Diário de um Biólogo – Domingo 08/03/2009

Acordei tarde e feliz. Desde ontem não faço nada além de comer, dormir e namorar.

Mas mais uma semana vai começar e o texto do blog ameaça fazer 15 dias estampado na vitrine. Havia me prometido lançar pelo menos um texto por semana, mas a coordenação da nova Biofísica para Biologia (BMB163) tem tomado todo o meu tempo. Como boa parte desse tempo foi gasto na criação de textos para auxiliar nas aulas, pensei: "Porque não colocar eles também no blog?"

Os textos são um pouco mais didáticos do que eu costumo a colocar aqui, mas talvez sejam até mais interessantes para os muitos estudantes que frequentam o VQEB. Quem sabe até eles não comentem mais os textos, que eu sei, por diversos canais (tem texto até com comunidade - pro bem e pro mal - no Orkut), ele lêem?

PS: Um beijo especial hoje para todas as mulheres por mais esse dia especial.

Quem são os biofísicos?

Quando entrei no doutorado no Instituto de Biofísica da UFRJ em 1997, uma coisa me incomodava: eu não sabia direito o que era Biofísica! Eu enchia a boca para dizer "Faço doutorado em biofísica" e torcia para ninguém perguntar depois "Mas o que é biofísica?" Acho que o termo é tão ostentoso que ninguém se arriscava a perguntar. Até ontem. Na verdade a pergunta do João não foi exatamente o que é biofísica, mas sim se existem "biofísicos"? Sim João, existem.

Mas vamos voltar a biofísica. É claro que em algum momento, bem no início, eu procurei uma definição de Biofísica. E encontrei. Várias. Todas desse tipo: "Biofísica é a aplicação de princípios físicos, tanto clássicos como modernos, para a solução de problemas dos sistemas biológicos"
Nenhuma ficava guardada na minha memória. Com o tempo, fui eu mesmo construindo minha definição.

Acho que começou quando li "Genes, girls and Gamow" do James Watson (um dos descobridores da dupla hélice do DNA). O 'Gamow' do título é o físico nuclear George Gamow. Um cara de peso, não apenas pelos seus quilos em excesso, mas por toda sua influência na física e na política do século XX. Foi ele que cunhou o termo "big bang" para descrever a grande explosão que teria dado origem ao universo e trabalhou no projeto Manhatan, de onde saíram as duas primeiras bombas atômicas do mundo.

A física viveu seu auge no início do século XX. O modelo atômico de Neils Bohr, a relatividade de Einstein e a mecânica quântica de Max Planck, mudaram a forma de ver o mundo. Houve muitos outros físicos de destaque como Enrico Fermi, Robert Oppenheimer e Richard Feynman. Mas o (explosivo) sucesso da empreitada do projeto Manhatan, com a aplicação na pratica de toda a física teórica até então produzida, trouxe o vazio que costuma a acompanhar o alcance de grandes objetivos. O pós-guerra deixou então muitos físicos órfãos, para não dizer desempregados.

Por outro lado, a biologia era um campo de grande efervescência. Avery, MacLeod e McCarty tinham descoberto em 1944 que era o DNA que continha as informações genétics. Em 1952 Linus Pauling ganhou o Nobel pela descoberta da estrutura de alfa-helice e folhas-beta das proteínas, e em 1953 Watson e Crick descobriram a dupla hélice do DNA. Isso entre outras coisas. Não é de estranhar que os físicos desempregados e sedentos por novas idéias voltassem seus olhos para a biologia. E foi o que fizeram. No livro de Watson ele relata de como após a descoberta da estrutura da dupla hélice, Gamow se juntou a ele e Crick para tentarem entender como apenas 4 nucleotídeos poderiam dar origem aos 20 aminoácidos conhecidos. Eles precisariam estar em código e quebrar esse código se tornou o principal passatempo de Gamow, que continuava consultor do governo americano para assuntos de segurança nacional.

O próprio trabalho de Linus Pauling e de Watson e Crick não seria possível sem uma importante ferramenta da física aplicada a biologia, a difração de raios-X. A técnica utilizada por Bragg e Bragg para decifrar a estrutura cristalina dos materiais foi rapidamente incorporada a biologia para estudar a estrutura cristalina das moléculas biológicas. O fisiologista Neozelandês Maurice Wilkins e a biofísica americana Rosalind Franklin foram pioneiros na aplicação dessa técnica à biologia e competiam com Watson e Crick para ver quem determinaria primeiro a estrutura do DNA.

Parênteses para fofoca: Na verdade, foi ao ver uma palestra de Wilkins no Instituto de Zoologia de Nápoles, que Watson (que era muito, muito ambicioso) decidiu que deveria estudar a estrutura do DNA, um assunto que poderia levá-lo a fama (e ao sucesso com as garotas, que ele tanto almejava). Mas ele, além de muito feio e muito chato, não entendia nada de difração de raios-x, então foi para a Inglaterra, para os laboratórios Cavendish, onde essa técnica era amplamente utilizada (inclusive por Sir Laurence Bragg), com a desculpa de estudar a estrutura da mioglobina. Mas passava a maior parte do tempo conversando com Crick sobre hereditariedade, DNA e construindo os modelos de madeira e ferro que levaram eles a compreender corretamente a estrutura do DNA. Fecha parênteses.

Mas talvez o pai da biofísica seja Erwin Schrödinger. É, aquele que disse que 'o gato dentro da caixa' está vivo algumas vezes e morto outras, esse mesmo. Ele foi mais um daqueles brilhantes físicos do início do século XX, que já na meia idade, após uma distinta carreira científica, voltou seus olhos para a biologia.

A pergunta que perturbava Schrödinger era: "Como podem os eventos no tempo e espaço que ocorrem dentro dos limites espaciais de um organismo vivo, serem explicados pela física e pela química?" Ele estava convencido de que a inabilidade da física e da química daquela época para explicar esses eventos não era razão para duvidar que eles pudessem ser explicados por essas ciências. Assim, em 1948 ele publica o livro "What is life" onde dá uma abordagem revolucionária sobre o que é a vida e que influenciou em muito a biologia dai por diante.

Hoje em dia a definição que eu mais gosto, e mais uso, é a do professor Carlos Chagas Filho, fundador do Instituto de Biofísica da UFRJ, que leva o seu nome, e onde eu trabalho: "Biofísica é tudo aquilo que se faz no instituto de Biofísica"

Precisam-se de Biólogos

Sempre quis ser biólogo.

As razões foram sofrendo influências diversas ao longo do tempo, mas que eu lembre, sempre quis ser biólogo. Acho que começou quando eu era pequeno e ao invés de brincar com o baldinho na areia, brincava na água. Na lagoa de São Pedro da Aldeia, então de águas cristalinas, dava para ver os peixinhos e de vez em quando, um desavisado ia parar no meu balde. Eram os idos de 78.

Dai para o meu primeiro aquário foi um passo. Depois a pesca de camarão, o mergulho, e eu já queria ser biólogo marinho. Antes de fazer vestibular, fui tentado pela oceanografia, mas a grande quantidade de matemática me desanimou. Ao mesmo tempo, a engenharia genética começava a despontar. Bactérias que produziam insulina humana, ratazanas que produziam leite de vaca, milho transgênico. A biologia continuava com grande poder de sedução. Eram os idos de 88.

Entrei para a faculdade de Biologia, aprendi um monte de coisas e decidi que queria trabalhar na universidade para sempre. Fui fazer mestrado no sul. Proteínas sendo purificadas a torta e direita, genes clonados todos os dias. A biologia molecular entrou definitivamente na vida dos biólogos. As companhias de biotecnologia cresceram vertiginosamente e o mundo se assombrou com a clonagem da ovelha Dolly. Eram os idos de 98.

Em entrevista à Folha de São Paulo de domingo, 27/04/2008, o economista Francês Bruno Parmentier, autor do livro "Alimentar a humanidade", diz que o século XXI será de "penúria alimentar". Ele explica que a revolução agrícola dos anos 60usa muita terra, água e energia; e que é impossível leva-la adiante em tempos de escassez.

Em suas palavras: "A química já deu à agricultura tudo o que podia no século XX, como os fertilizantes, os fungicidas, os inseticidas e os herbicidas. Hoje ela custa muito caro em termos de energia e acabou poluindo os solos e as águas. Em matéria agrícola, o século da química está chegando ao fim e é preciso deslanchar o século da biologia".


Enquanto a fome assola os países e o aquecimento global ameaça o planeta, a responsabilidade pela agricultura mundial foi retirada da FAO (Organização da ONU para Alimentação e Agricultura) e transferida para a OMC (organização mundial do comércio). O resultado é que o preço da tortilla subiu 50% no México porque nos Estados Unidos querem usar o milho para fazer combustível.

Tsc, tsc, tsc!

O mundo precisa de mais biólogos.

Modelos

Se o tempo muda e começa a fazer frio, você coloca um casaco. Se o tempo muda de vez, quando entramos em uma era glacial, os animais que não tem casaco... vão se extinguindo até que aparece um com uma pelugem mais encorpada e que consegue sobreviver e deixar descendentes.

Com nosso cérebro podemos decidir em instantes qual a melhor estratégia de adaptação ao ambiente. Em última instância, a seleção natural faz exatamente a mesma coisa. Porém ao longo de tempo geológico.

Parece muito doido? Então você pode ficar meio confuso com esse texto.

Eu não sou o primeiro a sugerir (quanta modéstia) que a seleção natural poderia atuar como uma forma de ‘mente’, tomando decisões da mesma forma que nosso cérebro. Mas foi só pouco tempo atrás que descobri isso, quando li que Maynard-Smith já admitia essa idéia nos anos 60.

Mas por que a seleção natural como uma ‘mente’ seria uma coisa importante? Atualmente, cultura e comportamento social são tidos como muito mais importantes para o sucesso adaptativo do homem ao meio ambiente do que os aspectos biológicos selecionados durante os milhões de anos de existência dos hominídeos. A ‘mente’ do homem é (seria então) mais eficiente que a ‘mente’ da seleção natural. Mas quem foi que disse?

A sociedade moderna é jovem. Na verdade, a humanindade é jovem. Como cultura podemos dizer que temos o que?!? Uns 5.000 anos (considerando já a pré-história – escrita)?!? Tá, mas vamos ampliar ainda mais esse número, porque senão não podemos nem começar uma comparação com tempo evolutivo. Vamos colocar, justamente, que a cultura como a conhecemos nasceu quando o homem começou a falar. Ainda assim ficamos com algo em torno de 100.000 anos, um número irrelevante quando comparado com a origem da vida (3,8 bilhões de anos), a última grande extinção de espécies em massa (65 milhões de anos) ou mesmo o aparecimento dos hominídeos (6 milhões de anos). O tempo que temos vivido sob o comando da mente e da cultura humana não é suficiente para que a seleção natural determine se as estratégias antropogenicas e antropológicas de comportamento ético e cultural são evolutivamente estáveis (ou seja, se elas podem trazer sucesso em longo, longo prazo).

Apesar de sermos algo em torno de 6 bilhões de indivíduos, ainda não houve tempo para determinar se o aparecimento da mente, da capacidade de raciocínio lógico, cultura e tudo mais que eu vou passar a chamar de ‘modelo antropológico’ é realmente mais interessante do que as estratégias do que chamarei a partir de agora de ‘modelo biológico’, caracterizadas pelos comportamentos mais instintivos cravados pelos milhões de anos de evolução em nosso DNA. O modelo biológico foi desenvolvido e vem sendo aperfeiçoado há milhões de anos. Temos os mesmos lipídeos na membrana que as bactérias tinham há 3,5 bilhões de anos. Utilizamos os mesmos açúcares e o mesmo ATP para o metabolismo energético que um ancestral delas inventou antes disso. E o nosso código genético... esse é ainda mais antigo.

Todas as estratégias biológicas e comportamentos que foram selecionados durante esse período estão representadas nos nossos fenótipos: manifestações físicas ou comportamentais dos que está nos nossos genes. Então, quando utilizamos o ‘modelo antropológico’ para explicar o comportamento e a sociedade humana, estamos utilizando um modelo pouco testado. Quando utilizamos o raciocínio, a lógica, a filosofia, a ética, para driblarmos expressão gênica, características morfológicas e instintos, estamos utilizando um modelo sem certificado de garantia. Evolutivamente, a humanidade descobriu a consciência, mas ainda não provou nada.

Não acho que usamos o ‘modelo antropológico’ só porque ele é mais bonitinho. Acho que a maior parte das pessoas é despreparada para compreender o ‘modelo biológico’, ou pior, é despreparada para aceitar a sua inevitabilidade. E como antropocentristas, além de antropológicos, temos muita dificuldade para optar por aquilo que nos tira do centro e da majestade de espécie superior. Nosso cérebro é realmente uma invenção. E temos uma capacidade de adaptação ao ambiente realmente incrível. Mais que isso, temos versatilidade e nos adaptamos à diferentes ambientes da mesma forma. Podemos até mesmo passear por alguns ambientes extremos como o fundo do mar e o espaço (que podemos - e poderemos cada vez mais - explorar por recursos).

Mas nossa espécie superior provavelmente superou a capacidade de suporte do planeta (termo que utilizamos em ecologia para designar o limite de disponibilidade dos recursos naturais do ecossistema). Somos em maior número do que o nosso limitado planeta é capaz de suportar. O cérebro foi confundido!

Confundiu perpetuação dos genes com perpetuação da consciência. Lutamos para aumentar a vida mais do que a qualidade de vida. Longevidade indiscriminadamente. Durante bilhões de anos a seleção natural viu que era complicado construir um corpo indestrutível em um ambiente inóspito e concluiu que era melhor construir organismos frágeis como uma vida útil curta, mas que pudessem passar informação de um para o outro (os genes) e se modificando sempre que o ambiente fizesse o mesmo. Melhorando a ‘maquina’ até, sempre que possível, e garantindo a sobrevivência da informação. Ahhh, mas nós não... o que nós queremos salvar são nossas preciosas consciências. Queremos viver pra sempre! Nós e mais 6 bilhões. Não dá!

Os fatores culturais têm sim importância maior que os biológicos em eventos de curto prazo. Mas, historicamente, lógica, moral e outros fatores antropogênicos serviram (e servem) principalmente aos interesses das minorias dominantes capazes de criar e manipular esses valores. Abrir mão de explicações biológicas para fenômenos que acontecem no dia a dia é desperdiçar experiência, acumulada e prontamente disponível. Se basear em explicações antropológicas para justificar ou explicar nossas escolhas é favorecer um modelo testado por 5 mil ao invés de 5 milhões de anos do 'modelo biológico' duramente testado pelo INMETRO do universo: a seleção natural.

Por que algumas mulheres (homens) só atraem homens (mulheres) malucos(as)?

Vai dizer que essa não é uma pergunta interessante? Aposto que o novo contador instalado no Blog vai disparar! Mais uma vez, não é uma pergunta pra Biólogo, mas como eu disse anteriormente, isso não importa, desde que tenha ciência por trás e que eu possa tentar falar a respeito. Não espere a solução dos seus problemas por que esse não é um site de auto-ajuda.
Cientificamente, os homens fazem parte do grupo que chamamos de estrategistas 'r'. O 'r' é minúsculo mesmo e representa o valor do coeficiente de crescimento exponencial de uma população que nunca chega ao equilíbrio. Mulheres são estrategistas K, maiúsculo, e representa o valor da constante de equilíbrio de uma população quando alcança a estabilidade, em uma outra equação. Essas duas estratégias estão relacionadas com utilização de energia. Não existe estratégia certa ou errada. Existem duas formas de alcançar o sucesso reprodutivo (e evolutivo) em longo prazo. Ambas são perfeitamente viáveis (o que é mais importante que serem 'certas' ou 'erradas'). Isso se não tivessem de conviver juntas!
Evolutivamente, as fêmeas acharam por bem manterem seus ovos próximos a elas, já que o custo'' energético de um ovo é extremamente alto para um predador qualquer se valer dele. Acabaram por manterem seus ovos 'dentro delas. Isso trouxe uma vantagem seríssima para as fêmeas: seus filhotes são sempre seus! Ela nunca corre o risco de cuidar de um ovo que não seja seu! O que é importantíssimo, já que o custo de manter o ovo dentro do próprio corpo e depois ainda amamentar, no caso dos mamíferos, é muito elevado.
Todo esse 'investimento energético na gestação, fez com que as fêmeas desenvolvessem mecanismos muito seletivos para a escolha do macho. Pra gerar um filho, não poderia ser qualquer um. Tinha de ser o mais forte e com sistema imune mais eficiente. Um macho que pudesse providenciar comida e abrigo para ela e o filhote. Bom, achar um macho assim, nem era difícil, o problema era convencer ele a topar essa proposta. Basicamente a proposta é: "Me dê casa, comida e roupa lavada, por que eu juro que o filho é teu!". Mas muitas vezes... o filho não era.


Durante um mesmo período fértil, quando o macho dava uma escapada pra buscar comida, se aparecesse outro macho, mais viril, mais forte, mais bonito ou mais resistente a doenças, a fêmea não pensava duas vezes, e dava pra ele também (de acordo com alguns cientistas, a partir desse momento começa uma 'guerra' entre os espermatozóides dos dois machos, dentro das trompas da fêmea. Se você quiser saber mais pode ler o livro Sperm Wars: The Science of Sex de Robin Baker).
A questão é tão séria que define promiscuidade. Apesar de muitas fêmeas humanas terem diversos parceiros ao longo da vida, elas não são promiscuas, sendo o termo reservado apenas para aquelas que tem diferentes parceiros durante o mesmo ciclo ovulatório. Ou seja: aquelas que não podem garantir quem é o pai!
Os machos para não precisarem correr o risco de acreditar em suas fêmeas, desenvolveram uma outra estratégia. Como eles efetivamente nunca teriam certeza que seus filhotes eram seus, eles resolveram investir pouca energia neles, ou melhor, em cada um deles. Produziram muitos espermatozóides, mas muitos mesmos, células pequenas, simples e que não gastassem muita energia. E jogaram com a sorte: poderia ser que uma fêmea, duas, vai lá, três se ele fosse muito ferrado, poderiam encontrar um macho mais interessante depois de terem sido fecundadas por ele. Mas mais que isso... seria difícil. Como as mulheres sabem, não tem tanto homem interessante dando sopa por ai. Bom, os machos também sabiam disso (alias, melhor que as mulheres, por isso fazem um doce de vez em quando) e por isso, resolveram espalhar seus espermatozóides pelo maior número de fêmeas possível. Só assim, estatisticamente, seus genes seriam passados adiante. De uma forma, ou de outra. E como ainda por cima eles não tem interesse em investir energia na prole que não tem certeza de ser sua, precisam fecundar um número ainda maior de fêmeas, para aumentarem suas chances de terem uma descendência.
Parece machista? Terrível? Olhe a sua volta: peixes, aves, cães e gatos... todos fazem assim, só nós queremos ser diferentes.
Agora entra o argumento óbvio: Ahh... mas nós não somos cães e gatos! Nós somos inteligentes! Mesmo os seres humanos, viveram como animais no último 1 milhão de anos. Apenas nós últimos 4-5 mil anos, começamos a nos civilizar(?). Acreditem em mim, isso não é tempo suficiente pra seleção natural agir e mudar nossa biologia.
A natureza criou as mulheres exigentes e os homens descompromissados. As fêmeas exigem qualidade e prometem fidelidade, mas... traem! Os homens... bem, os homens só traem mesmo!
Não somos malucos, mas temos regras sociais que ditam uma coisa e hormônios que exigem outra. Uma equação difícil de resolver. Somos a primeira espécie que tenta apaziguar uma guerra evolutiva entre os sexos que dura milhões de anos. E estamos pagando o preço.
Mas isso não serve de desculpa para ninguém. Temos mesmo a inteligência e a cultura, e devemos fazer uso delas. Mas se resolvermos fechar os olhos para as questões biológicas (e abrirmos muito eles para os contos de fadas), corremos o risco, simplesmente de morrer tentando. Ou pior ainda, de não trepar!

PS: Pra quem estiver mais curioso sobre os aspectos científicos do sexo e dos relacionamentos, não deixe de ler o impagável “Por que os homens fazem sexo e as mulheres fazem amor” de Allan e Bárbara Pease. E pra quem estiver muito interessado mesmo nas questões biológicas mais intrigantes (Por que as mulheres mestruam? Por que os homens não amamentam?) podem tentar ler (por que é meio chato, apesar de super interessante) “Why sex is fun?” de Jared Diamond.