Evolução do sexo e sobrevivência | Artigo | Drauzio Varella Evolução do sexo e sobrevivência | Artigo | Drauzio Varella - Drauzio Varella
Evolução do sexo e sobrevivência | Artigo
A vantagem reprodutiva conferida pelo acesso a genes com maior diversidade oferecida pela poligamia parece ser utilizada pelos animais socialmente monogâmicos, tornando difícil a distinção entre as duas estratégias. Entenda a relação entre evolução do sexo e sobrevivência.
Para morrer basta estar vivo. Parece verdade universal, mas não é. A morte não é companheira inseparável da vida. Esta é uma das afirmações mais importantes da Biologia. Existem seres imortais, e são muitos.
É o caso das bactérias, formas de vida constituídas por uma única célula capaz de captar nutrientes do meio, convertê-los em energia para exercer as funções básicas e multiplicar-se. Representam elas o maior sucesso ecológico de todos os tempos: foram a primeira manifestação da vida na Terra há 3,5 bilhões de anos e não só estão aí até hoje, como constituem metade da biomassa, isto é, metade da somatória do peso de todos os seres vivos existentes.
Na reprodução das bactérias, a célula-mãe duplica o material genético (DNA), adquire o formato de um 8 e se divide em duas filhas iguais a ela que, através do mesmo processo se dividirão em quatro, oito, dezesseis, etc. Funcionam como máquinas de replicar DNA, a molécula que arquiva os genes de quase todos os seres vivos, inclusive os do homem. Nesse processo, descontadas as mutações que ocorrem ocasionalmente, as células-filhas são em tudo idênticas à mãe.
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Embora uma bactéria possa morrer acidentalmente de fome ou porque a temperatura do meio aumentou, mantidas as condições ambientais e o acesso a nutrientes, a divisão não para. Podemos dizer que a bactéria que se dividiu em duas morreu? Ou, que suas quatro netas, idênticas a ela, ao se dividir em oito deixaram de estar vivas? Ou, ainda, numa comparação antropocêntrica, se você pudesse se dividir em dois indivíduos iguais, duas réplicas em tudo idênticas a você mesmo, seria possível dizer que você morreu? Nesse caso, onde estaria seu cadáver?
A morte não é fenômeno obrigatório nos seres unicelulares. A morte surgiu com o sexo, e está definitivamente associada a ele. Esta é outra constatação da Biologia, tão fundamental quanto a anterior, como veremos a seguir.
Morte e reprodução sexual
Na evolução, a estratégia da divisão simples traz a desvantagem da identidade genética. Qualquer evento letal para um indivíduo pode provocar a extinção da espécie inteira. Por isso, na competição entre os seres unicelulares, habitantes exclusivos da Terra de 3,5 bilhões até 600 milhões de anos atrás, emergiu a multicelularidade como forma de vida mais versátil para enfrentar variações deletérias do meio ambiente.
Organismos constituídos por muitas células apresentam algumas vantagens ecológicas:
A diversidade genética entre os indivíduos aumenta a possibilidade de sobrevivência da espécie, diante das variações do meio;
O tamanho maior permite a elaboração de funções orgânicas mais complexas;
A capacidade de atribuir funções específicas a cada tipo de célula faz com que populações celulares especializadas passem a cuidar de funções essenciais para o funcionamento do organismo: respiração, digestão, excreção, etc. As células que exercem tais funções são chamadas de somáticas;
Como consequência, células especiais serão encarregadas da transmissão do DNA para as futuras gerações, através da reprodução sexual. São as células germinativas ou gametas.
Células germinativas e o nascimento do sexo
Na evolução, o aparecimento das células germinativas é considerado como o nascimento do sexo. Enquanto as demais células do corpo (somáticas) carregam dois pares (uma cópia materna, outra paterna) de cada gene que constitui o patrimônio genético do indivíduo, nas células germinativas os pares se separam, e cada gameta passa a conter apenas uma cópia de cada gene. Algumas cópias terão origem materna, outras terão origem na linhagem paterna.
Os gametas, contendo metade dos genes das células somáticas de um indivíduo, fecundarão ou serão fecundados por células germinativas que contém metade das cópias de genes de outro indivíduo. Da união, resultará um novo ser vivo cujo genoma (conjunto de todos os genes) será formado por uma cópia de cada gene: uma vinda do pai, outra da mãe.
É lógico que não podemos dizer qual dos dois tipos de células, somáticas ou germinativas, é mais importante para a sobrevivência da espécie. Sem gametas não há reprodução e se não existissem células somáticas não haveria corpo. Do ponto de vista da evolução da vida na Terra, entretanto, a única função do corpo é a de otimizar a sobrevivência e a função reprodutiva dos gametas.
Richard Dawkins, biólogo evolucionário de Oxford, resume o pensamento anterior numa frase: "a galinha é a melhor forma que um ovo encontrou para fazer outro ovo".
O advento do sexo como estratégia reprodutiva trouxe como consequência inevitável, o envelhecimento e a morte das células somáticas no final de cada geração.
Morte acidental x Morte programada
Se os seres multicelulares que se reproduzem sexualmente são todos constituídos por DNA, como se explica que um inseto possa viver no máximo uma semana, um rato viver 3 anos e um homem, 120 anos?
No momento em que o espermatozoide fecunda o óvulo e os genes maternos e paternos formam pares, cada um traz para essa união toda a história da vida na Terra.
Os genes que chegaram até hoje foram selecionados a partir dos primeiros habitantes unicelulares do planeta. Aqueles que controlam características úteis para a sobrevivência, conferiram vantagem competitiva a seus portadores e foram transmitidos às gerações futuras. Os outros não deixaram descendentes, no melhor estilo darwiniano de competição e seleção natural.
No decorrer de tantos milhões de anos, os genes essenciais para a sobrevivência foram preservados sem possibilidade de grandes variações individuais. Por exemplo, os genes envolvidos na respiração da mosca que sobrevoa as bananas maduras (drosófilas) são tão semelhantes aos humanos, que os estudos conduzidos numa espécie valem para outra, com diferenças mínimas.
Esses genes que controlam mecanismos essenciais persistiram nas espécies, porque os indivíduos que nasceram sem eles não deixaram descendentes. Imagine uma criança que precisasse aprender a respirar, ou a fazer o coração começar a bater. Que chance de ter filhos teria?
Os genes transmitidos sexualmente trazem com eles informações sobre todo o passado vivido pela espécie. Quando esticamos o dedo na frente de um bebê, a primeira coisa que ele faz é agarrá-lo: reflexo prênsil, herança de nossos ancestrais arbóreos que viveram milhões de anos atrás. Pela mesma razão, temos medo de precipício, e a criança de 6 anos nascida na cidade se assusta quando vê uma cobra na televisão.
Os genes que recebemos dos pais foram selecionados de forma a elaborar as estratégicas básicas de sobrevivência da nossa espécie. Por isso, temos paladar, reconhecemos na pele sensações agradáveis de temperatura, sentimos dor e gostamos tanto de sexo. Os genes que engendraram nossos corpos não determinam nosso comportamento futuro, o meio ambiente exerce função fundamental. O que os eles fazem, é aumentar a probabilidade de que diante de certo estímulo o indivíduo reaja de determinada maneira.
Parte de nossas células somáticas morrem diariamente devido à ação de fatores externos (como a epiderme queimada pelo sol ou um desastre de automóvel). Ao lado dessa morte acidental, o conjunto de informações genéticas que codificam as informações necessárias para assegurar nossa sobrevivência, traz com ele a morte programada previamente. Isso não implica um determinismo fatalista; a qualquer momento a morte pode nos alcançar por acidente, mas se isto não acontecer, virá inexorável em obediência ao programa impresso em nossos genes.
Se aplicarmos à nossa espécie a analogia do ovo e da galinha, podemos dizer que o corpo humano foi a melhor forma que o espermatozoide e o óvulo encontraram para fazer novos óvulos e espermatozoides.
A guerra do sexo
A genética clássica imaginava que, no embrião, os genes maternos e paternos se dispunham aos pares ordenadamente. As características finais dos filhos seriam determinadas por essa combinação harmoniosa de genes. Viesse do pai ou da mãe, as propriedades de cada gene seriam as mesmas.
Assim, para o filho não faria a menor diferença se o pai tivesse olhos castanhos e a mãe, olhos azuis, ou vice-versa. Genes para olhos castanhos são sempre dominantes e quando formam par com os que codificam cor azul, impõem sua característica, seja ela paterna ou materna.
Esse dogma clássico da genética foi abalado na década de 1990. Quando se trata do embrião, a relação entre os sexos paternos está longe se ser amorosa. É uma guerra, como diz Shirlei Tilghman, da Universidade de Princeton, numa entrevista à revista Science. E, continua: "não importa quanto amor pareça existir entre o casal, seus genes podem ser tudo, menos amigáveis. O campo de batalha deles é o embrião em desenvolvimento. No corpo do embrião, ocorre uma guerra molecular entre os genes do pai, que fazem de tudo para promover sua propagação, e os da mãe que contra-atacam para garantir que não serão derrotados".
Assim que acontece a fecundação, começa a luta dos genes maternos para silenciar os paternos, e vice-versa, através de mecanismos bioquímicos ainda mal conhecidos (mas muito estudados). É o caso dos genes que controlam o crescimento fetal: a intenção dos genes da mãe é manter o crescimento do feto dentro de determinados limites, para evitar problemas de parto e consumo excessivo de energia (quanto maior o filhote, mais energia a mãe terá de investir na sua criação). O interesse dos genes masculinos é oposto: quanto maior o feto, maior a possibilidade de sobrevivência e a propagação das características paternas.
O fenômeno descrito acima, segundo o qual um gene silencia o do sexo oposto, é chamado de imprinting. Em ratos, ele foi demonstrado com elegância pelo grupo de Princeton: fêmeas monogâmicas acasaladas com machos poligâmicos dão à luz recém-nascidos que pesam mais do que 20 gramas. O acasalamento inverso, fêmeas poligâmicas com machos monogâmicos, gera filhotes com 10 gramas, ao nascer. Parece que, quanto maior a oferta de espermatozoides diferentes geneticamente, menor o investimento feminino em cada gravidez.
A existência de interesses sexuais opostos, em relação ao tamanho dos filhos, é descrita em animais e nas plantas. Mas, é nos mamíferos que ela se estabelece de maneira mais nítida, porque neles o feto parasita o corpo da mãe por longo período de tempo. O interesse evolucionista do macho é fecundar o maior número de fêmeas que puder, e conseguir que cada uma invista o máximo de energia no tamanho da prole. O da fêmea é controlar o crescimento do feto e poupar energia para futuras concepções, provavelmente em parceria com outros machos.
Charles Darwin foi o primeiro a afirmar que qualquer comportamento que ocorra com regularidade, tem sua lógica baseada na dinâmica da seleção natural para obter sucesso reprodutivo. O exemplo mais óbvio é o interesse que os animais têm pelo sexo oposto. O que Darwin não podia imaginar é que um século e meio depois de ter enunciado a teoria mais importante da Biologia, fosse demonstrado que a seleção natural começa com uma acirrada disputa molecular entre os genes do pai e da mãe, empenhados egoisticamente em assegurar sobrevivência nas gerações futuras.
Na evolução, os genes que não foram capazes de silenciar seus competidores, desapareceram do pool genético da espécie, da mesma forma que os machos incapazes de atrair fêmeas perderam a oportunidade de deixar filhos. Assim, dentro de uma espécie, os indivíduos são selecionados em obediência ao sucesso seletivo dos genes parentais. Somos descendentes de uma linhagem de ancestrais portadores de genes que lhes conferiram a capacidade de elaborar estratégias sexuais que deram certo.
Vantagens e desvatagens das estratégias reprodutivas
Na evolução, os animais optaram por duas estratégias básicas: poligamia e monogamia. Ambas têm vantagens e desvantagens ecológicas que o indivíduo precisa avaliar criteriosamente, se quiser transmitir seus genes às gerações futuras.
A poligamia tem a vantagem de permitir acesso a genes de diversos indivíduos e criar uma prole com maior diversidade genética. Tem riscos, no entanto. Para os machos, a possibilidade de fecundar várias fêmeas pode provocar confrontos violentos com outros machos e trazer doenças sexualmente transmissíveis. Além disso, a poligamia reduz o investimento de energia masculina nos cuidados com a prole. Como consequência, está associada a níveis mais altos de mortalidade infantil.
A opção poligâmica faz mais sucesso entre os animais menos dependentes de cuidados paternos, que vivem em ambientes com alta disponibilidade de alimentos e baixa pressão predatória.
A monogamia é uma estratégia empregada com menor frequência pelas espécies. Os biólogos modernos têm ficado surpresos com a complexidade dos fatores ambientais e da rede de mediadores químicos cerebrais envolvidos nesse comportamento sexual.
Para a maioria dos animais, a monogamia está associada aos cuidados com a prole. Os pássaros, por exemplo, tradicionalmente considerados como modelo de associação monogâmica, teriam adotado essa estratégia pressionados pela necessidade de investir energia na construção do ninho, incubação dos ovos, alimentação e proteção dos filhotes indefesos.
Ao lado desses fatores ambientais, a monogamia parece ter um substrato bioquímico. Um grupo da Universidade de Maryland estudou duas espécies geneticamente muito próximas de pequenos herbívoros parecidos com os ratos. A primeira espécie é constituída por animais que vivem em campo aberto e copulam numerosas vezes durante 24 horas com uma parceira única. A intensa atividade sexual libera hormônios que agem no cérebro provocando o estabelecimento de laços fortes entre o casal. Na fêmea, o hormônio liberado é a ocitocina, associado ao comportamento materno e à lactação; no macho, é a vasopressina, ligado à agressividade e comportamento paterno. Quando a produção desses hormônios é bloqueada durante o acasalamento, não se formam ligações monogâmicas.
A outra espécie desses animais, geneticamente irmã da anterior, vive nas montanhas em associações poligâmicas. Embora neles a atividade sexual também libere ocitocina e vasopressina, nos animais poligâmicos da montanha esses hormônios atuam em receptores cerebrais localizados em áreas do cérebro completamente diferentes. De acordo com o tipo de circuito de neurônios ativados por via hormonal emergiria a estratégia reprodutiva.
Ocitocina e vasopressina também são produzidos em resposta à atividade sexual pela espécie humana e atuam em receptores cerebrais dispostos em áreas associadas ao comportamento.
Uma série de trabalhos publicados recentemente sobre a evolução da monogamia tem deixado claro que embora o comportamento monogâmico social seja característico de muitas espécies (muitas aves e de 3% a 10% dos mamíferos formam pares monogâmicos), a monogamia genética é um fenômeno extremamente raro. Um grupo da Universidade da Georgia estudou 180 espécies monogâmicas de pássaros cantores, nos últimos 10 anos. A análise do DNA dos filhotes mostrou que apenas 10% deles haviam sido concebidos pelo pai social.
Mesmo machos competitivos e violentos como os gorilas e os chimpanzés, por exemplo, que costumam punir com extrema agressividade o adultério, são ludibriados com frequência muito maior do que a imaginada no passado. O grupo de Jane Goodal, a célebre primatologista americana, encontrou grupos de chimpanzés com mais de 50% dos filhotes concebidos fora da comunidade.
A vantagem reprodutiva conferida pelo acesso a genes com maior diversidade oferecida pela poligamia, parece ser utilizada pelos animais socialmente monogâmicos, tornando difícil a distinção entre as duas estratégias.
Em 3,5 bilhões de anos a vida reprodutiva na Terra passou pelos seguintes estágios evolutivos:
Durante 3 bilhões de anos a vida foi exclusivamente unicelular. Nessas espécies, a morte não é acontecimento obrigatório. Desde que as condições do meio sejam favoráveis, seres formados por uma célula única não envelhecem e só morrem por acidente;
A multiceluraridade inaugurada há 600 milhões de anos permitiu a especialização de populações celulares para exercer funções específicas. Os organismos passaram a ser formados por um corpo composto por células somáticas, encarregado de produzir e armazenar gametas (células germinativas);
Na fecundação, os genes femininos e masculinos desencadeiam uma guerra para silenciar os genes do adversário em benefício próprio;
Em busca de perpetuação, os genes engendram no indivíduo duas estratégias sexuais básicas: monogamia e poligamia. Embora o comportamento social monogâmico esteja difundido entre muitas espécies, exclusividade sexual monogâmica é fenômeno extremamente raro, na natureza.