Por que todo mundo ri de Williamson, o "melhor amigo" de Lynn Margulis

(Este artigo é uma tradução do meu artigo Why Everybody Laughs at Williamson, Lynn Margulis' "Best Friend" que pode ser lido aqui)

O que você pensaria se alguém chegasse em você e dissesse que o seu caracol de estimação acidentalmente engravidou e você é o pai? Ou você foi ao médico e ele lhe disse "parabéns, você está grávida e o pai é um ouriço-do-mar". Com certeza você sentiria orgulho, não é?

Bem, se você pensa que isso é um absurdo ridículo, você está certo! Mas adivinhe, há um cientista senior (i.e., muito velho) alegando que tal coisa acontece na natureza o tempo todo! E qual é o seu nome? Donald I. Williamson.

Donald I. Williamson. Encontrei essa foto (a única), num blog polonês  (biokompost.wordpress.com). Infelizmente eu não falo polonês... ainda.

Nascido em 1922, ele é um planctologista e carcinologista britânico, já aposentado, é claro. Mas pelo menos desde 1987 vem publicando uma série de artigos estranhos afirmando que híbridos entre diferentes filos de animais aconteceram muitas vezes durante a história do reino animal.

Tudo começou, como já mencionado, em 1987, em seu artigo "Incongruous Larvae and the Origin of some Invertebrate Life-Histories" (Larvas Incongruentes e a Origem da História de Vida de alguns Invertebrados), onde ele considera as enormes diferenças entre adultos e larvas em muitos animais, primeiramente considerando echinodermos em especial. Sua ideia "revolucionária" é que larvas e adultos evoluíram separadamente em diferentes linhagens de animais e mais tarde se tornaram uma espécie única por hibridização. Ele alega isso incialmente com a citação de trabalhos que sugerem a possibilidade de transferência horizontal de genes entre organismos distantemente relacionados, principalmente causada por vírus levando uma quantidade pequena do DNA do hospedeiro de um organismo para o outro. Assim ele aparentemente pensou "Se é possível levar um gene de um animal para outro, por que isso não poderia acontecer com o genoma inteiro?".

Equinodermos, suas primeiras vítimas, são considerados como tendo hibridizado com hemicordados, assim explicando porque a larva dos dois grupos é tão similar. Ao final, ele admite que não fez qualquer pesquisa em relação a todos ou a maioria dos trabalhos recentes sobre desenvolvendo e filogenia dos grupos alvos.

Uma estrela do mar (Echinoderma) e um balanoglosso (Hemichordata). Certamente um casal adorável. Fotos por Mike Murphy e Philcha, da Wikipedia.

Aqui é interessante citar um trabalho por Švácha (1992) estudando os discos imaginais em larvas de insetos holometábolos (aqueles com estágios de larva, pupa e adulto). Discos imaginais são regiões de células aparentemente não diferenciadas em larvas de insetos e inicialmente consideradas como a fonte da maioria das características dos adultos não encontradas em larvas, bem como responsáveis pela substituição dos órgãos das larvas por novos em adultos, como as antenas da larva sendo substituídas por novas durante a transição de um estágio para outro. Švácha percebeu, no entanto, que isso na verdade não acontece e que discos imaginais somente ajudam a desenvolver estruturas larvais, mas não as substituem por novas. Ou seja, a forma adulta dos insetos não vem de um segundo "embrião" escondido dentro da larva.

É claro que Williamson ignorou esse artigo e muitos outros e em 2001 trouxe outro argumento para se sustentar: uma falácia.

Você pode ou não saber, mas a teoria endossimbionte sugere que organelas intracelulares, como mitocôndrias e cloroplastos, se originaram de bactérias associadas a células eucarióticas. Pode-se então supor que a função de organelas intracelulares existiu antes das próprias organelas, assim para Williamson foi completamente lógico assumir que as características de larvas existiram antes dos animais terem larva.

Como se ele estivesse num estado frenétco, Williamson começou a descarregar toneladas de hibridizações "perfeitamente possíveis" entre grupos animais. Para citar algumas:

• Larvas de turbelários vieram de rotíferos 
• Larvas de equinodermos vieram de hemicordados 
• Larvas de tunicados vieram de Appendiculata (um grupo antigo que compreendia artrópodes, anelídeos, rotíferos e outros) 

Um policladido (Turbellaria) e um 'animal-roda' (Rotífera). Outro casal adorável. Fotos por Dr. James P. McVey do NOAA Sea Grant Program; e Absolutecaliber, da Wikipedia.

E para deixar ainda mais bizarro, ele sugeriu que a blástula dos embriões animais veio de uma hibridização com Volvocales, um grupo de algas verdes!

De acordo com Williamson (2001), a blástula de embriões de animais veio de uma hibridização com uma alga do grupo Volvocales (esquerda). Fotos pela Agência de Proteção Ambiental, Governo Federal dos EUA; e Pearson Scott Foresman, da Pearson Company.

E como você também pode ver ao ler seu trabalho, a maioria de suas referências são seus próprios trabalhos anteriores, obviamente indicando uma falta de interesse em qualquer estudo REAL tentando entender a origem de diferenças entre larvas e adultos. Também vale a pena notar que Williamson possuía uma fobia incomum pelos nomes das classes de equinodermos, visto que a terminação -oidea era incômoda demais para ele para ser vista em algo que não fosse uma superfamília.

Em 2006, Minelli et al. apresentaram uma revisão interessante de pesquisas considerando o desenvolvimento de artrópodes de formas larvais para adultos, onde uma das explicações possíveis para a drástica mudança ocorrente em larvas de insetos holometábolos não é nada mais completo que uma forma de "neotenia", isto é, quando estágios iniciais de desenvolvimento duram mais tempo no ciclo de vida de um organismo. Neste caso, a coisa provável que ocorre é que a larva de insetos holometábolos são algo como embriões bem desenvolvidos e móveis; nada tão estranho, certo? E adivinhe? Em toda a revisão não há uma única menão a Williamson, e nós todos podemos imaginar por quê...

No mesmo ano, Williamson ataca novamente com outro papel, desta vez afirmando que a explosão cambriana ocorreu devido ao grande número de hibridizações com transferência larval e, como em todos os seus trabalhos anteriores, usa o argumento de que "a seleção natural não pode explicar tais divergências entre adultos e larvas". Nós tabém podemos perceber que ele ignora completamente todas as publicações recentes relacionadas a filogenética e genômica e, ao menos ao que parece para mim, ignore qualquer coisa relacionada a teorias evolutivas que não seja "A Origem das Espécies" de Darwin e os trabalhos de Lynn Margulis (por quem ele parece ter alguns sentimentos passionais desesperados).

E então novamente, em 2009, ele aparece com outro artigo, este publicado na PNAS, entitulado "Caterpillars evolved from onychophorans by hybridogenesis" (Lagartas evoluíram de onicóforos por hibridogênese), onde ele persiste em suas ideias absurdas, afirmando que lagartas surgiram de uma mariposa fêmea sendo acidentalmente fertilizada por um onicóforo macho, e ele continua ignorando qualquer coisa relacionada a dados moleculares, atacando as ideias de Darwin e Haeckel mais uma vez e citando somente trabalhos que, pelo seu ponto de vista limitado, poderiam suportar de alguma forma suas ideias incongruentes. Todos os artigos publicados durante estes mais de 20 anos em que ele passou afirmando a mesma bobagem, como um pastor fanático numa igreja, foram deixados de lado.

"Com licença,senhorita, mas você acabou de ser fecundada pelo meu sêmen." Os dois pais originais de uma lagarta, de acordo com Williamson, teriam sido um onicóforo e uma mariposa. Fotos por Thomas Stromberg e Jonathon Combes.

Enfim, este trabalho ganhou uma repercussão maior que os anteriores e muitos cientistas manifestaram sua indignação por ele, de forma que por dois meses o artigo foi suspendido de publicação impressa, até que finalmente apareceu impresso na edição de novembro daquele ano (2009).

Agora, falando sério, como é possível que uma ideia tão ridícula foi aceita para publicação neste século, depois de todos os pesquisadores sérios preocupados com a filogenia e ontogenia de animais?

Bom, foi possível por uma razão: Lynn Margulis. Foi ela quem aprovou o artigo, através de uma rota de submissão que permitia a membros da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos gerenciar a revisão do manuscrito de um colega. Mas por que Lynn Margulis apoiaria tal ideia de um velho "cientista" aposentado e fora de si? Eu diria que é porque ela estava bem fora de si também.

Lynn Margulis. Foto por Javier Pedreira.

Se você conhece Lynn Margulis, você também sabe que ela já foi uma bióloga brilhante com ideias desafiadores, ajudando a tornar a teoria endossimbionte conhecida e eventualmente aceita para explicar a origem de cloroplastos e mitocôndrias. Mas em seus últimos anos (ela faleceu em 22 de Novembro de 2011) ela começou a atacar ideias bem suportadas em ciência de uma forma meio irracional, como afirmando que AIDS não é causada pelo HIV.

Quando este último trabalho de Williamson foi liberado para impressão, o mesmo número trouxe um desafio pelo zoólogo Gonzalo Giribet e um artigo por Hart & Grosberg rejeitando as ideias de Williamson baseados em todos os dados moleculares já disponíveis que claramente indicam que insetos holometábolos não possuem genes onicóforos de forma alguma para explicar tanta besteira.

Aparentemente Williamson preparou uma breve resposta, mas ela não foi liberada para publicação.

Assim, após ler isso, penso que qualquer um pode entender por que ninguém pode levá-lo a sério. Ou você pode de alguma forma acreditar que possa ficar grávida de uma água-viva enquanto está nadando no mar?

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Referências:

Abbott, A., Brumfiel, G., Dolgin, E., Hand, E., Sanderson, K., Van Noorden, R., & Wadman, M. 2009. Whatever happened to …? Nature DOI:10.1038/news.2009.1162

Giribet, G. 2009. On velvet worms and caterpillars: Science, fiction, or science fiction? Proceedings of the National Academy of Sciences, 106 (47), e131 DOI:10.1073\pnas.0910279106

Hart, M., & Grosberg, R. 2009. Caterpillars did not evolve from onychophorans by hybridogenesis Proceedings of the National Academy of Sciences, 106 (47), 19906-19909 DOI: 10.1073/pnas.0910229106

Minelli, A., Brena, C., Deflorian, G., Maruzzo, D., & Fusco, G. 2006. From embryo to adult—beyond the conventional periodization of arthropod development Development Genes and Evolution, 216 (7-8), 373-383 DOI:10.1007/s00427-006-0075-6

Švácha, P. 1992. What Are and What Are Not imaginal Discs: Reevaluation of Some Basic Concepts (Insecta, Holometabola) Developmental Biology, 154, 101-117

Williamson, D. 1987. Incongruous larvae and the origin of some invertebrate life-histories Progress In Oceanography, 19 (2), 87-116 DOI: 10.1016/0079-6611(87)90005-X

Williamson, D. 2001. Larval transfer and the origins of larvae Zoological Journal of the Linnean Society, 131 (1), 111-122 DOI: 10.1006/zjls.2000.0252

Williamson, D. 2006. Hybridization in the evolution of animal form and life-cycle Zoological Journal of the Linnean Society, 148 (4), 585-602 DOI:10.1111/j.1096-3642.2006.00236.x

Williamson, D. 2009. Caterpillars evolved from onychophorans by hybridogenesis Proceedings of the National Academy of Sciences DOI:10.1073/pnas.0908357106

Por que Timina no lugar da Uracila?

Na quarta-feira passada, durante a aula de Técnicas de Diagnóstico Molecular, surgiu uma dúvida interessante: Por que o DNA usa Timina no lugar da Uracila usada pelo RNA?

Motivado por essa dúvida, decidi pesquisar a respeito. Como a explicação se mostra deveras interessante, decidi publicá-la aqui. Ela com certeza será melhor entendida por aqueles que possuem algum conhecimento em biologia molecular, pois não é minha intenção explicar toda a estrutura, síntese e replicação dos ácidos nucleicos. Mas vamos à explicação: 

Pra começar, vejam a estrutura da Uracila a seguir:

A única diferença  dela para a Timina é a presença de um grupo metil nesta última:

A timina é, de fato, também conhecida como 5-metiluracila. Mas vamos à explicação:

Durante a síntese dos nucleotídeos, as nucleotídeo-monofosfatases (NMPs), isto é o conjunto Nucleotídeo + Ribose + Fosfato é desidroxilado, originando 2'-deoxi-nucleotideo-monofosfatases (dNMPs), ou seja, GMP, AMP, CMP e UMP são convertidos para dGMP, dAMP, dCMP e dUMP respectivamente. Em seguida, uma modificação catalisada pelo ácido fólico adiciona um metil à uracila, para formar timina, tornando dUMP em dTMP. Mas... por quê?

Bom, isso acontece porque a Uracila, apesar de preferir se parear com Adenina, pode facilmente se parear com qualquer base, inclusive consigo mesma. A presença de um grupo metil (que a transforma em timina), que é hidrofóbico, reordena sua posição na hélice, impedindo que isso aconteça, de forma que a timina é mais estável para uma dupla-hélice do que a uracila.

Além disso, mais outro problema é resolvido com essa conversão. Vejam a seguir a estrutura da citosina. Ela é semelhante à Uracila, como podem notar, diferenciando-se pela substituição de um O por NH2.

 

Acontece que a citosina pode espontaneamente de deaminar e se transformar numa uracila. E aí, se a uracila fosse um componente do DNA, as estruturas de reparo não conseguiriam diferenciar essa uracila proveniente de uma citosina de uma uracila original, fazendo com que mutações se acumulassem em uma taxa gigantesca.

Com o uso de timina no lugar da uracila, qualquer uracila detectada na dupla hélice é identificada como um erro e substituída por uma citosina.

Well, é basicamente isso que encontrei explicando o motivo dessa substituição. :3

Beagle, Saturno, Urano e o Coração Artificial

De volta com mais um post depois de muito tempo. (Anda me faltando inspiração e tempo =| )
Neste post falarei sobre eventos importantes ocorridos neste dia, 11 de Maio, na ciência.

11 de Maio de 1820 - Ocorre o lançamento do famoso HMS Beagle, que em sua segunda viagem (de 27 de Dezembro de 1831 a 2 de Outubro de 1836) levou Charles Darwin em sua expedição pela América do Sul, um marco decisivo para o surgimento da Teoria da Seleção Natural.

11 de Maio de 1871 - Morre Sir John Frederick William Hershel, matemático, astrônomo e químico inglês. Responsável pelo início do uso do sistema de dias julianos em astronomia, além de estudos sobre daltonismo e o poder químico dos raios ultravioletas.Entre 1821 e 1823, ele reexaminou, juntamente com o astrônomo James South, as estrelas duplas que haviam sido catalogadas por seu pai, Sir Friedrich Wilhelm Herschel. Por esse trabalho, recebeu a medalha de outro da Royal Astronomical Society em 1826.
Seu trabalho entitulado "Um discurso preliminar sobre o estudo da filosofia natural", publicado em 1831, foi base de inspiração para Charles Darwin enquanto este era estudante da Universidade de Cambridge.
Em 13 de Novembro de 1833, partiu para a Cidade do Cabo, na África do Sul com a intenção de catalogar estrelas, nebulosas e outros objetos nos céus do hemisfério sul. Entre suas observações estava a do retorno do Cometa Halley no ano de 1834. Além do trabalho astronômico, ele produziu, com sua esposa, Margaret, um catálogo de 131 ilustrações botânicas sobre a flora capense.
Ele retornou à Inglaterra em 1838 e, em 1847, publicou o trabalho entitulado "Resultados de Observações Astronômicas feitas no Cabo da Boa Esperança". No trabalho, ele propôs os nomes para os satélites de Saturno e Urano conhecidos na época, e que são usados até hoje:
Saturno: Mimas, Encélado, Tétis, Dione, Reia, Titã e Japeto.
Urano: Ariel, Umbriel, Titânia, Oberon

11 de Maio de 1946 - Nasce Robert Koffler Jarvik, pesquisador estadunidense responsável pela criação do coração artificial Jarvik-7 que, apesar de limitar muito os movimentos do usuário, controlava outros problemas como embolia e infecção. O primeiro paciente a receber o implante em 2 de dezembro de 1982 sobreviveu por 112 dias, realizando visitas frequentes ao hospital neste intervalo.

A mamãe pterossaura

Um fóssil de pterossauro descrito na Science de Janeiro deste ano mostra uma mãe pterossauro (gênero Darwinopterus) que morreu há cerca de 160 milhões de anos após machucar uma asa e cair num lago. A fêmea em questão trazia em seu interior um único ovo que, com o início do processo de decomposição, foi expelido do corpo.

Este fóssil ajudou a confirmar duas ideias já levantadas sobre a vida dos pterossauros.

1. Machos e fêmeas possuem dimorfismo sexual: Muitos fósseis de Darwinopterus possuem uma crista percorrendo o focinho, enquanto outros não a possuem. Como o fóssil em questão trata-se com certeza de uma fêmea e esta não possuía a crista em questão, supõe-se que somente os machos carregassem este adorno.

2. Pterossauros enterram seus ovos na areia: Esqueçam os ninhos de pterossauros no alto de galhos ou montanhas que você via nos filmes! O ovo encontrado junto à fêmea provavelmente possuía uma casca flexível e pouco calcificada, de forma semelhante às dos ovos de muitos répteis modernos. Assim, é mais provável que os ovos fossem enterrados na areia, onde a umidade do ambiente seria capaz de providenciar a água necessária ao embrião. Os poucos fósseis já conhecidos de ovos de pterossauros e dos embriões contidos neles já levantavam tais suspeitas, pois os fetos já apresentavam asas bem desenvolvidas e ossos com calcificação suficiente para permitir que voassem logo após deixar o ovo.

Então a partir de agora pense nos filhotes de pterossauros saindo da areia como fazem as pequenas tartarugas, prontos para explorar o mundo por conta própria.

Maçã evoluiu para sobreviver à extinção

Sequenciamento do genoma da maçã revela resultados inesperados

A análise do DNA completo da maçã sugere que um grande passo evolutivo da fruta foi causado por um evento ambiental catastrófico.

Um consórcio internacional sequenciou os mais de seiscentos milhões de pares de bases que compõe o genoma da maçã, o que ajudará, entre outras coisas, a entender características como “crocância”, “suculência”, sabor ou época de colheita.

O seqüenciamento revelou que grandes porções dos cromossomos estão copiadas em outros cromossomos. Esta duplicação explicaria por que a maçã e sua prima, a pera, possuem 17 cromossomos enquanto todas as outras plantas da família Rosaceae (incluindo morangos, framboesas e ameixas) possuem entre 7 e 9. A maioria destes genes duplicados estão relacionados ao desenvolvimento do fruto, o que pode ter permitido o surgimento das características peculiares vistas na fruta.

As análises evolucionárias traçaram essa duplicação do genoma para aproximadamente 60 milhões de anos atrás, e pensa-se que possa ter sido uma resposta de sobrevivência genética a um evento de extinção em massa de outras espécies, incluindo os dinossauros. Outras espécies vegetais bem adaptadas, como o choupo, sofreram uma resposta evolucionária similar na mesma época.

Parece que nossa querida maçã soube ser criativa o bastante para “inovar” seu genoma e sobreviver quando aquele grande meteoro atingiu o planeta no final do Cretáceo.

Fonte: http://www.australasianscience.com.au/news/september-2010/apple-evolved-survive-extinction.html