Aborto - cultura biológica

A cultura é uma construção humana produto de seleção artificial. Não tenho certeza se esta afirmação dialoga com o conceito de meme de Richard Dawkins (Dawkins, 1976, p. 197), mas se os memes são como os genes da cultura, qual seria o seu produto? Sim, para Dawkins, os memes são os genes da cultura. A despeito de Dawkins ser um biólogo de primeira linha, sabemos que o gene remete ao conceito de genótipo, ou um conjunto de nucleotídeos repetitivos que formam um polímero, que por analogia poderíamos chamar de receita de bolo ou código genético. Entretanto, a receita não é o produto. Em biologia, o gene que codifica a proteína não é a proteína, da mesma forma que a receita de bolo não é o bolo. Portanto, a proteína e o bolo podem ser chamados de fenótipos, a expressão máxima do gene da proteína e da receita de bolo. Então, será a cultura do aborto induzido um meme ou o produto do meme? O que podemos dizer é que o aborto deriva da cultura humana e expressa um meme ancestral que racionaliza aquilo que no contexto da maquinaria celular ocorreria automaticamente. 

A cultura do aborto induzido é uma sofisticação dotada de razão daquilo que foi e é o comportamento biológico de selecionar embriões viáveis e não viáveis. Optar pelo aborto pode ser entendido como uma percepção sensorial da mãe em relação ao que o seu corpo está dizendo.

Até bem pouco tempo, cerca de vinte anos ou menos, era inimaginável se discutir no Brasil questões como aborto sem que houvesse uma comoção nacional por conta de forças conservadoras acolhidas nos diversos segmentos religiosos que sempre pressionaram o Estado no sentido de sua criminalização, incluindo o aborto de fetos anencéfalos. O mesmo pode-se dizer sobre a homossexualidade e a legalização da maconha. Surpreendentemente em 2012, o Supremo Tribunal Federal (STF) decidiu por 8 a 2 parecer favorável à descriminalização do aborto de fetos anencéfalos. No rastro dessa decisão, o Conselho Federal de Medicina (CFM), após dois anos de debate interno, elaborou em 2013 um anteprojeto de reforma do código penal durante o Encontro Nacional de Conselhos de Medicina em Belém (PA). Nele, foi proposto a ampliação de situações previstas para o aborto legal incluindo, além de casos de fetos com anomalias incompatíveis com a vida, o aborto até a 12ª semana da gestação por vontade da mulher, desde que um médico ou psicólogo viessem a constatar  falta de "condições psicológicas". Percebe-se aí um importante recado de entidades Brasileiras a respeito do aborto ao qual podemos acrescentar a seguinte pergunta. Estaremos nós, brasileiros, preparados para enfrentar a questão do aborto a partir de uma premissa libertária como se espera de um Estado Democrático de Direito, a exemplo do que fizeram vários países da Europa e os Estados Unidos? A questão sobre ser ou não a favor do aborto não se esgotará com a sua descriminalização, caso isso venha a acontecer, mas a colocará dentro de um fórum mais apropriado do que as delegacias de polícia, onde, pelos resultados encontrados, tem se mostrado totalmente ineficaz e inadequado para conter a verdadeira epidemia abortiva que contribui também para a alta mortalidade de mulheres no Brasil.

É consenso entre a maioria dos Biólogos do Desenvolvimento e     Médicos que os fetos não possuem as conexões nervosas necessárias para que o haja a percepção da dor antes da décima segunda semana de vida, e que o córtex cerebral, que difere o homem dos demais animais, só estará totalmente formado na quadragésima semana de vida. Para nós, estes dados justificam a decisão do CFM quanto à data limite para a realização legal do aborto no Brasil até a décima segunda semana. Em relação à decisão do STF, acredita-se que fetos anencéfalos correspondem a um quadro semelhante àqueles em que um paciente é dado com morto a partir de um diagnóstico de morte Neurológica. Segundo PENNA (2005), em ampla revisão sobre o assunto, o feto anencefálico é um feto morto, incapaz de sentir dor, ver, ouvir ou sentir qualquer tipo de sensação, ainda que, em muitos casos, seu coração seja capaz de bombear sangue para o corpo por algumas horas ou até mesmo dias após o nascimento. Destaca-se o fato de que, ainda que a gravidez seja levada a termo, este feto não terá um segundo de consciência ou experimentar sensações, não havendo potencialidade de se tornar uma pessoa. O motivo seria a ausência do córtex cerebral, independente da presença de um tronco encefálico "viável". 

           

Em busca de uma visão ampliada.

Nos ambientes selvagens, desde a pré-história até aproximadamente quatro mil AC, a natureza sempre teve o controle do tamanho das diferentes populações interagentes nos ecossistemas saudáveis. Hoje, com o desenvolvimento das sociedades modernas, sabe-se que entre os limites que determinam o sucesso de uma civilização está a obrigatoriedade de manter os níveis de produção de alimentos acima das suas necessidades de consumo. Qualquer ruído que perturbe essa relação significará desnutrição severa ou fome para milhões de seres humanos. Então estamos falando de  guerras, desastres naturais ou até mesmo epidemias.

           

Muitos fatores contribuem para que esses limites sejam ultrapassados tais como os avanços da medicina curativa e preventiva que aumentam a longevidade, bem como restrições legais e "morais" que engessam o direito das mulheres de dar continuidade ou não a uma gravidez desejada ou indesejada. Também contribui para isso mecanismos tecno/biomédicos que viabilizam o nascimento de seres humanos mal formados, que, em ambientes naturais, não culturais e, portanto, regulados pelas leis da seleção sexual/natural, seriam abortados.

          

Cabe neste momento dizer que os eventos naturais não são dotados de valores morais ou éticos e a morte é tão natural quanto a vida. A sociedade, que é produto da engenhosidade do cérebro humano, rejeita a morte e cultua a vida. E é natural que seja assim. Entretanto, na natureza o aborto é apenas mais um dos mecanismos de controle populacional, ainda que tal mecanismo também vise a manutenção e aperfeiçoamento de um padrão genético que vem dando parcialmente certo. Nas plantas, a seleção sexual pode ocorrer em alguns momentos tais como: 1) durante a polinização através da competição entre os grãos de pólen pelo óvulo; 2) durante a fertilização dos óvulos no qual os grãos de pólen são selecionados pelas partes femininas das plantas e; 3) durante o desenvolvimento dos embriões no qual ocorre direcionamento seletivo de nutrientes por parte da flor para diferentes embriões (Wilson, 1994). Como resultado, pode-se ter ou a maturação seletiva ou o aborto de embriões devido a diferenças na qualidade genética dos doadores de grãos de pólen e do investimento nutricional materno (Melser & Klinkhamer 2001).

           
Em humanos, mais ou menos 20% de toda gravidez termina em aborto espontâneo durante as primeiras 16 semanas. A maior parte ocorre quando os cromossomos dos espermatozoides encontram com os cromossomos do óvulo. 

Muitas vezes o embrião ou feto apresenta desenvolvimento incompleto ou anormal. Nestes casos, o corpo rejeita o embrião expelindo-o. Não interessa para a natureza experimentos mal sucedidos sob o risco de comprometer a deriva natural dos genes que levaram ao sucesso da espécie humana. Com o advento da medicina, casos que poderiam evoluir para um aborto espontâneo são revertidos redundando, eventualmente, no nascimento de crianças mal formadas ou com comprometimento genético severo. Sociologicamente não devemos pensar no aborto induzido como uma ferramenta de aperfeiçoamento genético ou como um método de controle de densidade populacional, mas como um mecanismo natural de funcionamento da psique humana expressando uma necessidade individual, no limite do racional e do instinto, que leva a uma tomada de decisão voltada para a expulsão do feto por motivos pessoais, mas que implica em repercussões ecológicas globais já que 40% dos gestações culminam em aborto. O aborto não é contra a natureza visto que tem um papel ecológico. Então devemos ver o desejo de uma gestante de não sustentar uma gravidez como uma lógica ecossistêmica onde a razão é apenas o seu mais novo mecanismo.

       
Vários são os argumentos contra e a favor do aborto, podendo-se distinguir várias correntes de pensamento tais como a "Pró-vida" (contra) e a "Pró-escolha" (a favor). Entretanto, não são apenas posturas a favor ou contra ao aborto que me impõe o desafio de escrever este texto, mas a necessidade de entender a aparente contradição entre a biologia e antropologia no que diz respeito à cultura e ao comportamento, especificamente no ponto onde se estabelece a fronteira entre o que é de ordem natural (biológico) e artificial (cultural). Será que existe de fato essa diferença? Acredito que a resposta a esta pergunta já tenha sido dada.

Noções básicas sobre a dinâmica de populações

Tudo, dentro de um contexto das relações interespecíficas observadas e sentidas na dinâmica natural do nosso planeta, está subordinado às leis gerais e fundamentais encontradas nos domínios da física, química e biologia. A biologia é a ciência menos fundamental e a mais complexa entre todas uma vez que não lida com as dimensões atômicas ou das partículas subatômicas mas no contexto das células, tecidos, organismos e comportamento. Ou seja, organizações de diferentes níveis hierárquicos melhor entendidas no âmbito de subáreas como a ecologia e a neurociência.

Viver é uma condição ecológica e sistêmica, onde cada componente do grande sistema está inserido em um determinado domínio ecossistêmico ou nicho. Faz parte desta realidade um controle fino da estabilidade das populações nos sistemas. 

Se pensarmos nas populações humanas como entidades estruturadas, certas características devem ser consideradas, tais como:

1. Densidade,

2. Taxas de natalidade e mortalidade,

3.Características genéticas (adaptação e habilidade reprodutiva).

Estas são algumas das principais características de uma população e delas depende a sua sustentabilidade, ou seja, a manutenção da identidade molecular dos seus componentes e o ajustamento às condições do meio dada a capacidade dos sistemas em selecionar negativamente (aborto) padrões nitidamente distintos de comportamento, garantindo uma melhor adaptação individual e coletiva ao ambiente. Então, o determinismo genético evoluiu inclusive para que as espécies tenham qualidade de vida. O pensamento de Richard Dawkins nos faz entender que fazer o bem não é uma questão de crença ou valores, mas uma condição de existência das populações que coevoluem e estabelecem padrões de convívio harmônico. Temos este impulso coletivo. Tal condição elimina desajustes que causam rupturas sociais. Então fazer o bem é da natureza humana e uma condição para a evolução das sociedades.

            Os componentes naturais estão sujeitos às condições iniciais encontradas em cada momento da sua dinâmica sistêmica, respondendo coletivamente a estímulos ou "ruídos" que, eventualmente, perturbem seu frágil equilíbrio. A depender do caso, rupturas no comportamento padrão não são toleradas. Esta resposta é determinada geneticamente em conjunto com a dinâmica das relações a que estão submetidos os organismos no ambiente. Assim, os organismos moldam o ambiente e o ambiente molda os organismos (Hipótese de Gaia). Senão vejamos: A camada de ozônio não existiria sem atividade fotossintética das algas marinhas e das plantas uma vez que o ozônio (O₃) é formado a partir do oxigênio (O₂) produzido pelas algas. Também não haveria nuvens se não fosse a atividade metabólica das algas planctônicas que vivem nos oceanos e nas grandes bacias fluviais. Estas produzem uma substância chamada dimetil-sulfeto sem a qual as nuvens não seriam formadas (Odum & Barret, 2007). Da mesma forma que não é possível a existência da vida como a conhecemos sem a camada de ozônio, a camada de ozônio não seria possível sem a vida na terra. Ou seja, para a microbiologista americana Lynn Margulis a vida na Terra cria as condições para a sua própria sobrevivência, e não o contrário, como as teorias tradicionais sugerem (Margulis & Stamp; Sagan, 2002).

Não existem aí fenômenos místicos ou algo parecido. Não foi a vida que evoluiu para se adaptar às condições na Terra, em vez disso, os organismos desde o início, desempenharam controle de um ambiente geoquímico que lhes fosse favorável. Algo parecido pode ser dito sobre a cultura e o comportamento. A humanidade como a conhecemos não pode existir sem cultura bem como não haverá cultura tal qual conhecemos fora da espécie humana.

O sucesso evolutivo que levou à emergência do homem moderno derivou da sofisticação gradativa de códigos genéticos comprometidos com a manutenção da espécie através da expressão de mecanismos eficientes de caça, acasalamento e reprodução. A cultura deriva do comportamento. Uma bactéria tem um tipo comportamento, um primata comporta-se como primata ainda que possamos observar a presença de elementos culturais tais como a utilização de ferramentas rústicas para a realização de certas tarefas.

 É consenso na Antropologia e na Filosofia que os fenômenos culturais são práticas sociais artificiais (não naturais) aprendidas por meio da vida em sociedade à medida que as árvores genealógicas se ramificam (Kroeber, 1949). Estão incluídas aí as crenças, a arte, a moral, as leis, os costumes e todos os outros hábitos e aptidões adquiridos pelo homem como membro da sociedade (Tylor, 1832). Contraditoriamente, sabe-se que expressões culturais podem gerar mecanismos adaptativos mais rapidamente que a evolução biológica. Por exemplo, a adaptação ao uso de roupas, fogo e habitações permitiu ao homem a conquista de territórios inóspitos que, de outra maneira, só seria possível com o aparecimento de caracteres evolutivos tais como longas pelagens e grossas camadas de gordura, como no caso dos ursos e outros animais polares. Então a cultura interfere nos processos puramente comportamentais adquiridos na evolução gerando uma propriedade emergente.

Podemos entender então que a cultura subverte o comportamento básico humano travestindo-o de crenças e demandas criativas. Nem por isso é menos importante que a evolução biológica para o sucesso adaptativo que experimentamos agora. O desenvolvimento gradativo da linguagem certamente foi a principal força motriz para o surgimento da cultura, um processo que durou quatro milhões de anos, o equivalente à toda Pré-História humana, durante os períodos Paleolítico e Neolítico. Assim, concomitante com o aumento gradativo do encéfalo observado desde os Australopithecus até o Homo sapiens moderno (Greif, S. 2007), nossa capacidade de comunicação e cognição foram se aperfeiçoando até o surgimento da escrita, finalizando a pré-história e dando início à história humana. Do ponto de vista anatômico sabe-se que a principal diferença entre o cérebro de macacos e de seres humanos é a grande proeminência das áreas pré-frontais humanas.

Com a evolução cultural acelerada inicia-se um período de ações antropogênicas onde as intervenções inevitáveis nos processos naturais levaram ao surgimento e declínio de inúmeras civilizações. A interferência humana nos processos naturais em muitos casos trouxe consequências desastrosas, se não vejamos. O crescimento populacional decorreu de processos culturais tais como o domínio da terra na emergência da agricultura e a domesticação de animais, fixando o homem em aldeamentos, como demonstrados em resíduos arqueológicos encontrados em certas populações humanas da península ibérica em períodos de 20 mil anos atrás ou até mais. Isso pode ser observado em vários territórios no globo terrestre com idades geológicas variáveis. 

A evolução tecnológica e médica realçaram nosso apego cultural à vida culminando com métodos que levaram ao aumento da expectativa de vida e, consequentemente ao aumento populacional nas cidades modernas. O aborto como mecanismo natural de controle populacional e manutenção da qualidade genética da espécie ainda cumpre o seu papel apesar das pressões contraculturais e, portanto, anti naturais. A alta mortalidade de mulheres que procuram clínicas clandestinas de aborto, junto com o nascimento de crianças não desejadas compromete o curso natural da evolução que pressupõe o equilíbrio das relações sociais dado pelos padrões de comportamento herdados. Isto parece ser parcialmente consistente com os dados analisados pelos     professores Lewitt, da Universidade de Chicago, em Ilinois, John Donohue III, da Steven Universidade Stanford, na Califórnia. Segundo eles, a liberação do aborto, em 1973, foi determinante na redução da criminalidade a partir de 1990 devido à diminuição de filhos indesejados. Existem estatísticas que indicam que 50% dos crimes nos EUA são realizados por jovens produtos de gravidez indesejada. Estudos mostram que os Estados norte-americanos que legalizaram o aborto mais cedo reduziram as taxas de criminalidade antes. Os estudos concluem demonstrando que onde o índice de aborto foi mais alto a criminalidade caiu mais. No Brasil, nada menos que 43% das crianças nascidas são indesejadas (Vergara, 2001).

A essa altura já deve estar claro que a evolução cultural não é boa nem ruim, tal qual a evolução biológica. É apenas dinâmica, mutável e pragmática. Ambas são produtos de um mesmo processo. Satisfaz aos anseios de uma dada comunidade em um dado tempo e espaço e se dissipam posteriormente. Conceitos como ética e moral são flutuantes e perenes pois as sociedades estão em constante evolução. Isto é do determinismo genético, que também está em constante evolução. Trata-se de um conflito circular ou complexidade circular tal qual descrito por Edgar Morin. Traduzindo para os nossos termos podemos dizer que a evolução biológica molda a cultura e a cultura molda a evolução biológica.  Este princípio sociológico tem sempre culminado por um lado, em declínio de civilizações e extinção biológica, por outro, com o surgimento de novos impérios ou potências culturais. 

            Para concluir, entendemos que fenômenos culturais existem em consequência da evolução da cognição. Um molda o outro. Ser a favor ou contra ao aborto está de acordo com o princípio da diversidade cultural e biológica. O aborto ajuda a manter a sociedade no limite de sua capacidade de sustentação sem o qual entraríamos em colapso. Os eventos puramente comportamentais não são dotados de valores morais ou éticos e a morte é tão natural como a vida. Culturalmente estabelecemos um lugar ético para conflitos de ordem puramente biológica ou comportamental com os quais nos deparamos. A sociedade, que é produto da engenhosidade humana, rejeita a morte e cultua a vida. É natural que seja assim. Entretanto, na natureza o aborto é apenas mais um dos mecanismos de controle populacional e manutenção de um padrão genético que vem dando parcialmente certo. Culturalmente, as instituições respondem pelo tipo de sociedade que queremos e o desafio que a questão do aborto nos impõe hoje é de ordem espacial, ou seja, polícia versus saúde pública.

A verdadeira ação antropogênica predatória é aquela que não respeita a natureza humana, portanto, o valor da autonomia da mulher, da saúde enquanto processo (CANGUILHEM; CAPONI apud BRÊTAS e BAMBA, 2006), e do direito a escolha. Como dissemos no início deste artigo, acreditamos que a questão sobre ser ou não a favor do aborto não se esgotará com a sua descriminalização, mas a colocará dentro de um fórum mais apropriado do que as delegacias de polícia, onde, pelos resultados encontrados, tem se mostrado totalmente ineficazes e inadequadas para conter a verdadeira epidemia abortiva que contribui principalmente para a alta mortalidade de mulheres no Brasil.

Até a próxima postagem em "a dor da minhoca".

"Ecossistemas de Menger"

O conceito sobre complexidade biológica tal qual exposto nos artigos “embriologia fractal do mesozoico” e “interface fractal”, e reconstruído aqui, introduz o “ressignificado” de ecossistema e dimensão fractal. Interessa-nos neste e nos próximos artigos reforçar a ideia de seres vivos ou ecossistemas como sistemas complexos biológicos com dinâmica fractal.

Os sistemas naturais são formados por componentes que estabelecem entre si relações intra e interespecíficas. Essas relações não são lineares e por isso mesmo desprovidas de sentido vetorial ou direção claramente previsível. Isto é mais evidente em micro escalas (tema para outro texto). Assim, os sistemas naturais são imprevisíveis e mutáveis mas não obrigatoriamente instáveis. A melhor imagem para representar a complexidade dos ecossistemas é a de uma rede cujos os nós representam os componentes do sistema, e as linhas que comunicam os nós, representam os sentidos ou as direções das informações que circulam pela rede. Entretanto, trata-se de uma rede quadrimensional (ou n-dimensional) que configura uma  intrincada malha de conexões com design biológico próprio, mutável, e mais do que provavelmente, fractal. Ou seja, cada componente ou nó do sistema representaria uma rede em menor escala, sustentável, autossimilar, tendendo ao infinito. Assim, cada nó da rede, de forma aparentemente sólida,  seria semelhante a uma esponja com área de superfície infinita e volume nulo (vide Esponja de Menger acima).

Este conceito sugere uma estrutura organizada no qual os sistemas observados em macro escala suportam subsistemas em escalas progressivamente menores. A observação detalhada dos subsistemas revela instâncias ainda menores e de complexidade semelhante. Alterações em qualquer nível refletem alterações a nível global.

Vamos imaginar o bioma Mata Atlântica presente na maior parte no território brasileiro. Este grande sistema é composto por vários ecossistemas diferentes, entre eles as florestas atlânticas. Na Mata Atlântica distinguem-se no mínimo quatro tipos de florestas além de mangues, restingas, campos e brejos de altitude. Esta configuração corresponde a ecossistemas dentro de ecossistemas em escalas progressivamente menores. Nestas florestas ou ecossistemas, comuns no Rio de Janeiro, predominam Jequitibás (ao lado), Ipês, Jacarandás, Palmeiras, Leguminosas, Astroniuns, Sapucaias entre centenas de outras espécies lenhosas, arbustivas, trepadeiras e epífitas como as orquídeas e bromélias. Além de toda a diversidade vegetal, circulam nestes ecossistemas uma grande diversidade de animais que realizam os seus ciclos de vida por entre territórios delimitados e/ ou  superpostos dentro do grande ecossistema complexo chamado Mata Atlântica. Entre eles podemos destacar primatas, felinos, aves, tamanduás, insetos, cobras, jacarés, sapos entre outros.

Dentro de um conceito ampliado do que seja ecossistema, podemos distinguir micro ecossistemas presentes nas copas das árvores, nas cascas das árvores ou nos cálices das bromélias, entre outros. Os cálices das bromélias são importantes na natureza e são vistos pela maioria dos ecólogos como ecossistemas completos. Então, vamos aprofundar o entendimento sobre estes micro ecossistemas de bromélias como exemplos de componentes vitais para o funcionamento e entendimento dos nossos ecossistemas interligados em rede complexa com dinâmica fractal.

Existem mais de duas mil espécies de bromélias no mundo. Para alguns autores este número pode chegar a três mil conforme relatado no ótimo livro "Bromélias da Mata Atlântica" de Elton M. C. Leme. Segundo Leme, pelo menos 40% desse universo podem ser encontrados no Brasil, o que faz do país o mais importante em termos de diversidade.

Cada bromélia tem uma capacidade especial de armazenar água em suas folhas e é aí que está o segredo. Esta água é, geralmente, límpida e transparente, e fica armazenada entre as folhas bem no centro da planta chamada de cálice. A água das bromélias é rica em sais minerais, ácidos orgânicos e outros nutrientes que fazem das bromélias micro ecossistemas fundamentais dos quais dependem centenas de organismos. Além das famosas larvas de mosquitos, dentro ou em torno das bromélias vivem libélulas, aranhas (como a caranguejeira Pachistopelma rufonigrun endêmica de bromélia retratada na imagem abaixo), sapos, pererecas, aves, morcegos, cobras e crustáceos. São 400 a 500 espécies de animais que estão de alguma forma relacionadas às bromélias. Muitas fazem das plantas sua moradia. Outras as frequentam para caçar, beber ou apenas molhar a pele. Outras ainda as polinizam ou buscam seu néctar e frutos. No calor das restingas ou no auge da seca do sertão nordestino, dos cerrados e das matas do Centro-Sul brasileiro, as bromélias também são fonte de água para anfíbios e répteis, aves e até mesmo mamíferos, como saguis, micos, macacos, cachorros-do-mato e quatis.

A melhor imagem que tenho das bromélias interagindo em ecossistemas foi impressa na minha mente a partir de um trabalho que realizei durante a faculdade de Biologia, na restinga de Massambaba - RJ. Era um marimbondo caçador buscando atividade em torno de uma Edmundoa lindenii em flor (a baixo sem o marimbondo). Recentemente tive um grande problema com larvas de Aedes aegypti (mosquito vetor do vírus da dengue) nas bromélias do jardim da Universidade Veiga de Almeida em Cabo Frio. O problema foi resolvido com treinamento dos funcionários na eliminação das larvas e dos ovos dos mosquitos bem como de outros criadouros realmente importantes.

Imagine uma floresta ou restinga sem bromélias. Em ambientes de restinga, às vezes as bromélias são os únicos suprimentos de água doce disponível para pequenos animais, sendo capazes de armazenar o equivalente a um copo ou um balde cheio de água a depender do tamanho da bromélia. A eliminação destas plantas impactaria toda a diversidade taxonômica gerando um colapso em todo o grande ecossistema, alterando inclusive o microclima, uma vez que as bromélias são fundamentais para a regulação do mesmo. Então, podemos enxergar as bromélias como importantes bioindicadores da saúde de ecossistemas tropicais.

Como pudemos ver, as bromélias são bons exemplos de componentes pertencentes a grandes redes de ecossistemas que ajudam na manutenção de todo o sistema. Redes fractais como modelos de sistemas naturais são ideias matemáticas úteis que ajudam a explicar fenômenos biológicos observáveis. Entretanto, como poderíamos desenhar esta rede? Que geometria fractal poderia representar tamanha interação de modo que na sua arquitetura tivéssemos um tipo de Esponja de Menger diferenciada para cada subsistema interligado em rede? Nesse ponto a interação entre biólogos, físicos e matemáticos poderia ser útil na construção desta representação gráfica para este hipotético "Ecossistema de Menger". O ecossistema artificial de Menger seria suportado por algoritmos que, por sua vez, estariam baseados em proposições matemáticas. Então, estamos falando de modelos matemáticos formados por parâmetros e variáveis. Tais parâmetros e variáveis seriam representações numéricas dos componentes dos ecossistemas reais. Alterações nos parâmetros do modelo gerariam modificações na arquitetura gráfica do ecossistema artificial de Menger. Isto significaria uma ferramenta poderosa para o estudo in sílica de ecossistemas alterados ou impactados.

Quem aceita o desafio de modelar os "Ecossistemas de Menger"?

Grande abraço e até a próxima.

Introdução à complexidade biológica

Encontros e mudanças

A vida surgiu de um pequeno sistema singular adaptativo e cheio de potencial transformador, dotado de complexidade suficiente para se replicar em novas formas replicantes. Um sistema capaz de gerar toda a diversidade biológica encontrada hoje e com plasticidade suficiente para se diferenciar nos mais diversos tipos de tecidos componentes dos vertebrados ditos superiores: A célula. Surgida provavelmente há mais de três bilhões de anos em ambientes lamacentos ou mares rasos e quentes do Pré-cambriano, ali viveu e evoluiu por milhões de anos tal qual vivem e evoluem muitos organismos unicelulares como bactérias e protozoários que são encontrados até hoje nas bordas das lagoas poluídas como as de Araruama em Cabo Frio RJ, e tantas outras por esse Brasil afora.

Desde o advento da vida, tudo mais foi encontro e mudança. Pude promover um desses encontros entre alunos universitários e microrganismos planctônicos em laboratório. Foi simples: a partir de uma rápida ida ao campo, o material foi coletado, preparado e exposto em sistema fechado de vídeo-microscopia. Bastou apenas um fragmento de ecossistema encontrado em uma gota de água poluída cuidadosamente coletada para que a natureza se expressasse com todas as suas cores e diversidade biológica bem na nossa frente. A diversidade biológica estampada em alguns monitores de televisão e o espanto da espécie dominante frente ao inimaginável. Um encontro transformador com força suficiente para mudar perspectivas e alterar caminhos daqueles que curtem a natureza.

Sem misticismo, a ciência nos leva a uma reflexão sobre a origem comum dos seres e nos coloca na dimensão da matéria como qualquer outro ser vivo. Ou seja, os organismos coevoluem vivendo juntos na natureza e se diversificam a partir dos encontros quer sejam sexuais, cognitivos, parasitários ou simbiônticos, gerando a enorme diversidade biológica observada. Essa diversidade é dependente do ambiente e por isso mesmo se apresenta diferente em cada diferente local.

Isso me fez lembrar de um dos meus grandes momentos na Biologia. Foi em 1981, aos 15 anos de idade, dentro de uma sala de aula de ensino fundamental e público, estudando a diversidade da fauna marinha apresentada sobre a bancada do laboratório de biologia pela professora de ciências. Era a primeira vez que, hipnotizado, eu observava a complexidade dos tentáculos de uma lula, a disposição das escamas das diversas espécies de peixes e o admirável exoesqueleto dos crustáceos marinhos. Isso foi em Resende - RJ.

Antes disso, minha experiência no campo da biologia era totalmente empírica baseada em aventuras vividas em Brasília na minha pré-adolescência. Naquele ambiente de cerrado, experimentei acampamentos, pescarias e trilhas onde era possível ver, livres na natureza, animais silvestres como: emas, tatus e até mesmo lobos Guará, entre muitos outros tipos de animais vertebrados terrestres e aquáticos. Infelizmente, nunca tive a sorte de encontrar uma onça-pintada, vista ainda em quantidade significativa nas zonas menos povoadas, como no Parque Nacional da Chapada dos Viadeiros.

Quando me mudei para o Sul do Estado do Rio de Janeiro, me surpreendi com aquele novo encontro. Fiquei emocionado ao ver pela primeira vez no Município de Itatiaia, bem na divisa com o Estado de São Paulo, o Maciço de Itatiaia, uma enorme rocha cujo ponto mais alto é chamado de Pico das Agulhas Negras.

Era o máximo do contraste entre dois ecossistemas. De um lado o cerrado de Brasília, o segundo maior bioma do Brasil, com suas árvores retorcidas, estações seca e chuvosa bem definidas (clima tropical semi-úmido) e uma "umidade relativa do ar" as vezes abaixo de 25%, com sol escaldante de dia e “muito” frio durante a noite. Por outro lado, a umidade chuvosa de Resende, cidade encravada em uma imensa bacia sedimentar e cortada por um Rio magnífico chamado de Paraíba do Sul que, com seus braços, hidratam imensos vales onde se desenvolve e evolui uma rica e diversa fauna e flora típicas de Mata Atlântica. Seus vales e florestas formados a partir de levantamentos rochosos como os da Serra da Mantiqueira estão hoje protegidos pelo Parque Nacional de Itatiaia, o primeiro do Brasil, com latitudes que variam de 580 a 2.787 metros.

Uma vez fazendo uma escalada pelas muitas vias do Itatiaia, fui apresentado por um amigo estudante de biologia a um líquen, forma de vida extremamente curiosa, constituída pela simbiose entre fungos e algas e capaz de se adaptar a regiões inóspitas do tipo “costão rochoso”, tal qual aquele em que estávamos pendurados apenas por um cabo. Ali, ele me explicou que as algas eram as responsáveis pela fotossíntese no sistema simbiôntico, sem a qual não poderiam sobreviver como líquen. Fiquei sabendo que os liquens faziam parte do ecossistema e que sua conservação era importante para a conservação de todo o sistema. Comecei a entender que os sistemas estavam todos inter-relacionados, desde as formas mais simples até as mais complexas.

Um bom exemplo de inter-relação são as formigas nos parques de Moscou, Rússia. Lá, em 2006, descobriu-se uma relação entre o adoecimento das árvores e o desaparecimento de um determinado tipo de formiga dominante daquele lugar. O motivo era relativamente simples. O suprimento de alimento das formigas estava diminuindo devido ao trabalho da limpeza feito pela prefeitura, causando impacto sobre as mesmas. Sabe-se que algumas espécies  de formigas  são úteis aos ecossistemas por predarem parasitos de plantas, como no caso das formigas Russas.  Além disso, com a diminuição da população de formigas, houve um aumento na população de lagartos, outro tipo de alimento dessas formigas. Assim, sem o controle da população de lagartos,  a taxa de natalidade aumentou vertiginosamente e as copas dos carvalhos, alamos, tílias e bétulas foram devoradas, contribuindo para a morte da floresta. Considerando que cada formigueiro com um milhão de indivíduos (número limite) é capaz de manter uma área de 10 mil metros quadrados livre de pragas, a conservação das formigas é vital para qualquer parque ou floresta (ANSA 10/10/2006 11:58)

Este e outros exemplos mostram que o equilíbrio dos sistemas biológicos depende das relações entre as diferentes espécies. Alterações em algum nível pode repercutir desequilíbrios de amplo espectro. Entretanto, todos os seres vivos ou mesmo ecossistemas inteiros sofrem alterações ao longo do tempo, quer sejam por interferência humana ou da própria dinâmica natural. Algumas alterações são positivas e permitem que os seres saltem para novos estados de maturidade com o próprio meio. Outras podem levar ao desaparecimento de todo um ecossistema. Assim, as coisas existem em equilíbrio dinâmico, modificando-se a partir das interações entre si ao longo do tempo. Quer seja um líquen, um passarinho, seres humanos ou uma floresta, todos passam por um estado embrionário, amadurecem e se transformam ao longo dos seus encontros ou interações naturais. Eu mesmo mudei desde o tempo em que, pendurado em uma rocha do maciço de Itatiaia, tive um encontro com um líquen.

Abraços e até breve.

A origem da vida no planeta azul

A vida é quase tão antiga quanto o próprio planeta Terra. A Terra surgiu há pouco mais de quatro bilhões de anos a partir de um condensado de poeira estelar rico em gases do tipo hidrogênio, hélio, carbono, nitrogênio, oxigênio, ferro, alumínio, ouro, urânio, enxofre, fósforo, silício e, provavelmente, alguns fragmentos de rocha. A essa altura o nosso sol ainda era uma protoestrela localizada em um dos braços da via láctea prestes a emitir radiações que impulsionariam novos processos na evolução da Terra primitiva. Isto se deu a partir do início da fusão nuclear do hidrogênio no sol, levando-o ao status de estrela jovem. O advento da radiação solar sobre a Terra primitiva alterou a atmosfera fazendo com que o hidrogênio se combinasse com o carbono, com o oxigênio, com o nitrogênio e com o enxofre para formar, respectivamente metano (CH4), água (H2O), amônia (H3N) e gás sulfídrico (H2S), ou seja, as primeiras moléculas que muito mais tarde permitiriam o surgimento da vida ou, como declararam as cientistas Lynn Margulis e Dorian Sagan no livro “Microcosmos”, os ingredientes da receita da vida. Por outro lado, os elementos químicos mais pesados e instáveis como o urânio, tório, potássio, ente outros, se concentraram no núcleo do planeta e, devido suas capacidades de emissão de radiação muito forte, mantiveram a Terra aquecida por milhões de anos como um planeta incandescente. Há quatro bilhões de anos atrás o núcleo da Terra era o grande gerador de energia do planeta em desenvolvimento, produzindo calor muito acima dos 5.000 graus atuais do centro para a periferia a partir da sua atividade radioativa.
À medida que os elementos radioativos eram consumidos no núcleo do planeta, a Terra se resfriava progressivamente a um ponto em que, há aproximadamente três bilhões e novecentos milhões de anos atrás, formou-se uma crosta porosa na superfície por entre as quais eram lançados jatos violentos de lava incandescente e vapor de água que desenhavam novas topografias a cada momento e formavam densas nuvens na atmosfera.

Eram os vulcões ativos que funcionavam como válvulas de escape para o magma incandescente (rocha derretida) mantido a altíssimas pressões no manto, a mais ou menos 150 km de profundidade abaixo da crosta terrestre em formação. Algumas atividades vulcânicas de grande magnitude provocadas pela movimentação e choque de placas tectônicas (imensas placas ou fragmentos gigantescos da crosta correspondentes aos continentes primitivos que flutuavam sobre o magma e eventualmente se chocavam) liberavam gases retidos no interior do planeta formando uma nova atmosfera composta por vapor de água, nitrogênio, argônio e dióxido de carbono.

Com o resfriamento progressivo da Terra, diferentes elementos químicos tais como ferro, ouro, cobre, chumbo, urânio, zinco, e muitos outros metais pesados foram alcançando os seus pontos de solidificação na crosta, formando assim imensas jazidas minerais que são exploradas pelo homem até hoje. A coisa funciona mais ou menos assim. Tudo que existe pode existir em diferentes estados a depender da temperatura e pressão que estão submetidos. O Ferro, por exemplo, pode ser encontrado em estado líquido, sólido ou gasoso. Entretanto, cada elemento possui um ponto de solidificação que é igual ao ponto de fusão (passagem do estado líquido para sólido e vice versa). Considerando o ponto de fusão dos diferentes elementos (Chumbo = 327°C; Ferro = 1500°C; Ouro = 1064,1800ºC; Alumínio 961,7800ºC; Zinco = 660,3230ºC, Cobre = 1084,6200ºC), cada um se solidificou a seu tempo, na medida do resfriamento do planeta. Assim, por entre a crosta semissólida do planeta em desenvolvimento, o que não estava solidificado fluía como rios de metais líquidos que se juntavam cada qual de acordo como a sua especificidade até se solidificarem em algum momento do resfriamento natural do planeta. Dessa maneira, ao longo de milhões de anos, a Terra foi adquirindo o seu formato atual.

O cenário da Terra no início do Arqueano (inicia-se a três bilhões e novecentos milhões de anos e termina a dois bilhões e quinhentos milhões de anos atrás), também chamado de Era Pré-cambriana, era o de um planeta repleto de vulcões profundamente ativos e mares rasos e quentes formados pela condensação na atmosfera do vapor de água que fora anteriormente expelido pelos vulcões.

Durante todo o período em que se deu a violenta evolução geológica do planeta, átomos se misturaram e formaram gases que se recombinaram e formaram cadeias de macromoléculas com as mais diversas texturas e formas. Não se sabe muito bem onde e como a vida surgiu mas, apesar das divergências entre os biólogos, acredita-se que tenha sido em um ambiente quente, úmido e lamacento do Pré-cambriano, onde diferentes tipos de gases e moléculas deram continuidade a processos impulsionados por forças eletromagnéticas a partir de inúmeras tentativas e erros.

O que se sabe é que ao se reproduzir experimentalmente a atmosfera primitiva (mistura de metano, vapor de água, hidrogênio, amônia e vários outros gases) submetendo-a a diferentes fontes de energia tais como descargas elétricas, radiação ultravioleta e calor, uma condição semelhante a realidade da atmosfera do Arqueano, são formadas moléculas que antes acreditava-se serem produzidas apenas por células vivas. Inúmeros experimentos semelhantes a este (imagem ao lado), que originalmente foi feito por Stanley L Miller (Nobel de química em 1953), foram realizados por outros pesquisadores. Os resultados mostraram que as simulações geraram os quatro aminoácidos mais abundantes das proteínas existentes em todos os seres vivos. Também foram encontradas moléculas de ATP (molécula que armazena energia no interior das células) e todas as cinco bases nucleotídicas que compõem o DNA e RNA (adenina, citosina, guanina, timina e uracila), entre outros compostos fundamentais para a organização da vida tal qual a conhecemos. Por fim, é fato geológico conhecido que no Arqueano foram encontrados os primeiros vestígios de vida na Terra. Entre eles, se destacam os microfósseis de bactérias filamentosas no oeste da Austrália e os estromatólitos (estruturas formadas por colônias de algas,) no sul da África e oeste da Austrália.

Os estromatólitos (fósseis comuns na Terra) são as poucas
evidências geológicas da existência de vida no período entre 3,5 bilhões e 600 milhões de anos atrás.

As bactérias e algas primitivas do Arqueano assimilavam o dióxido de carbono ricamente presente na atmosfera e liberavam oxigênio livre. Este comportamento foi fundamental para o surgimento de outras formas de vida em função da substituição do dióxido de carbono pelo oxigênio livre na atmosfera terrestre.

Bom, não sei quanto a vocês, mas eu acho tudo isso fantástico!

Grande abraço e até a próxima.

A Natureza da Natureza

O céu no hemisfério sul possui constelações típicas com as quais crescemos e nem nos damos conta. Quem nunca ouviu falar no Cruzeiro do Sul ou nas Três Marias? Pois bem, na madrugada do dia seis de julho olhei casualmente pela janela e vi um aglomerado de estrelas bem na minha frente. Após fazer as considerações necessárias entendi que se tratava de um grupo de estrelas denominado coletivamente de Plêiades.

Faz parte deste aglomerado uma estrela chamada Carina que em conjunto com outras tantas constituem a constelação de Carina ou Quilha. Assim, o aspecto das plêiades em noites sem lua é de um ponto brilhante e esfumaçado no céu (vide primeira figura) que faz parte da constelação de Carina. Neste inverno, mais especificamente no mês de julho, as Plêiades podem ser vistas duas vezes por noite, uma delas aproximadamente às seis horas no horizonte e a outra a partir das 21:00. A figura ao lado é uma simulação da configuração do céu feita no dia 15/07/09 às 21:00 utilizando o programa Stellarium 0.10.2.

Pois bem, este céu apresentado na simulação me aproximou novamente do meu velho telescópio e da pergunta mais antiga da humanidade: De onde viemos? O estudo da astronomia tem sido importante por vários motivos, entre eles o fato de que toda forma de vida existente no nosso planeta é derivada de componentes básicos forjados nas estrelas durante sua evolução. Estes componentes são os átomos que formam tudo o que existe na Terra incluindo as moléculas e as células que compõem o nosso corpo. Assim, se o nosso corpo é formado por células que por sua vez são formadas de moléculas e estas por átomos, logo somos seres estelares. Essa história começa mais ou menos assim:

No início era o caos parcialmente desestruturado! É consenso entre os astrônomos que o nascimento de novas estrelas e até mesmo galáxias tem início na explosão de estrelas muito antigas e pesadas, formadas eventualmente de silício e ferro56, entre outros. Essas estrelas são chamadas de supergigantes vermelhas. Sempre que você olhar para o céu e ver uma estrela com um brilho avermelhado trata-se de uma gigante vermelha. Os astrônomos dizem que essas estrelas tendem a explodir e gerar imensas nuvens de gás e poeira interestelar chamadas de nebulosas. Assim, as nebulosas são uma mistura de gases do tipo hidrogênio e hélio e poeira estelar formada por partículas de carbono, silício, magnésio, alumínio entre outros tipos de átomos que faziam parte da velha estrela ou que surgiram com a explosão. Com o tempo (bilhões de anos), esses gases e poeira sucumbem ao seu enorme peso e vão se concentrando cada vez mais no interior da nova estrela em formação até iniciarem violentas reações termonucleares. Ou seja, o hidrogênio submetido a uma pressão de bilhões de atmosferas terrestres se funde no interior da jovem estrela levando à formação de gás Hélio. O Hélio é um átomo que tem o dobro do tamanho do hidrogênio justamente por ser formado a partir da fusão de dois átomos de hidrogênio. Veja a sequência da evolução das estrelas na imagem abaixo.

De forma muito simplificada, a evolução das estrelas ocorre de acordo com a sequência abaixo

(período aproximado de 15 bilhões de anos)

1) Poeira Estelar - Formação de uma nuvem de poeira estelar por um período de 10 milhões de anos a partir da explosão de uma estrela muito antiga chamada de Super Nova.

2) Protoestrela – É o estágio imediatamente posterior e possui formato esférico rotacional.

3) Anã Marrom – Este estágio começa quando a temperatura de núcleo da protoestrela atinge um valor suficiente para iniciar a fusão do hidrogênio em hélio (15 milhões de graus).

4) Gigante vermelha – Após o consumo total do hidrogênio a estrela se expande e o Hélio começa ser fundido em carbono.

5) Supergigante vermelha – Nesse estágio a expansão é total e o núcleo começa a encolher tornando-se denso e gerando uma nova série de reações nucleares que culmina com a fusão de elementos mais pesados da tabela periódica como o silício e o ferro56. Nesse estágio também são formados por fusão nuclear vários outros metais pesados da tabela periódica.

6) Super Nova – Estágio avançado no qual a fusão do ferro, por vários motivos, ao invés de liberar energia passa a consumir, culminando em uma grande explosão em uma fração de segundo gerando inclusive urânio e neutrino, ou seja, poeira estelar.

A sequência apresentada não é um padrão obrigatório para a evolução das estrelas. Entretanto é fato que o envelhecimento das estrelas está relacionado com a queima do seu combustível. Por exemplo, quando todo o hidrogênio de uma estrela é "queimado" por fusão nuclear , o gás Hélio produzido se expande e a estrela muda de estágio. Neste novo momento, o combustível alternativo a ser fundido no núcleo da estrela será o Hélio. A fusão nuclear continuada do Hélio no interior da estrela gera átomos mais pesados como o carbono e assim sucessivamente até surgirem estrelas de ferro ou mais pesadas chamadas de Anãs Brancas ou Buracos Negros. Os Buracos Negros possuem imensa força gravitacional que nem a própria luz consegue escapar.

O calor intenso e a luz própria das estrelas são derivados das sucessivas fusões nucleares no seu interior liberando grande quantidade de energia térmica e eletromagnética tais como raios X, luz e vários outros tipos de radiação. Por estes motivos as protoestrelas possuem pouco brilho por não fazerem fusão nuclear.

Esquema aproximado da evolução do sol

Em Relação ao nosso sistema solar, aparentemente os planetas surgiram concomitantemente com a formação do sol. Isto significa que processos muito parecidos e derivados daqueles que deram origem ao sol foram responsáveis pela formação da Terra. No livro "Microcosmos" da Lynn Margulis e Dorion Sagan, consta que da nuvem de gases destinada a se transformar na Terra, predominavam o hidrogênio, o hélio, carbono, nitrogênio, oxigênio, ferro, alumínio, ouro, urânio, enxofre, fósforo e silício. Durante a evolução do planeta, a 4.600 milhões de anos, a mistura aleatória de gases e partículas de carbono somada a intensa atividade elétrica ambiental levou a um processo de evolução molecular que culminou com o surgimento das primeiras moléculas. O hidrogênio se combinou com o carbono para formar o metano (CH4), com o oxigênio para formar água (H2O), com nitrogênio para formar amônia (H3N) e com enxofre para formar gás sulfídrico (H2S). Posteriormente, a recombinação dessas moléculas levou ao surgimento das primeiras células vivas.

Na constelação de Orion da qual pertencem as Três Marias existe uma nebulosa que pode ser observada utilizando um telescópio simples (imagem abaixo).

Nessa imagem pode-se ver nitidamente as Três Marias que também são chamadas de Cinturão de Orion. Próximo ao cinturão encontra-se a Nebulosa de Orion que está ampliada no canto direito inferior da imagem. Lá, novos processos de formação de estrelas e sistemas planetários estão ocorrendo.

Portanto, a evolução da vida tal qual a conhecemos hoje está diretamente relacionada a evolução das estrelas porém separadas por um período de bilhões de anos. É surpreendente que a partir da fusão de simples componentes tais como partículas subatômicas e gases hidrogênio estelar tenha surgido toda diversidade de elementos químicos presentes na tabela periódica. O mais fantástico é que a partir da mistura de simples elementos químicos a vida tenha se formado e evoluído no nosso planeta de uma maneira complexa e diversificada. E é da complexidade da vida que iremos tratar a partir das próximas postagens. Portanto, quando você olhar novamente para o céu, pense que talvez esteja olhando para uma nebulosa ou para a natureza da natureza.

Abraços e até breve.