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Um dia uma moça, que não acreditava em coisas como evolução, falou ao cientista J.B.S Haldane que ela não podia acreditar que, mesmo levando em consideração os milhões de anos de evolução, que saímos de organismos de uma única célula e nos tornamos seres tão complexos com ossos, veias, artérias, coração e até um cérebro capaz de pensar, falar e sentir. A resposta dele foi simples e direta: “Mas, minha senhora, a senhora mesmo fez isso. E só levou 9 meses”.

Muitas pessoas não acreditam na chamada evolução pois desconhecem os mecanismos que levam a ela. Já falamos sobre como ela se dá no post “Por que as flores são bonitas?”. Mas para entendê-la melhor é preciso entender antes como os organismos partem de um estado unicelular e chegam a estágios com trilhões de células como é o nosso caso. Às vezes é difícil pensar que não houve alguma coisa inteligente que fez tal tipo de célula ir para lá e outro vir para cá, colocando tudo no lugar certo. Fato é que não houve mesmo. Não existe um gabarito. O DNA, estrutura das células que comandam suas atividades, não tem noção do resultado final do que ele está fazendo. É por isso que não se pode pegar uma amostra de DNA e saber como é, por exemplo, a fisionomia de uma pessoa. Ele está mais para uma receita do que para um gabarito de construção. Fique com isso na cabeça.

Tudo é local

Voltando um pouco, a menor unidade viva que conhecemos é a célula pois elas podem se mexer, se alimentar e morrer (quando as atividades citadas cessam). Nosso corpo possui trilhões delas e mesmo assim ele se comporta como se fosse apenas um indivíduo vivo apesar de poder ser considerado uma comunidade gigantesca de células que trabalham juntas. Esse é outro fator que faz parecer que algo comanda tudo isso como se fosse um regente de uma orquestra. É até verdade nas atividades que fazemos conscientemente como escrever ou ler esse texto, mas a maior parte das atividades do nosso corpo não são controladas pelo cérebro: desde a defesa promovida por anticorpos até a divisão celular. Essas ações, assim como o desenvolvimento de embriões, são feitas independente de uma inteligência e se parecem menos com uma orquestra e mais como um bando de estorninhos voando.

Estorninhos são aqueles pássaros que, em grupos, fazem desenhos no céu num movimento bastante sincronizado. Não existe um estorninho que comanda os outros, eles se organizam localmente. O que acontece é que cada um deles reage ao que os pássaros próximos fazem e isso causa uma reação em cadeia. Quando um estorninho vira para a direita, o que está do lado dele também vira, o outro que estava do lado do segundo mais não do primeiro também e por aí vai até que todos tenham feito um movimento igual. Isso funciona tão bem que eles quase não se chocam no ar! Eles, individualmente não têm noção do todo, eles apenas obedecem regras que são seguidas localmente e que têm grandes consequências como você pode ver no gif ao lado.giphy

Nossas células também não tem noção de que nosso corpo é complexo, elas não são nem inteligentes para isso. Tudo que elas fazem é reagir aos estímulos químicos que chegam até elas. Vamos entender melhor utilizando a embriologia (estudo dos embriões).

Como as células se viram (literalmente)?

gastrulacaoQuando acontece a fecundação (espermatozoide e óvulo se fundem) existe um indivíduo de apenas uma célula (zigoto) e aquilo precisa se transformar em uma pessoa com vários órgãos e membros. Por isso, ela começa a se multiplicar até formar uma bola oca de células iguais que tem o mesmo tamanho do zigoto (blástula). Todas essas células são células-tronco que podem se transformar em qualquer tipo de célula. Daí ela se transforma em uma gástrula (gastrulação) que é tipo uma bola só que oca por dentro (isso virá a formar o sistema de digestão futuramente). Em seguida acontece a neurulação que é a formação de um outro tubo oco chamado tubo neural (isso virá a formar o sistema nervoso no futuro). Ok, mas como isso tudo acontece sem um gabarito, sem algo para se espelhar? Como já dito: com regras locais.

Origami-craneUma analogia feita por Richard Dawkins é a do Origami Inflado. Essa comparação com o origami se deve ao fato de que diversas modificações de formato acontecem na formação de um embrião (como as já citadas). Diferentemente das dobras feitas pela mão humana, as dobras que acontecem no embrião são feitas por, por exemplo, crescimento maior em um lado do que em outro do corpo. Uma equipe liderada por George Oster fez uma simulação simplificada em computador que ilustra muito bem isso. Dentro de nossas células, temos filamentos que se comportam como músculos que se contraem para mudar a forma da célula. Na simulação, eles criaram células bidimensionais com 6 filamentos (entenda-o como uma mola que se contrai e se estende) sendo que um deles se contraía. Fisicamente falando (não vale aqui explicar esse mecanismo) quando uma mola se estende além de um nível x ele se contrai a um tamanho menor que o estável. Na simulação, quando uma das células se contrai dessa forma, ela estica as células que estão ao lado além do nível x e elas acabam contraindo da mesma forma que a primeira e esticam as que estão do lado. Essa reação em cadeia provoca uma invaginação (reentrância) característica, por exemplo, da neurulação. É como se houvesse um pequeno terremoto na superfície da célula e o resultado fosse uma reentrância dessas.

Outra evidência das regras locais nas células é a conexão dos neurônios do cérebro com as regiões da pele. Em um experimento com uma rã, logo em sua fase embrionária, os cientistas retiraram uma pequena região das costas (dorso) do animal e implantou na barriga (ventre) e vice versa. Quando o animal já estava adulto, era possível ver a diferença de cores das regiões trocadas. O curioso é que quando faziam-se cócegas na região do ventre (que tinha escamas do dorso), o animal “coçava” as costas em vez da barriga. Descobriu-se, assim, que os axônios (perninhas mais compridas dos neurônios) eram previamente “rotulados” e tinham um destino definido. Eles, então, saem do cérebro e vão “caminhando” pelo corpo até chegar nos órgãos corretos sem levar em conta a região. Por isso a rã achava que suas costas estavam coçando, mas na verdade era sua barriga.

Irmãos tão diferentes…

mitoseAs células, em um organismo adulto, são muito diferentes entre si. Mas como isso é possível se elas têm o mesmo DNA? Simples. Nos primeiros estágios do embrião, as células se dividem assimetricamente. Ou seja, uma metade fica com substâncias diferentes da outra metade (no gif, as substâncias diferentes são verdes). O DNA possui genes ativados e desativados de acordo com essas substâncias presentes da célula. Uma célula com substância Y ativa os genes que definem uma célula óssea, por exemplo, daí aquela célula faz parte de um osso.

Como essas células iguais permanecem juntas como nesse osso? Na parede externa das células existem substâncias que servem como uma cola. Porém uma cola seletiva que só se gruda com células que tem essa cola igual a ela. Assim, células iguais, possuem colas iguais e elas, a grosso modo, ficam juntas!

Sem vida sim, parado nunca

Um nível abaixo das células estão as proteínas, material pelo que são feitas as células. As proteínas, por sua vez, são feitas de aminoácidos e cada combinação de aminoácidos forma um tipo de proteína. Mas para que elas servem? Algumas são fibrosas como o colágeno que se juntam para formar os tendões, por exemplo, mas a maioria tem formatos específicos e são catalisadoras como as enzimas.

2000px-Induced_fit_diagram_pt.svgUm catalisador é aquele composto que acelera reações. No caso das células, existem reações que, sem um catalisador, simplesmente não ocorrem. As enzimas, então, têm papel fundamental nesse sistema. Ela funciona da seguinte forma. Cada enzima tem um formato específico em que se encaixam duas ou mais moléculas. Quando elas se encaixam nessa enzima, elas reagem e formam outros produtos. O funcionamento dessas enzimas, portanto, é definido muito pelo formato que elas têm.

Tá, mas e aí?

Esse formato das enzimas é definido pelo DNA que sofre mutações que são alterações. Alterando o DNA, pode-se alterar as enzimas, fazendo com que novas reações aconteçam na célula. A atitude de uma célula impacta diretamente as outras células em volta criando, possivelmente, um efeito macroscópico (que podemos ver a olho nu). E, dessa forma, algumas características novas podem surgir em organismos.

Esse texto todo foi apenas um exemplo de como uma mudança pequena pode provocar consequências grandes nos seres vivos. Porque o corpo não se regula como um computador em que algum técnico externo vê o que precisa ser trocado e o ajusta. O corpo se auto-regula a partir de interações locais que provocam consequências grandes. Sempre foi assim, é assim e, a não ser que nuvens de nano robôs possam fazer parte de nossos corpos para servir de “técnicos de computador”, sempre vai ser assim.

Fontes: O Maior Espetáculo da Terra

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Aprender faz você se achar mais burro e isso é muito bom! Estou sempre correndo atrás de coisas para aprender e me amarro em explicar para as pessoas o que eu aprendi (mas só quando me perguntam e ninguém me pergunta). Estudo publicidade mas isso não quer dizer nada além de eu saber usar a Varinha Mágica do Photoshop. Se alguém se importar, sou ENFJ.

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