William Dallinger e o surgimento da evolução experimental

Apesar de Charles Darwin afirmar que a evolução era muito lenta para ser observada diretamente, um de seus leitores prosseguiu com a ideia de que era possível se observar a evolução em ação. O Reverendo William Dallinger (1839-1909) não era apenas um ministro metodista, ele também era muito hábil nos métodos de microbiologia. Durante vários anos, Dallinger cresceu protozoários em uma incubadora, aumentando gradualmente a temperatura da água em que residiam. Esses organismos continuaram a se reproduzir mesmo em uma temperatura de 158° F, que era letal para a espécie anteriormente. Esse experimento considerado por Darwin como “extremamente curioso e valioso” se tornou o primeiro registro de uma linha de pesquisa que ficou conhecida posteriormente como Evolução Experimental.

O primeiro experimento relacionado a evolução biológica com microrganismos ocorreu 29 anos após a publicação do livro On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life (Sobre a Origem das Espécies por Meio da Seleção Natural ou a Preservação de Raças Favorecidas na Luta pela Vida). Em 1878, Darwin teve acesso através de suas correspondências a detalhes do experimento realizado por um ministro metodista e cientista amador chamado William Dallinger com grandes habilidades nos métodos de microbiologia.

Dallinger tinha percebido algo simples, mas profundo: enquanto os animais e plantas não são adequados para experimentos de evolução, os microrganismos poderiam fazer tal experiência possível. Como os microrganismos são minúsculos, um único copo de vidro poderia conter bilhões deles. Em uma grande população tal, seria encontrada uma quantidade enorme de variação sobre a qual a seleção natural poderia funcionar. Outra vantagem dos microrganismos é que eles se reproduzem muito mais rápido do que animais e plantas. Mil gerações de seres humanos pode se estender por 20 mil anos ou mais, mas mil gerações de bactérias pode abranger apenas algumas semanas.

Em carta escrita para Darwin, Dallinger explicava como havia projetado um vaso de cobre especial para seus experimentos. Ele o encheu com água e adicionou alguns protistas conhecidos como flagelados, organismos unicelulares que se movimentam através do batimento de flagelos, em latim “Flagellata”. Ao longo de meses, Dallinger aumentou lentamente a temperatura da água. Ele estava curioso para saber se os flagelados poderiam adaptar-se por meio da seleção natural ao aquecimento da água, e com isso os microrganismos resistentes ao calor se reproduziriam mais do que os organismos sensíveis. Ao longo de meses, ele aumentou a temperatura da água gradualmente até atingir o valor de 158 graus Fahrenheit, sendo essa temperatura letal para os flagelados comuns. Mas Dallinger descobriu que os flagelados em seu navio continuavam a se reproduzir.

Dallinger concluiu que de fato os flagelados haviam desenvolvido uma resistência ao calor. Ele escreveu para Darwin que durante o processo de adaptação ao seu ambiente mais quente,os flagelados teriam perdido algumas de suas adaptações para sobreviver em temperaturas mais frias. Para testar essa afirmação, Dallinger colocou alguns organismos já adaptados a temperatura de 70°C em um novo ambiente com a temperatura de 15,6°C e observou que eles não cresceram nessa nova temperatura reduzida.

Darwin ficou extremamente satisfeito ao saber da experiência de Dallinger. Chegou a escrever que “Seus resultados, não tenho dúvida, vão ser extremamente curiosos e valiosos”. No entanto, a evolução experimental não floresceu imediatamente em um novo tipo de ciência. A julgar pela sua escrita, Darwin não entendeu plenamente como a experiência de Dallinger foi importante para a própria teoria de Darwin. Outros cientistas também elogiaram o experimento de Dallinger, mas nenhum deles se preocupou em fazer uma experiência evolutiva própria. Dallinger tentou manter sua experiência em curso, mas, em 1886, seu navio foi destruído em um acidente. Talvez desanimado pela fria recepção ao seu trabalho, Dallinger nunca a reconstruiu. Por décadas, ninguém seguiu seu trabalho. Em retrospecto, podemos perceber como Dallinger estava muito à frente de seu tempo, e mesmo cientistas proeminentes e com uma visão inovadora não conseguiram interpretar a importância de seus resultados.

Nos dias de Dallinger, por exemplo, ninguém sabia sobre o DNA. O experimento foi realizado mais de 20 anos antes da palavra gene ser cunhada. Sem uma clara compreensão de como os genes se relacionam com a hereditariedade, Dallinger não tinha como saber com certeza que a seleção natural estava dirigindo a adaptação de seus microrganismos, passando pelas mesmas dificuldades de Darwin para validar sua teoria evolutiva. Era possível que os microrganismos estivessem apenas respondendo a sua experiência, da mesma forma como um fisiculturista desenvolve músculos maiores e ossos mais fortes levantando pesos.

Hoje, Dallinger está longe de ser um nome familiar, mas é reverenciado em certos laboratórios espalhados ao redor do globo. Nesses laboratórios, os cientistas estão finalmente tornando o sonho de Dallinger uma realidade. Durante os últimos 20 anos, mais ou menos, eles têm desenvolvido experimentos com microrganismos para testar hipóteses sobre o funcionamento da evolução. Esses experimentos agora lançam luz sobre as alterações moleculares que ocorrem e como os organismos se adaptam a novos desafios. Eles revelam como a seleção natural pode alterar o comportamento e até mesmo as relações sociais. Essas mudanças acontecem, como Dallinger esperava, sobre uma questão de semanas ou meses. E em alguns casos, os cientistas podem até observar a origem de uma nova espécie em seus próprios laboratórios.

Fabiano Bezerra Menegidio, biólogo, bioinformata e mestrando em biotecnologia. Divulgador científico no projeto Evolution Academy. Universidade de Mogi das Cruzes, Núcleo de Biotecnologia.

Henrique Pereira Rufo, biólogo e divulgador científico no projeto Evolution Academy.

Conhecer para preservar e preservar para conhecer.

Karine Frehner Kavalco

 

“Nada na Biologia faz sentido exceto à luz da Evolução”. Foi o que inteligentemente afirmou Theodosius Dobzhansky (que consolidou a nascente ciência da genética no Brasil), depois de observar características genéticas da pequena mosca da fruta, Drosophila melanogaster. Esta afirmação fora usada inúmeras vezes depois dele a ter proferido, e a cada dia ela ganha mais sentido. Desde muito antes de Charles Darwin, vários pesquisadores já tinham notado que as espécies mudavam, mas eles não sabiam como. De posse de ideias de outros pesquisadores sobre a mudança nos padrões de diversidade vistos na natureza e sobre dados demográficos de populações humanas, Darwin pôde dar sentido àquilo que ele encontrou em sua viagem com o navio britânico “H. M. S. Beagle” pela América do Sul. A região Neotropical (que se estende do sul dos Estados Unidos até o norte da Argentina), visitada quase em sua totalidade pelo naturalista em sua aventura, é realmente uma das mais ricas em termos de número de diferentes espécies, seja com relação a plantas ou animais. Darwin viu uma vasta diversidade de formas e tipos, cores e comportamentos, que o levou a indagar sobre os processos que dariam origem a este fenômeno. O arquipélago de Galápagos, formado por mais de 50 ilhas, foi o laboratório natural de Charles Darwin, o local que lhe suscitou tantas dúvidas e o extasiou com tamanha beleza exótica. Essa viagem pode ser considerada o marco de início da Biologia Evolutiva como Ciência. Darwin estabeleceu métodos para análise e propôs os processos biológicos que estariam por trás da biodiversidade que ele observara. Ele analisou uma grande quantidade de diferentes organismos, e fortaleceu suas predições sobre a Seleção Natural com a observação da força da Seleção Artificial feita por criadores.

Hoje, a cada dia, milhares de biólogos evolutivos relatam à comunidade científica fatos que corroboram as ideias de Darwin e de outros grandes cientistas. Depois da introdução de dados de outras Ciências, como a Genética, as observações cotidianas dos processos nos seres vivos foram entendidas de maneira mais plena, e hoje se assume que a Evolução seja o elo que agrega todas as áreas das Ciências Biológicas. Da mesma forma que a Biologia Evolutiva, o Biólogo Evolutivo tem um vasto campo de atuação. Embora seja uma das áreas mais exclusivas das Ciências Biológicas, uma vez que normalmente apenas biólogos estudam com profundidade Evolução Biológica, ainda há muito por se fazer. Descrever padrões na natureza, tentando explicar que processos os produziram, é uma das tarefas mais árduas nesta área. E relatar o mecanismo exato dos processos que produzem esse padrão, como por exemplo, a Seleção Natural, é ainda mais difícil. Mas o encanto que entender como uma forma foi moldada durante centenas de gerações é algo tão profundo, que nenhum biólogo evolutivo foge da oportunidade de entender um pouco mais sobre a natureza. A maneira de fazer esta Ciência mudou muito desde a época de Darwin. Naquela época não havia potentes microscópios, aparelhos de precisão ou modelos matemáticos tão bem desenhados como hoje, que facilitam e permitem um maior aprofundamento nos estudos dos biólogos. Hoje, entretanto, estamos mais limitados à devastação de nossos laboratórios naturais. Junto com a diversidade de formas, tipos, cores, comportamentos, etc., que nos é tolhida dia-a-dia com a destruição da vida natural, de diferentes habitat, perdemos as respostas a tantas perguntas, algumas delas ainda não formuladas, dada a limitação do nosso conhecimento.

Embora tenha visitado apenas quatro das ilhas de Galápagos, o que seria de Darwin se ele fizesse hoje esta viagem e se o governo equatoriano não tivesse decretado Galápagos um Santuário da Vida Selvagem? E o mais importante, o que seria da Ciência se Darwin não tivesse tido a chance de ver o que viu em 1835? Quantos “Darwins” estamos coibindo, quanto conhecimento estamos perdendo a cada árvore que vai ao chão? Conhecer a natureza não nos possibilita apenas conhecer o mundo ao nosso redor. Conhecer a natureza, seus padrões e os processos que a formam, implica em nos conhecermos, uma vez que somos parte dela, aceitemos ou não.

Karine Frehner Kavalco é bióloga, mestre em Genética e Evolução e doutora em Genética. É professora do campus de Rio Paranaíba da UFV e atua na área de Evolução.


Como citar esse documento:

Kavalco, K.F. (2010) Conhecer para preservar e preservar para conhecer. Folha biológica 1 (3): 1