Vendo a vida como ela é

A subjetividade é inerente ao ser humano. Quando apreciamos diferentes obras de arte (quadros, esculturas, música, manifestações artísticas as mais diversas), “sentimos” quando o que vemos e ouvimos nos agrada ou não. O componente subjetivo está fortemente associado a um componente sentimental, que por sua vez se relaciona à estética. “Beleza”, diz o ditado, “está nos olhos de quem vê.”

Quando a subjetividade interfere na análise de dados e fenômenos científicos, a apreciação dos mesmos pode ficar comprometida devido a uma interpretação enviesada. O entendimento dos processos biológicos, em particular do funcionamento das células, durante um bom tempo sofreu a interferência da interpretação através da teoria do vitalismo. Embora esteja bem estabelecido o conhecimento atual sobre a célula de que esta é constituída de um pequeno volume de líquido contendo milhares de moléculas orgânicas e inorgânicas, que troca matéria e energia com seu ambiente, esta noção é bastante recente. Segundo Marc Fontecave (Université Joseph Fourier, Grenoble, França) ao se discutir sobre o conhecimento da vida em um contexto histórico, é possível se abordar este tema do ponto de vista vitalista e do ponto de vista reducionista.

Atualmente se considera que as estruturas e os processos químicos explicam muito bem a vida no seu âmago. Isso porque a química tem a capacidade de explicar tanto a “matéria com informação” como a “matéria de transformação”. Nesta última pode-se encontrar não somente moléculas orgânicas como também inorgânicas oriundas dos processos de transformação; no primeiro caso, encontram-se as moléculas envolvidas na manutenção da vida. Tal “reducionismo” é inerente à abordagem científica, quando se objetiva compreender sistemas tão complexos como são as células.

Os vitalistas defenderam, durante um bom tempo, a existência de uma “força vital” que seria a força motriz que impregnaria todos os seres e processos vivos. Por exemplo, o fisiologista francês Marie François Xavier Bichat (1771-1802) afirmou, no fim do século XVIII, que “A ciência dos corpos organizados não deve ser considerada da mesma forma que a ciência dos corpos inorgânicos (..) Fenômenos físicos e químicos obedecem às mesmas leis, mas existe uma grande lacuna entre estas leis e as leis da vida”. Por outro lado, pesquisadores como Justus Von Leibig (1803-1873), Marcelin Berthelot (1827-1907) e Claude Bernard (1813-1878) acreditavam que os processos vivos podiam ser entendidos apenas com base nas leis físicas e químicas.

A história da química biológica é marcada pela disputa entre vitalistas e reducionistas. Até quase o final do século XVIII, a distinção entre matéria viva e inanimada era desprovida de uma fronteira definida. Isso porque as ferramentas de investigação científica ainda eram muito limitadas. Ao mesmo tempo, as ciências mecânicas descobertas por Newton, da Vinci e outros, não serviam para descrever de maneira apropriada os sistemas vivos. Assim, postulava-se a existência de uma força espiritual que impregnava todas as formas de vida. O trabalho de pesquisadores químicos no final do século XVIII e no início do século XIX começou a modificar este quadro. Por exemplo, em 1783 Scheele (1742-1786) descobriu o ácido cítrico e a glicerina trabalhando com seu mentor, Bergman (1735-1784). Tais compostos foram denominados como sendo “orgânicos” para distingui-los dos inorgânicos, aqueles desprovidos de átomos de carbono. A síntese em laboratório dos compostos orgânicos era considerada como sendo impossível, pois era absolutamente necessária a atuação de uma força vital para a sua formação.

Porém, em 1828 Friedrich Wöhler (1800-1882), ao tentar produzir isocianato de amônia, aqueceu uma mistura de isocianato de prata e cloreto de amônia, obtendo uréia. A uréia já era conhecida desde 1783, quando foi pela primeira vez isolada a partir da urina animal. Foi a primeira vez que uma molécula orgânica havia sido preparada em laboratório, sem a “ajuda de uma força vital”. Em 1845 Herman Kolbe conseguiu sintetizar ácido acético a partir de carvão, hidrogênio e água na presença de sulfeto de ferro e cloro. Subsequentemente, Berthelot conseguiu sintetizar acetileno utilizando carbono e hidrogênio sob uma corrente elétrica. Os resultados obtidos por Wöhler, Kolbe e Berthelot foram o ponto de partida para o nascimento da química dos seres vivos, denominada de química biológica. Paralelamente, os pesquisadores alemães Schwann (1810-1882) e Schleiden (1804) estabeleceram a assim chamada “teoria celular”, de que todo e qualquer organismo vivo é constituído por células.

Curiosamente, ainda um bom tempo depois, Louis Pasteur (1822-1895) reavivou a teoria vitalista, ao utilizar seu preceitos para “explicar” a dissimetria molecular intrínseca às substâncias quirais, bem como para explicar os processos de fermentação microbiológica.

O conceito vitalista passou a ser fortemente questionado, e por fim abandonado, quando foram descobertas as enzimas e o DNA. Eduard Buchner (1860-19170, prêmio Nobel em 1917) descobriu que extratos de leveduras livres de células mantinham sua capacidade de converter glicose em álcool e dióxido de carbono, desqualificando a teoria vitalista de fermentação postulada por Pasteur. Mais tarde, em 1953, Watson e Crick descreveram a estrutura do DNA, que explica, a nível molecular, sua capacidade de replicação, levando à geração de células de  gerações descendentes contendo o mesmo material genético que suas células predecessoras. A estrutura do DNA estabelecida por Watson e Crick explica suas propriedades físicas e químicas, bem como sua capacidade de replicação, mutabilidade e sua capacidade de expressar a informação genética.

Embora reducionista, a abordagem científica que hoje descreve os processos celulares passou a ser mais recentemente considerada de uma nova maneira, holística, mais completa – através de uma biologia de integração, denominada de “biologia de sistemas”. A biologia de sistemas explica que os organismos vivos são uma unidade na sua essência, e, apesar de poderem ser completamente descritos em termos de todos os seus componentes químicos e bioquímicos, tais componentes não explicam, per se, o funcionamento dos sistemas vivos. É necessário conhecer como estes componentes se relacionam de múltiplas formas, de maneira a compreender os processos biológicos – objetivo desta nova ciência, a biologia de sistemas, na qual toma parta a biologia química (que NÃO É o mesmo que química biológica).

Mesmo após ter sido cientificamente abandonado, o vitalismo ainda é adotado por correntes de pensamento político e anti-científico, muitas vezes de cunho religioso fundamentalista, e também por grupos que defendem a natureza de maneira extrema, dizendo que “compostos naturais não são químicos”. Tais ideologias podem ser facilmente conduzidas ao ostracismo se cientistas e educadores sérios trabalhassem de forma conjunta para prover uma melhor educação e conhecimento sobre os processos vivos para as pessoas em geral.
A descoberta que o genoma humano contém apenas 30.000 genes exemplifica muito bem o estado atual do conhecimento científico, uma vez que tal número não é aceito por diversas correntes ideológicas como sendo responsável para explicar a natureza humana. Todavia, a explicação científica para tal fato é que a complexidade dos organismos vivos resulta em mais do que a soma de seus componentes moleculares. Estes se relacionam através de processos emergentes e restritivos, através dos quais
surge a informação biológica e suas manifestações, que resultam na multitude de formas de vida que conhecemos hoje no planeta Terra.

ResearchBlogging.orgFontecave, M. (2010). Understanding Life as Molecules: Reductionism Versus Vitalism Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.200906869

Discussão - 2 comentários

  1. Érico disse:

    “a explicação científica para tal fato é que a complexidade dos organismos vivos resulta em mais do que a soma de seus componentes moleculares. Estes se relacionam através de processos emergentes e restritivos”
    Desculpe, mas eu não concordo, ou ao menos gostaria que você explicasse melhor esse parágrafo. Tenho certeza que os componentes moleculares são sim suficientes para explicar “a informação biológica e suas manifestações, que resultam na multitude de formas de vida que conhecemos hoje no planeta Terra”… o que efetivamente precisaria de fora das moléculas pra explicar tudo isso? Nosso conhecimento atual em biologia molecular já não dá conta de parte razoável dessas questões? Realmente eu não entendi.

  2. Roberto disse:

    Oi Érico,
    Obrigado pelo comentário.
    Muitas estruturas e sistemas complexos são mais do que a soma de suas partes. Vou dar dois exemplos. Se você imaginar 3 ligações duplas carbono-carbono, ou seja 3 x C=C, ligadas entre si, formando um círculo, você teria simplesmente um anel formado por seis carbonos com 3 ligações duplas alternadas, certo? Pois bem, na verdade o que você tem é um anel benzeno, que tem um comportamento químico totalmente diferente do comportamento químico de 3 ligações duplas. A reatividade do benzeno, sua aromaticidade, sua capacidade de solvatar cátions lítio, sódio e potássio, foge totalmente ao comportamento das ligações duplas isoladas. O benzeno é um exemplo de uma estrutura que apresenta propriedades emergentes, em que o todo é mais do que a soma das partes. O outro exemplo é o seguinte: imagine que você tem vários pedaços de couro cortados em hexágonos e pentágonos perfeitos. Agora imagine que você possa costurar tais hexágonos e pentágonos de couro de forma alternada. Quando terminar de costurar, você terá uma esfera, que, ao ser preenchida por ar, roda, gira em torno de seu eixo e quica no chão. Ou seja, uma bola também é uma estrutura com propriedades emergentes.
    Uma explicação para o surgimento de estruturas e sistemas complexos a partir dos constituintes bioquímicos básicos que formam os organismos vivos foi fornecida pelo falecido biólogo Stephen Jay Gould. De acordo com Gould, quando se originaram, tais estruturas e sistemas não teriam uma função definida. A função seria definida pelas pressões seletivas ao longo da história evolutiva à qual tais estruturas e sistemas fossem submetidos. Assim, Gould argumenta que os organismos vivos não são apenas resultado de sua integridade estrutural, que limita e direciona a variação através da qual opera a seleção natural, mas também de influências do ambiente. Ou seja, o processo evolutivo que leva ao aparecimento de novas espécies resulta de um processo dialético entre “o interno” (que seriam características estruturais herdadas geneticamente, com suas restrições inerentes) e “o externo” (pressões seletivas ambientais). Gould define um organismo vivo como sendo “uma entidade integrada exercendo restrições sobre sua história, ao mesmo tempo em que se situa em um ambiente específico”.
    Na natureza existem muitas estruturas que podem dar origem a sistemas ordenados e complexos através da seleção natural. O surgimento de tais estruturas é direcionado por princípios físicos, químicos e matemáticos. Biólogos aceitam que a forma esférica das células, por exemplo, não seja resultante de uma informação genética e sim tenha origem em forças puramente físicas. Stuart Kauffman argumenta aquilo que se considera “ordem” na natureza surge naturalmente através da emergência de sistemas complexos. Kauffman sugere que a diversidade das células presentes nos organismos vivos não resulta somente de um processo histórico, mas seria resultante de princípios auto-organizacionais de sistemas dinâmicos. Tal ordenação seria produzida através de um processo completamente natural através da interação de várias forças e processos que originam uma estrutura emergente. A organização cria um potencial para a emergência de novas formas de organização, novas formas de vida, novas funções e comportamentos, impossíveis em formas menos organizadas. A ordem espontânea que emerge em sistemas complexos pode prover estruturas iniciais de formas orgânicas sobre as quais atua a seleção natural.

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