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segunda-feira, 1 de julho de 2024

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O que define uma espécie? Por dentro do debate acirrado que está abalando a biologia em sua essência

Os cientistas há muito debatem se a pantera da Flórida é um puma norte-americano (Puma concolor couguar) ou uma subespécie única (P. c. coryi), decidindo-se finalmente pela primeira. O debate faz parte de uma crise crescente na forma como os cientistas classificam as espécies. (Crédito da imagem: Maria Klos para Live Science)

Em 2016, os cientistas publicaram um artigo com uma afirmação ousada: que a girafa, descrita pela primeira vez como espécie pelo biólogo sueco Carl Linnaeus em 1758, poderia na verdade ter sido quatro espécies desde o início . Ao contrário de Linneaus, os investigadores tiveram acesso a ferramentas genéticas modernas, que revelaram que as girafas se enquadram em grupos distintos com base nas diferenças no seu ADN, algumas das quais são “maiores do que as diferenças entre ursos pardos e ursos polares”, disseram os autores na altura. .

A notícia repercutiu na comunidade conservacionista das girafas, que de repente precisou proteger quatro espécies em vez de uma. Mas desde o início houve divergências sobre esta nova classificação, e ainda hoje, a União Internacional para a Conservação da Natureza — organização que supervisiona a listagem de espécies ameaçadas e em perigo — lista a girafa como uma única espécie , Giraffa camelopardalis , com nove subespécies.

A disputa e outras semelhantes destacam o “problema das espécies”, uma incerteza fundamental sobre como analisamos os organismos, e continua a irritar os biólogos em todo o mundo.

Os argumentos muitas vezes dependem de definições antigas. Em 1942, o biólogo Ernst Mayr cunhou aquele que é talvez o mais duradouro : o conceito biológico de espécie, que rotula dois organismos como espécies diferentes se não conseguirem reproduzir-se e criar descendentes férteis. Desde então, os investigadores estabeleceram definições com base na ancestralidade partilhada (o conceito filogenético de espécie), nas características físicas (o conceito morfológico de espécie) ou na ecologia partilhada (o conceito ecológico de espécie), em que as espécies divergem à medida que ocupam diferentes nichos no seu ambiente. 

Ao todo, existem pelo menos 16 definições de espécies , e potencialmente até 32 , circulando entre os cientistas hoje.

Nenhuma definição parece ser isenta de exceções, entretanto. Existem espécies em que os indivíduos parecem muito diferentes uns dos outros, bem como “espécies enigmáticas” que parecem idênticas, mas são geneticamente distintas. 

A hibridização também é comum, dando origem a animais como o ligre (um híbrido leão-tigre) e o beefalo (um cruzamento entre o gado doméstico e o bisão americano). As evidências até sugerem que os humanos já cruzaram com dois outros hominídeos antigos que são geralmente considerados espécies separadas, os neandertais e os denisovanos , sugerindo que, afinal, eles poderiam não ter sido tão diferentes de nós .

Em 2016, cientistas publicaram um artigo sugerindo que a girafa compromete quatro espécies em vez de uma. O debate continua, embora a organização que supervisiona as espécies ameaçadas ainda a liste como uma espécie, Giraffa camelopardalis. (Crédito da imagem: mikroman6 via Getty Images)

"Algumas das regras que estabelecemos não funcionam e às vezes fica bastante confuso", disse Jordan Casey , ecologista molecular marinho da Universidade do Texas no Austin Marine Science Institute, ao WordsSideKick.com. “Os humanos querem inerentemente colocar ordem nas coisas, e até eu tenho que tomar muitas decisões sobre se estou apenas vendo a diversidade entre os indivíduos ou tentando dobrar as coisas desnecessariamente em espécies diferentes.”

Mas definir a definição de uma espécie não é apenas um exercício acadêmico – muitas das políticas de conservação do mundo estão estruturadas em torno das espécies como a unidade de facto de conservação. Em última análise, também levanta questões mais existenciais. Afinal, se existem quatro espécies de girafas, será que realmente importa se uma delas for extinta?

Para responder a estas questões, grupos estão agora a reunir-se para estabelecer directrizes sobre como as espécies devem ser nomeadas e ordenadas na árvore da vida e como lidar com disputas quando estas surgem. Na verdade, elaborar uma lista funcional de regras acordadas é crucial, mesmo que não seja perfeita, dizem os biólogos.

"Fica bastante bagunçado"

O conceito de espécie é antigo. Em 343 aC, por exemplo, Aristóteles escreveu "História dos Animais", na qual descreveu diferenças entre animais individuais e também entre grupos.

Mas foi só em meados de 1700 que o conceito de taxonomia – a classificação formal dos seres vivos – realmente decolou e foi transformado numa disciplina oficial por Linnaeus. A taxonomia floresceu durante algum tempo, à medida que cientistas de todo o mundo começaram a nomear novas espécies, mas à medida que o campo e as espécies relacionadas avançavam, surgiram inevitavelmente conflitos.

Os cientistas descreveram oficialmente cerca de 2 milhões de espécies, e outras são constantemente adicionadas ou reclassificadas com base em novas evidências. Mesmo para animais grandes e aparentemente bem estudados, os ajustes são bastante comuns, e animais icónicos como a girafa, o elefante africano e a orca foram alvo de revisão.

O problema é que os cientistas não conseguem chegar a acordo sobre uma definição universal que possa classificar organismos tão diversos e diferentes como mamíferos, aves, peixes, plantas e bactérias. Outros ainda discutem se tal exercício é mesmo útil, observando que os cientistas têm continuado na ausência de consenso durante séculos e ainda precisarão de o fazer, uma vez que as criaturas do mundo estão a ser perdidas a um ritmo impressionante.Uma gravura de baleias e orcas no oceano

As orcas (Orcinas Orca) são classificadas como uma espécie única, mas algumas populações divergem de uma forma que significa que têm dificuldade em comunicar umas com as outras ou em se reproduzir. Isso levou alguns cientistas a sugerir que as orcas também podem incluir múltiplas espécies. (Crédito da imagem: Stefano Bianchetti via Getty Images)

“Estamos perdendo coisas antes mesmo de termos um nome nelas e, portanto, precisamos absolutamente continuar pressionando para avançar em nossos objetivos de conservação”, Terry Gosliner , biólogo evolucionista e taxonomista da Academia de Ciências da Califórnia que descobriu milhares de espécies ao longo de sua carreira de décadas, disse ao Live Science. “Mas, em alguns casos, também precisamos deixar de lado a questão do que é uma espécie para avançarmos de forma significativa”.

Os cientistas de hoje estão abordando o problema das espécies de diferentes maneiras. Alguns estão tentando reconciliar as definições existentes com métodos modernos, como renomear o conceito de espécie biológica de Mayr como conceito de espécie genética , que ainda sugere uma incapacidade de reprodução, mas liga o mecanismo especificamente à incompatibilidade genética.

Existem muitos conceitos na ciência que carecem de um significado unificado, e ainda assim nos saímos bem nesse espaço de incerteza.

Yuichi Amitani, Universidade de Aizu

Outros continuam a desenvolver novas ideias. Jeannette Whitton , bióloga evolucionista da Universidade da Colúmbia Britânica, co-desenvolveu o conceito de comunidade reprodutiva retrospectiva . Em vez de adoptar uma definição estrita, este conceito encoraja os cientistas a abraçar a incerteza e a reconhecer que a especiação é um processo contínuo – que os organismos que observamos hoje foram moldados por forças do passado.

Adoptar esta visão holística, que incorpora facetas de várias definições existentes, significa que os cientistas ainda podem fazer previsões ou explicar fenómenos naturais mesmo na ausência de uma definição clara. Whitton disse ao WordsSideKick.com que ela e um colega levaram sete anos para definir a linguagem final, em parte por causa do quão desafiador era reconciliar suas próprias ideias conflitantes.

Outros ainda defenderam deixar de lado o problema das espécies, observando que a questão em si pode ser uma distração. Yuichi Amitani , professor associado sênior de biologia na Universidade de Aizu, no Japão, observou em 2022 que os temores dos cientistas de que a falta de consenso levaria a falhas de comunicação e impossibilitaria a comparação de pesquisas não se concretizaram.

“Existem muitos conceitos na ciência que carecem de um significado unificado, e ainda nos saímos bem nesse espaço de incerteza”, disse ele à WordsSideKick.com, acrescentando que parece haver algo na ideia de uma espécie “que excita um ambiente tão forte reação emocional."Uma ilustração de um grupo de neandertais

Os neandertais são uma espécie separada dos humanos, mas os humanos e os neandertais eram semelhantes o suficiente para cruzar, levantando novas questões sobre o conceito de espécie biológica proposto pela primeira vez por Ernst Mayr em 1942. (Crédito da imagem: Museu de História Natural / Alamy Stock Photo)

Confrontando a “anarquia taxonômica”

Em muitos aspectos, é na conservação que essas emoções transbordam, com debates acirrados em curso na literatura científica. Em 2017, Leslie Christidis , taxonomista da Southern Cross University, na Austrália, argumentou num artigo que a contínua explosão de espécies recentemente descritas na biologia – o que ele apelidou de “anarquia taxonómica” – estava a tornar um desafio para os conservacionistas direcionar recursos ou reunir apoio.

Christidis disse ao Live Science que esta ideia era realmente controversa, levando mais de 180 cientistas a assinarem uma repreensão pública . Mas Christidis insiste que nunca pretendeu sugerir que a taxonomia não tem lugar na conservação. Em vez disso, disse ele, estava a defender um quadro unificado para nomear novas espécies e gerir disputas.

Na verdade, à medida que os cientistas desenvolvem ferramentas mais sofisticadas que combinam taxonomia com genómica, estudos de marcação, modelação e até aprendizagem automática, fica claro que a solução ideal provavelmente não é uma definição única que sirva para todos.

Nem sequer é verdade que a investigação de novas espécies conduz inevitavelmente a mais espécies. Quando Thomas Near , um biólogo evolucionista da Universidade de Yale, investiga as histórias evolutivas dos peixes, muitas vezes descobre que espécies separadas, incluindo vários peixes desportivos populares , são de facto iguais.

“Temos que deixar a ciência nos levar aonde quiser, e isso nem sempre é necessariamente para mais espécies”, disse Near ao WordsSideKick.com.

Grupos de trabalho estão agora tentando estabelecer novas diretrizes. O Catálogo da Vida , por exemplo, está a desenvolver regras para nomear cada reino da vida, enquanto outros grupos estão a esculpir peças ainda mais pequenas do puzzle. O Registo Mundial de Espécies Marinhas está a monitorizar espécies marinhas, enquanto o Cat Specialist Group está a reavaliar a taxonomia dos felinos do mundo.

Christidis está liderando um esforço para fundir três listas existentes de espécies de aves e espera divulgar um relatório ainda este ano. Depois de um controverso artigo de 2016 ter duplicado o número de espécies de aves com base numa nova definição, o campo estava claramente na altura de um acerto de contas, disse ele. Felizmente, os esforços do grupo revelam que “muitas vezes é possível chegar a um consenso – se não a um acordo universal – depois de todas as provas terem sido apresentadas”, disse ele. A partir daí, é mais fácil avaliar quais espécies necessitam mais de proteção.

“Como cientistas, todos queremos proteger a nossa biodiversidade”, disse Christidis, “e penso que partir desse terreno partilhado ajudou tremendamente”.

sábado, 12 de março de 2016


Cientistas
Datas
Feitos / Contribuições
Giordano Bruno
(1548-1600)
Monge dominicano, teólogo, filósofo e poeta; defendeu a evolução do mundo, mas foi queimado na figueira do Santo Ofício.
Zacharias Janssen
(1585-1632)
Fabricante de óculos; inventou o microscópio em 1591, junto com seu pai Hans Janssen.
René Descartes
(1596-1650)
Filósofo, físico e matemático francês; acreditava na evolução do mundo e dos seres vivos, mas não contradisse a igreja.
Francesco Redi
(1626-1697)
Biólogo florentino; combateu a teoria da geração espontânea em 1668 (frascos com gases; larvas).
Antoni van Leeuwenhoek
(1632-1723)
Comerciante holandês e naturalista aperfeiçoou microscópios (uma lente – microscópio simples) e utilizou-os; defensor da geração espontânea; contribuição Bio celular (fibras, bactérias, protozoários).
Robert Hooke
(1635-1703)
Físico experimental inglês; construiu microscópio mais potente que o de Leeuwenhoek (duas lente e um tubo de metal – microscópio composto) como o de Jansen e inventou também o barômetro; Lei da Elasticidade
Nicholas Steno
(1638-1686)
Bispo católico e cientista dinamarquês; observou os fósseis e admitiu mudanças biológicas ao longo do tempo; geologia.
Carl Von Linnaeus
(1707-1778)
Biólogo sueco; Systema Naturae; classificação biológica (1766-1768).
John Needham
(1713-1781)
Biólogo inglês; defendia geração espontânea (caldos nutritivos); força vital.
Lazzaro Spallanzani
(1729-1799)
Padre e biólogo italiano; refutou a geração espontânea; erros de Needham.
Erasmus Darwin
(1731-1802)
Médico, poeta e naturalista inglês e avô de Charles Darwin.
Jean-Baptiste Lamarck
(1744-1829)
Naturalista francês, explicou a evolução sob duas leis.
Félix-Archimède Pouchet
(1800-1872)
Biólogo francês; último dos defensores da geração espontânea que debateu com Pasteur.
Friedrich Wöhler
(1800-1882)
Químico alemão; sintetizou a uréia em 1828 (Alemanha); precursor da Química Orgânica.
Charles R. Darwin
(1809-1882)
Naturalista inglês, autor da Teoria da Evolução das espécies (1859).
Joseph D. Hooker
(1817-1911)
Cirurgião, explorador e botânico e naturalista inglês; colaborador e amigo de Darwin; Expedição de James Clark Ross à Antártica em busca do polo sul magnético.
Adolph W. Hermann Kolbe
(1818-1884)
Químico alemão; sintetizou o ácido acético em 1845 (Alemanha); desenvolveu a nomenclatura dos compostos orgânicos.
John Tyndall
(1820-1893)
Físico Inglês; argumentou sobre bactérias resistentes e defendia geração espontânea.
Adolph Strecker
(1822-1871)
Químico alemão; síntese do aminoácido alanina em 1850 (Alemanha).
Gregor J. Mendel
(1822-1884)
Monge austríaco botânico e meteorologista; estudou e descreveu a herança dos caracteres; “Pai da Genética”.
Louis Pasteur
(1822-1895)
Biólogo e químico francês; derrubou totalmente a questão da geração espontânea.
Alfred Russel Wallace
(1823-1913)
Naturalista, biólogo, geógrafo e antropólogo inglês, considerado coautor da Teoria da Evolução das espécies; apresentou trabalho junto a Darwin; propôs o conceito de “sobrevivência dos mais aptos”.
August Weismann
(1834-1914)
Biólogo alemão; cortou a cauda de um grupo de ratos brancos por 22 gerações estudando Lamarck; separação de células somáticas e germinativas
Edward Drinker Cope
(1840-1897)
Paleontólogo, professor, herpetólogo, ictiólogo e anatomista norte-americano; usou o termo “Neolamarckismo”; descreveu o clado Mesosauria descoberto no Brasil.
Friedrich Miescher
(1844-1895)
Médico suíço; descobridor do DNA ao qual chamou de nucleína (1871).
Richard Altmann
(1852-1900)
Patologista e histologista alemão; desconfiou de Miescher; preparações altamente purificadas de nucleína (1889); caráter ácido e chamou de Ácido Nucleico em vez de nucleína.
Archibald E. Garrod
(1857-1939)
Médico inglês; foi primeiro a sugerir que os genes atuavam por meio de enzimas; alcaptonúria (alcaptona) alelo recessivo.
Wilhelm Weinberg
(1862-1937)
Físico e obstetra alemão; observações sobre genética; Equilíbrio de Hardy-Weinberg.
Phoebus Aaron Levine
(1869-1940)
Médico e bioquímico russo naturalizado americano; determinou a ordem em que as moléculas de fosfato, pentose e base nitrogenada estavam unidas no ácido nucleico, formando a unidade fundamental, o nucleotídeo (1909); purificou concentrou a vitamina B2 em 1930. Nome original: Fishel Aaronovich Levin
Fred Griffith
(1877-1941)
Médico inglês; estudou a bactéria Diplococcus (atualmente Streptococcus pneumoniae; fez experimentos em ratos e descreveu o DNA como agente de transformação bacteriana em 1928.
Godfrey Harold Hardy
(1877-1947)
Matemático inglês; Teoria dos Números; Equilíbrio de Hardy-Weinberg: genética de populações.
Walter Abraham Jacobs
(1883-1967)
Químico americano; determinou a ordem em que as moléculas de fosfato, pentose e base nitrogenada estavam unidas no ácido nucleico, formando a unidade fundamental, o nucleotídeo (1909).
Julian Sorell Huxley
(1887-1975)
Biólogo inglês, neto de Thomas Huxley; designou o termo Teoria Sintética da Evolução em 1942.
John Haldane
(1892-1964)
Biólogo e geneticista britânico; genética populacional;
Aleksandr Oparin
(1894-1980)
Biólogo e bioquímico russo; um dos precursores sobre o estudo da origem da vida; evolução química das moléculas; atmosfera redutora; embasamento darwiniano.
James Lionel Alloway
(1900-1954)
Pesquisador americano; descobriu que a transformação bacteriana podia ocorrer in vitro em 1933.
Theodosius G. Dobzhansk
(1900-1975)
Geneticista e biólogo evolutivo ucraniano naturalizado americano; defensor da Evolução.
Ernst Mayr
(1904-2005)
Zoólogo alemão naturalizado americano; em 1941 fez conferências chamadas “Sistemática e a origem das espécies” e publicadas em 1942; evolução; genética de populações; taxonomia; conceito biológico de espécie.
Erwin Chargaff
(1905-2002)
Pesquisador austríaco; fez importante descoberta sobre a composição do DNA: a quantidade de base adenina é sempre igual à de timina, e que a de citosina era sempre igual à de guanina.
Rosalind Elsie Franklin
(1920-1958)
Biofísica britânica; pioneira da Biologia molecular;  a técnica da difração dos raios-X e concluiu que a molécula de DNA tem estrutura helicoidal com 2 nm (0,000002 mm) de espessura.
Francis H. C. Crick
(1916-2004)
Biofísico e neurocientista britânico; elaborou o modelo de dupla-hélice da molécula de DNA com duas longas cadeias paralelas; 3 características essenciais: capacidade de duplicação; de conter informações para a produção de proteínas e capacidade de sofrer mutação. Prêmio Nobel (1962)-Medicina ou Fisiologia.
James Dewey Watson
(1928)
Biólogo molecular; geneticista e zoólogo americano; elaborou o modelo de dupla-hélice da molécula de DNA com duas longas cadeias paralelas; 3 características essenciais: capacidade de duplicação; de conter informações para a produção de proteínas e capacidade de sofrer mutação. Prêmio Nobel (1962)-Medicina ou Fisiologia.
Stanley Lloyd Miller
1930
Químico norte-americano; especialista em pesquisas sobre a origem da vida na Terra; reproduziu as condições que teriam existido na Terra antes do aparecimento dos seres vivos, o chamado Miller-Urey Experiment (1952). Misturou água, hidrogênio, amônia e metano e os submeteu a descargas elétricas gerou aminoácidos dos quais são feitas as proteínas no corpo humano, mas não conseguiu transformar seu "caldo" em células vivas.