.

Por exemplo, você pode notar que uma concessionária de automóveis possui uma ampla seleção de carros. Cada carro tem quatro rodas, um motor de combustão interna, volante e muitas outras características comuns. Você já se perguntou se o projeto comum significaria que haveria descendência comum? Em outras palavras, os carros evoluíram sem nenhuma ajuda externa? Isso, é claro, é ridículo, porque sabemos que uma enorme diligência foi necessária para projetar cada modelo de carro. Embora suas características básicas sejam as mesmas, eles têm muitas outras qualidades únicas que os tornam atraentes para compradores em potencial. Cada modelo de carro começou com um design pré-planejado e um criador inteligente externo.

Uma vez que existem designs definitivos que funcionam para o propósito exato para o qual foram criados, pode-se esperar testemunhar padrões repetitivos no universo. Quanto mais repetitivo um design, mais próximo ele está da perfeição. Observamos na natureza, por exemplo, muitos animais que possuem apêndices - como pernas, braços ou dedos.

A similaridade significa que viemos da mesma linhagem? A evolução afirma que todos os organismos descendem de um ancestral comum. A criação afirma que todas as coisas vivas vêm de uma fonte comum e são criadas por um Criador que estabeleceu um projeto final para o universo ... e tudo o que nele há.

Pois por ele todas as coisas foram criadas ... todas as coisas foram criadas por ele e para ele.
—Colossenses 1:16


Quais são as evidências de que toda a vida hoje descende de um ancestral comum (LUCA), e quais organismos (se houver) desafiam o conceito? - Biologia

Nesta seção, você explorará as seguintes questões:

  • Como foi desenvolvida a teoria atual da evolução?
  • O que é adaptação e como a adaptação se relaciona com a seleção natural?
  • Quais são as diferenças entre a evolução convergente e divergente, e quais são os exemplos de cada uma que apoiam a evolução por seleção natural?
  • O que são exemplos de estruturas homólogas e vestigiais e que evidências essas estruturas fornecem para apoiar os padrões de evolução?
  • Quais são os equívocos comuns sobre a teoria da evolução?

Conexão para Cursos AP ®

Milhões de espécies, de bactérias a mirtilos e babuínos, atualmente chamam a Terra de seu lar, mas esses organismos evoluíram de espécies diferentes. Além disso, os cientistas estimam que vários milhões de espécies serão extintas antes de serem classificadas e estudadas. Mas por que os ursos polares não habitam naturalmente desertos ou florestas tropicais, exceto, talvez, nos filmes? Por que os humanos possuem características, como polegares oponíveis, que são exclusivas dos primatas, mas não de outros mamíferos? Como as observações de tentilhões por Charles Darwin visitando as Ilhas Galápagos em 1800 forneceram a base para nossa compreensão moderna da evolução?

o teoria da evolução como proposto por Darwin é a teoria unificadora da biologia. O princípio de que toda a vida evoluiu e se diversificou a partir de um ancestral comum é a base a partir da qual abordamos todas as questões da biologia. Como aprendemos em nossa exploração da estrutura e função do DNA, variações nos indivíduos de uma população ocorrem por meio de mutação, permitindo que características mais desejáveis ​​sejam passadas para a próxima geração. Devido à competição por recursos e outras pressões ambientais, os indivíduos que possuem características adaptativas mais favoráveis ​​têm maior probabilidade de sobreviver e se reproduzir, passando essas características para a próxima geração com maior frequência. Quando os ambientes mudam, o que antes era uma característica desfavorável pode se tornar favorável. Os organismos podem evoluir em resposta a seu ambiente em mudança pelo acúmulo de características favoráveis ​​nas gerações seguintes. Assim, a evolução por seleção natural explica a unidade e diversidade da vida.

Evolução convergente ocorre quando características semelhantes com a mesma função evoluem em várias espécies expostas a pressão de seleção semelhante, como as asas de morcegos e insetos. No evolução divergente, duas espécies evoluem em direções diferentes a partir de um ponto comum, como os membros anteriores de humanos, cães, pássaros e baleias. Embora a teoria de Darwin tenha sido revolucionária para a sua época, porque contrastava com ideias de longa data (por exemplo, Lamarck propôs a herança de características adquiridas), evidências extraídas de muitas disciplinas científicas, incluindo o registro fóssil, a existência de estruturas homólogas e vestigiais, matemática e análise de DNA apóiam a evolução por meio da seleção natural. Também é importante entender que a evolução continua a ocorrer, por exemplo, bactérias que desenvolvem resistência a antibióticos ou plantas que se tornam resistentes a pesticidas fornecem evidências de mudanças contínuas.

As informações apresentadas e os exemplos destacados nesta seção apoiam os conceitos descritos na Grande Ideia 1 do AP ® Biology Curriculum Framework. Os Objetivos de Aprendizagem AP ® listados na Estrutura Curricular fornecem uma base transparente para o curso AP ® Biologia, uma experiência laboratorial baseada em investigação, atividades instrucionais e questões do exame AP ®. Um objetivo de aprendizagem mescla o conteúdo exigido com uma ou mais das sete práticas científicas.

Grande Ideia 1 O processo de evolução impulsiona a diversidade e a unidade da vida.
Compreensão Duradoura 1.A Mudança na composição genética de uma população ao longo do tempo é evolução.
Conhecimento Essencial 1.A.1 A seleção natural é o principal mecanismo de evolução.
Prática de Ciências 5.3 O aluno pode avaliar as evidências fornecidas por conjuntos de dados em relação a uma questão científica específica.
Objetivo do aprendizado 1.9 O aluno é capaz de avaliar evidências fornecidas por dados de muitas disciplinas científicas que apóiam a evolução biológica.
Conhecimento Essencial 1.A.2 A seleção natural atua nas variações fenotípicas das populações.
Prática de Ciências 1.2 O aluno pode descrever representações e modelos de fenômenos naturais ou feitos pelo homem e sistemas no domínio.
Objetivo do aprendizado 1.5 O aluno é capaz de conectar mudanças evolutivas em uma população ao longo do tempo a uma mudança no ambiente.
Conhecimento Essencial 1.A.4 A evolução biológica é apoiada por evidências científicas de muitas disciplinas, incluindo matemática.
Prática de Ciências 2.2 O aluno pode aplicar rotinas matemáticas a quantidades que descrevem fenômenos naturais.
Objetivo do aprendizado 1.2 O aluno é capaz de avaliar as evidências fornecidas pelos dados para investigar qualitativa e quantitativamente o papel da seleção natural na evolução.
Conhecimento Essencial 1.A.4 A evolução biológica é apoiada por evidências científicas de muitas disciplinas, incluindo matemática.
Prática de Ciências 5.3 O aluno pode avaliar as evidências fornecidas por conjuntos de dados em relação a uma questão científica específica.
Objetivo do aprendizado 1.12 O aluno é capaz de conectar evidências científicas de muitas disciplinas científicas para apoiar o conceito moderno de evolução.
Conhecimento Essencial 1.A.4 A evolução biológica é apoiada por evidências científicas de muitas disciplinas, incluindo matemática.
Prática de Ciências 5.2 O aluno pode refinar observações e medições com base na análise de dados.
Objetivo do aprendizado 1.10 O aluno é capaz de refinar evidências com base em dados de muitas disciplinas científicas que apóiam a evolução biológica.
Compreensão Duradoura 1.C A vida continua a evoluir dentro de um ambiente em mudança.
Conhecimento Essencial 1.C.3 Populações de organismos continuam a evoluir.
Prática de Ciências 7.1 O aluno pode conectar fenômenos e modelos em escalas espaciais e temporais.
Objetivo do aprendizado 1.26 O aluno é capaz de avaliar determinados conjuntos de dados que ilustram a evolução como um processo contínuo.
Conhecimento Essencial 1.C.3 Populações de organismos continuam a evoluir.
Prática de Ciências 7.1 O aluno pode conectar fenômenos e modelos em escalas espaciais e temporais.
Objetivo do aprendizado 1.25 O aluno é capaz de descrever um modelo que representa a evolução dentro de uma população.
Conhecimento Essencial 1.C.3 Populações de organismos continuam a evoluir.
Prática de Ciências 7.1 O aluno pode conectar fenômenos e modelos em escalas espaciais e temporais.
Objetivo do aprendizado 1.4 O aluno é capaz de avaliar evidências baseadas em dados que descrevem mudanças evolutivas na composição genética de uma população ao longo do tempo.

As Questões do Desafio da Prática de Ciências contêm questões de teste adicionais para esta seção que o ajudarão a se preparar para o exame AP. Essas questões abordam os seguintes padrões:
[APLO 1.10] [APLO 1.12] [APLO 1.13] [APLO 1.31] [APLO 1.32] [APLO 1.27] [APLO 1.28] [APLO 1.30] [APLO 1.14] [APLO 1.29] [APLO 1.26] [APLO 4.8]

A origem da vida

Os humanos adotaram muitas teorias sobre a origem da vida ao longo de nosso tempo na Terra. As primeiras civilizações acreditavam que a vida foi criada por forças sobrenaturais. Os organismos foram “feitos à mão” para se adaptarem perfeitamente ao seu ambiente e, portanto, não mudaram com o tempo. Alguns dos primeiros pensadores, como o filósofo grego Aristóteles, acreditavam que os organismos pertenciam a uma escada de complexidade crescente. Com base nesse entendimento, cientistas como Carolus Linnaeus tentaram organizar todas as coisas vivas em esquemas de classificação que demonstraram uma complexidade crescente da vida.

Com o tempo, no entanto, os cientistas compreenderam que a vida estava em constante evolução na Terra. Georges Cuvier descobriu que restos fossilizados ou organismos mudaram conforme ele cavava em camadas rochosas mais profundas (estratos), indicando que os organismos presentes na área haviam mudado com o tempo. Esta observação levou Jean-Baptiste de Lamarck a hipotetizar que os organismos se adaptaram ao seu ambiente mudando ao longo do tempo. À medida que os organismos usavam diferentes partes do corpo, essas partes melhoravam e essas mudanças eram transmitidas aos seus descendentes. Em última análise, essas teorias foram refutadas pelos cientistas, mas seu desenvolvimento contribuiu para a teoria da evolução que foi finalmente formulada por Charles Darwin.

Charles Darwin e a Seleção Natural

Em meados do século XIX, o mecanismo real para a evolução foi concebido e descrito de forma independente por dois naturalistas: Charles Darwin e Alfred Russel Wallace. É importante ressaltar que cada naturalista passou um tempo explorando o mundo natural em expedições aos trópicos. De 1831 a 1836, Darwin viajou ao redor do mundo em H.M.S. Beagle, incluindo paradas na América do Sul, Austrália e no extremo sul da África. Wallace viajou ao Brasil para coletar insetos na floresta amazônica de 1848 a 1852 e ao arquipélago malaio de 1854 a 1862. A jornada de Darwin, como as viagens posteriores de Wallace ao arquipélago malaio, incluiu paradas em várias cadeias de ilhas, a última sendo as Ilhas Galápagos oeste do Equador. Nessas ilhas, Darwin observou espécies de organismos em diferentes ilhas que eram claramente semelhantes, mas tinham diferenças distintas. Por exemplo, os tentilhões que habitam as Ilhas Galápagos compreendem várias espécies com um formato único de bico (//cnx.org/contents/ Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa habilitar o JavaScript para visualizá-lo.: OQyS85AL @ 15/18 -1-Compreensão-Evolução # fig-ch18_01_01 "& gtFigura 18.2). As espécies nas ilhas tinham uma série graduada de tamanhos e formas de bico com diferenças muito pequenas entre os mais semelhantes. Ele observou que esses tentilhões se assemelhavam muito a outras espécies de tentilhões no continente da América do Sul. Darwin imaginou que as espécies da ilha poderiam ser espécies modificadas de uma das espécies originais do continente. Após um estudo mais aprofundado, ele percebeu que os bicos variados de cada tentilhão ajudavam as aves a adquirir um tipo específico de alimento. Por exemplo, sementes tentilhões comedores tinham bicos mais fortes e grossos para quebrar sementes, e tentilhões comedores de insetos tinham bicos em forma de lança para esfaquear suas presas.

Wallace e Darwin observaram padrões semelhantes em outros organismos e desenvolveram independentemente a mesma explicação de como e por que essas mudanças poderiam ocorrer. Darwin chamou esse mecanismo de seleção natural. Seleção natural, também conhecida como “sobrevivência do mais apto”, é a reprodução mais prolífica de indivíduos com características favoráveis ​​que sobrevivem às mudanças ambientais por causa dessas características que levam à mudança evolutiva.

Por exemplo, uma população de tartarugas gigantes encontradas no arquipélago de Galápagos foi observada por Darwin como tendo pescoços mais longos do que aquelas que viviam em outras ilhas com planícies secas. Essas tartarugas foram “selecionadas” porque podiam alcançar mais folhas e ter acesso a mais comida do que aquelas com pescoço curto. Em épocas de seca, quando menos folhas estariam disponíveis, aqueles que podiam alcançar mais folhas tinham uma chance melhor de comer e sobreviver do que aqueles que não podiam alcançar a fonte de alimento. Conseqüentemente, as tartarugas de pescoço longo teriam mais probabilidade de ter sucesso reprodutivo e transmitir a característica de pescoço longo para seus descendentes. Com o tempo, apenas tartarugas de pescoço comprido estariam presentes na população.

A seleção natural, argumentou Darwin, era um resultado inevitável de três princípios que operavam na natureza. Primeiro, a maioria das características dos organismos são herdadas ou passadas de pais para filhos. Embora ninguém, incluindo Darwin e Wallace, soubesse como isso aconteceu na época, era um entendimento comum. Em segundo lugar, são produzidos mais descendentes do que são capazes de sobreviver, de modo que os recursos para sobrevivência e reprodução são limitados. A capacidade de reprodução em todos os organismos supera a disponibilidade de recursos para sustentar seu número. Assim, há competição por esses recursos a cada geração. O entendimento de Darwin e Wallace sobre esse princípio veio da leitura de um ensaio do economista Thomas Malthus, que discutiu esse princípio em relação às populações humanas. Terceiro, os descendentes variam entre si em relação às suas características e essas variações são herdadas. Darwin e Wallace raciocinaram que os descendentes com características herdadas que lhes permitem competir melhor por recursos limitados sobreviverão e terão mais descendentes do que os indivíduos com variações menos capazes de competir. Como as características são herdadas, essas características serão melhor representadas na próxima geração. Isso levará a mudanças nas populações ao longo das gerações, em um processo que Darwin chamou de descendência com modificação. Em última análise, a seleção natural leva a uma maior adaptação da população ao seu ambiente local, é o único mecanismo conhecido para a evolução adaptativa.

Artigos de Darwin e Wallace (//cnx.org/contents/ Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa habilitar o JavaScript para visualizá-lo.: OQyS85AL @ 15 / 18-1-Understanding-Evolution # fig-ch18_01_02 "& gtFigura 18.3 ) apresentando a ideia da seleção natural foram lidos juntos em 1858 antes da Linnean Society em Londres. No ano seguinte, o livro de Darwin, Na origem das espécies, foi publicado. Seu livro descreveu em detalhes consideráveis ​​seus argumentos para a evolução por seleção natural.

Demonstrações de evolução por seleção natural são demoradas e difíceis de obter. Um dos melhores exemplos foi demonstrado nos próprios pássaros que ajudaram a inspirar a teoria de Darwin: os tentilhões de Galápagos. Peter e Rosemary Grant e seus colegas estudaram as populações de tentilhões de Galápagos todos os anos desde 1976 e forneceram importantes demonstrações de seleção natural. Os Grants encontraram mudanças de uma geração para a outra na distribuição das formas dos bicos com o tentilhão de solo médio na ilha de Daphne Major, em Galápagos. Os pássaros herdaram variações no formato do bico, alguns pássaros tendo bico largo e profundo e outros tendo bico mais fino. Durante um período em que as chuvas foram mais altas do que o normal por causa de um El Niño, as sementes grandes e duras que os pássaros de bico grande comiam foram reduzidos em número, entretanto, havia uma abundância das sementes pequenas e macias que os pássaros de bico pequeno comiam. Portanto, a sobrevivência e a reprodução foram muito melhores nos anos seguintes para as aves de bico pequeno. Nos anos que se seguiram a este El Niño, os Grants mediram o tamanho dos bicos na população e descobriram que o tamanho médio da conta era menor. Como o tamanho das notas é uma característica herdada, os pais com contas menores tiveram mais filhos e o tamanho das contas evoluiu para ser menor. À medida que as condições melhoraram em 1987 e as sementes maiores se tornaram mais disponíveis, a tendência para um tamanho médio de nota menor cessou.

CONEXÃO DE CARREIRA

Biólogo de Campo

Muitas pessoas caminham, exploram cavernas, mergulham ou escalam montanhas para recreação. As pessoas costumam participar dessas atividades na esperança de ver a vida selvagem. Experimentar o ar livre pode ser incrivelmente agradável e revigorante. E se o seu trabalho fosse estar no deserto? Biólogos de campo, por definição, trabalham ao ar livre no "campo". O termo campo, neste caso, refere-se a qualquer local ao ar livre, mesmo debaixo d'água. Um biólogo de campo normalmente concentra a pesquisa em uma determinada espécie, grupo de organismos ou um único habitat (//cnx.org/contents/ Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa habilitar o JavaScript para visualizá-lo.: OQyS85AL @ 15 / 18-1-Understanding-Evolution # fig-ch18_01_03 "& gtFigura 18.4).

Um objetivo de muitos biólogos de campo inclui descobrir novas espécies que nunca foram registradas. Essas descobertas não apenas expandem nossa compreensão do mundo natural, mas também levam a inovações importantes em campos como a medicina e a agricultura. As espécies vegetais e microbianas, em particular, podem revelar novos conhecimentos medicinais e nutritivos. Outros organismos podem desempenhar papéis importantes nos ecossistemas ou ser considerados raros e precisam de proteção. Quando descobertas, essas espécies importantes podem ser usadas como evidência para regulamentos e leis ambientais.

Processos e padrões de evolução

A seleção natural só pode ocorrer se houver variação, ou diferenças, entre os indivíduos de uma população. É importante ressaltar que essas diferenças devem ter alguma base genética, caso contrário, a seleção não levará à mudança na próxima geração. Isso é crítico porque a variação entre os indivíduos pode ser causada por razões não genéticas, como um indivíduo ser mais alto devido a uma melhor nutrição, em vez de genes diferentes.

A diversidade genética em uma população provém de dois mecanismos principais: mutação e reprodução sexuada. A mutação, uma mudança no DNA, é a fonte final de novos alelos ou nova variação genética em qualquer população. As alterações genéticas causadas pela mutação podem ter um de três resultados no fenótipo. Uma mutação pode afetar o fenótipo do organismo de uma forma que reduz sua aptidão - menor probabilidade de sobrevivência ou menos descendência. Alternativamente, uma mutação pode produzir um fenótipo com um efeito benéfico na aptidão. E, muitas mutações também não terão efeito na adequação do fenótipo - são chamadas de mutações neutras. As mutações também podem ter uma ampla gama de tamanhos de efeito na aptidão do organismo que as expressa em seu fenótipo, de um efeito pequeno a um grande efeito.A reprodução sexual também leva à diversidade genética: quando dois pais se reproduzem, combinações únicas de alelos se reúnem para produzir os genótipos únicos e, portanto, os fenótipos em cada um dos descendentes.

Uma característica hereditária que ajuda a sobrevivência e reprodução de um organismo em seu ambiente atual é chamada de adaptação. Os cientistas descrevem grupos de organismos que se adaptam a seu ambiente quando ocorre uma mudança na faixa de variação genética ao longo do tempo que aumenta ou mantém o "ajuste" da população ao seu ambiente. Os pés palmados dos ornitorrincos são uma adaptação para a natação. O pelo grosso dos leopardos das neves é uma adaptação para viver no frio. A velocidade rápida das chitas é uma adaptação para capturar presas.

Essas adaptações podem ocorrer por meio de rearranjos de genomas inteiros ou podem ser causadas pela mutação de um único gene. Por exemplo, os cães têm 78 cromossomos, enquanto os gatos têm 38. Um grande número das características que distinguem os cães dos gatos surgiu de rearranjos cromossômicos que ocorreram desde que os dois grupos divergiram de seu último ancestral comum. Por outro lado, certos ratos são brancos e outros ratos são pretos. A diferença na cor do pelo ocorre por meio da mutação de um único gene. Assim, como resultado de uma única mutação, uma população de camundongos pode se tornar mais adaptada para sobreviver em ambientes com neve do que em um solo escuro de floresta.

Se uma característica é ou não favorável depende das condições ambientais da época. As mesmas características nem sempre são selecionadas porque as condições ambientais podem mudar. Por exemplo, considere uma espécie de planta que cresceu em um clima úmido e não precisava conservar água. Folhas grandes foram selecionadas porque permitiam que a planta obtivesse mais energia do sol. As folhas grandes requerem mais água para manter do que as folhas pequenas, e o ambiente úmido oferece condições favoráveis ​​para sustentar as folhas grandes. Depois de milhares de anos, o clima mudou e a área não tinha mais excesso de água. A direção da seleção natural mudou de modo que as plantas com folhas pequenas foram selecionadas porque essas populações foram capazes de conservar água para sobreviver às novas condições ambientais.

A evolução das espécies resultou em uma enorme variação na forma e na função. Às vezes, a evolução dá origem a grupos de organismos que se tornam tremendamente diferentes uns dos outros. Quando duas espécies evoluem em direções diversas a partir de um ponto comum, isso é chamado de evolução divergente. Essa evolução divergente pode ser vista nas formas dos órgãos reprodutivos de plantas com flores que compartilham as mesmas anatomias básicas, no entanto, eles podem parecer muito diferentes como resultado da seleção em diferentes ambientes físicos e adaptação a diferentes tipos de polinizadores (// cnx. org / contents / Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa habilitar o JavaScript para visualizá-lo.: OQyS85AL @ 15 / 18-1-Understanding-Evolution # fig-ch18_01_04 "& gtFigura 18.5).

Em outros casos, fenótipos semelhantes evoluem independentemente em espécies distantemente relacionadas. Por exemplo, o vôo evoluiu tanto em morcegos quanto em insetos, e ambos têm estruturas que chamamos de asas, que são adaptações ao vôo. No entanto, as asas de morcegos e insetos evoluíram a partir de estruturas originais muito diferentes. Esse fenômeno é chamado de evolução convergente, em que características semelhantes evoluem independentemente em espécies que não compartilham um ancestral comum. As duas espécies desempenhavam a mesma função, voando, mas o faziam separadamente.

Essas mudanças físicas ocorrem ao longo de enormes intervalos de tempo e ajudam a explicar como a evolução ocorre. A seleção natural atua em organismos individuais, que por sua vez podem moldar uma espécie inteira. Embora a seleção natural possa funcionar em uma única geração em um indivíduo, pode levar milhares ou até milhões de anos para que o genótipo de uma espécie inteira evolua. Foi durante esses longos períodos de tempo que a vida na Terra mudou e continua mudando.

Evidência de Evolução

A evidência da evolução é convincente e extensa. Observando todos os níveis de organização dos sistemas vivos, os biólogos veem a assinatura da evolução passada e presente. Darwin dedicou grande parte de seu livro, No Origem das especies, para identificar padrões na natureza que eram consistentes com a evolução e, desde Darwin, nosso entendimento se tornou mais claro e amplo.

Fósseis

Os fósseis fornecem evidências sólidas de que os organismos do passado não são os mesmos que os encontrados hoje, e os fósseis mostram uma progressão da evolução. Os cientistas determinam a idade dos fósseis e os categorizam em todo o mundo para determinar quando os organismos viveram uns em relação aos outros. O registro fóssil resultante conta a história do passado e mostra a evolução da forma ao longo de milhões de anos (//cnx.org/contents/ Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa habilitar o JavaScript para visualizá-lo.: OQyS85AL @ 15 / 18-1-Understanding-Evolution # fig-ch18_01_05 "& gtFigura 18.6). Por exemplo, os cientistas recuperaram registros altamente detalhados que mostram a evolução de humanos e cavalos.

Anatomia e Embriologia

Outro tipo de evidência da evolução é a presença de estruturas em organismos que compartilham a mesma forma básica. Por exemplo, os ossos nos apêndices de um humano, cachorro, pássaro e baleia compartilham a mesma construção geral (//cnx.org/contents/ Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa habilitar o JavaScript para visualizá-lo. : OQyS85AL @ 15 / 18-1-Understanding-Evolution # fig-ch18_01_06 "& gtFigura 18.7) resultante de sua origem nos apêndices de um ancestral comum. Com o tempo, a evolução levou a mudanças nas formas e tamanhos desses ossos em diferentes espécies , mas eles mantiveram o mesmo layout geral. Os cientistas chamam essas partes sinônimas estruturas homólogas.

Algumas estruturas existem em organismos que não têm nenhuma função aparente e parecem ser partes residuais de um ancestral comum anterior. Essas estruturas não utilizadas sem função são chamadas estruturas vestigiais. Exemplos de estruturas vestigiais incluem asas em pássaros que não voam, folhas em alguns cactos e ossos das patas traseiras em baleias.

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Visite este site interativo para adivinhar quais estruturas ósseas são homólogas e quais são análogas, e veja exemplos de adaptações evolutivas para ilustrar esses conceitos.

  1. Coisas que são análogas parecem semelhantes e coisas que são homólogas não.
  2. Coisas que são análogas têm a mesma função e coisas que são homólogas têm funções diferentes.
  3. Coisas que são análogas não são resultado da evolução, enquanto coisas que são homólogas o são.
  4. Coisas que são análogas resultam de convergência e coisas que são homólogas resultam de ancestralidade comum

Outra evidência da evolução é a convergência da forma em organismos que compartilham ambientes semelhantes. Por exemplo, espécies de animais não relacionados, como a raposa ártica e o ptármiga, que vivem na região ártica foram selecionadas para fenótipos brancos sazonais durante o inverno para se misturar com a neve e o gelo (//cnx.org/contents/ Este endereço de e-mail é sendo protegido de spambots. Você deve habilitar o JavaScript para visualizá-lo.: OQyS85AL @ 15 / 18-1-Understanding-Evolution # fig-ch18_01_07 "& gtFigura 18.8ab) Essas semelhanças ocorrem não por causa de ancestrais comuns, mas por causa de pressões de seleção semelhantes - os benefícios de não ser visto por predadores.

A embriologia, o estudo do desenvolvimento da anatomia de um organismo até sua forma adulta, também fornece evidências de parentesco entre grupos de organismos agora amplamente divergentes. Ajustes mutacionais no embrião podem ter consequências tão ampliadas no adulto que a formação do embrião tende a ser conservada. Como resultado, as estruturas que estão ausentes em alguns grupos freqüentemente aparecem em suas formas embrionárias e desaparecem quando a forma adulta ou juvenil é atingida. Por exemplo, todos os embriões de vertebrados, incluindo humanos, exibem fendas branquiais e caudas em algum ponto de seu desenvolvimento inicial. Estes desaparecem nos adultos de grupos terrestres, mas são mantidos em formas adultas de grupos aquáticos, como peixes e alguns anfíbios. Embriões de grandes macacos, incluindo humanos, têm uma estrutura de cauda durante seu desenvolvimento que é perdida no momento do nascimento.

Biogeografia

A distribuição geográfica dos organismos no planeta segue padrões que são melhor explicados pela evolução em conjunto com o movimento das placas tectônicas ao longo do tempo geológico. Amplos grupos que evoluíram antes da divisão do supercontinente Pangea (cerca de 200 milhões de anos atrás) estão distribuídos em todo o mundo. Grupos que evoluíram desde a separação aparecem exclusivamente em regiões do planeta, como a flora e a fauna únicas dos continentes do norte que se formaram a partir do supercontinente Laurásia e dos continentes do sul que se formaram a partir do supercontinente Gondwana. A presença de membros da família de plantas Proteaceae na Austrália, no sul da África e na América do Sul, por exemplo, é melhor explicada por sua presença antes do desmembramento do supercontinente sul Gondwana.

A grande diversificação de marsupiais na Austrália e a ausência de outros mamíferos refletem o longo isolamento da Austrália. A Austrália tem uma abundância de espécies endêmicas - espécies que não são encontradas em nenhum outro lugar - o que é típico de ilhas cujo isolamento por extensões de água impede que as espécies migrem. Com o tempo, essas espécies divergem evolutivamente em novas espécies que parecem muito diferentes de seus ancestrais que podem existir no continente. Os marsupiais da Austrália, os tentilhões das Galápagos e muitas espécies das ilhas havaianas são todos únicos em seu único ponto de origem, mas exibem relações distantes com espécies ancestrais no continente.

Biologia molecular

Como estruturas anatômicas, as estruturas das moléculas da vida refletem descendência com modificação. A evidência de um ancestral comum para todas as formas de vida se reflete na universalidade do DNA como material genético e na quase universalidade do código genético e no mecanismo de replicação e expressão do DNA. As divisões fundamentais na vida entre os três domínios são refletidas nas principais diferenças estruturais em estruturas conservadoras, como os componentes dos ribossomos e as estruturas das membranas. Em geral, o parentesco de grupos de organismos se reflete na similaridade de suas sequências de DNA - exatamente o padrão que seria esperado da descendência e diversificação de um ancestral comum.

As sequências de DNA também lançaram luz sobre alguns dos mecanismos da evolução. Por exemplo, está claro que a evolução de novas funções para proteínas comumente ocorre após eventos de duplicação de genes que permitem a modificação livre de uma cópia por mutação, seleção ou deriva (mudanças no pool de genes de uma população resultantes do acaso), enquanto a segunda a cópia continua a produzir uma proteína funcional.

Observações Diretas

Os cientistas também observaram a evolução ocorrendo tanto em laboratório quanto na natureza. Um exemplo comum disso é a disseminação de genes resistentes a antibióticos em uma população de bactérias. Quando as bactérias são expostas a antibióticos, os alelos que ajudam o organismo a sobreviver aumentam em frequência //cnx.org/contents/ Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você deve habilitar o JavaScript para visualizá-lo. : OQyS85AL @ 15 / 18-1-Understanding-Evolution # ep-01 "& gtFigura 18.9. Isso ocorre porque os indivíduos que não conseguem resistir ao antibacteriano morrem, deixando apenas os indivíduos com o gene de resistência para se reproduzir.

Adaptações para homeostase

Um dos principais motivos pelos quais os organismos se adaptam é a manutenção da homeostase, uma das principais características da vida. Todos os organismos provavelmente descendem de um único ancestral comum, razão pela qual tantos organismos compartilham características anatômicas, morfológicas e moleculares. No entanto, cada organismo adaptou essas características semelhantes para se adequar ao seu ambiente e se adaptar às mudanças ambientais ao longo do tempo. Por exemplo, todos os organismos usam a DNA polimerase para replicar seus genomas. No entanto, enquanto organismos com genomas pequenos podem se safar com apenas uma única molécula de polimerase trabalhando em um ponto do genoma por vez, organismos com genomas maiores replicam muitos pontos do genoma simultaneamente. Outros organismos que vivem em ambientes extremamente quentes, como respiradouros térmicos do fundo do mar, têm moléculas de polimerase especializadas que podem suportar o calor que desnaturaria rapidamente as polimerases em animais terrestres. Embora a base para cada uma dessas diferentes moléculas de DNA polimerase seja a mesma, cada uma foi adaptada para funcionar no nicho ambiental do organismo.

Equívocos de evolução

Embora a teoria da evolução tenha gerado alguma controvérsia quando foi proposta pela primeira vez, foi quase universalmente aceita pelos biólogos, particularmente os biólogos mais jovens, dentro de 20 anos após a publicação de No Origem das especies. No entanto, a teoria da evolução é um conceito difícil e abundam os equívocos sobre como ela funciona.

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Este site aborda alguns dos principais equívocos associados à teoria da evolução.

  1. Equívoco: a evolução não é uma teoria bem fundamentada. Correção: Embora a evolução não possa ser observada ocorrendo hoje, há fortes evidências no registro fóssil e em sequências de DNA compartilhadas para apoiar a teoria
  2. Equívoco: os humanos não estão evoluindo atualmente. Correção: As pressões ambientais que os humanos enfrentam são diferentes das que enfrentaram há vários milhares de anos, mas ainda existem e ainda estão produzindo (lentamente!) Mudanças evolutivas.
  3. Equívoco: a evolução produz indivíduos que se encaixam perfeitamente em seu ambiente. Correção: a evolução produz mudanças aleatórias no código genético que às vezes levam a adaptações
  4. Equívoco: a evolução é um processo aleatório. Correção: a evolução é uma força que faz com que os animais se adaptem para se adaptarem perfeitamente ao ambiente em que vivem

A evolução é apenas uma teoria

Os críticos da teoria da evolução descartam sua importância ao confundir propositalmente o uso cotidiano da palavra “teoria” com a forma como os cientistas usam a palavra. Na ciência, uma “teoria” é entendida como um corpo de explicações exaustivamente testadas e verificadas para um conjunto de observações do mundo natural. Os cientistas têm uma teoria do átomo, uma teoria da gravidade e a teoria da relatividade, cada uma das quais descreve fatos compreendidos sobre o mundo. Da mesma forma, a teoria da evolução descreve fatos sobre o mundo vivo. Como tal, uma teoria na ciência sobreviveu a esforços significativos para desacreditá-la por parte dos cientistas. Em contraste, uma "teoria" em vernáculo comum é uma palavra que significa uma suposição ou explicação sugerida, este significado é mais semelhante ao conceito científico de "hipótese". Quando os críticos da evolução dizem que a evolução é “apenas uma teoria”, eles estão sugerindo que há poucas evidências que a apoiem e que ela ainda está em processo de ser rigorosamente testada. Isso é uma descaracterização.

Indivíduos evoluem

Evolução é a mudança na composição genética de uma população ao longo do tempo, especificamente ao longo das gerações, resultante da reprodução diferencial de indivíduos com certos alelos. Os indivíduos mudam ao longo da vida, obviamente, mas isso é chamado de desenvolvimento e envolve mudanças programadas pelo conjunto de genes que o indivíduo adquiriu no nascimento em coordenação com o ambiente do indivíduo. Ao pensar sobre a evolução de uma característica, provavelmente é melhor pensar sobre a mudança do valor médio da característica na população ao longo do tempo. Por exemplo, quando a seleção natural leva a uma mudança no tamanho do bico em tentilhões de solo médio nas Galápagos, isso não significa que os bicos individuais dos tentilhões estão mudando. Se medirmos o tamanho médio da conta entre todos os indivíduos da população de uma vez e, em seguida, medir o tamanho médio da conta na população vários anos depois, esse valor médio será diferente como resultado da evolução. Embora alguns indivíduos possam sobreviver da primeira para a segunda vez, eles ainda terão o mesmo tamanho de fatura, no entanto, haverá muitos novos indivíduos que contribuem para a mudança no tamanho médio da fatura.

A evolução explica a origem da vida

É um mal-entendido comum que a evolução inclui uma explicação das origens da vida. Por outro lado, alguns dos críticos da teoria acreditam que ela não pode explicar a origem da vida. A teoria não tenta explicar a origem da vida. A teoria da evolução explica como as populações mudam ao longo do tempo e como a vida diversifica a origem das espécies. Não lança luz sobre o início da vida, incluindo as origens das primeiras células, que é como a vida é definida. Os mecanismos da origem da vida na Terra são um problema particularmente difícil porque ocorreu há muito tempo e, presumivelmente, ocorreu apenas uma vez. É importante ressaltar que os biólogos acreditam que a presença de vida na Terra exclui a possibilidade de que os eventos que levaram à vida na Terra possam ser repetidos porque os estágios intermediários se tornariam imediatamente alimento para os seres vivos existentes.

No entanto, uma vez que um mecanismo de herança foi implementado na forma de uma molécula como o DNA dentro de uma célula ou pré-célula, essas entidades estariam sujeitas ao princípio da seleção natural. Reprodutores mais eficazes aumentariam em frequência às custas de reprodutores ineficientes. Portanto, embora a evolução não explique a origem da vida, ela pode ter algo a dizer sobre alguns dos processos que operam depois que as entidades pré-vivas adquirem certas propriedades.

Organismos evoluem com propósito

Afirmações como “os organismos evoluem em resposta a uma mudança no ambiente” são bastante comuns, mas podem levar a dois tipos de mal-entendidos. Em primeiro lugar, a afirmação não deve ser entendida como significando que organismos individuais evoluem. A declaração é uma forma abreviada de “uma população evolui em resposta a um ambiente em mudança”. No entanto, um segundo mal-entendido pode surgir ao interpretar a afirmação como significando que a evolução é de alguma forma intencional. Um ambiente alterado resulta em alguns indivíduos da população, aqueles com fenótipos específicos, se beneficiando e, portanto, produzindo proporcionalmente mais descendentes do que outros fenótipos. Isso resulta em mudança na população se as características forem geneticamente determinadas.

Também é importante entender que a variação na qual a seleção natural atua já está em uma população e não surge em resposta a uma mudança ambiental. Por exemplo, a aplicação de antibióticos a uma população de bactérias irá, com o tempo, selecionar uma população de bactérias resistentes aos antibióticos. A resistência, que é causada por um gene, não surgiu por mutação por causa da aplicação do antibiótico. O gene de resistência já estava presente no pool genético da bactéria, provavelmente em baixa frequência. O antibiótico, que mata as células bacterianas sem o gene de resistência, seleciona fortemente os indivíduos resistentes, já que esses seriam os únicos a sobreviver e se dividir.Experimentos demonstraram que as mutações para resistência aos antibióticos não surgem como resultado do antibiótico.

Em um sentido mais amplo, a evolução não é direcionada a um objetivo. As espécies não se tornam “melhores” com o tempo, elas simplesmente rastreiam seu ambiente em mudança com adaptações que maximizam sua reprodução em um ambiente específico em um determinado momento. A evolução não tem como objetivo tornar as espécies mais rápidas, maiores, mais complexas ou mesmo mais inteligentes, apesar da banalidade desse tipo de linguagem no discurso popular. As características que evoluem em uma espécie são função da variação presente e do ambiente, ambos mudando constantemente de forma não direcional. O traço que se encaixa em um ambiente de cada vez pode muito bem ser fatal em algum momento no futuro. Isso vale tanto para uma espécie de inseto quanto para a espécie humana.

CONEXÃO DE PRÁTICAS CIENTÍFICAS PARA CURSOS AP®

ATIVIDADE

Usando informações de um livro ou recurso online, como o de Jonathan Weiner O bico do passarinho, explicam como as evidências contemporâneas extraídas de várias disciplinas científicas apóiam as observações de Charles Darwin em relação à evolução por seleção natural. Então, em pequenos grupos ou como uma discussão ou debate em toda a classe, apresente um argumento para dissipar os conceitos errôneos sobre a evolução e como ela funciona.

Laboratórios de investigação de biologia da AP ®: com base em inquérito, investigação 8: Biotecnologia: transformação bacteriana. Você explorará como as técnicas de engenharia genética podem ser usadas para manipular informações hereditárias inserindo plasmídeos em células bacterianas.

PENSE NISSO

Que pressões de seleção podem afetar a sobrevivência e reprodução de um grupo de sementes de ervilha espalhadas por uma pessoa ao longo do solo?


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