A mediana não é a mensagem – por Stephen Jay Gould

Capa. Na imagem, Stephen Jay Gould (1941-2002) em Eleuthera, Bahamas, janeiro de 1982, portanto antes de ser diagnosticado com mesotelioma. A imagem da qual fiz o recorte se encontra disponível aqui. 

Recentemente minha vida cruzou, de maneira pessoal, dois dos famosos ditos de Mark Twain. Um eu deixarei para o final. O outro (por vezes atribuído a Disraeli) identifica três tipos de mentiras, cada uma pior que a outra anterior – mentiras, malditas mentiras, e estatística.

Considere o exemplo padrão de exagerar a verdade com números – um caso bastante relevante para a minha narrativa. A estatística reconhece diferentes medidas de tendência central. A média representa nosso conceito comum de uma tendência central geral – some todos os itens e os divida por um número (100 barras de chocolate para cinco crianças, em um mundo justo, equivale a uma média de 20 barras por criança). A mediana, uma medida de tendência central diferente, é o ponto que marca meio do caminho. Se alinharmos cinco crianças por altura, a criança mediana é menor que duas e maior que as outras duas (que podem ter problemas pra obter sua parcela média de chocolate). Um político no poder pode dizer com orgulho que “a renda média de nossos cidadãos é 15 mil dólares por ano”. E o líder da oposição pode retaliar, dizendo que, apesar disso, “metade dos nossos cidadãos ganha menos de 10 mil dólares por ano”. Ambos podem estar corretos, mas nenhum cita uma estatística com objetividade imparcial. O primeiro invoca a média, o segundo a mediana. Médias são mais altas que medianas em casos assim porque um milionário pode sobrepesar centenas de pessoas pobres no estabelecimento de uma média, mas pode equilibrar apenas um mendicante no cálculo de uma mediana.

A razão maior pela qual há desconfiança ou desprezo pela estatística é mais preocupante. Muitas pessoas fazem uma separação desafortunada e inválida entre coração e mente, sentimento e intelecto. Em algumas tradições contemporâneas, encorajadas por atitudes centradas estereotipicamente no sul da Califórnia, sentimentos são exaltados como mais “reais” e a única base adequada para a ação, enquanto o intelecto é reduzido a elitismo obsoleto. A estatística, nessa dicotomia absurda, muitas vezes se torna o símbolo do inimigo. Como escreveu Hilaire Belloc, “as estatísticas são o triunfo do método quantitativo, e o método quantitativo é a vitória da esterilidade e da morte”.   

Esta é uma história pessoal de estatística, adequadamente interpretada, como profundamente nutritiva e vivificante. Ela declara guerra santa à desclassificação do intelecto, contando uma pequena história para ilustrar a utilidade do conhecimento bruto e acadêmico da ciência. Coração e cabeça são pontos focais de um corpo, de uma personalidade. 

Em julho de 1982, tomei conhecimento que sofria de mesotelioma peritonial, um câncer raro e grave, geralmente associado à exposição ao amianto. Quando revivi após a cirurgia, fiz minha primeira pergunta à minha médica e quimioterapeuta: "Qual é a melhor literatura técnica sobre mesotelioma?" Ela respondeu, com um toque de diplomacia (a única evasiva que ela já fez da franqueza direta), que a literatura médica não continha nada que realmente valesse a pena ler.

É claro, tentar manter um intelectual longe da literatura funciona tão bem quanto recomendar castidade aos Homo sapiens, o primata mais sexy de todos. Assim que consegui andar, fui direto para a biblioteca médica Countway, Harvard, e inseri “mesotelioma” no programa de pesquisa bibliográfica do computador. Uma hora depois, cercado pela literatura mais recente sobre mesotelioma peritonial, percebi, com um entalo na garganta, por que minha médica havia oferecido esse conselho humano. A literatura não poderia ter sido mais brutalmente clara: o mesotelioma é incurável, com uma mortalidade mediana de apenas oito meses após a descoberta. Fiquei atordoado por cerca de quinze minutos, depois sorri e disse para mim mesmo: é por isso que eles não me deram nada para ler. Então minha mente começou a funcionar novamente, e ainda bem.

Se um pouco de aprendizado pudesse alguma vez ser perigoso, encontrei um exemplo clássico. Atitude é claramente importante no combate ao câncer. Não sabemos por que (da minha perspectiva materialista à moda antiga, desconfio que os estados mentais podem influenciar o sistema imunológico). Mas compare pessoas com o mesmo câncer, idade, classe, saúde e status socioeconômico e, em geral, tendem a viver mais aquelas pessoas com atitudes positivas, com uma vontade e um propósito fortes de viver, com o compromisso de lutar e com uma resposta ativa para ajudar seu próprio tratamento, não apenas uma aceitação passiva de qualquer coisa que os médicos dizem. Alguns meses depois, perguntei a Sir Peter Medawar, meu guru científico pessoal e Nobelista em imunologia, qual seria a melhor receita para o sucesso contra o câncer. "Uma personalidade otimista", ele respondeu. Felizmente (já que não é possível reconstruir-se a curto prazo e com um objetivo definido), estou, se é que há algo, calmo e confiante justamente assim.

Daí o dilema para médicos humanos: como a atitude é tão crítica, deve ser anunciada uma conclusão tão sombria, especialmente porque poucas pessoas têm entendimento suficiente das estatísticas para avaliar o que as declarações realmente significam? Dos anos de experiência com a evolução em pequena escala de caracóis terrestres das Bahamas, quantitativamente tratados, desenvolvi esse conhecimento técnico – e estou convencido de que ele desempenhou um papel importante em salvar minha vida. Conhecimento é realmente poder, como proclamou Francis Bacon.

O problema pode ser enunciado de forma breve: o que “mortalidade mediana de oito meses” significa em nosso vocabulário do dia-a-dia? Suspeito que a maioria das pessoas, sem treinamento em estatística, leia a afirmação como "provavelmente morrerei em oito meses" – justamente a conclusão que deve ser evitada, tanto porque essa formulação é falsa, quanto porque a atitude é muito importante.

Evidentemente, não fiquei muito feliz, mas também não li a declaração dessa maneira vernacular. Meu treinamento técnico estabeleceu uma perspectiva diferente sobre "mortalidade mediana de oito meses". O argumento pode parecer sutil, mas as consequências podem ser profundas. Além disso, essa perspectiva incorpora a maneira distinta de pensar em meu próprio campo da biologia evolutiva e da história natural.

Ainda carregamos a bagagem histórica de uma herança platônica que busca essências nítidas e limites definidos. (Assim, esperamos encontrar um "começo de vida" ou "definição de morte" inequívoco, embora a natureza frequentemente nos chegue como contínuos irredutíveis.) Essa herança platônica, com ênfase em distinções claras e entidades imutáveis ​​separadas, nos leva a ver medidas estatísticas de tendência central de maneira errada, de fato opostas à interpretação apropriada em nosso mundo real de variação, tonalidade e contínuo. Em resumo, vemos médias e medianas como "realidades" nuas e a variação que permite seu cálculo como um conjunto de medidas transitórias e imperfeitas dessa essência oculta. Se a mediana é a realidade e a variação em torno da mediana apenas um dispositivo para cálculo, então a conclusão "provavelmente estarei morto em oito meses" pode passar como uma interpretação razoável.

Mas todos os biólogos evolutivos sabem que a variação em si é a única essência irredutível da natureza. A variação é a dura realidade, não um conjunto de medidas imperfeitas para uma tendência central. Médias e medianas são as abstrações. Portanto, observei as estatísticas do mesotelioma de maneira bem diferente – e não apenas porque sou otimista e tendo a ver a rosquinha de massa frita em vez do buraco, mas principalmente porque sei que a variação em si é a realidade. Eu tive que me localizar em meio à variação.

Quando soube da mediana de oito meses, minha primeira reação intelectual foi: Tudo bem, metade das pessoas viverá mais; agora, quais são minhas chances de estar nessa metade? Eu li por uma hora furiosa e nervosa e concluí, com alívio: muito bom. Eu possuía todas as características que conferiam uma probabilidade de vida mais longa: eu era jovem; minha doença havia sido reconhecida em um estágio relativamente inicial; eu receberia o melhor tratamento médico do país; eu tinha o mundo pelo qual viver; eu sabia ler os dados corretamente e não me desesperar.

Outro ponto técnico acrescentou ainda mais consolo [figura 1]. Reconheci imediatamente que a [a curva de] distribuição da variação sobre a mediana de oito meses quase certamente seria o que os estatísticos chamam de "assimétrica positiva". (Em uma distribuição simétrica, o perfil de variação à esquerda da tendência central é uma imagem espelhada da variação à direita. As distribuições distorcidas são assimétricas, com a variação se estendendo mais em uma direção que a outra – assimétrica negativa [com cauda esquerda], se estendida à esquerda; ou assimétrica positiva [com cauda direita], se esticada para a direita.) A distribuição da variação tinha que ser assimétrica positiva, eu raciocinei. Afinal, a esquerda da distribuição contém um limite inferior irrevogável de zero (já que o mesotelioma só pode ser identificado na morte ou antes). Assim, existe pouco espaço para a metade inferior (ou esquerda) da distribuição – ela deve ser comprimida entre zero e oito meses. Mas a metade superior (ou direita) pode se estender por anos e anos, mesmo que por fim ninguém sobreviva. A distribuição deveria ser assimétrica positiva, e eu precisava saber por quanto tempo a cauda se estendia – pois eu já havia concluído que meu perfil favorável me tornava um bom candidato para a metade direita da curva.

Figura 1. Uma curva assimétrica positiva. "Diz-se que a assimetria é positiva quando predominam os valores mais altos das OBSERVAÇÕES, isto é, a Distribuição ou Curva de Frequência tem uma “cauda” mais longa à direita da ordenada (frequência) máxima do que à esquerda". Imagem e texto explicativo disponíveis aqui. 

A distribuição era, de fato, fortemente assimétrica positiva, com uma cauda longa (embora [relativamente] pequena) que se estendia por vários anos para além da mediana de oito meses. Não vi razão para não estar naquela cauda pequena e soltei um longo suspiro de alívio. Meu conhecimento técnico havia ajudado. Eu tinha lido o gráfico corretamente. Eu fiz a pergunta certa e encontrei as respostas. Eu tinha obtido, com toda probabilidade, o mais precioso de todos os presentes possíveis dadas as circunstâncias – tempo substancial. Não precisei parar e seguir imediatamente a ordem de Isaías a Ezequias – Põe em ordem a tua casa, porque morrerás, e não viverás [Isaías 38:1]. Eu teria tempo para pensar, planejar e lutar.

Um último ponto sobre distribuições estatísticas. Elas se aplicam apenas a um conjunto prescrito de circunstâncias – nesse caso, a sobrevivência com mesotelioma sob regime dos modos convencionais de tratamento. Se as circunstâncias mudarem, a distribuição poderá sofrer alterações. Fui submetido a um protocolo experimental de tratamento e, se houver sorte, estarei na primeira coorte de uma nova distribuição com alta mediana e uma cauda direita que se estende até a morte por causas naturais em idade avançada. Até agora, tudo bem [1].

Tornou-se, na minha opinião, um pouco moda demais considerar a aceitação da morte como algo equivalente à dignidade intrínseca. É claro que concordo com o pregador de Eclesiastes de que há um tempo para amar e um tempo para morrer [Eclesiastes 3:1-9] – e quando meu novelo acabar, espero enfrentar o fim com calma e do meu jeito. Na maioria das situações, no entanto, prefiro a visão mais marcial de que a morte é o inimigo supremo – e não encontro nada de reprovável naqueles que se enfurecem poderosamente contra a cessação da luz.

As armas de batalha são numerosas e nada mais eficaz que o humor. Minha morte foi anunciada em uma reunião de meus colegas na Escócia, e eu quase senti o delicioso prazer de ler meu obituário escrito por um dos meus melhores amigos (esse fulano ficou desconfiado e checou; ele também é estatístico e não esperava me encontrar tão longe na cauda esquerda). Ainda assim, o incidente rendeu minha primeira boa risada após o diagnóstico. Pense, eu quase consegui repetir a linha mais famosa de Mark Twain: os relatos da minha morte são muito exagerados [2].

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[1] Gould faleceu em 2002, aos 60 anos, em decorrência de um adenocarcinoma pulmonar; esse ensaio foi publicado originalmente em 1985, mas “até agora, tudo bem” foi adicionado como nota de rodapé quando o ensaio foi incluído no livro Bully for Brontosaurus  (1991).

[2] Desde que escrevi isso, minha morte foi relatada em duas revistas europeias, com cinco anos de diferença. Fama volat (e dura muito tempo). Eu chiei muito alto nas duas vezes e exigi uma retração; acho que simplesmente não tenho o savoir faire do Sr. Clemens. Nota do tradutor: Gould adicionou essa nota de rodapé quando o ensaio foi incluído no livro Bully for Brontosaurus (1991). 

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O texto que você leu é uma tradução do ensaio "the median isn't the message" por Stephen Jay Gould. Você pode citá-lo assim:

GOULD, Stephen Jay. A mediana não é a mensagem. Trad. Coelho Pré-Cambriano. Discover, v. 6, n. 6, p. 40-42, 1985.

Se preferir, leia o original:

GOULD, Stephen Jay. The median isn’t the message. AMA Journal of Ethics, v. 15, n. 1, p. 77-81, 2013. Republicado aqui.

A Origem da Vida: Os ingredientes da vida (Parte 3)

Capa. Ao fundo, concepção artística da Terra primitiva. Imagem disponível aqui.

Autor: Gabriel Bueno

No texto passado (que você pode ser lido AQUI) nós falamos sobre a hipótese heterotrófica da origem da vida. A minha sugesão é que o leia, para compreender melhor o texto de hoje. No fim do texto passado enumerei alguns empecilhos no que diz respeito à hipótese heterotrófica e deixei um problema (o pior deles) para comentar hoje.

Porém, antes de continuar com a hipótese heterotrófica, quero antes enumerar os elementos necessários para o surgimento da vida. Todos prontos? Bora lá!

MATÉRIA, ENERGIA, TEMPO, INFORMAÇÃO E COMPARTIMENTALIZAÇÃO

Apesar do título chamativo dessa sessão, você verá que os ingredientes para a vida são muito mais palpáveis que "matéria" e "tempo" (mas não tão elegantes quanto). Eles são a base pra vida funcionar, ingredientes sem os quais não se pode viver plenamente.

Se olharmos para um organismo vivo, no nível molecular, veremos que há a exigência de pelo menos 5 componentes básicos, que são bastante interdependentes:

1- Matéria: para o mundo vivo, matéria é, em grande parte, um fluxo de carbono orgânico disponível para a construção de todas as moléculas do universo bioquímico. Organismos modernos ou transformam carbono inorgânico por meio de quimiossíntese/fotossíntese (autótrofos) ou consomem carbono orgânico diretamente (comendo o coleguinha vivo ao lado).

2- Energia: para que o carbono e outros elementos disponíveis possam ser combinadas para a formação das moléculas orgânicas (DNA, proteínas, açúcares, lipídios e etc). As fontes comuns utilizadas pelos seres vivos são a luz, a redução de metais e a quebra de compostos orgânicos adquiridos comendo o coleguinha.

3- Tempo (ou melhor, meio de economizá-lo): praticamente todas as reações bioquímicas que ocorrem no organismo, contam com uma ajudinha de catalizadores que vão fazer com reações bioquímicas aconteçam e as moléculas possam ser processadas, criadas ou destruídas em tempo hábil. Em geral utiliza-se íons diversos, enzimas e frequentemente uma combinação de ambos.

4- Informação: Uma forma de armazenar informações que possibilitem que o sistema possa se organizar, mediar processos e se replicar. Normalmente utiliza-se as moléculas de DNA e/ou RNA.

5- Compartimentalização: Uma forma de se isolar do seu meio. Modernamente são utilizadas membranas fosfolipídicas, capas proteicas ou paredes celulares diversas.

MODO DE PREPARO

Os 5 ingredientes listados acima são relativamente simples de serem adquiridos por um organismo vivo atual. Todos eles estão ou no próprio organismo (informação contida no DNA);  nos seres e ambiente a sua volta (energia e carbono biodisponível); ou já se possui a maquinaria e as informações para construí-los. Porém, tentar imaginar como seria possível transitar do primitivo mundo não-vivo - onde só existem minerais e compostos inorgânicos simples - para o complexo mundo vivo é muito mais complicado.

Por simplicidade da teoria, precisamos imaginar que houveram intermediários mais simples da vida, que inicialmente poderiam abrir mão de alguns desses ingredientes, sem que o processo saísse completamente de controle. Esses sistemas "protovivos" então poderiam adquirir posteriormente um ou mais dos ingredientes faltantes, produzindo por fim os primeiros organismos vivos.

Ora, mas a hipótese heterotrófica não propõe algo desse tipo? Sim, mas com dois problemas graves: falta-lhe abundância de matéria e uma tremenda dose de energia.

O PROBLEMA DA RECEITA HETEROTRÓFICA

Podemos resumir a dinâmica da hipótese heterotrófica da seguinte forma:

a) compostos da atmosfera reagem entre si formando biomoléculas na água.

b) depois de várias rodadas do processo anterior se acumulam biomoléculas na famosa sopa primordial.

c) essas moléculas reagem entre si e aumentam de tamanho e complexidade.

d) surge o mundo de RNA, onde os replicadores se multiplicam loucamente, consumindo material orgânico do próprio meio no processo.

Na teoria essa dinâmica poderia gerar: informação (RNA, RNA metilado ou PNA), poder de catálise (através das ribozimas) e compostos lipídicos que poderiam servir como uma membrana. Mas será que essa dinâmica é sustentável o suficiente para podermos escalar a complexidade a ponto de gerar vida? Provavelmente não.

O problema aqui é que, no modelo heterotrófico, quanto mais os replicadores se replicam, mais carbono orgânico precisa ser injetado na sopa (afinal, é ele que irá compor a estrutura das novas réplicas). A quantidade de energia necessária pra sustentar esse aporte é, em ultima instância, improvável de ser fornecida. E essa é uma verdade inconveniente, independente da fonte proposta pelos defensores desse modelo.

O PROBLEMA ENERGÉTICO

Dentre as fontes de energia propostas pelos defensores da hipótese heterotrófica para fornecer carbono à sopa primordial, vamos aqui focar em duas: descargas elétricas e radiação ultravioleta.

A FORÇA DOS RAIOS

Descargas elétricas são a fonte de energia mais clássica proposta para sustentar o início da vida no planeta, tanto é assim que são elas que fornecem energia no famoso experimento de Miller-Urey e em muitas das variações modernas do experimento. Apesar de tremendamente potente, uma descargas elétrica não é um evento frequente o suficiente pra sustentar a introdução massiva de carbono.

Segundo cálculos do nosso autor-base Nick Lane, para sustentar uma dinâmica bioquímica singela, utilizando a eficiência das células modernas, seriam necessários 4 raios por quilometro quadrado por segundo. No Brasil (país com maior incidência de raios do mundo), caem 9 raios por quilometro quadrado POR ANO! O número exigido, portanto, é 14 milhões de vezes a média de raios que atinge o Brasil. Definitivamente essa não parece uma solução viável, por mais furiosa que fosse a atmosfera da Terra primitiva.

ENERGIA SOLAR NA ORIGEM DA VIDA

Raios UV são provavelmente a fonte mais abundante e constante de energia na Terra. No nosso contexto de origem da vida isso era um fato ainda mais gritante, uma vez que na 4 bilhões de anos atrás a camada de ozônio não existia e, portanto, não havia filtração dos raios emitidos pelo jovem sol.

Os raios UV, reagindo com gases expelidos por vulcões, poderiam gerar cianeto que serve muito bem como fonte de carbono orgânico a ser disponibilizado à interminável e voraz dança bioquímica do mundo de RNA. Além disso alguns experimentos conseguiram sintetizar nucleotídeos através da quebra de cianeto via radiação UV. Dois problemas com uma tacada só.

Mas as vantagens de se optar pela abundância dos raios ultravioleta, vem um sério ônus: raios UV são conhecidos assassinos de moléculas orgânicas. Essa é uma verdade que se demonstra com evidências cotidianas.

Um dos cânceres mais comum no planeta é o melanoma (câncer de pele). Sua principal causa são mutações no DNA das células da pele, causadas pela alta exposição a radiação ultravioleta. Se ainda hoje - com uma protetora camada de ozônio pairando sobre nós, nosso DNA protegido por 2 membranas celulares e um poderoso sistema de reparo de DNA - ainda há dano UV tão grande, imagine só o estrago que essa radiação não poderiam causar nas frágeis moléculas da sopa primordial?

Mesmo que essa estratégia fosse estável, sob qualquer taxa razoável de formação de cianeto, sua concentração estável a 25°C seria por volta de 0.002g/L (calculado por Lane, ver referência), o que é muito pouco para fundação da bioquímica primordial.

CONCLUSÃO

Ainda que não esteja morta, a hipótese heterotrófica de origem da vida se encontra hoje em sérios apuros. Apesar de evidências in vitro da síntese de aminoácidos e nucleotídeos, o contexto físico-químico da Terra primitiva, especialmente em termos energéticos, não parece cooperar com essa ideia.

"Ah, mas você só criticou a hipótese heterotrófica,não trouxe nenhuma alternativa!"

Calma lá meu jovem, é exatamente sobre isso que vamos tratar no próximo texto dessa série. Apresentaremos brevemente a hipótese autotrófica, que será a nossa base pra discutir uma possibilidade pra desatar o complexo nó da origem da vida.

Espero você na próxima! Até lá!

REFERÊNCIAS

1- The vital question. Capítulo 3. 

2- Referência dos raios no Brasil: https://bityli.com/1CoYB (com dados do INPE)

A Origem da Vida: Sopa primordial e o mundo de RNA (Parte 2)

Capa. Imagem composta a partir das originais aqui e aqui.

Autor: Gabriel Bueno

No primeiro texto dessa série falamos um pouco sobre a definição de vida que adotaremos aqui. Um texto de certa forma bastante filosófico, que eu recomendo bastante que vocês leiam. Pra isso é só clicar AQUI, que você será redirecionado pra lá.

No texto de hoje pretendo apresentar a mais clássica das hipóteses que surgiram desde o início do século passado para a origem da vida: a hipótese heterotrófica. Essa não vai ser a visão que adotaremos nesta série, mas é importante citá-la, já que é uma possibilidade, embora tenha seus problemas e lacunas.

VAI UMA SOPA AÍ?

Desde que a geração espontânea morreu, em meados do século XIX, a discussão sobre a origem dos primeiros seres vivos permaneceu de certa forma em repouso, até que na década de 1920 o bioquímico Alexander Oparin (em 1924) e o geneticista J.B.S. Haldane (em 1929) propuseram independentemente o que ficaria conhecida como "hipótese da sopa primordial (1)(2).

Basicamente essa hipótese parte das seguintes premissas:

1- A atmosfera primitiva da terra era redutora com uma composição majoritariamente de metano, vapor de água e amônia (segundo Oparin). Haldane também acrescenta CO2 nesta lista.

2- Haviam fontes de energia abundantes, como temperaturas mais elevadas (de fontes variadas) e descargas elétricas.

Com isso, a hipótese conclui que dado esse contexto, seria quimicamente possível que a  formação de monômeros importantes pra vida, como aminoácidos e nucleotídeos, acontecesse na Terra primitiva. Com o tempo, esses compostos se acumulariam em uma sopa quente de monômeros que reagiriam entre si formando proteínas, DNA, carboidratos mais complexos e, por fim, vida! Esses seres vivos primordiais foram batizados por Oparin de "Coacervados", células bastante primitivas a partir das quais a vida evoluiu e aumentou de complexidade.

Observação histórica interessante: ainda que não tenha se debruçado extensamente sobre o tema, Charles Darwin sugeriu, em carta a Joseph Hooker, algo semelhante à ideia da sopa primordial ("poderíamos conceber em um pequeno lago quente com todo tipo de amônia e sais fosfóricos - luz, calor, eletricidade presente"). (3)

O EXPERIMENTO DE MILLER E UREY

Para a hipótese de Oparin e Haldane sobravam aspectos teóricos, mas faltava uma base experimental que demonstrasse que a transição de mundo estritamente químico para um mundo bioquímico era possível. Foi só em 1952 que Stanley Miller e Harold Urey desenharam um experimento que colocaria em prática as condições teorizadas por Oparin e Haldane (4).

A ideia era simples: emular a dinâmica da Terra primitiva, com seus componentes químicos e uma fonte de energia viável (descargas elétricas, neste caso) e observar quais reações químicas seriam possíveis e quais os produtos dessas reações.

FIGURA 1. Experimento de Urey-Miller. Disponível aqui.

Após o experimento, foram observados alguns compostos bioquímicos extremamente relevantes, dentre eles 5 aminoácidos, dos quais 3 são proteinogênicos (participam da formação de proteínas). Essa foi uma descoberta bastante promissora na época, embora ainda faltassem uma série de compostos bioquímicos à serem sintetizados experimentalmente.

Infelizmente o experimento de Miller já não pode ser considerado uma boa evidência para suportar a teoria heterotrófica. Descobertas recentes sobre a atmosfera terrestre, baseadas em cristais de zircão e rochas primitivas, apontam que ela não era redutora (e sim relativamente neutra) e nem possuía os compostos que supunha a hipótese de Oparin e Haldane - sendo formada majoritariamente de gás nitrogenio (N2), vapor de água e gás carbônico - o que inviabiliza a utilização desse experimento como evidência (5).

MUNDO DE RNA E O REPLICADOR PRIMORDIAL

Com exceção dos retrovírus (como o HIV), todos os organismos vivos hoje armazenam sua informação genética na molécula de DNA. Além dela existe ainda uma molécula mais simples, chamada de RNA. De modo grosseiro e simplificado, podemos dizer que o RNA é uma molécula acessória que leva as mensagens codificadas no DNA para a formação de proteínas, que vão ser as moléculas efetoras no metabolismo celular.

Por uma questão de simplicidade, teóricos da origem da vida acreditam que o RNA teria se formado primeiro, enquanto o DNA seria um advento mais recente da evolução química. Além da simplicidade, a molécula de RNA é bastante versátil podendo desempenhar, além da função de armazenamento, função de catalisador de reações (as chamadas ribozimas) e a capacidade de autorreplicação. Uma molécula "faz-tudo" como essa seria certamente é um bom palpite para dar o pontapé na origem da bioquímica complexa.

A ideia de que os primeiros replicadores fossem moléculas de RNA deu origem ao que chamamos de hipótese do "mundo de RNA", termo cunhado em 1986 pelo físico e bioquímico Walter Gilbert (6). O mundo de RNA seria um passo intermediário entre a sopa primordial e a vida propriamente dita.

Segundo esta hipótese, na sopa primordial poderiam se formar espontaneamente bases nitrogenadas (você sabe: Adenina, Citosina, Timina, Guanina e Uracila); além de açúcares (como a ribose) que, juntamente com fosfato, poderiam se reunir em nucleotídeos. Por fim, os nucleotídeos (A, C, G e U, no caso) poderiam se agregar formando moléculas de RNA. Em um mundo de RNAs, há uma competição intensa entre os replicadores, fazendo com que haja uma seleção no nível bioquímico daqueles mais eficientes, levando a um aumento da complexidade das moléculas e de sua aptidão.

PROBLEMAS DO MUNDO DE RNA

Logo que a ideia de um mundo de RNA surgiu, alguns problemas vieram a tona. Vale aqui citar três questões principais.

1- Não se conheciam rotas de formação de bases nitrogenadas de forma espontânea.

Essa questão já está relativamente bem encaminhada. Um trabalho de 2019 conseguiu criar bases nitrogenadas a partir de precursores inorgânicos em laboratório (7).

2- O RNA é uma molécula bastante instável. Diferente do DNA, a molécula de RNA se degrada relativamente rápido tanto dentro de células quanto no ambiente.

Para essa questão há algumas propostas de solução. Foi teorizado que a formação de um polímero mais estável, chamado PNA, serviria de alternativa anterior ao mundo dos replicadores atuais que conhecemos (8). Alguns autores também propuseram soluções como a capacidade de metilação dos RNAs, o que poderia aumentar sua estabilidade (9).

3- A meia-vida das bases nitrogenadas é bastante curta. Isso significa que a velocidade de degradação da molécula é elevada, o que dificultaria o acúmulo de bases na sopa primordial para que as moléculas de RNA se formassem.

Essa questão ainda permanece um problema, e acreditem, não é um problema qualquer. Essa dificuldade expõe parte do que, na minha visão, é a maior fraqueza da hipótese heterotrófica de origem da vida. Mas por hora, não entrarei nos detalhes desse problema, pra não alongar demais esse texto.

***

Só posso pedir que aguardem o nosso próximo episódio, onde vamos nos debruçar sobre essa questão com mais detalhe e apresentarei a vocês a hipótese autotrófica, que é a visão sobre a qual essa série estará apoiada.  Espero que tenham gostado e até o próximo texto, pessoal!

REFERÊNCIAS

1- Oparin, A. I. (1924). Proischogdenie zhizni. Moscovsky Robotchii, Moscow.

2- Haldane, J. B. (1929). Rationalist Annual. The origin of Life, 148.

3- Peretó, J., Bada, J. L., & Lazcano, A. (2009). Charles Darwin and the origin of life. Origins of life and evolution of biospheres, 39(5), 395-406.

4- Miller, S. L. (1953). A production of amino acids under possible primitive earth conditions. Science, 117(3046), 528-529.

5- Lane, N. (2015). The vital question: energy, evolution, and the origins of complex life. WW Norton & Company. Capítulos 2 e 3.

6- Cech, T. R. (2012). The RNA worlds in context. Cold Spring Harbor perspectives in biology, 4(7), a006742.

7- Becker, S., Feldmann, J., Wiedemann, S., Okamura, H., Schneider, C., Iwan, K., ... & Carell, T. (2019). Unified prebiotically plausible synthesis of pyrimidine and purine RNA ribonucleotides. Science, 366(6461), 76-82.

8- Nelson, K. E., Levy, M., & Miller, S. L. (2000). Peptide nucleic acids rather than RNA may have been the first genetic molecule. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(8), 3868-3871.

9- Rana, A. K., & Ankri, S. (2016). Reviving the RNA world: an insight into the appearance of RNA methyltransferases. Frontiers in genetics, 7, 99.

A Origem da Vida: Afinal, o que é vida? (Parte 1)

Capa. Nick Lane em apresentação na Royal Institution. 

Autor: Gabriel Bueno

Antes de começar a ler esse texto, vai aqui um aviso: escrevi uma breve introdução, explicando minha escolha de fonte para essa nova série, que será um pouco diferente das demais que escrevi aqui no blog. Vou deixar o link para esse pequeno comentário AQUI, caso você queira dar uma olhada. Mas isso não é, de forma alguma, um requisito para entender o texto de hoje. Dito isso, vamos ao que interessa.

O PROBLEMA DO CONCEITO DE VIDA

Antes de começar o texto quero deixar claro que eu definitivamente não pretendo entrar a fundo nas discussões sobre as várias propostas que visam definir o que é vida. Mesmo que isso possa parecer incoerente e até mesmo irônico - uma vez que é exatamente sobre isso que se trata essa série - esse será um atalho que, acreditem, é melhor tomarmos. A discussão sobre o que seria "vida" é extremamente extensa, tortuosa, ultra-filosófica e, para abordá-la, gastaríamos um post ou mais.

Além disso, ainda correríamos o risco de não chegar a uma conclusão palpável, uma vez que essa discussão está longe de ser fechada. Mas, para os curiosos de plantão, é claro que deixarei algumas referências sobre essa discussão, para aqueles quem quiserem se aprofundar um pouco(1)(2).

Ao invés de me extender em discussões intermináveis sobre o que é vida, no texto de hoje eu pretendo me voltar para uma definição específica que, apesar de não ser muito ortodoxa, trará ao leitor uma nova perspectiva sobre esse tema. Escolhi essa definição por alguns motivos:

1- É a minha visão particular sobre o conceito, a definição que eu acredito ser a mais elegante e coerente.

2- É a visão da qual o Nick Lane também compactua (3) e, obviamente, é bom estar afinado com o seu autor-base na hora de desenvolver os textos.

3 - É uma visão mais holística e integrativa da vida, pois se volta mais para a dinâmica da vida que para características do objetos vivos em si.

4- É uma visão muito menos rígida que as tradicionais, superando assim o fato de que linhas divisórias na natureza são um mero capricho dos seres humanos.

A VIDA COMO UMA DINÂMICA

As definições clássicas de vida podem ser vistas basicamente como um "checklist" de pré-requisitos que, caso determinada entidade siga a risca, ela será considerada viva. Frequentemente essas listas enumeram fatores como capacidade de auto-regulação, auto-replicação e diversos outros "autos". Há um problema inerente a essas definições baseadas em capacidades intrínsecas dos organismos: elas são, em ultima instância, ilusórias e dependem de uma escala arbitrária de independência dos seres.

Peguemos por exemplo um polvo. Nenhuma definição de vida que eu conheça excluiria um polvo de sua exclusiva lista. Porém, se analisarmos com detalhe, um polvo só é independente até a página 2. Se restringirmos o ambiente desse organismo, privando-o de alimento ou oxigênio, essa vida rapidamente irá definhar e passar a ser algo não vivo (o polvo morre, é claro). Definições focadas exclusivamente nas capacidades do organismo cria a necessidade de ignorarmos completamente que, para se sustentar, ela irá, por vezes, consumir de forma voraz outros organismos presentes no ambiente à sua volta, sem os quais eles acabarão por integrar o reino dos mortos.

Mesmo se partirmos para os vegetais, que não consomem outros organismos, ainda teremos uma absurda dependência do ambiente para manter seu status de "vivo". Retire o oxigênio, a luz e outros elementos cruciais do entorno e uma samambaia se reduz à matéria orgânica morta.

Observações como essa me levam à seguinte reflexão: mais relevante do que analisar o que está vivo, é olhar para o potencial de viver. Viver não se resume a possuir capacidade intrínseca de replicação ou a possibilidade de metabolizar substancias do ambiente, viver depende de como se interage, explora e convive com o ambiente a sua volta, independente de qual seja esse ambiente.

Um tardígrado que entra em criptobiose, se isolando completamente de seu ambiente, pode manter seu potencial de viver por meses a fio em condições extremas. Ninguém seria louco de negar que o tardígrado está vivo naquele momento de reclusão porque, caso as condições melhorem, ele retornará a sua fofinha forma ativa.

Se excluirmos a arbitrária escala estabelecida, veremos que os vírus podem muito bem ser comparados a tardígrados, dadas as devidas proporções. Os vírus permanecem inativos, assim como tardígrados em criptobiose, até que entrem em uma célula e lá dentro comecem a viver. Em um contexto intracelular, vírus são amplamente ativos, se replicando (e muito bem diga-se de passagem) nesse período em que exploram o rico ambiente celular em que estão inseridos.

Não há distinção energética óbvia entre consumir outros organismos (como o polvo faz), utilizar a radiação solar para produzir compostos orgânicos (como as plantas) e explorar o ambiente e a maquinaria celular para se reproduzir (como um vírus qualquer). Olhando por esse lado, não haveria motivo plausível o suficiente para excluir os vírus do clã dos vivos.

Colocando como vivos todas aquelas entidades que possam em algum momento (assim que seu ambiente seja favorável) viver, se replicando e explorando a energia disponível no seu entorno vemos que a natureza está muito além de um checklist arbitrário estabelecido por macacos pelados.

O limite entre vivo e não vivo não deve se basear em uma lista de pré-requisitos, esse limite é mais uma das zonas cinzas complexas da biologia. A transição entre os mundo vivo e o não vivo se apresenta em um delicado continuum que vai de príons, passando por vírus, bactérias, até as formas de vida mais "independentes", como plantas e animais. Assim como outras definições tão debatidas na biologia (e.g., o que é uma espécie?), a vida se dá em mais de 50 tons.

CONCLUSÃO

Goste o leitor ou não "en este blog vírus são considerados seres vivos", e a definição de vida explorada acima será a que levaremos adiante nesta série que começa hoje. Muito mais importante que cumprir requisitos para ser "vivo" é possuir a capacidade de viver, mesmo que em um contexto específico e temporalmente limitado.

Espero que tenham gostado do texto de hoje e que continuem acompanhando a nossa série daqui em diante. Até a próxima!

REFERÊNCIAS

1- Luisi, Pier Luigi. "About various definitions of life." Origins of Life and Evolution of the Biosphere 28.4-6 (1998): 613-622.

2- Ruiz-Mirazo, K., Peretó, J., & Moreno, A. (2004). A universal definition of life: autonomy and open-ended evolution. Origins of Life and Evolution of the Biosphere, 34(3), 323-346.

3- Lane, N. (2015). The vital question: energy, evolution, and the origins of complex life. WW Norton & Company. Capítulos 2 e 3.

A Origem da Vida: um parêntese (Parte 0)

Autor: Gabriel Bueno

Sim! Vamos finalmente falar sobre a origem da vida no nosso planeta. Mas antes de começar a nossa nova série eu preciso fazer algumas considerações, explicando como ela será e porque ela será diferente das outras.

Diferente das séries "Como Organizamos os Seres Vivos?" e "A Evolução dos Bichos", onde eu uso diferentes fontes pra construir os textos, nesta série eu utilizarei um livro como fonte principal, ainda que eu complemente com outras leituras em momentos oportunos. Minha base pra essa série será o livro The Vital Question (Questão Vital) escrito pelo professor e pesquisador do London College, Nick Lane.

Sim, eu sei que essa abordagem não é a ideal para a divulgação científica. Mas vou colocar aqui alguns dos motivos que me levaram a fazer essa escolha.

DOMÍNIO DO ASSUNTO

A origem da vida é um assunto que, apesar de residir no coração da biologia, têm seus alicerces fundamentados majoritariamente na bioquímica. É impossível falar sobre origem sem entrar em alguns detalhes do universo das moléculas que precederam o mundo vivo. Infelizmente, eu estou muito longe de ser alguém que está inserido nesse mundo.

Eu trabalho com evolução, zoologia (entomologia, mais precisamente) e sistemática filogenética. Apesar de ser curioso sobre quase tudo que envolve biologia, não me sentiria confortável em construir, sozinho, uma base teórica pra escrever sobre biologia molecular. Portanto, para tentar garantir a precisão do que eu escrevo para vocês, tomei a liberdade de limitar a literatura desta série ao livro do brilhante divulgador que é Nick Lane (e algumas poucas leituras extras).

TEMPO DE ESCRITA

Apesar de gostar muito de divulgação, eu tenho demorado bastante tempo para escrever. Por exemplo, o texto sobre a explosão do Cambriano demorou um ano para sair do papel. Isso porque até agora eu só escrevi sobre assuntos que estão próximos da minha área de preferência.

Imagine se fosse passar pelo mesmo processo padrão, trocando animais por moléculas? O texto só sairia em 2023 (e olhe lá).

UMA VISÃO LIMITADA?

Eu sei que uma série de um livro só pode passar a impressão de ser tendenciosa, isso pode até ser uma infeliz verdade, mas felizmente há um comentário de salvação à ser feito.

Qualquer escrita científica, mesmo que no meio acadêmico mais rigoroso (o que um blog definitivamente não é) haverá certo viés e predisposições mascaradas em algum nível. Nesse ponto, eu diria que o livro de Lane é muito mais honesto que a média. Em diversos momentos ele deixa explícitas quais passagens especulativas e, muitas vezes,  expõe outras visões que não à sua própria (alternativas que eu pretendo explorar, ao menos superficialmente).

CONCLUSÃO

Depois desse pequeno parêntese, peço que preparem-se pra uma longa viagem. Que irá aos confins mais distantes do espaço e do tempo no nosso planeta em busca de possíveis respostas para a grande pergunta: afinal, de onde veio a vida?

Para seguir a leitura é só clicar aqui e você será levado ao primeiro texto da série.

Arcossauromorfos – Mortos, mas não esquecidos – Capítulo I

Capítulo I – Introdução

Olá, seja bem-vindo ao canal blog/canal Coelho Pré-Cambriano! Hoje estamos iniciando uma nova minissérie: Arcossauromorfos  – Mortos, mas não esquecidos. 

Antes de começar, eu gostaria de comunicar que eu criei uma conta no PicPay e, se você quiser, pode me dar alguma ajuda financeira pra incentivar o meu trabalho de divulgação científica aqui no canal. É só procurar @coelhopreoficial no app do PicPay e fazer a sua doação, se assim desejar. Desde já, agradeço muitíssimo!   

Os repteis viventes pertencem a um grande clado, chamado Diapsida, que pode ser dividido basicamente em três linhagens. Uma delas é chamada de Lepidosauria e inclui o tuatuara e os lagartos (serpentes são lagartos, por sinal). Dizemos, portanto, que um lagarto é um lepidossauro. Outra linhagem é chamada de Testudines/Testudinata/Chelonia e inclui tartarugas, cágados e jabutis. Dizemos que estes animais são testudines ou quelônios.

Figura 1. Filogenia simplificada das linhagens de répteis viventes. Adaptado de Crawford et al., 2014.

Por fim, temos Archosauria, que inclui aves e crocodilianos. Aves e crocodilianos são répteis arcossauros. Sim, aves são répteis – tem vídeo no canal explicando isso.  Arcossauros extintos muito famosos são os dinossauros não-avianos e os majestosos pterossauros. Considerando apenas as linhagens viventes, os dados moleculares, genéticos, indicam que os testudines são parentes mais próximos dos arcossauros do que dos lepidossauros. O grupo formado por Testudines + Archosauria é conhecido como Archelosauria.

Essas são as grandes linhagens de répteis viventes. Agora vamos voltar nossa atenção para Archosauria.

Archosauria é um grupo dentro de outro grupo mais inclusivo chamado Archosauriformes. O grupo ainda mais amplo que inclui os arcossauriformes e todos os répteis que são mais aparentados a eles do que aos lepidossauros é chamado de Archosauromorpha. Os membros viventes dessa linhagem são os arcossauros. Nessa série a gente não vai tratar dos arcossauros, mas apenas dos arcossauromorfos extintos.

Figura 2. Filogenia simplifica dos arcossauriformes. Adaptado de Nesbitt, 2011.

Figura 3. Filogenia simplificada dos arcossauromorfos. Adaptado de Ezcurra, 2016.

Os fósseis mais antigos de arcossauromorfos são poucos e conhecidos de estratos do Permiano Médio, como é o caso de um espécime muito fragmentário encontrado no Brasil, e do Permiano Superior da Europa e da África: Protorosaurus speneri (Alemanha [possibilidade de Permiano Médio] e Inglaterra), Archosaurus rossicus e Eorasaurus olsoni (Rússia), e Aenigmastropheus parringtoni (Tanzânia). Após a grande extinção Permo-Triássica, que marca o fim da Era Paleozoica, os arcossauromorfos tornaram-se abundantes e muito diversos, tanto em número de espécies quanto em termos eco(morfo)lógicos. 

Por volta do Triássico Médio haviam emergido arcossauromorfos herbívoros bem especializados, predadores pequenos similares a lagartos, grandes predadores de topo terrestres, bem como bizarros predadores marinhos de pescoço alongado.

Os “primeiros” arcossauromorfos e os primeiros arcossauriformes foram importantes jogadores, digamos assim, na trama ecológica antes da grande irradiação dos arcossauros no Triássico Superior. Nenhuma das mais antigas linhagens de arcossauromorfos e arcossauriformes (com duas possíveis exceções) sobreviveu até o Jurássico, infelizmente. As exceções seriam os Testudines e os Choristodera, mas não há consenso sobre se são ou não arcossauromorfos.

Ok, aqui cabe um explicação sobre os testudines. No começo eu afirmei que "o grupo formado por Testudines + Archosauria é conhecido como Archelosauria". Depois eu disse que "o grupo ainda mais amplo que inclui os arcossauriformes e todos os répteis que são mais aparentados a eles do que aos lepidossauros é chamado de Archosauromorpha". Acontece que se os testudines são parentes mais próximos dos arcossauros do que dos lepidossauros, então eles também deveriam ser chamados de arcossauromorfos. 

Pois bem. 

Testudines é o grupo que inclui tartarugas, cágados e jabutis. É, na verdade, um sub-grupo de Testudinata, um clado mais inclusivo, que abrange todas as formas que possuem um casco com carapaça (dorsal) e plastrão (ventral). Testudinata, por sua vez, faz parte de um grupo ainda mais inclusivo chamado Pantestudines, que pode ser definido como o grupo que inclui os testudines e todos os répteis mais próximos a eles do que a outros répteis. Há muita discussão, inclusive, sobre o seu conteúdo e exatamente onde Pantestudines se encaixa na filogenia dos répteis. 

Uns argumentam que Pantestudines inclui uma série de répteis marinhos e está mais relacionado com os arcossauriformes do que com os lepidossauros. Se esse for o caso, então Archosauromorpha e Archelosauria são sinônimos (Fig. 4).  Por outro lado, outros argumentam que Pantestudines inclui uma série de répteis marinhos e está mais relacionado aos lepidossauros do que aos arcossauriformes e, assim, Archelosauria se torna sinônimo de Sauria (Fig. 5), o nome que geralmente é dado ao grupão que inclui Archosauromorpha e Lepidosauromorpha. 

Figura 4. Arcosauromorpha = Archelosauria. Adaptado de Lee, 2013. 

Deixo como nota aqui que Sauria não é sinônimo de Diapsida. Na verdade Diapsida é um clado muito grande, mas que teve muitos de seus membros eliminados pela extinção. Só sobreviveram os saurios.  

Figura 5. Archelosauria = Sauria. Adaptado de Schoch & Sues, 2015.  

Mas não para por aí. Existe outra possibilidade. Outros  sugerem que, na verdade, arcossauromorfos e lepidossauromorfos formam um clado, que por sua vez está relacionado a um grande clado que incluiria ictiossauros, plesiossauros e mais uma gama de outros répteis marinhos. E Testudinata, onde se encaixaria? Bem, seria uma linhagem separadas dessas mencionadas (Fig. 6).

Figura 6. Hipótese alternativa. Adaptado de Neenan et al., 2013.  

                

Ótimo, vamos ao parágrafo final. 

Nessa minissérie nós vislumbraremos, ainda que superficialmente, a diversidade, distribuição, filogenia, ecologia e macroevolução dessas antigas linhagens de arcossauromorfos e arcossauriformes. Mas antes disso aprenderemos como reconhecer fósseis de arcossauromorfos e arcossauriformes. Já no próximo capítulo. Até lá!

Saiba mais:

Essa minissérie é baseada majoritariamente em “Early Archosauromorphs: The Crocodile and Dinosaur Precursors”, por Ezcurra et al., 2020.

Outra referência que irei usar é “Sobreviventes: diversificação de Archosauromorpha após a Extinção Permo-Triássica”, por De-Oliveira et al. 2020.

Referências

Revisões sobre os arcossauromorfos:

Ezcurra, Martin & Jones, Andrew & Gentil, Adriel & Butler, Richard. (2020). Early Archosauromorphs: The Crocodile and Dinosaur Precursors. 10.1016/B978-0-12-409548-9.12439-X.

DE-OLIVEIRA, Tiane Macedo; PINHEIRO, Felipe; KERBER, Leonardo. Sobreviventes: diversificação de Archosauromorpha após a Extinção Permo-Triássica. Terrae Didatica, v. 16, p. e020009-e020009, 2020.

Sobre as relações filogenéticas dos testudines:

JOYCE, Walter G.; PARHAM, James F.; GAUTHIER, Jacques Armand. Developing a protocol for the conversion of rank-based taxon names to phylogenetically defined clade names, as exemplified by turtles. Journal of Paleontology, v. 78, n. 5, p. 989-1013, 2004.

FIELD, Daniel J. et al. Toward consilience in reptile phylogeny: miRNAs support an archosaur, not lepidosaur, affinity for turtles. Evolution & development, v. 16, n. 4, p. 189-196, 2014.

CRAWFORD, Nicholas G. et al. A phylogenomic analysis of turtles. Molecular phylogenetics and evolution, v. 83, p. 250-257, 2015.

LEE, M. S. Y. Turtle origins: insights from phylogenetic retrofitting and molecular scaffolds. Journal of Evolutionary Biology, v. 26, n. 12, p. 2729-2738, 2013.

SCHOCH, Rainer R.; SUES, Hans-Dieter. A Middle Triassic stem-turtle and the evolution of the turtle body plan. Nature, v. 523, n. 7562, p. 584-587, 2015. 

NEENAN, James M.; KLEIN, Nicole; SCHEYER, Torsten M. European origin of placodont marine reptiles and the evolution of crushing dentition in Placodontia. Nature Communications, v. 4, n. 1, p. 1-8, 2013.

Sobre a evolução do grupo Lepidosauromorpha + Archosauromorpha:

EZCURRA, Martin D.; SCHEYER, Torsten M.; BUTLER, Richard J. The origin and early evolution of Sauria: reassessing the Permian saurian fossil record and the timing of the crocodile-lizard divergence. PLoS One, v. 9, n. 2, 2014.

Sobre o mais antigo arcossauromorfo da América do Sul:

MARTINELLI, Agustín G. et al. The oldest archosauromorph from South America: postcranial remains from the Guadalupian (mid-Permian) Rio do Rasto Formation (Paraná basin), southern Brazil. Historical Biology, v. 29, n. 1, p. 76-84, 2017.

Uma função universal para o DNA lixo?

DNA lixo. Imagem disponível aqui.

Existem diversas evidências a favor da ideia que parte do nosso genoma é composta por DNA não-funcional [1-3], bem como uma série de problemas e inconsistências quando se assume que todo o DNA é funcional [4].

Aqueles que não conseguem aceitar a existência do DNA não-funcional aparecem com todo tipo de explicação, algumas sofisticadas, outras nem tanto, sempre alegando ter descoberto uma função para o "DNA lixo". Uma dessas "funções" propostas para o DNA não-funcional, é a suposta proteção do DNA funcional contra mutações.

Uma analogia pensada (e calculada) pelo Dan Graur ajuda a entender [5].

Suponha que as partes funcionais do genoma são janelas normais, que se pode quebrar com pedras (mutações deletérias). Imagine 7 dessas janelas alinhadas lado a lado. E 3 pedras para quebrá-las. Se alguém jogar essas 3 pedras nas janelas, calcula-se (não entrarei em detalhes aqui) que, em média, 2,597 (~37% das janelas) serão quebradas. 

Agora suponha que 7 janelas inquebráveis são misturadas junto com as quebráveis. E lá vamos nós tacar 3 pedras novamente. Dessa vez, em média, 2,772 janelas serão alvejadas, mas como metade das janelas são inquebráveis, apenas 1.386 janelas serão quebradas. Isso quer dizer que apenas ~20% das janelas quebráveis foram quebradas. 

Essa redução de ~37% para para ~20% comprova, portanto, que as janelas inquebráveis (DNA não-funcional) protegem  as janelas quebráveis (DNA funcional) das mutações deletérias (pedras). Certo?

Não. 

Há um erro fundamental aí: manter o número de pedras constante. Na natureza o número de mutações é diretamente proporcional ao tamanho total de uma sequência. Em termos da  analogia, isso equivale a dizer que o número de pedras é diretamente proporcional ao número total de janelas. Isto é, ao dobrar o número de janelas, deveríamos ter dobrado também o número de pedras, se quiséssemos ter um modelo fiel da natureza biológica. Assim, haveriam 6 pedras e, ao fazer os cálculos, não haveria redução alguma, permaneceriam os mesmos ~37% de janelas quebráveis sendo quebradas. 

É isso. 

Referências

1 - GRAUR, Dan. Rubbish DNA: The functionless fraction of the human genome. In: Evolution of the Human Genome I. Springer, Tokyo, 2017. p. 19-60.

2 - https://sandwalk.blogspot.com/2018/04/required-reading-for-junk-dna-debate.html

3 - PALAZZO, Alexander F.; GREGORY, T. Ryan. The case for junk DNA. PLoS genetics, v. 10, n. 5, 2014.

4 - https://sandwalk.blogspot.com/2013/07/five-things-you-should-know-if-you-want.html

5 - https://judgestarling.tumblr.com/post/188325575781/on-the-imbecilic-claim-that-junk-dna-protects#disqus_thread