(50 páginas de amostra) - Assinatura na Célula: DNA e a Evidência para o Design Inteligente por Stephen C. Meyer (Signature in the Cell DNA and the Evidence for Intelligent Design)

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[A Caixa Preta de Darwin] - [Evolução uma Teoria em Crise]

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Aqui no site Sete Antigos Heptá temos um artigo de divulgação dessa obra prima do mundo científico [CLIQUE AQUI] mas nessa página não vamos apenas divulgar, vamos fornecer uma amostra de 50 páginas (traduzidas para o português) para que você (interessado no assunto) tenha ideia do EXCELENTE conteúdo e assim se anime a comprar na Amazon o livro versão impressa ou na versão digital.

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Meu comentário na Amazon:

Stephen C. Meyer levou 25 anos para escrever e lançar esse livro.

Esse livro do muito sábio e qualificado Stephen C. Meyer consegue ser mais devastador contra a farsa da Teoria da Evolução que a “Caixa Preta de Darwin” de Michael Behe. Aqui Stephen “página após página” disseca os erros, equívocos e maus entendidos dos defensores da Teoria do Macaco Pelado. Ele revela como é profunda a desonestidade intelectual dos proponentes da evolução. E fica claro para qualquer um que a Teoria de Darwin é uma religião tão ou mais ignorante e louca do que a Cristã, ou islâmica, ou a hinduísta, etc...

A Teoria Evolucionista é PURA INSANIDADE. E Stephen C. Meyer acaba com essa insanidade com imensa e brutal força esmagadora, deixando bem claro por A+B porque a Teoria da Evolução é pura fantasia esquizofrênica de macacos pelados que tem vários parafusos soltos.

A molécula do DNA é uma barreira intransponível para as insanidades da evolução, e a Explosão do Cambriano é a segunda barreira que vem a matar de uma vez por todas a hipótese fantasiosa da evolução. Só não aceita a morte desse paradigma quem é religioso idolatra desse culto bizarro. Quem tem respeito pela metodologia cientifica seguida à risca reconhece que a Teoria da Evolução está Provada Falsa e deve ser enterrada para sempre, para o bem da ciência e de toda a humanidade.

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- Descrição: Um caso convincente para o design inteligente com base em descobertas revolucionárias na ciência. Em Signature in the Cell, Stephen Meyer escreveu o primeiro argumento abrangente baseado em DNA para o design inteligente. Enquanto ele conta a história de sucessivas tentativas de desvendar um mistério que Charles Darwin não abordou – ‘como a vida começou?’ - Meyer desenvolve o caso para esta teoria muitas vezes incompreendida usando o mesmo método científico que o próprio Darwin foi pioneiro. Oferecendo uma nova perspectiva sobre um dos mistérios duradouros da biologia moderna, Meyer convincentemente revela que o argumento para o design inteligente não é baseado na ignorância ou desistência da ciência, mas em vez disso, em evidências científicas convincentes e crescentes. 

- Contracapa: Cento e cinquenta anos atrás, Charles Darwin revolucionou a biologia, mas ele refutou o design inteligente (DI)? Em Signature in the Cell, Stephen Meyer argumenta que não! Muita confusão envolve a teoria do design inteligente. Freqüentemente deturpado pela mídia, políticos e conselhos escolares locais, o design inteligente pode ser defendido em bases puramente científicas, de acordo com os mesmos métodos rigorosos que se aplicam a todas as teorias da origem da vida propostas. 

- Signature in the Cell é o primeiro livro a apresentar um caso abrangente de design inteligente baseado no DNA. Meyer embarca em uma odisséia de descobertas enquanto investiga as teorias evolucionárias atuais e as evidências que o levaram a afirmar o design inteligente. Definindo claramente o que o ID é e o que não é, Meyer mostra que o argumento a favor do design inteligente não é baseado na ignorância ou “desistência da ciência”, mas em nosso crescente conhecimento científico das informações armazenadas na célula.

Um dos principais defensores do design inteligente na comunidade científica, Meyer apresenta um caso convincente que irá gerar um debate acalorado, chamar a atenção e encontrar novos adeptos dos principais cientistas em todo o mundo. 

- Sobre o Autor: Stephen C. Meyer recebeu seu Ph.D. da Universidade de Cambridge na filosofia da ciência depois de trabalhar como geofísico da indústria do petróleo. Ele agora dirige o Center for Science and Culture no Discovery Institute em Seattle, Washington. Ele foi o autor de Signature in the Cell, um suplemento literário do livro do ano do Times (Londres).

LIVRO AMOSTRA

“Pai, é você!” Meu filho de quatorze anos exclamou enquanto olhava o jornal enquanto esperávamos para finalizar a compra no minúsculo armazém. Seu choque ao ver meu rosto na seção da frente do Seattle Post-Intelligencer, quando ele apenas foi procurar os resultados do beisebol, foi sem dúvida agravado por ele saber de nossa localização.

O armazém em Shaw Island, um dos mais remoto na cadeia de San Juan ao norte de Puget Sound, era o único estabelecimento comercial da ilha. Essa ironia não passou despercebida por minha esposa, cuja sobrancelha erguida dizia tudo: “Achei que estávamos vindo aqui para fugir de tudo isso.” Fomos. Mas então como eu poderia saber que o jornal local de Seattle publicaria novamente a matéria de primeira página do New York Times sobre o programa de cientistas que dirigi e a controvérsia em torno de nosso trabalho?

A controvérsia sobre a origem da vida e se ela surgiu de um processo material não direcionado ou de algum tipo de inteligência projetada não é nova. Ela remonta à civilização ocidental, pelo menos até os gregos antigos, que produziram filósofos representando ambas as escolas de pensamento. Mas a controvérsia sobre a teoria contemporânea do design inteligente (DI) e seu desafio implícito à teoria evolucionária ortodoxa se tornou uma grande notícia a partir de 2004 e 2005.

E, para melhor ou pior, me encontrei bem no meio disso. Três eventos despertaram intenso interesse da mídia no assunto. Primeiro, em agosto de 2004, um jornal técnico abrigado no Smithsonian Institution em Washington, D.C., chamado Proceedings of the Biological Society of Washington publicou o primeiro artigo revisado por pares explicitamente avançando a teoria do design inteligente em um periódico científico convencional.

Após a publicação do artigo, o Museu de História Natural do Smithsonian explodiu em controvérsia interna, à medida que os cientistas zangados com o editor - um biólogo evolucionista com dois Ph.Ds - questionaram seu julgamento editorial e exigiram sua censura.

Logo a controvérsia se espalhou para a imprensa científica à medida que notícias sobre o artigo e a decisão do editor apareceram em Science, Nature, The Scientist e the Chronicle of Higher Education.3 A exposição na mídia alimentou ainda mais constrangimento no Smithsonian, resultando em uma segunda onda de recriminações.

O editor, Richard Sternberg, perdeu seu escritório e seu acesso a amostras científicas e mais tarde foi transferido para um supervisor hostil. Depois que o caso de Sternberg foi investigado pelo Escritório de Conselho Especial dos Estados Unidos, uma organização fiscalizadora do governo, e pelo Comitê de Reforma do Governo dos Estados Unidos, um comitê do Congresso, outras ações questionáveis ​​vieram à tona.4 

Ambas as investigações descobriram que os administradores seniores do museu tinham interrogou os colegas de Sternberg sobre as crenças religiosas e políticas de Sternberg e fomentou uma campanha de desinformação destinada a prejudicar sua reputação científica e estimular sua renúncia.5 Sternberg não renunciou ao cargo de pesquisador, mas acabou sendo rebaixado.

À medida que a notícia de seus maus tratos se espalhou, a imprensa popular começou a publicar histórias sobre sua caso. Normalmente, minha reação a tais relatórios poderia ter sido balançar a cabeça consternada e passar para a próxima história no ciclo de notícias. Mas, neste caso, eu não poderia. Acontece que eu era o autor do artigo ofensivo. E alguns dos repórteres interessados ​​nos maus-tratos de Sternberg vinham até mim com perguntas.

Eles queriam saber mais sobre a teoria do design inteligente e porque ela havia provocado tanto alarme entre os cientistas estabelecidos. Então, em dezembro de 2004, dois outros eventos geraram interesse mundial pela teoria do design inteligente. 

Primeiro, um renomado filósofo britânico, Antony Flew, anunciou que havia repudiado um compromisso vitalício com o ateísmo, citando, entre outros fatores, evidências de design inteligente na molécula de DNA.6 Flew observou em seu anúncio que suas opiniões sobre a origem da vida tinha uma semelhança impressionante com os dos "teóricos do design americanos". Mais uma vez, o design inteligente foi notícia. Mas o que foi? Desta vez, encontrei-me na BBC debatendo com um biólogo evolucionista proeminente sobre a teoria.

No final do mês, a American Civil Liberties Union (ACLU) anunciou um processo contra um conselho escolar na cidade de Dover, no oeste da Pensilvânia. O conselho escolar acaba de anunciar sua intenção de permitir que alunos do ensino médio aprendam sobre a teoria do design inteligente. Para isso, propôs informar os alunos sobre a existência de um livro na biblioteca da escola - um livro que defendia o design inteligente em oposição às teorias evolucionistas padrão apresentadas nos livros de biologia existentes.

Quando a ACLU anunciou suas próprias intenções de processar, a mídia nacional invadiu a cidade em massa. A imprensa cobrindo a história, sem dúvida, já sabia sobre o “julgamento do macaco” de Scopes em 1925 do filme ficcional de Spencer Tracy, Inherit the Wind, mesmo que de nenhuma outra fonte. Em Dover, eles sentiram que tinham os ingredientes para uma sequência.

Durante 2005, todas as grandes redes americanas e programas de notícias a cabo exibiram segmentos sobre a teoria do design inteligente, a controvérsia de Dover ou ambos. As histórias não só apareceram nos principais jornais dos EUA, mas em jornais de todo o mundo, como o Times of London, Sekai Nippo (Tóquio), o Times of India e Der Spiegel para o Jerusalem Post.

Então, em agosto de 2005, quando o fim do burburinho da mídia parecia próximo, uma série de líderes políticos e religiosos - incluindo figuras tão diversas como o Dalai Lama, o presidente George W. Bush e o papa - fizeram declarações públicas de apoio a qualquer um dos inteligentes projetar ou permitir que os alunos aprendam sobre a controvérsia que o cerca. Quando a revista Time seguiu o exemplo com uma reportagem de capa sobre a polêmica, nossos telefones começaram a tocar novamente.

Quando o verão estava chegando ao fim, minha esposa e eu decidimos que era hora de nossa família ir embora, depois que amigos nos ofereceram sua cabana na ilha. Mas no período de duas semanas correspondente às nossas férias, o New York Times publicou suas duas matérias de primeira página sobre nosso programa no Discovery Institute, o Washington Post publicou uma matéria sobre os últimos desenvolvimentos no caso Sternberg e o New York Post A página editorial do Times ofereceu críticas a Sternberg em seu principal editorial escrito pela equipe.7

Depois que Sternberg decidiu aparecer no The O'Reilly Factor para contar sua versão da história, sabíamos que era hora de voltar para Seattle.8 Minha notoriedade temporária forneceu algo que meus colegas e eu precisávamos muito - uma plataforma para corrigir muitas das informações incorretas que circulavam sobre a teoria do design inteligente. Muitos artigos de notícias e relatórios confundiram o design inteligente com o criacionismo bíblico e sua leitura literal do livro de Gênesis.

Outros artigos ecoaram os pontos de discussão de nossos críticos e retrataram nosso trabalho como "desistir da ciência" ou uma tentativa furtiva de contornar as proibições legais contra o ensino do criacionismo nas escolas públicas que a Suprema Corte havia promulgado em 1987. Mas eu sabia disso a teoria moderna do design inteligente não foi desenvolvida como uma estratégia legal, muito menos como uma para estimular o criacionismo.

Em vez disso, foi considerado pela primeira vez no final dos anos 1970 e início dos anos 1980 por um grupo de cientistas - Charles Thaxton, Walter Bradley e Roger Olsen - como uma possível explicação para um mistério duradouro da biologia moderna: a origem da informação digital codificada ao longo do espinha da molécula de DNA.9 Como expliquei repetidamente a repórteres e apresentadores de noticiários, a teoria do design inteligente não é baseada em um texto ou documento religioso, mesmo que tenha implicações que apóiem ​​a crença teísta (um ponto ao qual eu retornará no Capítulo 20).

Em vez disso, o design inteligente é uma teoria científica baseada em evidências sobre as origens da vida que desafia as visões estritamente materialistas da evolução. Na verdade, a teoria do design inteligente desafia um princípio específico da teoria evolucionária contemporânea. De acordo com neodarwinistas modernos, como Richard Dawkins de Oxford, os sistemas vivos "dão a aparência de terem sido projetados para um propósito".

Mas, para Dawkins e outros darwinistas contemporâneos, essa aparência de design é inteiramente ilusória, porque processos totalmente não direcionados, como seleção natural e mutações aleatórias, podem produzir as intrincadas estruturas semelhantes a design em sistemas vivos. Em sua opinião, a seleção natural pode imitar os poderes de uma inteligência projetada sem ser guiada ou dirigida de nenhuma forma.

Em contraste, a teoria do design inteligente sustenta que existem características reveladoras dos sistemas vivos e do universo que são mais bem explicadas por uma causa inteligente - isto é, pela escolha consciente de um agente racional - em vez de por um processo não direcionado. Ou a vida surgiu como resultado de processos puramente não direcionados, ou uma inteligência orientadora desempenhou um papel.

Os defensores do design inteligente defendem a última opção com base em evidências do mundo natural. A teoria não desafia a ideia de evolução definida como mudança ao longo do tempo ou mesmo ancestralidade comum, mas contesta a ideia darwiniana de que a causa de todas as mudanças biológicas é totalmente cega e não direcionada. Mesmo assim a teoria não é baseada na doutrina bíblica.

O design inteligente é uma inferência de evidências científicas, não uma dedução de autoridade religiosa. Apesar da oportunidade que a mídia me deu de esclarecer nossa posição, minhas experiências me deixaram com uma sensação de negócios inacabados.

Em 2005, dediquei quase vinte anos de minha vida ao desenvolvimento de um caso para o design inteligente com base na descoberta das propriedades portadoras de informações - o código digital - armazenadas na molécula de DNA. Eu havia escrito uma série de artigos científicos e filosóficos desenvolvendo essa ideia, 10 mas esses artigos não eram particularmente acessíveis nem reunidos em um volume.

Agora eu me encontrava repetidamente na posição de ter que defender um argumento em frases de efeito que meu público não conhecia bem o suficiente para avaliar. Como eles poderiam? Talvez o argumento central a favor do design inteligente, o que primeiro me induziu a considerar a hipótese, não tenha sido explicado adequadamente para um público geral, cientificamente alfabetizado.

É claro que em 2005 muitos livros e artigos excelentes - incluindo vários livros importantes revisados ​​por pares - já haviam sido publicados sobre diferentes aspectos da teoria do design inteligente. Em 1996, o bioquímico da Universidade de Lehigh, Michael Behe, fez um caso detalhado para o design inteligente com base na descoberta da nanotecnologia nas células - como o agora famoso motor bacteriano flagelar com seu motor rotativo de trinta peças.

A caixa preta de Darwin de Behe ​​vendeu mais de um quarto de milhão de cópias e quase sozinha colocou a ideia do design inteligente no mapa cultural e científico. Em 1998, William Dembski, um matemático e filósofo com dois Ph.Ds (incluindo um da Universidade de Chicago), publicou um trabalho inovador sobre métodos de detecção de design.

O trabalho de Dembski, The Design Inference, publicado pela Cambridge University Press, estabeleceu um método científico para distinguir os efeitos da inteligência dos efeitos de processos naturais não direcionados. Seu trabalho estabeleceu indicadores rigorosos de design inteligente, mas não apresentou nenhum argumento específico para o design inteligente com base na presença desses indicadores em organismos vivos. Essas foram obras seminais, mas eu havia me convencido do design inteligente por outro caminho.

Com o passar dos anos, comecei a desenvolver um caso relacionado, mas amplamente independente, para o design inteligente. Infelizmente, eu tinha uma tendência a escrever ensaios longos e densos em jornais e antologias obscuros. Até mesmo meu artigo nos Proceedings of the Biological Society of Washington atraiu mais atenção por causa da controvérsia no Smithsonian do que por causa da controvérsia sobre o argumento em si, embora tenha havido mais do que um pouco disso em alguns círculos científicos.11

Em qualquer caso , quando a mídia nacional me ligou, simplesmente não consegui fazer com que relatassem por que achava que o DNA apontava para o design inteligente.

Os repórteres se recusaram a cobrir o argumento em seus artigos ou antecedentes; os parceiros do debate evitaram escrupulosamente responder a ela, mas, em vez disso, continuaram a recitar seus pontos de discussão sobre os perigos do "criacionismo do design inteligente".

Até o juiz do caso Dover decidiu a validade científica do design inteligente sem considerar as evidências de DNA. Embora eu não estivesse muito interessado em ter juízes federais decidindo o mérito de qualquer argumento científico, muito menos um que eu favorecesse, o julgamento de Dover e sua cobertura da mídia associada me alertaram que eu precisava apresentar meu argumento de uma forma mais proeminente.

Muitos biólogos evolucionistas reconheceram que não podiam explicar a origem da primeira vida. As principais teorias falharam em grande medida porque não conseguiam explicar de onde vinha a misteriosa informação presente na célula. Portanto, parecia que não havia bons contra-argumentos para o caso que eu queria apresentar.

No entanto, várias estratégias de evitação continuaram a funcionar porque o argumento não tinha destaque público suficiente para forçar uma resposta. Poucas pessoas no público, na comunidade científica e na mídia sabiam disso. E ainda assim forneceu - indiscutivelmente - uma das razões mais importantes e fundamentais para considerar o design inteligente.

Nada disso era realmente muito surpreendente. Desde a Segunda Guerra Mundial, os cientistas têm enfatizado a importância de publicar seus trabalhos em revistas especializadas revisadas por pares, mas ao longo da história da ciência, ideias e teorias de "mudança de paradigma" têm sido apresentadas em livros, incluindo muitos que podemos agora chamar de “da imprensa especializada”(em vez de livros acadêmicos).

Existem algumas razões para isso. Em primeiro lugar, os livros permitem que os cientistas apresentem argumentos sustentáveis ​​e abrangentes para novas ideias sintéticas. Como o filósofo da ciência italiano Marcello Pera mostrou, os cientistas muitas vezes discutem sobre interpretações concorrentes das evidências.12

Embora isso às vezes seja feito com sucesso em artigos curtos - como Einstein fez ao defender a relatividade geral e especial e Watson e Crick fizeram em seu artigo de novecentas palavras propondo uma estrutura de dupla hélice para o DNA - os livros costumam ser o gênero preferido para apresentar e avaliar novos argumentos para interpretações sintéticas de um corpo relevante de evidências.

Talvez o exemplo mais conhecido dessa forma de discurso científico tenha sido fornecido pelo próprio Charles Darwin, que descreveu seu trabalho em A Origem das Espécies por Meio da Seção Natural como "um longo argumento". 13 Lá, Darwin propôs um abrangente interpretação de muitas linhas diversas de evidência. 

Ele também defendeu o poder explicativo superior de sua teoria e suas duas proposições principais: (1) o poder criativo da seleção natural e, (2) a descendência de toda a vida de um ancestral comum. Como parte de seu caso, ele também argumentou contra a adequação explicativa das interpretações rivais das evidências e refutou os argumentos a favor delas.

Outros cientistas como Newton, Copernicus, Galileo e Lyell, bem como uma série de figuras menores, usaram livros para apresentar argumentos científicos em favor de novas e abrangentes interpretações das evidências científicas em suas disciplinas. Existem outras razões pelas quais os livros são usados ​​para promover ideias de mudança de paradigma.

Novas teorias científicas freqüentemente sintetizam uma ampla gama de evidências de muitas disciplinas ou subdisciplinas da ciência relacionadas. Como tal, eles costumam ter um escopo inerentemente interdisciplinar. On the Origin of Species incorporou dados de várias disciplinas, incluindo embriologia, paleontologia, anatomia comparada e biogeografia.

Os periódicos científicos modernos, geralmente focados em tópicos dentro de uma subdisciplina estritamente definida, raramente permitem o tipo de revisão abrangente e avaliação de evidências que o avanço de uma nova estrutura interpretativa requer.

Além disso, ao criar um público maior para uma nova ideia, um livro, e particularmente um livro comercial popular, pode passar por cima de um estabelecimento entrincheirado para forçar a reavaliação de uma teoria estabelecida, criando um interesse mais amplo em sua posição.

Darwin fez isso publicando A Origem das Espécies por Meio da Seleção Natural, com John Murray, uma editora de destaque na Inglaterra Vitoriana. Michael Behe ​​também fez isso. Ao defender o design inteligente com base em vários exemplos de nanotecnologia na célula, o livro de Behe ​​focou a atenção internacional no problema que os sistemas complexos colocaram para o neodarwinismo.

Também deu ao público a teoria do design inteligente e, possivelmente, ao nível científico. Este livro defende a mesma ideia. No entanto, ele o faz com base em uma classe diferente de evidência: a informação - o código digital - armazenada no DNA e em outras grandes moléculas biológicas. 

O caso que defendo para o design inteligente é menos conhecido do que o do Professor Behe ​​e, portanto, é completamente novo para muitos. Mesmo assim, não se baseia em uma nova descoberta.

Em vez disso, é baseado em uma das descobertas mais famosas da biologia moderna: a descoberta em 1953 das capacidades portadoras de informação da molécula de DNA, o que chamo de "assinatura na célula". Em 2005, quando fui repetidamente colocado na posição de defender a teoria do design inteligente na mídia, o argumento que eu mais queria apresentar a seu favor teve pouca repercussão pública.

Escrevi este livro para remediar essa deficiência. Este livro tenta apresentar um argumento abrangente e interdisciplinar para uma nova visão da origem da vida. Ele apresenta “um longo argumento” para a teoria do design inteligente. Antes de trabalhar em tempo integral no Discovery Institute, trabalhei doze anos como professor universitário. No ensino, descobri que muitas vezes é mais fácil entender uma teoria científica se pudermos seguir a progressão histórica do pensamento que levou à sua formulação.

Seguir uma história de descoberta não é apenas mais envolvente, mas também pode iluminar o processo de raciocínio pelo qual os investigadores chegaram às suas conclusões. Por esta razão, escolhi apresentar meu caso a favor do design inteligente no contexto de uma narrativa histórica e pessoal mais ampla. Assim, a assinatura na célula não apenas apresenta um argumento; também conta uma história, uma história de mistério e a história do meu envolvimento com ela.

Ele fala sobre o mistério que envolveu a descoberta do código digital no DNA e como essa descoberta confundiu repetidas tentativas de explicar a origem da primeira vida na Terra. Ao longo do livro, chamarei esse mistério de "o enigma do DNA". Uma breve palavra sobre a organização do livro: nos Capítulos 1 e 2, defino as questões científicas e filosóficas em jogo no enigma do DNA e apresento alguns antecedentes históricos sobre o debate mais amplo sobre a origem da vida.

Nos capítulos 3, 4 e 5, descrevo o mistério que cerca o DNA com mais detalhes, a fim de estabelecer o que qualquer teoria da origem da vida deve explicar. Após um breve interlúdio nos Capítulos 6 e 7, no qual examino o que os cientistas no passado pensaram sobre as origens biológicas e como os cientistas atualmente investigam essas questões, examino (nos Capítulos 8 a 14) as explicações concorrentes para a origem da informação biológica.

Em seguida, nos capítulos 15 e 16, apresento um caso positivo para o design inteligente como a melhor explicação para a origem das informações necessárias para produzir a primeira vida. Finalmente, nos capítulos 17 a 20, defendo a teoria do design inteligente contra várias objeções populares a ela. No Epílogo, mostro que o design inteligente oferece uma abordagem frutífera para pesquisas científicas futuras.

Não apenas ilumina algumas descobertas muito recentes e surpreendentes em genômica, mas também sugere novas linhas produtivas de investigação científica para muitas subdisciplinas da biologia. Meu interesse pelo enigma do DNA remonta a quase 25 anos. E embora houvesse momentos (principalmente em 2005) em que eu estava frustrado comigo mesmo por não ter produzido este trabalho, minha programação de produção prolongada teve pelo menos duas vantagens indesejadas.

Em primeiro lugar, me deu a oportunidade de me envolver em conversas privadas e debates públicos com algumas das principais figuras científicas envolvidas nessa controvérsia. Isso me possibilitou apresentar o que espero seja uma análise incomumente completa das explicações concorrentes para a origem da informação nas células vivas.

Em segundo lugar, devido ao momento de seu lançamento, este livro pode contribuir para a avaliação contínua do legado de Darwin exatamente quando muitos cientistas, acadêmicos, repórteres e outros estarão fazendo isso. Este ano marca o 200º aniversário do nascimento de Darwin e o 150º aniversário da publicação de A Origem das Espécies. Na Origem, Darwin realizou muitas coisas. Ele introduziu uma nova estrutura para a compreensão da história da vida.

Ele identificou um novo mecanismo de mudança biológica. E, de acordo com muitos estudiosos e cientistas, ele também refutou o argumento científico a favor do design. Ele fez isso explicando quaisquer vestígios presumidos de uma inteligência projetista real, mostrando, em vez disso, que essas "aparências de design" foram produzidas por um processo puramente não direcionado - na verdade, um que poderia imitar os poderes de uma mente projetista.

Como o biólogo evolucionista Francisco Ayala explicou recentemente, Darwin explicou a aparência do design sem recorrer a um designer real. Ele nos deu “design sem designer” .14 Mas isso é realmente verdade? Mesmo se aceitarmos o argumento de Darwin na Origem, isso realmente significa que ele refutou a hipótese do design? Este livro apresentará uma nova perspectiva sobre essa questão, examinando um dos mistérios mais duradouros da biologia moderna.

1 DNA, Darwin e a aparência do design Quando James Watson e Francis Crick elucidaram a estrutura do DNA em 1953, eles resolveram um mistério, mas criaram outro. Por quase cem anos após a publicação de On the Origin of Species por Charles Darwin em 1859, a ciência da biologia descansou segura no conhecimento de que havia explicado um dos enigmas mais duradouros da humanidade.

Desde os tempos antigos, observadores de organismos vivos notaram que os seres vivos exibem estruturas organizadas que dão a aparência de terem sido deliberadamente arranjadas ou projetadas para um propósito, por exemplo, a forma elegante e a cobertura protetora dos náutilos enrolados, as partes interdependentes do olho, os ossos, músculos e penas entrelaçados de um pássaro.

ASA. Na maioria das vezes, os observadores consideraram essas aparências de design genuínas. As observações de tais estruturas levaram pensadores tão diversos como Platão e Aristóteles, Cícero e Maimonides, Boyle e Newton a concluir que por trás das estruturas requintadas do mundo vivo havia uma inteligência projetada. Como Newton escreveu em sua obra-prima The Opticks: “Como os corpos dos animais foram concebidos com tanta arte e para que fins foram suas várias partes?

O Olho foi inventado sem Habilidade em Óticas, e o Ouvido sem Conhecimento de Sons? ... E essas coisas sendo corretamente despachadas, não parece dos Fenômenos que existe um Ser incorpóreo, vivo, inteligente ...? ” 1 Mas com o Com o advento de Darwin, a ciência moderna parecia capaz de explicar essa aparência do design como o produto de um processo puramente não direcionado.

Na Origem, Darwin argumentou que a aparência impressionante do design nos organismos vivos - em particular, a maneira como eles são tão bem adaptados a seus ambientes - poderia ser explicada pela seleção natural trabalhando em variações aleatórias, um processo puramente não direcionado que, no entanto, imitou os poderes de uma inteligência projetiva.

Desde então, a aparência do design nas coisas vivas foi considerada pela maioria dos biólogos como uma ilusão - uma ilusão poderosamente sugestiva, mas mesmo assim uma ilusão. Como o próprio Crick colocou trinta e cinco anos depois que ele e Watson discerniram a estrutura do DNA, os biólogos devem "ter sempre em mente que o que eles vêem não foi projetado, mas sim evoluído" .2

Mas devido em grande parte ao próprio Watson e Crick descoberta das propriedades portadoras de informação do DNA, os cientistas têm se tornado cada vez mais e, em alguns setores, agudamente cientes de que há pelo menos uma aparência de design na biologia que pode ainda não ter sido adequadamente explicada pela seleção natural ou qualquer outro mecanismo puramente natural.

De fato, quando Watson e Crick descobriram a estrutura do DNA, eles também descobriram que o DNA armazena informações usando um alfabeto químico de quatro caracteres. Cordas de substâncias químicas em seqüência precisa, chamadas de bases de nucleotídeos, armazenam e transmitem as instruções de montagem - as informações - para construir as moléculas de proteína essenciais e as máquinas de que a célula precisa para sobreviver.

Crick posteriormente desenvolveu essa ideia em sua famosa “hipótese da sequência”, segundo a qual as partes químicas do DNA (as bases de nucleotídeos) funcionam como letras em uma linguagem escrita ou símbolos em um código de computador. 

Assim como letras em uma frase em inglês ou caracteres digitais em um programa de computador podem transmitir informações dependendo de sua disposição, o mesmo acontece com certas sequências de as bases químicas ao longo da espinha da molécula de DNA transmitem instruções precisas para a construção de proteínas.

Como os zeros e uns arranjados com precisão em um programa de computador, as bases químicas do DNA transmitem informações em virtude de sua "especificidade". Como observa Richard Dawkins, “O código de máquina dos genes é estranhamente semelhante ao de um computador.” 3

O desenvolvedor de software Bill Gates vai além: “O DNA é como um programa de computador, mas muito, muito mais avançado do que qualquer software já criado.” 4 Mas se isso é verdade, como surgiu a informação no DNA? Essa aparência impressionante de design é o produto de um design real ou de um processo natural que pode imitar os poderes de uma inteligência projetista?

Acontece que essa questão está relacionada a um antigo mistério da biologia - a questão da origem da primeira vida. Na verdade, desde a descoberta de Watson e Crick, os cientistas têm cada vez mais compreendido a centralidade da informação até mesmo para os sistemas vivos mais simples. O DNA armazena as instruções de montagem para construir as muitas proteínas cruciais e máquinas de proteínas que atendem e mantêm até mesmo os organismos unicelulares mais primitivos.

Segue-se que construir uma célula viva em primeiro lugar requer instruções de montagem armazenadas no DNA ou alguma molécula equivalente. Como explica o pesquisador da origem da vida Bernd-Olaf Küppers, “O problema da origem da vida é claramente equivalente ao problema da origem da informação biológica.” 5

Figura 1.1. James Watson e Francis Crick no Laboratório Cavendish em Cambridge

Cortesia de Barrington Brown / Photo Researchers, Inc. Muito foi descoberto na biologia molecular e celular desde a descoberta revolucionária de Watson e Crick, há mais de cinquenta anos, mas essas descobertas aprofundaram em vez de mitigar o enigma do DNA. 

Na verdade, o problema da origem da vida (e a origem das informações necessárias para produzi-la) permanece tão incômodo que a Universidade de Harvard anunciou recentemente um programa de pesquisa de US $ 100 milhões para resolvê-lo.6 Quando Watson e Crick descobriram a estrutura e o suporte de informações propriedades do DNA, eles de fato resolveram um mistério, a saber, o segredo de como a célula armazena e transmite informações hereditárias.

Mas eles descobriram outro mistério que permanece conosco até hoje. Este é o enigma do DNA - o mistério da origem das informações necessárias para construir o primeiro organismo vivo. Em um aspecto, é claro, a crescente consciência da realidade da informação dentro dos seres vivos torna a vida mais compreensível. Vivemos em uma cultura tecnológica familiarizada com a utilidade da informação.

Compramos informações; nós vendemos; e nós enviamos por fios. Projetamos máquinas para armazená-lo e recuperá-lo. Pagamos programadores e escritores para criá-lo. E promulgamos leis para proteger a “propriedade intelectual” daqueles que o fazem. Nossas ações mostram que não apenas valorizamos a informação, mas que a consideramos uma entidade real, a par da matéria e da energia.

O fato de os sistemas vivos também conterem informações e dependerem delas para sua existência torna possível compreendermos a função dos organismos biológicos por referência à nossa própria tecnologia familiar. Os biólogos também compreenderam a utilidade da informação, em particular, para a operação de sistemas vivos.

Depois do início dos anos 1960, os avanços no campo da biologia molecular deixaram claro que a informação digital no DNA era apenas parte de um sistema complexo de processamento de informações, uma forma avançada de nanotecnologia que espelha e excede a nossa em sua complexidade, densidade de armazenamento e lógica de design.

Nos últimos cinquenta anos, a biologia avançou à medida que os cientistas passaram a entender mais sobre como a informação na célula é armazenada, transferida, editada e usada para construir máquinas sofisticadas e circuitos feitos de proteínas. A importância da informação para o estudo da vida talvez não seja mais óbvia do que nos campos emergentes da genômica e da bioinformática.

Na última década, os cientistas envolvidos nessas disciplinas começaram a mapear - personagem por personagem - a sequência completa das instruções genéticas armazenadas no genoma humano e de muitas outras espécies. Com a conclusão do Projeto Genoma Humano em 2000, o campo emergente da bioinformática entrou em uma nova era de interesse público.

Organizações de notícias de todo o mundo publicaram o anúncio do presidente Clinton sobre a conclusão do projeto no gramado da Casa Branca, enquanto Francis Collins, diretor científico do projeto, descrevia o genoma como um "livro", um repositório de "instruções" e o "livro da vida . ”7 O Projeto Genoma Humano, talvez mais do que qualquer descoberta desde a elucidação da estrutura do DNA em 1953, aumentou a consciência pública sobre a importância da informação para os seres vivos.

Se a descoberta de Watson e Crick mostrou que o DNA armazena um texto genético, Francis Collins e sua equipe deram um grande passo para decifrar sua mensagem. A biologia entrou irrevogavelmente na era da informação. Por outro lado, no entanto, a realidade da informação nas coisas vivas faz com que a vida pareça mais misteriosa.

Por um lado, é difícil entender exatamente o que é informação. Quando um assistente pessoal em Nova York digita um ditado e depois imprime e envia o resultado por fax para Los Angeles, alguma coisa chegará em Los Angeles. Mas aquela coisa - o papel que sai da máquina de fax - não se originou em Nova York. Apenas as informações do jornal vieram de Nova York.

Nenhuma substância física única - nem o ar que levou as palavras do chefe para o gravador, ou a fita de gravação na minúscula máquina, ou o papel que entrou no fax em Nova York, ou a tinta no papel que saiu do fax em Los Angeles - percorreu todo o caminho do remetente ao destinatário. No entanto, algo o fez.

O caráter indescritível da informação - seja biológica ou não - tornou difícil defini-la por referência a categorias científicas padrão. Como observa o biólogo evolucionista George Williams: “Você pode falar de galáxias e partículas de poeira nos mesmos termos porque ambas têm massa e carga e comprimento e largura. [Mas] você não pode fazer isso com informação e matéria. ”8 Uma fita magnética em branco, para Por exemplo, pesa tanto quanto um “carregado” com um novo software - ou com toda a sequência do genoma humano.

Embora essas fitas difiram em conteúdo de informação (e valor), elas não o fazem devido às diferenças em sua composição ou massa material. Como conclui Williams, “as informações não têm massa, carga ou comprimento em milímetros. Da mesma forma, a matéria não tem bytes ... Essa escassez de descritores compartilhados torna a matéria e a informação dois domínios separados. ”9 Quando os cientistas, no final da década de 1940, começaram a definir as informações, eles não fizeram referência a parâmetros físicos como massa, carga ou watts.

Em vez disso, eles definiram as informações por referência a um estado psicológico - a redução da incerteza - que se propunham medir usando o conceito matemático de probabilidade. Quanto mais improvável uma sequência de caracteres ou sinais, mais incerteza ela reduz e, portanto, mais informações veicula.10

Não é de surpreender que alguns escritores tenham chegado perto de igualar a informação ao próprio pensamento. O guru da tecnologia da informação George Gilder, por exemplo, observa que os desenvolvimentos em fibra óptica têm permitido que mais e mais informações viajem por fios cada vez menores (e mais leves e mais leves).

Assim, ele observa que, à medida que a tecnologia avança, transmitimos cada vez mais pensamento através de cada vez menos matéria - onde o numerador nessa proporção, ou seja, o pensamento, corresponde precisamente à informação.11 Portanto, devemos pensar em informação como pensamento - como uma espécie de mental quimera gravada em pedra ou queimada em discos compactos?

Ou podemos definir informação menos abstratamente como, talvez, apenas um improvável arranjo da matéria? Qualquer que seja a informação - seja um pensamento ou um elaborado arranjo da matéria - uma coisa parece clara. O que os humanos reconhecem como informação certamente se origina do pensamento - da atividade consciente ou inteligente.

Uma mensagem recebida via fax por uma pessoa surgiu primeiro como uma ideia na mente de outra. O software armazenado e vendido em um CD resultou do projeto de um engenheiro de software. 

As grandes obras da literatura começaram primeiro como idéias nas mentes dos escritores - Tolstoi, Austen ou Donne. Nossa experiência do mundo mostra que o que reconhecemos como informação invariavelmente reflete a atividade anterior de pessoas conscientes e inteligentes.

O que, então, devemos fazer com a presença de informação nos organismos vivos? O Projeto Genoma Humano, entre muitos outros desenvolvimentos na biologia moderna, colocou essa questão em primeiro plano na consciência pública. Agora sabemos que não apenas criamos informações em nossa própria tecnologia; também o encontramos em nossa biologia - e, de fato, nas células de todos os organismos vivos da Terra.

Mas como surgiu essa informação? E o que a presença de informações, mesmo na célula viva mais simples, implica sobre a vida e sua origem? Quem ou o que “escreveu” o livro da vida? A era da informação na biologia começou oficialmente em meados da década de 1950 com a elucidação da estrutura química e das propriedades portadoras de informações do DNA (ácido desoxirribonucléico) - a molécula da hereditariedade.

Começando em 1953 com sua agora famosa comunicação ao jornal científico britânico Nature, James Watson e Francis Crick identificaram o DNA como o repositório molecular de informações genéticas.12 Desenvolvimentos subsequentes no campo da biologia molecular confirmaram essa ideia e mostraram que as bases precisamente sequenciadas anexadas na espinha dorsal helicoidal do DNA, armazenam as informações para a construção de proteínas - as enzimas e máquinas sofisticadas que atendem às células de todos os seres vivos.

Embora a descoberta das propriedades portadoras de informações do DNA remonte a mais de meio século, o reconhecimento do significado total dessa descoberta demorou a chegar. Muitos cientistas acharam difícil renunciar à dependência exclusiva das categorias científicas mais tradicionais de matéria e energia. 

Como George Williams (ele mesmo um biólogo evolucionário) observa, "os biólogos evolucionistas não conseguiram perceber que trabalham com dois domínios mais ou menos incomensuráveis: o de informação e a da matéria….

O gene é um pacote de informações, não um objeto. O padrão de pares de bases em uma molécula de DNA especifica o gene. Mas a molécula de DNA é o meio, não a mensagem. ”13 No entanto, esse reconhecimento levanta questões mais profundas.

O que significa quando encontramos informações em objetos naturais - células vivas - que nós mesmos não projetamos ou criamos? Como observa o teórico da informação Hubert Yockey, o “código genético é construído para confrontar e resolver os problemas de comunicação e registro pelos mesmos princípios encontrados... na comunicação moderna e nos códigos de computador”. Yockey observa que “a tecnologia da teoria da informação e da teoria da codificação existe na biologia há pelo menos 3,85 bilhões de anos”, ou desde a época em que a vida se originou na Terra.14

O que devemos fazer com esse fato? Como surgiu a informação na vida? Nosso raciocínio de senso comum pode nos levar a concluir que a informação necessária à primeira vida, como a informação na tecnologia humana ou na literatura, surgiu de uma inteligência projetista. Mas a biologia evolutiva moderna rejeita essa ideia. Muitos biólogos evolucionistas admitem, é claro, que os organismos vivos "parecem ter sido cuidadosamente e habilmente projetados", como diz Richard Lewontin.15

Como afirma Richard Dawkins, "Biologia é o estudo de coisas complexas que parecem ter sido projetadas para um propósito. ”16 Não obstante, Lewontin e Dawkins, como os biólogos evolucionistas em geral, insistem que a aparência do design na vida é ilusória.

A vida, dizem eles, parece projetada, mas não foi projetada por um agente realmente inteligente ou intencional. Substituto do Designer de Darwin Por que os biólogos evolucionistas afirmam com tanta confiança que a aparência do design nos organismos vivos é ilusória? Claro, a resposta a essa pergunta é bem conhecida.

Os biólogos evolucionistas têm uma teoria que pode aparentemente explicar, ou justificar, a aparência do design sem invocar um designer real. De acordo com o darwinismo clássico, e agora com o neodarwinismo moderno, o mecanismo de seleção natural agindo em variações aleatórias (ou mutações) pode imitar os efeitos da inteligência, embora o mecanismo seja, é claro, totalmente cego, impessoal e não direcionado.17

Figura 1.2. O naturalista inglês Charles Robert Darwin (1809–82), de setenta e dois anos. Cortesia de SPL / Photo Researchers, Inc. 

Darwin desenvolveu seu princípio de seleção natural baseando-se em uma analogia com a seleção artificial: o processo de reprodução seletiva para alterar as características (sejam anatômicas, fisiológicas ou comportamentais) de um grupo de organismos.

Por exemplo, um fazendeiro pode observar que alguns de seus jovens garanhões são mais rápidos do que outros. Se ele permitir que apenas o mais rápido destes cruze com as éguas mais rápidas, então, após várias gerações de criação seletiva, ele terá um pequeno grupo de “puros-sangues” velozes adequados para competir em Downs.

Darwin percebeu que a natureza poderia imitar esse processo de reprodução seletiva. A presença de gatos selvagens predadores excepcionalmente rápidos colocaria em perigo todos, exceto os cavalos mais rápidos em um rebanho selvagem.

Após várias gerações de tal desafio predatório, a velocidade do rebanho restante pode exibir um aumento perceptível. Assim, as forças ambientais (predadores, mudanças no clima, competição por comida, etc.) poderiam realizar o trabalho de um criador humano.

Ao fazer com que uma população se adapte ao seu ambiente, forças cegas da natureza podem vir a imitar, com o tempo, a ação de uma inteligência selecionada ou projetada.

No entanto, se a seleção natural, como Darwin chamou esse processo, pode melhorar a velocidade de um cavalo ou de um antílope, por que não poderia também produzir esses animais em primeiro lugar? “A razão”, escreveu Darwin, “deve conquistar ... a imaginação” 18 - ou seja, nossa incredulidade sobre a possibilidade de tais acontecimentos e nossa impressão de que coisas vivas parecem ter sido projetadas.

De acordo com Darwin, se dado tempo suficiente, o poder seletivo da natureza pode agir em qualquer variação, aperfeiçoando qualquer estrutura ou função muito além do que qualquer ser humano poderia realizar. Assim, os sistemas complexos da vida que atribuímos reflexivamente à inteligência têm causas totalmente naturais.

Como Darwin explicou, “Parece não haver mais design na variabilidade dos seres orgânicos e na ação da seleção natural do que no curso em que o vento sopra.” 19

Ou, como explica o biólogo evolucionista Francisco Ayala, “O design funcional de organismos e suas características ... parecem argumentar pela existência de um designer. A maior conquista de Darwin [no entanto] foi mostrar que a organização diretiva dos seres vivos pode ser explicada como o resultado de um processo natural, natural

seleção, sem qualquer necessidade de recorrer a um Criador ou outro agente externo. ”20 Assim, Ayala e outros biólogos darwinistas não apenas afirmam que a seleção natural pode produzir“ design sem um designer ”, eles também afirmam que é“ criativo sem ser consciente . ”21 Aparência do Design Para muitos fora da biologia evolutiva, a alegação de que o design surge sem um designer pode parecer inerentemente contraditória.

No entanto, pelo menos em teoria, a possibilidade de que a vida não seja o que parece não representa nada de particularmente incomum. A ciência freqüentemente mostra que nossas percepções da natureza não correspondem à realidade. Um lápis reto parece dobrado quando inserido em um copo d'água; o sol parece circundar a terra; e os continentes parecem imóveis.

Talvez os organismos vivos apenas pareçam ter sido projetados. Mesmo assim, há algo curioso na negação científica de nossa intuição comum sobre os seres vivos. Por quase 150 anos, desde sua explicação putativa pela teoria darwiniana, essa impressão de design persiste incorrigivelmente como sempre.

Pesquisas de opinião pública sugerem que quase 90 por cento do público americano não aceita o relato neodarwiniano completo da evolução com sua negação de qualquer papel para um criador proposital.22 

Embora muitas dessas pessoas aceitem alguma forma de mudança evolutiva e tenham uma visão elevada da ciência em geral, eles aparentemente não conseguem repudiar suas intuições e convicções mais profundas sobre o design do mundo vivo. Em todas as gerações desde a década de 1860, surgiram críticos científicos do darwinismo e do neodarwinismo, reunindo sérias objeções evidenciais à teoria.

Desde a década de 1980, um número crescente de cientistas e estudiosos expressou profundas reservas sobre a teoria da evolução biológica e química, cada um com sua negação implícita do design. E mesmo os biólogos evolucionistas ortodoxos admitem a impressão avassaladora de design nos organismos modernos.

Para citar Francis Crick novamente, "os biólogos devem constantemente ter em mente que o que eles vêem não foi projetado, mas sim evoluído." 23 Talvez mais curiosamente, os biólogos modernos dificilmente podem descrever os organismos vivos sem recorrer a uma linguagem que parece implicar exatamente o que eles negar explicitamente: design intencional e proposital.

Como observa o filósofo da ciência Michael Ruse, os biólogos perguntam sobre "o propósito das nadadeiras nas costas do estegossauro" ou "a função das penas do pássaro" e discutem se "os chifres do alce irlandês existiram ou não para intimidar rivais. ” “É verdade”, continua Ruse, “que durante o século XIX [alguns físicos] sugeriram que a lua existia para iluminar o caminho de casa de viajantes solitários, mas nenhum físico usaria tal linguagem hoje.

Na biologia, no entanto, especialmente na biologia evolutiva, esse tipo de conversa é comum. ” Ele conclui: “O mundo do evolucionista está mergulhado no antropomorfismo da intenção”. E, no entanto, “paradoxalmente, mesmo os críticos mais severos” de tal linguagem intencional caem nela “por uma questão de conveniência” .24 Em teoria, pelo menos, o uso de tal metáfora na ciência deriva da ignorância.

Os físicos falam sobre a "atração" gravitacional porque não sabem realmente o que causa a ação à distância. As metáforas reinam onde o mistério reside. No entanto, com base nisso, poderíamos ter esperado que, à medida que a biologia avançava, à medida que novas descobertas explicavam a base molecular das funções biológicas, a confiança da biologia na linguagem do propósito, na metáfora teleológica, pudesse ter diminuído. No entanto, ocorreu exatamente o oposto.

O advento da subdisciplina mais reducionista da biologia moderna - a biologia molecular - apenas aprofundou nossa dependência da linguagem teleológica. Na verdade, os biólogos moleculares introduziram uma nova teleologia de “alta tecnologia”, tomando expressões, muitas vezes conscientemente, da teoria da comunicação, engenharia elétrica e ciência da computação.

O vocabulário da biologia molecular e celular moderna inclui termos descritivos aparentemente precisos que, no entanto, parecem carregados de uma "metafísica da intenção": "código genético", "informação genética", "transcrição", "tradução", "edição de enzimas", “Circuito de transdução de sinal”, “circuito de feedback” e “sistema de processamento de informações”. Como observa Richard Dawkins, “Além das diferenças de jargão, as páginas de um jornal de biologia molecular podem ser trocadas com as de um jornal de engenharia da computação.” 25

Como se para enfatizar o ponto, o biólogo celular da Universidade de Chicago James Shapiro descreve o sistema integrado de proteínas que constitui o sistema de coagulação do sangue dos mamíferos "como um poderoso sistema de computação distribuída em tempo real." No mesmo contexto ele observa que muitos sistemas bioquímicos dentro da célula se parecem com “o diagrama de fiação de um circuito eletrônico”. 26

Como observa o historiador da biologia Timothy Lenoir, “o pensamento teleológico tem sido firmemente resistido pela biologia moderna. E, no entanto, em quase todas as áreas de pesquisa, os biólogos têm dificuldade em encontrar uma linguagem que não atribua intencionalidade às formas vivas. ”27

Assim, parece que o conhecimento de organismos biológicos, para não falar da biologia molecular da célula, leva mesmo aqueles que repudiam o design para usar uma linguagem que parece incompatível com sua própria perspectiva reducionista e darwiniana - com sua negação oficial do design real.

Embora isso possa, em última análise, não significar nada, pelo menos levanta uma questão. A persistência de nossa percepção do design e o uso de linguagem teleológica incorrigível indicam algo sobre a origem da vida ou a adequação das teorias científicas que negam o design (real) na origem dos sistemas vivos? Como sempre, na ciência, a resposta a essas perguntas depende inteiramente da justificativa que os cientistas podem fornecer para suas teorias. Intuições e percepções podem estar certas ou erradas.

Pode muito bem ser, como muitos na biologia nos asseguram, que as dúvidas públicas e mesmo científicas sobre a teoria da evolução derivem apenas da ignorância ou preconceito religioso, e que a linguagem teleológica reflete nada mais do que uma metáfora de conveniência, como dizer que o sol se pôs atrás do horizonte.

No entanto, a persistência de opiniões científicas divergentes e a incapacidade dos biólogos de evitar a linguagem do propósito despertam uma curiosidade perdoável. Os biólogos evolucionistas descobriram a verdadeira causa do surgimento do design em sistemas vivos ou devemos procurar outra?

Devemos confiar em nossas intuições sobre os organismos vivos ou aceitar o relato evolucionário padrão das origens biológicas? A Origem das Informações Biológicas Considere a seguinte sequência de letras:

AGTCTGGGACGCGCCGCCGCCATGATCATCCCTGTACGCTGCTTCACTTGT

GGCAAGATCGTCGGCAACAAGTGGGAGGCTTACCTGGGGCTGCTGCAGGC

CGAGTACACCGAGGGGTGAGGCGCGGGGCCGGGGCTAGGGGCTGAGTCCGC

CGTGGGGCGCGGGCCGGGGCTGGGGGCTGAGTCCGCCCTGGGGTGCGCGC

CGGGGCGGGAGGCGCAGCGCTGCCTGAGGCCAGCGCCCCATGAGCAGCT

TCAGGCCCGGCTTCTCCAGCCCCGCTCTGTGATCTGCTTTCGGGAGAACC

Essa sequência de caracteres alfabéticos parece um bloco de informações codificadas, talvez uma seção de texto ou código de máquina. Essa impressão é inteiramente correta, pois esta sequência de caracteres não é apenas uma variedade aleatória das quatro letras A, T, G e C, mas uma representação de parte da sequência de instruções de montagem genética para construir uma máquina de proteína - um RNA polimerase28 - crítica para a expressão gênica (ou processamento de informações) em uma célula viva. Agora, considere a seguinte sequência de caracteres:

01010111011010000110010101101110001000000110100101

1011100010000001110100011010000110010100100000010

0001101101111011101010111001001110011011001010010

00000110111101100110001000000110100001110101011011

0101100001011011100010000001100101011101100110010

1011011100111010001110011001000000110100101110100

Esta sequência também parece ser uma sequência rica em informações, embora escrita em código binário. Na verdade, essa sequência também não é apenas uma matriz aleatória de caracteres, mas as primeiras palavras da Declaração de Independência (“Quando no curso de eventos humanos ...”) 29 escrita na conversão binária do Código Padrão Americano de Informação Intercâmbio (ASCII). No código ASCII, pequenas sequências especificadas de zeros e uns correspondem a letras, números ou sinais de pontuação alfabéticos específicos.

Embora esses dois blocos de informações codificadas empreguem convenções diferentes (um usa o código ASCII, o outro o código genético), ambos são sequências complexas e não repetitivas que são altamente especificadas em relação aos requisitos funcionais ou de comunicação que executam.

Essa semelhança explica, em parte, a observação de Dawkins de que "o código de máquina dos genes é estranhamente semelhante ao de um computador". É justo. Mas o que devemos fazer com essa semelhança entre o software informativo - o produto indiscutível da inteligência consciente - e as sequências informativas encontradas no DNA e em outras biomoléculas importantes? Introdução a um Enigma.

Eu encontrei o enigma do DNA pela primeira vez como um jovem cientista em Dallas, Texas, em 1985. Na época, eu estava trabalhando para uma das grandes empresas multinacionais de petróleo.

Fui contratado como geofísico de exploração vários anos antes, quando o preço do petróleo disparou e quando estava me formando em física e geologia. Meu trabalho, como disseram os petroleiros do Texas, era "procurar o furador na bunda". 

Embora eu tivesse sido um estudante de física e geologia, tive bastante contato com a biologia para saber o que o DNA fazia. Eu sabia que armazenava o conjunto de instruções, a informação, para construir proteínas na célula e que transmitiu traços hereditários em seres vivos usando seu alfabeto químico de quatro caracteres.

Mesmo assim, como muitos cientistas, eu nunca tinha realmente pensado sobre de onde o DNA - ou as informações que ele continha - veio em primeiro lugar. Se perguntado, eu diria que tem algo a ver com a evolução, mas não poderia ter explicado o processo em detalhes. Em 10 de fevereiro de 1985, descobri que não era o único.

Naquele dia, encontrei-me sentado na frente de vários cientistas de renome mundial que estavam discutindo uma questão científica e filosófica incômoda: como surgiu a primeira vida na Terra? Ainda na noite anterior, eu não sabia nada sobre a conferência em que essa discussão estava ocorrendo.

Eu estava participando de outro evento na cidade, uma palestra na Southern Methodist University por um astrônomo de Harvard discutindo a teoria do big bang. Lá eu soube de uma conferência ocorrendo no dia seguinte que abordaria três grandes questões científicas - a origem do universo, a origem da vida e a natureza da consciência humana.

A conferência reunirá cientistas de perspectivas filosóficas concorrentes para lidar com cada uma dessas questões. Na manhã seguinte, entrei no centro de Hilton, onde a conferência estava sendo realizada, e ouvi uma discussão interessante sobre o que os cientistas sabiam que não sabiam.

Fiquei surpreso ao saber - ao contrário do que havia lido em muitos livros didáticos - que os principais especialistas científicos sobre a origem da vida não tinham uma explicação satisfatória para o surgimento da vida. 

Esses especialistas, muitos dos quais estiveram presentes naquele fim de semana em Dallas, reconheceram abertamente que não tinham uma teoria adequada do que chamavam de "evolução química", ou seja, uma teoria de como a primeira célula viva surgiu de produtos químicos mais simples no primordial oceano.

E a partir de suas discussões, ficou claro que o DNA - com seus misteriosos arranjos de caracteres químicos - era a razão principal para esse impasse. A discussão mudou o curso da minha vida profissional. No final daquele ano, eu estava me preparando para mudar para a Universidade de Cambridge, na Inglaterra, em parte para investigar questões que encontrei pela primeira vez naquele dia de fevereiro.

À primeira vista, minha mudança de curso parecia uma mudança radical em relação aos meus interesses anteriores, e foi certamente assim que meus amigos e minha família reagiram. A geofísica das empresas petrolíferas era uma forma de ciência aplicada altamente prática e comercialmente relevante. Um estudo bem-sucedido da subsuperfície da Terra poderia render à empresa milhões de dólares de receita com a descoberta de petróleo e gás resultante.

A origem da vida, entretanto, era uma questão teórica aparentemente intratável - até mesmo misteriosa - com pouca ou nenhuma importância comercial ou prática direta. No entanto, na época, a transição parecia totalmente natural para mim. Talvez seja porque há muito tempo eu me interessava por questões científicas e descobertas que levantavam questões filosóficas mais amplas.

Na faculdade, fiz muitos cursos de filosofia enquanto fazia meu treinamento científico. Mas talvez fosse o que eu estava fazendo na própria petroleira. Na década de 1980, a busca por petróleo exigia o uso de técnicas sofisticadas de geração de imagens sísmicas assistidas por computador, na época uma forma de tecnologia da informação de ponta.

Depois de enviar ondas sísmicas artificiais para a terra, os geofísicos cronometrariam os ecos resultantes à medida que viajavam de volta à superfície e então usavam as informações desses sinais para reconstruir uma imagem da subsuperfície da terra.

É claro que, em todas as fases do caminho, dependíamos muito de computadores e programas de computador para nos ajudar a processar e analisar as informações que recebíamos. Talvez o que eu estava aprendendo sobre como a informação digital pode ser armazenada e processada em máquinas e sobre como o código digital pode direcionar as máquinas para realizar tarefas específicas fez a própria vida - e o código digital armazenado em seu DNA - parecer menos misterioso.

Talvez isso tenha feito o problema da origem da vida parecer mais cientificamente tratável e interessante. Em qualquer caso, quando soube do enigma que confrontava os pesquisadores da origem da vida e por que o DNA era fundamental para ele, fiquei viciado. Uma polêmica que eclodiu na conferência aumentou meu senso de intriga.

Durante uma sessão sobre a origem da vida, os cientistas discutiram de onde vieram as informações do DNA. Como os produtos químicos se organizam para produzir código? O que introduziu drama no que poderia ter sido uma árida discussão acadêmica foi a reação de alguns dos cientistas a uma nova ideia.

Três dos cientistas do painel acabaram de publicar um livro polêmico chamado o mistério da origem da vida com uma importante editora de monografias científicas de Nova York. Seu livro forneceu uma crítica abrangente das tentativas feitas para explicar como a primeira vida surgiu do oceano primordial, a chamada sopa pré-biótica.

Esses cientistas, Charles Thaxton, Walter Bradley e Roger Olsen, chegaram à conclusão de que todas essas teorias falharam em explicar a origem da primeira vida. Surpreendentemente, os outros cientistas do painel - todos especialistas na área - não contestaram essa crítica.

O que os outros cientistas contestaram foi uma nova hipótese controversa de que Thaxton e seus colegas haviam flutuado no epílogo de seu livro na tentativa de explicar o enigma do DNA. Eles sugeriram que as informações no DNA podem ter se originado de uma fonte inteligente ou, como eles colocaram, uma "causa inteligente".

Visto que, em nossa experiência, a informação surge de uma fonte inteligente, e uma vez que a informação no DNA era, em suas palavras, "matematicamente idêntica" à informação em uma linguagem escrita ou código de computador, eles sugeriram que a presença de informação no DNA apontava para uma causa inteligente.

O código, em outras palavras, apontava para um programador. Foi aí que os fogos de artifício começaram. Outros cientistas do painel tornaram-se estranhamente defensivos e hostis. O Dr. Russell Doolittle, da Universidade da Califórnia em San Diego, sugeriu que se os três autores não estivessem satisfeitos com o progresso dos experimentos da origem da vida, eles deveriam "fazê-los".

Não importa que outro cientista no painel que havia favorecido a hipótese de Thaxton, o professor Dean Kenyon, da San Francisco State University, era um importante pesquisador da origem da vida que havia realizado muitos desses experimentos. Estava claro que Doolittle considerava os três cientistas, apesar de suas fortes credenciais, como arrivistas que violaram alguma convenção tácita.

No entanto, também estava claro, pelo menos para mim, que os autores do novo livro haviam tomado a iniciativa intelectual. Eles haviam oferecido uma ideia nova e ousada que parecia, pelo menos, intuitivamente plausível, enquanto aqueles que defendiam o status quo não ofereciam nenhuma alternativa plausível para essa nova explicação.

Em vez disso, os defensores do status quo foram forçados a aceitar a validade da nova crítica. Tudo o que podiam fazer era acusar os novatos de desistir cedo demais e implorar por mais tempo. Saí profundamente intrigado. Se minha percepção do status científico do problema fosse precisa - se não houvesse uma teoria aceita ou satisfatória sobre a origem da primeira vida -, então um mistério estava à mão.

E se fosse o caso em que a teoria da evolução não poderia explicar a origem da primeira vida porque não poderia explicar a origem da informação genética no DNA, então algo que tomamos como certo era possivelmente uma pista importante em uma história de mistério. O DNA com sua forma característica de dupla hélice é um ícone cultural.

Vemos a hélice em tudo, desde vídeos musicais e arte moderna até documentários científicos e notícias sobre processos criminais. Sabemos que o teste de DNA pode estabelecer culpa, inocência, paternidade e conexões genealógicas distantes. Sabemos que a pesquisa do DNA é a chave para a compreensão de muitas doenças e que a manipulação do DNA pode alterar as características das plantas e animais e aumentar a produção de alimentos.

A maioria de nós sabe mais ou menos o que é o DNA e o que ele faz. Mas será que não sabemos nada sobre de onde veio ou como foi formado?

Figura 1.3. Charles Thaxton. Impresso com permissão de Charles Thaxton. 

A polêmica da conferência serviu para me despertar para a estranha combinação de familiaridade e mística que envolve a dupla hélice e o código digital que ela contém.

Na esteira da conferência, soube que um dos cientistas que participou da discussão sobre a origem da vida estava morando em Dallas. Era ninguém menos que Charles Thaxton, o químico que, com seus co-autores, propôs a polêmica ideia de que uma inteligência desempenha um papel na origem da informação biológica. Liguei para ele e ele se ofereceu para me encontrar.

Começamos a nos encontrar regularmente e a conversar, muitas vezes muito depois do expediente. À medida que aprendi mais sobre sua crítica aos “estudos da origem da vida” e suas ideias sobre o DNA, meu interesse pelo enigma do DNA cresceu.

Foram dias emocionantes e emocionantes para mim, pois pela primeira vez encontrei e me debati com essas novas idéias. Se Thaxton estava certo, então o argumento do design clássico que foi rejeitado primeiro pelos filósofos do Iluminismo como David Hume no século XVIII e depois pelos biólogos evolucionistas na esteira da revolução darwiniana pode ter legitimidade afinal.

Em uma visita à minha casa em Seattle, descrevi o que estava aprendendo para um de meus primeiros mentores de faculdade, cujas faculdades críticas eu respeitava muito, um professor de filosofia chamado Norman Krebbs. Ele me surpreendeu quando me disse que a ideia científica que eu estava descrevendo era potencialmente um dos desenvolvimentos filosóficos mais significativos em trezentos anos de pensamento ocidental.

O argumento do design poderia ser ressuscitado com base nas descobertas da ciência moderna? E o DNA era a chave? Por mais intrigante que essa nova linha de pensamento fosse para mim, eu tinha uma lista crescente de perguntas. Eu me perguntei, o que exatamente é informação em um contexto biológico?

Quando os biólogos se referiram às sequências de substâncias químicas na molécula de DNA como “informação”, eles estavam usando o termo como uma metáfora? Ou essas sequências de substâncias químicas realmente funcionavam da mesma maneira que um “código” ou “texto” que os humanos usam?

Se os biólogos estivessem usando o termo meramente como uma metáfora, então eu me perguntava se a informação genética designava algo real e, se não, se a "informação" no DNA poderia apontar para algo, muito menos uma "causa inteligente".

Mas mesmo que a informação no DNA fosse, em algum sentido importante, semelhante à informação que os agentes humanos inventam, isso não significava necessariamente que uma causa inteligente anterior era a única explicação para tal informação.

Houve causas para informações que ainda não foram consideradas na conferência daquele dia? Talvez fosse descoberta alguma outra causa de informação que pudesse fornecer uma explicação melhor para a informação necessária para a origem da vida. Em suma, eu me perguntei, há realmente evidências do design inteligente de vida e, em caso afirmativo, quão fortes são essas evidências?

Seria, talvez, cientificamente prematuro ou inapropriado considerar uma possibilidade tão radical, como os críticos de Thaxton sugeriram? Minha preocupação com isso aumentou devido a algumas coisas que Thaxton e seus colegas escreveram para justificar sua conclusão.

O mistério da origem da vida fez a afirmação radical de que uma causa inteligente poderia ser considerada uma hipótese científica legítima para a origem da vida. Para justificar essa afirmação, Thaxton e colegas argumentaram que um modo de investigação científica que eles chamaram de ciência das origens permitiu a postulação de atos singulares de inteligência para explicar certos fenômenos. Thaxton e seus colegas distinguiram o que chamaram de "ciências das origens" das "ciências operacionais".

As ciências operacionais, em sua visão, enfocam a operação contínua do universo. Essas ciências descrevem fenômenos recorrentes, como os movimentos dos planetas e reações químicas, que podem ser descritos por leis gerais da física e da química.

As ciências das origens, por outro lado, lidam com eventos históricos únicos e as causas desses eventos - eventos como a origem do universo, a formação do Grand Canyon e a invenção de ferramentas e agricultura antigas. Thaxton e seus colegas argumentaram que inferir uma causa inteligente era legítimo na ciência das origens, porque tais ciências lidam com eventos singulares, e as ações de agentes inteligentes são geralmente ocorrências únicas.

Por outro lado, eles argumentaram que não era legítimo invocar causas inteligentes nas ciências das operações, porque tais ciências tratam apenas de fenômenos regulares e repetitivos. Agentes inteligentes não agem de maneira rigidamente regular ou legal e, portanto, não podem ser descritos matematicamente pelas leis da natureza.

Embora sua terminologia fosse reconhecidamente complicada, parecia capturar uma distinção intuitivamente óbvia. Mas ainda tinha dúvidas. Thaxton argumentou que as teorias nas ciências operacionais são facilmente testáveis ​​contra os fenômenos repetitivos que descrevem.

A regularidade permite a previsão. Se uma teoria que descreve um fenômeno recorrente estiver correta, ela deve ser capaz de prever ocorrências futuras desse fenômeno em um momento específico ou sob condições controladas de laboratório.

As teorias das origens, no entanto, não fazem tais previsões, porque lidam com eventos únicos. Por esta razão, Thaxton pensou que tais teorias não poderiam ser testadas. Teorias sobre o passado podem produzir conclusões plausíveis, mas nunca decisivas.

Como geofísico, eu sabia que os cientistas da Terra costumavam formar hipóteses sobre eventos passados, mas não tinha certeza de que tais hipóteses nunca fossem testáveis ​​ou decisivas. Temos boas razões científicas para pensar que os dinossauros existiram antes dos humanos e que a agricultura surgiu depois da última idade do gelo.

Mas se Thaxton estava certo, então tais conclusões sobre o passado eram meramente plausíveis - não mais do que possivelmente verdadeiras - e completamente não testáveis. Ainda assim, me perguntei se uma hipótese sobre o passado não poderia ser testada - se não há como julgar sua força ou compará-la com as de hipóteses concorrentes - então por que considerar as alegações de teorias históricas ou de "origens" como significativas?

É provocativo afirmar que as evidências do DNA e nosso melhor raciocínio científico apontam fortemente para uma causa inteligente da vida. Não é muito interessante afirmar que é possivelmente verdade (“plausível”) que o DNA deve sua origem a tal causa. Muitas declarações são meramente plausíveis ou possivelmente verdadeiras.

Mas isso não significa que temos qualquer razão para pensar que eles provavelmente sejam verdadeiros. Testes científicos rigorosos geralmente fornecem razões baseadas em evidências para fazer tais afirmações ou para preferir uma hipótese a outra.

Na ausência de tal testabilidade, eu não tinha certeza de quão significativo, ou científico, o argumento de Thaxton realmente era. Mesmo assim, fiquei profundamente fascinado com toda a questão. Em setembro de 1985, soube que seria despedido de meu emprego na petroleira, pois o preço do petróleo caíra de $ 32 para $ 8 o barril.

Fiquei estranhamente aliviado. Usei a indenização bastante generosa que a empresa proporcionou para começar a me sustentar como redator autônomo de ciências. Mas logo depois que comecei, também soube que havia recebido uma bolsa do Rotary para estudar na Inglaterra.

Na primavera seguinte, uma pequena carta por via aérea chegou informando-me que eu havia sido aceito para estudar história e filosofia da ciência na Universidade de Cambridge. Este curso de estudo me permitiria explorar muitas das questões que há muito me fascinavam na interseção da ciência e da filosofia. Também me permitiria investigar as questões que surgiram em minhas discussões com Charles Thaxton.

Que métodos os cientistas usam para estudar as origens biológicas? Existe um método distinto de investigação científica histórica? E o que as evidências científicas nos dizem sobre a origem das informações biológicas e como a vida começou? É possível apresentar um argumento científico rigoroso para o design inteligente da vida?

Acabei concluindo um Ph.D. dissertação sobre o tema da biologia da origem da vida. Nele, pude investigar não apenas a história das ideias científicas sobre a origem da vida, mas também questões sobre a definição de ciência e sobre como os cientistas estudam e raciocinam sobre o passado.

A atual controvérsia eu não poderia saber enquanto estava indo para a Inglaterra, mas as duas principais perguntas que eu tinha sobre a ideia do Dr. Thaxton - "É científica?" e "Quão forte é a evidência para isso?" - ressurgiria com uma vingança vinte anos depois no centro de uma controvérsia internacional, de fato, uma que chamaria a atenção da grande mídia, dos tribunais, do establishment científico e do editoras e inematográficas.

Em 2005, um juiz federal determinaria que estudantes de ciências de escolas públicas em Dover, Pensilvânia, não poderiam aprender sobre a ideia de que a vida apontava para uma causa inteligente, porque a ideia não era científica nem testável.

As principais organizações científicas - como a National Academy of Sciences e a American Association for the Advancement of Science - emitiam pronunciamentos semelhantes. Em 2006 e 2007, uma enxurrada de livros com títulos como Deus, um delírio e Deus não é grande argumentaria que não há evidências de design na biologia e, portanto, nenhuma boa evidência da existência de Deus.

De acordo com o biólogo evolucionista de Oxford Richard Dawkins e outros novos ateus, a falta de evidências de design tornou a ideia de Deus equivalente a uma "ilusão". Em 2008, a polêmica em torno do que hoje é conhecido como “teoria do design inteligente” atingiu cinemas, locadoras de vídeo e candidatos a entrevistas coletivas.

E este ano, com a celebração do 200º aniversário do nascimento de Darwin e o 150º aniversário da publicação de A Origem das Espécies, a principal questão que o próprio Darwin abordou - “A vida foi projetada ou apenas parece projetada?” - foi ressurgiu enquanto cientistas, acadêmicos, professores e comentaristas da mídia avaliavam seu legado. No entanto, em toda essa discussão - de Dover a Dawkins e o grande aniversário de Darwin - houve muito pouca discussão sobre o DNA.

E, no entanto, para mim e muitos outros cientistas e estudiosos, a questão de saber se a ciência refutou o argumento do design ou o ressuscitou depende criticamente do mistério central da origem da informação biológica. Este livro examina as muitas tentativas sucessivas que foram feitas para resolver esse enigma - o enigma do DNA - e ele próprio irá propor uma solução. 2

A evolução de um mistério e por que é importante Poucos alunos guardam na memória o nome do químico do século XIX Friedrich Wöhler, nem o produto residual está associado a seu experimento mais famoso facilmente romantizado. Ainda assim, em 1828, o cientista alemão realizou um experimento que revolucionou nossa compreensão da vida.

Como professor da Escola Politécnica de Berlim, ele começou a investigar substâncias que liberavam cianeto quando aquecidas. Um dia, ele aqueceu um pouco de cianato de amônio, imaginando que iria liberar cianeto. Não funcionou. O calor transformou os cristais de cianato de amônio, alterando tanto seu ponto de fusão quanto sua aparência. Na verdade, o material resultante, uma substância cristalina branca, não possuía nenhuma das propriedades típicas dos cianatos. O que tinha acontecido?

O novo material parecia familiar de alguma forma. Onde ele o havia encontrado antes? A princípio, ele pensou que pudesse ser um alcalóide, mas teve que descartar essa ideia depois que a substância misteriosa não respondeu aos testes de maneiras típicas dos alcalóides. Wöhler vasculhou sua memória, vasculhando seu extenso aprendizado em química e medicina. Então ele conseguiu. Urea! 1

Wöhler escreveu rapidamente uma carta ao colega químico Jöns Jakob Berzelius: “Não posso mais, por assim dizer, reter minha água química; e tenho que deixar sair que posso fazer ureia sem precisar de rim, ou mesmo de um animal, seja de homem ou de cachorro: o sal de amônio do ácido cianídrico (cyansäures Ammoniak) é a ureia. ”2

O experimento acabou sendo replicado em laboratórios em todo o mundo, mostraram que os compostos químicos em organismos vivos podiam ser sintetizados artificialmente.3 Embora os químicos antes de Wöhler tivessem sintetizado substâncias minerais de ocorrência natural, muitos presumiam que era impossível sintetizar compostos encontrados em organismos, uma vez que se pensava que a matéria orgânica continha substâncias misteriosas e "forças vitais" imateriais. 4 

Como Sir Fredrick Gowland Hopkins sugeriu mais tarde, a descoberta de Wöhler marcou o início de um desafio à "fé primitiva em uma fronteira entre o orgânico e o inorgânico que nunca poderia ser cruzada." 5

Por essa razão, O trabalho de Wöhler também exerceria uma profunda influência nas idéias científicas sobre a origem da vida por mais de um século e serviria como um ponto de partida para minha própria investigação. íon do tópico.

Começando pelo começo quando cheguei à Inglaterra, estava fascinado com a origem da vida e queria aprender tudo o que pudesse sobre a história do pensamento científico sobre o assunto. Eu também queria investigar, após minhas discussões com Charles Thaxton, se os cientistas que estudaram eventos de origem no passado remoto usaram um método distinto de investigação científica e, em caso afirmativo, o que esse método de investigação implica.

Infelizmente, sendo um americano sem formação nas complexidades do sistema universitário do Reino Unido, achei difícil encontrar informações sobre os programas acadêmicos britânicos que melhor atendessem aos meus interesses. A bolsa de estudos do Rotary que recebi permitiu-me frequentar qualquer uma das cinco universidades estrangeiras, desde que pudesse ser admitido.

Vários deles ofereciam programas de história ou filosofia da ciência, mas em uma era pré-Internet era difícil extrair deles informações detalhadas sobre as especializações de suas faculdades. No final, coloquei minhas esperanças em Cambridge, já que ela tinha mais reputação em ciências do que as outras universidades da minha lista.

Quando minha esposa, Elaine, e eu chegamos no outono de 1986, estacionando nosso carro alugado sob a imponente arquitetura gótica na Trumpington Street, perto do centro de Cambridge, fiquei mais do que um pouco intimidado.

Mesmo assim, em poucas semanas, comecei a me estabelecer em minha vida como estudante de pós-graduação. Logo descobri que havia feito uma escolha de programas muito melhor do que poderia imaginar ao tomar minha decisão.

Não apenas muitas das descobertas críticas sobre DNA e biologia molecular foram feitas em Cambridge, mas também teve um excelente programa em história e filosofia da ciência que incluiu um gentil acadêmico holandês chamado Harmke Kamminga, que por acaso era um especialista em história de teorias científicas sobre a origem da vida.

Durante meu primeiro ano de estudo - entre tutoriais e palestras sobre tudo, desde a história da biologia molecular até a filosofia da física e a sociologia da ciência - comecei a me reunir regularmente com Harmke para discutir a origem da vida. Sob sua supervisão, comecei a investigar algumas teorias atuais sobre a origem da vida, mas também as primeiras teorias que deram origem a elas.

Portanto, comecei do início - com um estudo de como os estudos da origem da vida surgiram pela primeira vez como um empreendimento científico no século XIX, na época de Darwin e seus contemporâneos científicos. Logo fui confrontado com um interessante quebra-cabeça histórico. 

Com a aceitação da teoria da evolução de Darwin, a maioria dos biólogos concordou que a seleção natural poderia explicar o aparecimento do design em biologia.

Por esta razão, a maioria dos filósofos e cientistas há muito pensava que a teoria da evolução de Darwin por seleção natural destruiu o argumento do design. No entanto, também descobri que o próprio Darwin admitiu que sua teoria não explicava a origem da vida em si. 

Na verdade, um dia Peter Gautry, um arquivista da sala de manuscritos da biblioteca da universidade, permitiu-me ler uma carta de Charles Darwin sobre o assunto, escrita em 1871, doze anos após a publicação de A Origem das Espécies.

A carta, escrita à mão em papel quebradiço, deixava claro que Darwin tinha pouco mais do que vagas especulações a oferecer sobre como a primeira vida na Terra havia começado.6 Isso era consistente com o que eu sabia. Na Origem, Darwin não tentou explicar a origem da primeira vida.

Em vez disso, ele procurou explicar a origem de novas formas de vida a partir de formas preexistentes mais simples, formas que já possuíam a capacidade de se reproduzir. Sua teoria assumia, em vez de explicar a origem do primeiro ser vivo.

Como essa limitação da teoria de Darwin foi amplamente reconhecida, ela levantou uma questão: por que os biólogos e filósofos dos séculos XIX e XX estavam tão certos de que Darwin havia minado o argumento do design da biologia?

Se os cientistas da época não tinham uma explicação detalhada de como a vida surgiu pela primeira vez, como eles sabiam que o design - isto é, o design inteligente real - não desempenhou nenhum papel neste evento extremamente importante? Este capítulo conta a história do que aprendi ao procurar responder a essas perguntas.

No processo, descreve algumas das primeiras teorias científicas sobre a origem da vida. Esse pano de fundo se mostrará útil mais tarde, uma vez que muitas teorias contemporâneas foram formuladas com base nessas abordagens anteriores. Este capítulo também destaca algo que aprendi em minhas investigações.

Desde o início, as teorias científicas sobre a origem da vida inevitavelmente levantaram questões filosóficas mais profundas não apenas sobre a vida, mas também sobre a natureza da realidade última. Como discuto no final do livro, essas questões filosóficas permanecem conosco hoje e são parte integrante do enigma do DNA.

É claro que, durante o final do século XIX, os cientistas não estavam tentando explicar a origem das informações biológicas, muito menos as informações armazenadas no DNA. Eles não sabiam sobre o DNA, pelo menos não com esse nome, nem estavam pensando em informações biológicas mesmo como um conceito.

Mas eles procuraram explicar como a vida começou e estavam bem cientes das implicações filosóficas das teorias que propuseram. E apesar de sua falta de conhecimento sobre o funcionamento interno da célula, muitas vezes eles estavam estranhamente confiantes sobre a adequação dessas teorias.

Essa confiança teve muito a ver com o momento "Eureka!" - ou "Ureia!" De Friedrich Wöhler e como os cientistas da época viam a natureza da vida. Definindo o cenário filosófico Desde a época dos gregos antigos, houve duas imagens básicas da realidade final entre os intelectuais ocidentais, o que os alemães chamam de Weltanschuung, ou cosmovisão.

De acordo com uma cosmovisão, a mente é a realidade primária ou última. Nesta visão, a realidade material ou surge de uma mente preexistente, ou é moldada por uma inteligência preexistente, ou ambos.

A mente, não a matéria, é, portanto, a realidade primária ou última - a entidade da qual tudo o mais vem, ou pelo menos a entidade com a capacidade de moldar o mundo material. Platão, Aristóteles, os estóicos romanos, filósofos judeus como Moisés Maimônides e filósofos cristãos como Santo Tomás de Aquino sustentavam, cada um, alguma versão dessa perspectiva.7 A maioria dos fundadores da ciência moderna durante o período que os historiadores da ciência chamam de revolução científica (1300-1700) também sustentou esta visão da realidade de primeiro lugar.

Muitos desses primeiros cientistas modernos pensaram que seus estudos da natureza confirmavam essa visão, fornecendo evidências, nas palavras de Sir Isaac Newton, de "um Ser inteligente e poderoso" por trás de tudo.8

Essa visão da realidade é freqüentemente chamada de idealismo para indicar que as idéias venha primeiro e a matéria vem depois. Teísmo é a versão do idealismo que sustenta que Deus é a fonte das idéias que deram origem e moldaram o mundo material. A visão oposta sustenta que o universo físico ou natureza é a realidade última.

Nessa visão, tanto a matéria quanto a energia (ou ambas) são as coisas das quais tudo o mais vem. Eles são autoexistentes e não precisam ser criados ou moldados por uma mente. As interações naturais entre entidades materiais simples governadas por leis naturais acabam por produzir elementos químicos a partir de partículas elementares, depois moléculas complexas a partir de elementos químicos simples, depois vida simples a partir de moléculas complexas, então vida mais complexa de uma vida mais simples e, finalmente, seres vivos conscientes como nós. 

Nessa visão, a matéria vem primeiro, e a mente consciente entra em cena muito mais tarde e só então como um subproduto dos processos materiais e da mudança evolutiva não direcionada.

Os filósofos gregos que foram chamados de atomistas, como Leucipo e Demócrito, foram talvez os primeiros pensadores ocidentais a articular algo como essa visão por escrito.9 Os filósofos do Iluminismo Thomas Hobbes e David Hume também adotaram posteriormente essa filosofia primordial10. ampla aceitação da teoria da evolução de Darwin no final do século XIX, muitos cientistas modernos adotaram essa visão.

Essa cosmovisão é chamada de naturalismo ou materialismo, ou às vezes de materialismo científico ou naturalismo científico, no último caso porque muitos dos cientistas e filósofos que sustentam essa perspectiva pensam que a evidência científica a apóia. O antigo conflito entre as visões de mundo que priorizam a mente e a matéria em primeiro lugar atravessa o coração do mistério da origem da vida.

A origem da vida pode ser explicada puramente por referência a processos materiais, como reações químicas não direcionadas ou colisões aleatórias de moléculas? Pode ser explicado sem recorrer à atividade de uma inteligência projetista?

Se for assim, então tal explicação pareceria tornar uma visão de mundo materialista - com sua afirmação de que toda a realidade pode ser explicada apenas por processos materiais não direcionados - ainda mais crível.

Quem precisa invocar uma inteligência projetiva não observável para explicar a origem da vida, se os processos materiais observáveis ​​podem produzir vida por conta própria? Por outro lado, se há algo na vida que aponta para a atividade de uma inteligência projetista, isso levanta outras possibilidades filosóficas.

Uma explicação que prioriza a questão ou que prioriza a mente explica melhor a origem da vida? De qualquer forma, a origem da vida não era apenas um tópico científico intrinsecamente interessante, mas também levantava questões filosóficas incorrigivelmente. Para mim, isso foi parte do que o tornou interessante.

O mistério do mistério que falta No final do século XIX, muitos cientistas aceitaram a visão da matéria em primeiro lugar. Considerando que muitos dos fundadores da ciência moderna inicial - como Johannes Kepler, Robert Boyle e Isaac Newton - foram homens de profunda convicção religiosa que acreditavam que as evidências científicas apontavam para uma mente racional por trás da ordem e do design que percebiam na natureza, muitos os cientistas do final do século XIX passaram a ver o cosmos como um sistema autônomo, autoexistente e autocriador, que não exigia nenhuma causa transcendente, nenhuma direção ou projeto externo.

Várias teorias científicas do século XIX forneceram suporte para essa perspectiva. Na astronomia, por exemplo, o matemático francês Pierre Laplace ofereceu uma teoria engenhosa conhecida como a "hipótese nebular" para explicar a origem do sistema solar como resultado de forças gravitacionais puramente naturais.11 

Em geologia, Charles Lyell explicou a origem de as características topográficas mais dramáticas da Terra - cordilheiras e desfiladeiros - como resultado de processos de mudança lentos, graduais e completamente naturalistas, como erosão ou sedimentação.12

Na física e na cosmologia, a crença na infinidade do espaço e do tempo evitou qualquer necessidade para considerar a questão da origem última da matéria. E, em biologia, a teoria da evolução de Darwin por seleção natural sugeriu que um processo não direcionado poderia ser responsável pela origem de novas formas de vida sem intervenção, orientação ou design divino.

Coletivamente, essas teorias tornaram possível explicar todos os eventos salientes na história natural, desde antes da origem do sistema solar até o surgimento de formas modernas de vida apenas por referência a processos naturais - sem ajuda e sem guia de qualquer mente projetista ou inteligência.

A matéria, nessa visão, sempre existiu e poderia - com efeito - organizar-se sem a ajuda de qualquer inteligência preexistente. Mas a origem da primeira vida permaneceu um pequeno buraco nesta elaborada tapeçaria de explicação naturalística.

Embora a hipótese nebular de Laplace fornecesse suporte adicional para uma concepção materialista do cosmos, ela também complicou as tentativas de explicar a vida na Terra em termos puramente materiais.

A teoria de Laplace sugeriu que a Terra já foi quente demais para sustentar a vida, uma vez que as condições ambientais necessárias para sustentar a vida existiam apenas depois que o planeta esfriou abaixo do ponto de ebulição da água. 

Por esta razão, a hipótese nebular implicava que a vida não existia eternamente, mas em vez disso apareceu em um tempo definido na Terra história.13 Para os materialistas científicos, a vida pode ser considerada como um dado eterno, uma realidade autoexistente, como a própria matéria.

Mas essa não era mais uma explicação confiável para a vida na Terra. Houve um tempo em que não havia vida na terra. E então a vida apareceu. Para muitos cientistas de mentalidade materialista, isso implicava que a vida deve ter evoluído de alguns materiais inanimados presentes em uma terra pré-biótica de resfriamento. No entanto, ninguém tinha uma explicação detalhada de como isso poderia ter acontecido.

Como o próprio Darwin observou em 1866, "Embora eu espere que em algum momento futuro a [origem] da vida se torne inteligível, no momento parece-me além dos confins da ciência." 14

O problema da origem da vida era, nessa época, tornada mais aguda pelo fracasso da “geração espontânea”, a ideia de que a vida se origina continuamente dos restos de matéria que já foi viva. Essa teoria sofreu uma série de contratempos durante a década de 1860 por causa da obra de Louis Pasteur.

Em 1860 e 1861, Pasteur demonstrou que microorganismos ou germes existem no ar e podem se multiplicar em condições favoráveis.15 Ele mostrou que se o ar entra em vasos estéreis, ocorre contaminação dos vasos com microorganismos.

Pasteur argumentou que a "geração espontânea" observada de fungos ou colônias de bactérias em comida podre ou carne morta, por exemplo, poderia ser explicada pelo fracasso dos experimentadores em evitar a contaminação com organismos preexistentes da atmosfera.16 O trabalho de Pasteur parecia refutar o único teoria naturalística da origem da vida então sob escrutínio experimental.17

Apesar do impasse, os biólogos do final da era vitoriana expressaram pouca ou nenhuma preocupação com a ausência de explicações detalhadas sobre como a vida surgiu. A pergunta óbvia para mim era: por quê? Do meu ponto de vista em 1986, tendo acabado de aprender sobre o impasse atual na pesquisa contemporânea sobre a origem da vida, a indiferença dos vitorianos parecia um pouco misteriosa.

Quando comecei a investigar essas questões durante meu primeiro ano em Cambridge, descobri que esses cientistas na verdade tinham várias razões para sustentar esse ponto de vista. Embora muitos cientistas soubessem que Darwin não havia resolvido o problema da origem da vida, eles estavam confiantes de que o problema poderia ser resolvido porque ficaram profundamente impressionados com os resultados do experimento de Friedrich Wöhler.

Antes do século XIX, muitos biólogos consideravam quase axiomático que a matéria da qual a vida era feita era qualitativamente diferente da matéria dos produtos químicos inanimados. Esses biólogos pensavam que os seres vivos possuíam uma essência ou força imaterial, um élan vital, que conferia aos organismos um tipo de existência distinto e qualitativamente diferente.18

Os cientistas que defendiam essa visão eram chamados de “vitalistas”, um grupo que incluía muitos biólogos pioneiros. Visto que esse misterioso élan vital era responsável pelas propriedades distintas da matéria orgânica, os vitalistas também pensaram que era impossível transformar a matéria inorgânica comum em matéria orgânica.

Afinal, a matéria inorgânica simplesmente carecia do ingrediente especial - a "coisa" certa imaterial. É por isso que o experimento de Wöhler foi tão revolucionário. Ele mostrou que dois tipos diferentes de matéria inorgânica podem ser combinados para produzir matéria orgânica, embora de um tipo um tanto inglório. Embora alguns cientistas tenham continuado a apoiar o vitalismo até o século XX, eles tiveram que fazê-lo por outros motivos.

Assim, o experimento de Wöhler teve uma influência direta no pensamento sobre a origem da vida. Se a matéria orgânica pudesse ser formada em laboratório pela combinação de dois compostos químicos inorgânicos, talvez a matéria orgânica pudesse ter se formado da mesma forma na natureza no passado distante. Se produtos químicos orgânicos podem surgir de produtos químicos inorgânicos, então por que a própria vida não poderia surgir da mesma maneira?

Afinal, se o vitalismo estava tão errado como agora parecia, então o que é a vida senão uma combinação de compostos químicos? Os desenvolvimentos em outras disciplinas científicas reforçaram essa tendência no pensamento. 

Na década de 1850, um físico alemão chamado Hermann von Helmholtz, um pioneiro no estudo do calor e da energia (termodinâmica), mostrou que o princípio da conservação da energia se aplicava igualmente aos sistemas vivos e não vivos.

A conservação de energia é a ideia de que a energia não é criada nem destruída durante processos físicos, como queima ou combustão, mas apenas convertida em outras formas. A energia química da gasolina, por exemplo, é usada por um motor para impulsionar um carro. O motor queima a gasolina e a esgota.

Mas a energia contida na gasolina não é destruída; é convertido em energia térmica (ou térmica), que nos cilindros é transformada em energia mecânica ou cinética para impulsionar o carro. Helmholtz demonstrou que este mesmo princípio de conservação de energia aplicado a sistemas vivos medindo a quantidade de calor que os tecidos musculares geravam durante o exercício.19

Seu experimento mostrou que embora os músculos consumam energia química, eles também gastam energia no trabalho que realizam e no calor que realizam gerar. O fato de esses processos estarem em equilíbrio apoiou o que ficou conhecido como a “primeira lei da termodinâmica” - a energia não é criada nem destruída.

Mesmo antes de essa primeira lei da termodinâmica ser refinada, Helmholtz usou uma versão dela para argumentar contra o vitalismo. Se os organismos vivos não estivessem sujeitos à conservação de energia, se uma força vital imaterial e incomensurável pudesse fornecer energia aos organismos “de graça”, então o movimento perpétuo seria possível.20

Mas, argumentou Helmholtz, sabemos por observação que isso é impossível. Outros desenvolvimentos apoiaram essa crítica do vitalismo. Durante as décadas de 1860 e 1870, os cientistas identificaram a célula como o conversor de energia dos organismos vivos. Experimentos com respiração animal estabeleceram a utilidade da análise química para compreender a respiração e outros processos energéticos na célula.21

Uma vez que essas novas análises químicas poderiam ser responsáveis ​​por toda a energia que a célula usava no metabolismo, os biólogos cada vez mais achavam desnecessário referir-se às forças vitais. 22

À medida que novas descobertas científicas minavam as doutrinas vitalistas de longa data, elas também reforçavam a confiança dos materialistas científicos. Os materialistas alemães, como o biólogo Ernst Haeckel, negaram qualquer distinção qualitativa entre vida e matéria inanimada: “Não podemos mais fazer uma distinção fundamental entre organismos e anorgana [isto é, o inanimado].” 23

Em 1858, em um ensaio intitulado “ The Mechanistic Interpretation of Life ”, outro biólogo alemão, Rudolf Virchow, desafiou os vitalistas a“ apontar a diferença entre atividade química e orgânica. ”24 Com o vitalismo em declínio, Virchow corajosamente afirmou sua versão do credo materialista:“ Em todo lugar há mecanicismo processo apenas, com necessidade inquebrável de causa e efeito. ”25

Os processos da vida agora podiam ser explicados por vários mecanismos físicos ou químicos. Visto que, em nossa experiência, mecanismos - como rodas dentadas que giram os eixos - envolvem partes materiais em movimento e nada mais, isso significava que a função atual dos organismos poderia ser explicada por referência apenas à matéria e à energia. Essa perspectiva encorajou os materialistas científicos a presumir que também poderiam facilmente inventar explicações para a origem da vida.

O próprio Haeckel seria um dos primeiros cientistas a tentar. Se a vida fosse composta apenas de matéria e energia, então o que mais além de matéria em movimento - processos materiais - poderia ser necessário para explicar a origem da vida?

Para materialistas como Haeckel, era inevitável que os cientistas conseguissem explicar como a vida surgira de precursores químicos mais simples e que o fariam apenas por referência a processos materialistas. Para Haeckel, encontrar uma explicação materialista para a origem da vida não era apenas uma possibilidade científica; era um imperativo filosófico.26 Evolução em movimento.

Se o imperativo para muitos cientistas durante essa época era a matéria primeiro, a imagem central era cada vez mais a da evolução, da natureza se desdobrando de forma não direcionada, com as hipóteses nebulares e darwinianas sugerindo a possibilidade de uma cadeia evolutiva ininterrupta até o presente.

Sim, a origem da vida era um elo que faltava nessa cadeia, mas certamente, pensava-se, a lacuna logo seria preenchida. A teoria de Darwin, em particular, inspirou muitos biólogos evolucionistas a começar a formular teorias para resolver o problema da origem da vida.

Meu supervisor, Dr. Kamminga, tinha uma maneira memorável de descrever esse fenômeno. Ela observou que o sucesso da teoria de Darwin inspirou tentativas de "estender a evolução para trás", a fim de explicar a origem da primeira vida. A teoria de Darwin inspirou confiança em tais esforços por várias razões. Primeiro, Darwin estabeleceu um precedente importante.

Ele havia mostrado que havia um meio plausível pelo qual os organismos poderiam gradualmente produzir novas estruturas e maior complexidade por um processo material puramente não direcionado. Por que um processo semelhante não poderia explicar a origem da vida a partir de substâncias químicas preexistentes? A teoria de Darwin também implicava que as espécies vivas não possuíam uma natureza essencial e imutável.

Desde Aristóteles, a maioria dos biólogos acreditava que cada espécie ou tipo de organismo possuía uma natureza ou forma imutável; muitos acreditavam que essas formas refletiam uma ideia anterior na mente de um designer. Mas Darwin argumentou que as espécies podem mudar — Ou “metamorfose” — ao longo do tempo. Assim, sua teoria desafiou essa visão antiga da vida. As distinções de classificação entre espécies, gêneros e classes não refletiam naturezas imutáveis.

Eles refletiram diferenças nas características que os organismos podem possuir apenas por um certo tempo. Eles eram temporários e convencionais, não gravados em pedra.27 Se Darwin estava certo, então seria fútil manter distinções rígidas em biologia baseadas em idéias sobre formas ou naturezas imutáveis.

Isso reforçou a convicção de que não havia divisão intransponível ou intransponível entre matéria inanimada e animada. Os produtos químicos podem se "transformar" em células, assim como uma espécie pode "se transformar" em outra.28 A teoria de Darwin também enfatizou a importância das condições ambientais no desenvolvimento de novas formas de vida.

Se surgissem condições que favorecessem um organismo ou forma de vida em detrimento de outro, essas condições afetariam o desenvolvimento de uma população por meio do mecanismo de seleção natural.29 Este aspecto da teoria de Darwin sugeria que as condições ambientais podem ter desempenhado um papel crucial em torná-lo possível para a vida surgir da química inanimada.

Foi nesse contexto que o próprio Darwin especulou pela primeira vez sobre a origem da vida. Na carta de 1871 ao botânico Joseph Hooker, que eu havia visto no arquivo da biblioteca de Cambridge, Darwin esboçou um cenário puramente naturalista para a origem da vida. 

Ele enfatizou o papel das condições ambientais especiais e da mistura certa de ingredientes químicos como fatores cruciais para tornar possível a origem da vida: “Costuma-se dizer que todas as condições para a primeira produção de um organismo vivo estão presentes. Mas se (e oh, que grande se!)

Pudéssemos conceber em algum pequeno lago quente, com todos os tipos de amônia e sais fosfóricos, luz, calor, eletricidade, etc., que um composto de proteína foi quimicamente formado pronto para sofrer ainda mudanças mais complexas, nos dias atuais tal matéria seria imediatamente devorada ou absorvida, o que não teria acontecido antes da formação das criaturas vivas. ”30

Embora Darwin admitisse que suas especulações iam bem à frente das evidências disponíveis, a abordagem básica que ele delineou pareceria cada vez mais plausível à medida que uma nova teoria sobre a natureza da vida ganhava destaque nas décadas de 1860 e 1870.

A Teoria Protoplasmática da Vida No meu primeiro ano de pesquisa, deparei com uma declaração do cientista russo Aleksandr Oparin. Oparin foi o indiscutível pioneiro dos estudos sobre a origem da vida no século XX, e seu comentário me ajudou a identificar outra razão-chave para a falta de preocupação vitoriana com o problema da origem da vida. “O problema da natureza da vida e o problema de sua origem tornaram-se inseparáveis”, disse ele.31 P

ara explicar como a vida se originou, primeiro os cientistas precisam entender o que é a vida. Essa compreensão, por sua vez, define o que suas teorias sobre a origem da vida devem explicar. Os vitorianos não estavam especialmente preocupados com o problema da origem da vida porque pensavam que a vida simples era, bem, simples.

Eles realmente não achavam que havia muito o que explicar. Os biólogos durante esse período presumiram que a origem da vida poderia eventualmente ser explicada como o subproduto de algumas reações químicas simples. Então, como agora, os cientistas perceberam que muitas estruturas intrincadas em plantas e animais pareciam projetadas, uma aparência que Darwin explicou como resultado da seleção natural e variação aleatória.

Mas para os cientistas vitorianos, a vida unicelular não parecia particularmente projetada, mais obviamente porque os cientistas da época não podiam ver as células individuais em detalhes. As células eram vistas como “glóbulos homogêneos e sem estrutura de protoplasma”, 32 sacos amorfos de gelatina química, não estruturas intrincadas que manifestavam a aparência de um desenho. Na década de 1860, uma nova teoria da vida encorajou essa visão.

Era chamada de “teoria protoplasmática” e equiparava a função vital a uma única substância química identificável chamada protoplasma.33 De acordo com essa teoria, os atributos dos seres vivos derivam de uma única substância localizada dentro das paredes das células. 

Essa ideia foi proposta como resultado de vários desenvolvimentos científicos nas décadas de 1840 e 1850.34 Em 1846, um botânico alemão chamado Hugo von Mohl demonstrou que as células vegetais continham um material rico em nitrogênio, que ele chamou de protoplasma.35

Ele também mostrou essa planta as células precisam desse material para viabilizar. Mais tarde, Mohl e o botânico suíço Karl Nägeli sugeriram que o protoplasma era responsável pela função vital e pelos atributos das células vegetais e que a parede celular meramente constituía um "investimento na superfície do conteúdo [da célula], secretado pelos próprios conteúdos". 36 Isso acabou por ser fantasticamente impreciso.

A parede celular é uma estrutura separada e fascinantemente intrincada que contém um sistema de portas e portais que controlam o tráfego de entrada e saída da célula. No entanto, a ênfase de Mohl e Nägeli na importância do conteúdo celular recebeu apoio em 1850, quando um biólogo chamado Ferdinand Cohn mostrou que as descrições de protoplasma em plantas correspondiam às descrições anteriores do "sarcodo" encontrado nas cavidades de animais unicelulares.37

Identificando o sarcodo como protoplasma de célula animal, Cohn conectou suas idéias às de Mohl. Visto que tanto as plantas quanto os animais precisam dessa substância para se manterem vivos, Cohn estabeleceu que o protoplasma era essencial para todos os organismos vivos.

Quando, no início de 1857, uma série de artigos dos cientistas Franz Leybig, Heinrich Anton de Bary e Max Shultze sugeriram que as células poderiam existir sem membranas celulares (embora, na verdade, agora saibamos que não podem), os cientistas se sentiram cada vez mais justificados em identificar protoplasma como ingrediente essencial da vida.38 

Assim, em 1868, quando o famoso cientista britânico Thomas Henry Huxley declarou em um discurso muito divulgado em Edimburgo que o protoplasma constituía "a base física ou matéria da vida" (ênfase no original), sua afirmação expressou um encontro consenso.39

Com a teoria protoplasmática definindo a base química da vida, parecia plausível que as substâncias químicas certas, no ambiente certo, pudessem se combinar para formar a substância protoplasmática simples. Nesse caso, talvez a origem da vida pudesse ser explicada por analogia a processos simples de combinação química, como quando o hidrogênio e o oxigênio se unem para formar água.

Se a água pudesse emergir da combinação de dois ingredientes tão diferentes da água quanto o hidrogênio e o oxigênio, então talvez a vida pudesse emergir da combinação de ingredientes químicos simples que por si só não tinham nenhuma semelhança óbvia com o protoplasma vivo.

As primeiras teorias da origem da vida: as duas etapas químicas Eu descobri outra razão pela qual os cientistas mantiveram sua confiança em um relato completamente materialista da vida e do cosmos. No final da década de 1860, os cientistas começaram a apresentar teorias materialistas sobre a origem da vida.

E durante a maior parte dos próximos 85 anos ou mais (com exceção de uma lacuna após a virada do século), essas teorias acompanharam as novas descobertas científicas sobre a complexidade da vida. Ou seja, em grande parte, essas novas teorias sobre como a vida surgiu foram capazes de explicar o que os cientistas estavam aprendendo sobre o que é a vida.

Dois cientistas, Thomas Henry Huxley e Ernst Haeckel, foram os primeiros a apresentar teorias de como a vida surgiu a partir de substâncias químicas inanimadas. Embora Huxley fosse britânico e alemão Haeckel, os dois homens tinham muito em comum intelectualmente. Ambos os homens rejeitaram o vitalismo.

Ambos os homens foram defensores ferrenhos da abordagem evolucionária de Darwin para a origem das espécies. Ambos eram ardorosos materialistas científicos. E ambos haviam articulado ou defendido a teoria protoplasmática da vida. A esse respeito, Huxley e Haeckel incorporaram as várias razões para a despreocupação vitoriana sobre o problema da origem da vida.

Cada homem formularia uma teoria da abiogênese (vida surgindo de matéria inanimada) que refletisse essa postura intelectual. Huxley imaginou que a origem da vida havia ocorrido por um processo químico simples de duas etapas em que elementos simples como carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio primeiro reagiam para formar compostos comuns como água, ácido carbônico e amônia.40

Ele acreditava que esses compostos então se combinaram, sob algumas condições não especificadas, para formar o protoplasma, a essência química da vida. Enquanto isso, na Alemanha, Haeckel41 ofereceu um pouco mais de detalhes, embora não muito. 

Ele identificou “forças internas construtivas” ou “tendências formativas” inerentes à matéria - como as que encontramos na formação de cristais inorgânicos - como a causa do autodesenvolvimento da vida.

Ele afirmou que as causas que produzem a forma são as mesmas tanto nos cristais inorgânicos quanto nos organismos vivos.42 Assim, para Haeckel, a origem da vida poderia ser explicada pela cristalização espontânea de "pedaços informes de proteína" de compostos de carbono mais simples.43 

Haeckel acreditava que, uma vez formados, os primeiros organismos unicelulares, que ele chamou de Monera, teriam gradualmente atingido a estrutura relativamente simples que ele presumia que possuíam à medida que assimilavam novo material do ambiente. Então, devido à sua constituição semifluida, essas células primitivas continuariam a se reorganizar internamente ao longo do tempo.44

Mesmo assim, ele claramente considerava a etapa essencial no processo de abiogênese completa após a cristalização espontânea do "homogêneo e sem estrutura glóbulos de protoplasma ”.45

Huxley também via a natureza da vida como dificilmente distinguível dos cristais inorgânicos. Muitos outros biólogos adotaram pontos de vista semelhantes. Eduard Pflüger, Karl Wilhelm von Nägeli, August Weismann e Oscar Loew atribuíram as propriedades essenciais da vida a uma única entidade química, em vez de processos complexos envolvendo muitas partes inter-relacionadas.46 

Pflüger, por exemplo, pensava na presença de carbono e nitrogênio ( na forma do radical cianogênio, –CN) distinguia as proteínas “vivas” das “mortas ”.47 Equacionando a essência da vida com uma única unidade química, como“ proteínas vivas ”(Pflüger),“ proteínas ativas ”(Loew ), “Bióforos” (Weismann), “probiontes” (Nägeli) ou “protoplasma homogêneo” (Haeckel e Huxley), os cientistas das décadas de 1870 e 1880 tornaram mais fácil explicar a origem da vida.

Ainda apenas enquanto suas concepções simplistas da natureza da vida prevaleceram, seus modelos igualmente simplistas da origem da vida pareceram verossímeis. Ao longo dos próximos sessenta anos, biólogos e bioquímicos revisaram gradualmente sua visão da natureza da vida.

Durante a década de 1890, os cientistas começaram a aprender sobre enzimas e outros tipos de proteínas. Antes de 1894, os cientistas apenas observavam enzimas catalisando reações fora da célula.48 

Com o avanço das técnicas de laboratório que permitiam aos cientistas reunir evidências da atividade das enzimas dentro das células e com a descoberta de enzimas responsáveis por reações metabólicas como oxidação, fermentação, e síntese de gordura e proteína, uma nova teoria chamada de "teoria enzimática" substituiu a teoria protoplasmática da vida.49

Na virada do século, a maioria dos biólogos passou a ver a célula como um sistema altamente complexo de reações químicas integradas, de forma alguma o tipo de coisa que poderia ser explicada adequadamente por referências vagas a processos de cristalização.

Por um tempo, a crescente consciência dessa complexidade química impediu as tentativas de explicar a origem da vida. Mas nas décadas de 1920 e 1930, um cientista russo pioneiro formulou uma nova teoria para acompanhar essa crescente consciência científica da complexidade da célula.

Oparin para o resgate Uma nova teoria da abiogênese evolutiva que imaginou um processo multibilionário de transformação de produtos químicos simples em um sistema metabólico complexo50 foi proposta à Sociedade Botânica Russa em maio de 1922 pelo jovem bioquímico soviético Aleksandr I. Oparin (1894–1980 ) .51

Oparin publicou pela primeira vez sua teoria em russo em 1924 e depois a refinou e desenvolveu, publicando-a novamente em inglês em 1938. Ambos os livros foram chamados simplesmente de A origem da vida. 

O interesse de Oparin na origem da vida foi despertado pela primeira vez depois de ouvir palestras sobre darwinismo do fisiologista de plantas Kliment Arkadievich Timiriazev, que também era um darwiniano convicto. “De acordo com Oparin”, escreve o historiador da ciência Loren Graham, “Timiriazev descreveu a evolução darwiniana e o pensamento político revolucionário como sendo tão intimamente conectados que significavam a mesma coisa.

Nessa visão, o darwinismo era materialista, clamava por mudanças em todas as esferas, era ateu, era politicamente radical e estava causando uma transformação do pensamento e da política”. 52

Figura 2.1. Aleksandr Oparin (1894–1980), teórico da evolução química pioneiro

Cortesia de Novosti / Photo Researchers, Inc. Oparin foi uma figura fascinante de uma época fascinante. Ele publicou sua primeira teoria sobre a origem da vida apenas cinco anos após a Revolução Bolchevique, enquanto vivia em Moscou, onde os slogans e o pensamento marxistas eram populares, especialmente nos círculos intelectuais.53

No início, parecia um pouco estranho para mim que alguém pudesse pensar sobre algo aparentemente tão remoto quanto a origem da primeira vida enquanto essas mudanças cataclísmicas ocorriam na sociedade, mas descobri que muitos dos primeiros marxistas estavam bastante interessados no assunto das origens biológicas.

O próprio Marx havia se correspondido com Darwin, e ele pensava que a teoria da evolução de Darwin colocava sua própria teoria sobre como as sociedades evoluíram em uma base materialista e científica firme.54 Friedrich Engels, colaborador intelectual de Marx, na verdade escreveu um ensaio sobre a origem da primeira vida .55

Como Marx, ele estava convencido de que as principais mudanças sociais ocorreram em surtos repentinos em resposta às mudanças nas condições materiais da vida e da sociedade.

Ele queria mostrar que uma “revolução” semelhante havia ocorrido para produzir vida, para que ele pudesse demonstrar a plausibilidade da doutrina marxista. Uma ideia marxista chave era que um pequeno aumento quantitativo na intensidade de alguma condição ou situação poderia repentinamente produzir uma mudança qualitativa ou revolucionária.

A insatisfação e a alienação com o sistema capitalista entre os trabalhadores, por exemplo, podem aumentar gradualmente ao longo do tempo, mas acabariam por crescer até um ponto em que uma mudança revolucionária ocorreria repentinamente, inaugurando uma forma completamente nova de ordenar a sociedade.

Engels pensou que poderia ilustrar este conceito marxista chave se mostrasse que um aumento quantitativo na complexidade de um sistema de produtos químicos poderia repentinamente produzir uma mudança qualitativa (isto é, revolucionária) naquele sistema, resultando na primeira vida.56

Foi influenciado por Oparin ou motivado por tais idéias especificamente marxistas? Além de Timiriazev, cuja política Oparin descreveu como "muito progressista" e leninista, Oparin também foi intimamente associado a um antigo bioquímico marxista e ex-revolucionário, AN Bakh, após 1920.57

Mesmo assim, não está claro o quanto o marxismo per se influenciou o pensamento de Oparin sobre a origem da vida. É claro, no entanto, que Oparin rejeitou todas as formas de idealismo. Em vez disso, ele abraçou uma visão materialista da realidade. Consequentemente, ele viu que o problema da origem da vida precisava ser resolvido dentro de uma estrutura de pensamento materialista.58

Ao mesmo tempo, Oparin pensava que havia uma série de razões científicas para supor que a origem da vida pudesse ser explicada por referência a processos puramente químicos. Em primeiro lugar, houve a famosa síntese de ureia de Wöhler, que mostrou que tanto a matéria viva quanto a não viva compartilham uma base química comum.

Ficou claro pelos escritos de Oparin que, cem anos após o experimento de Wöhler, ele continuou a ter uma profunda influência no pensamento sobre a natureza e a origem da vida. Para Oparin, o experimento de Wöhler estabeleceu que "não há nada de peculiar ou misterioso" sobre os processos em funcionamento em uma célula viva "que não possa ser explicado em termos das leis gerais da física e da química."

Oparin também observou que vários materiais não vivos, não apenas a ureia, manifestam atributos como aqueles que se pensava caracterizar apenas os organismos vivos.59 Por exemplo, o carbono, o elemento comum a todos os protoplasmas e organismos vivos, também ocorre naturalmente em minerais inanimados, como o grafite, diamante, mármore e potássio.

Além disso, argumentou Oparin, como os organismos vivos, muitos materiais inorgânicos apresentam organização e estrutura química. Materiais inanimados como cristais e ímãs têm uma organização bem definida e ordenada. Os cristais até se reproduzem, embora não da mesma forma que as células. 

Embora Oparin admitisse que materiais inanimados como cristais não tinham o tipo de "ordem complicada" observada nas células vivas, as semelhanças que ele identificou entre a vida e a não-vida o tornaram otimista de que os cientistas poderiam explicar a origem da vida por referência a processos químicos comuns.60

Mesmo assim, dada a complexidade das reações químicas que acontecem dentro da célula, Oparin achava que qualquer retorno à geração espontânea era insustentável. Como ele afirmou, “A ideia de que uma estrutura tão complicada com uma organização fina completamente determinada pudesse surgir espontaneamente no curso de algumas horas ... é tão selvagem quanto a ideia de que sapos poderiam ser formados do orvalho de maio ou ratos do milho.” 61

Em vez disso, em sua opinião, a organização biológica deve ter evoluído gradualmente de uma química mais simples ao longo de um longo período de tempo.62 Oparin define o estágio A teoria de Oparin visualizou muitos eventos distintos ao longo do caminho para o desenvolvimento da vida. No entanto, sua teoria descreve processos que podem ser divididos em duas etapas básicas.

A primeira parte de sua teoria descreveu como os blocos de construção químicos da vida surgiram de produtos químicos muito mais simples na atmosfera terrestre e nos oceanos. A segunda fase conta como o primeiro organismo surgiu a partir dessas blocos de construção. Vejamos a primeira parte do cenário de Oparin primeiro.

Figura 2.2. O cenário de origem da vida na terra primitiva de Oparin em 1936.

Oparin pensava que a Terra primitiva tinha um núcleo feito de metais pesados.63 Conforme a Terra primitiva esfriou após sua formação inicial, ele postulou, seu núcleo teria se contraído, expondo rachaduras e fissuras na superfície da Terra. Os metais pesados do núcleo teriam então se combinado com compostos formadores de carbono chamados carbonetos de ferro.

Esses compostos foram espremidos para a superfície da terra como pasta de dente através de um tubo (ver Fig. 2.2). Depois de chegar à superfície, esses compostos de carboneto teriam começado a reagir com a atmosfera. Em 1936, Oparin chegou a pensar que a atmosfera da Terra primitiva era desprovida de oxigênio livre.

Em vez disso, ele imaginou uma atmosfera primitiva contendo uma mistura nociva de gases ricos em energia, como amônia (NH3), dicarbonato (C2), cianogênio (CN), vapor e hidrocarbonetos simples como meteno (CH) e metileno (CH2). Ele então imaginou essas moléculas simples ricas em hidrogênio na atmosfera reagindo com os carbonetos de ferro chegando à superfície da Terra. Isso teria resultado na formação de hidrocarbonetos ricos em energia pesada, as primeiras moléculas orgânicas.64

Os compostos65 produzidos dessa maneira teriam então reagido com a amônia (NH3) na atmosfera para formar vários compostos ricos em nitrogênio.66 Este foi um passo significativo, porque Oparin sabia que os aminoácidos dos quais as moléculas de proteína são feitas são ricos em nitrogênio.

Oparin também pensou que derivados de hidrocarbonetos ricos em energia na água poderiam participar de todo tipo de mudança química que ocorre na célula, incluindo a polimerização. Isso foi importante porque a polimerização é o tipo de reação pela qual os aminoácidos se ligam para formar proteínas. 

Assim, Oparin sugeriu que esses derivados de hidrocarbonetos reagiam uns com os outros e com outros produtos químicos nos oceanos para produzir aminoácidos, que então se ligavam para formar proteínas. A explicação de Oparin sobre os primeiros organismos

O segundo estágio do cenário de Oparin usou conceitos evolutivos darwinianos especificamente para explicar a transformação de moléculas orgânicas em coisas vivas. Em particular, ele sugeriu que a competição pela sobrevivência surgiu entre pequenos invólucros de moléculas de proteína.

Essa competição acabou produzindo células primitivas com todos os tipos de reações químicas complexas acontecendo dentro delas. Mas antes que pudesse descrever como a competição entre as protocélulas produzia vida, ele precisava encontrar uma estrutura química que pudesse funcionar como uma célula primitiva, ou pelo menos como uma membrana celular primitiva.

Ele precisava de uma estrutura inanimada que pudesse envolver proteínas e separá-las do meio ambiente. Ele encontrou o que procurava no trabalho de um obscuro químico holandês chamado H. G. Bungenberg de Jong. Em 1932, Bungenberg de Jong descreveu uma estrutura chamada “coacervate” (do latim coacervare, que significa “agrupar”).

Um coacervado é um pequeno aglomerado de moléculas de gordura que se agrupam em uma estrutura esférica devido à maneira como repelem a água. (Ver Fig. 2.3.) Como essas moléculas de gordura, ou lipídios, têm um lado repelente da água e outro que atrai a água, elas formarão uma estrutura que repele a água por fora e a envolve por dentro. Assim, esses coacervados definem uma fronteira distinta com o ambiente circundante.

Eles até permitem que moléculas orgânicas entrem e saiam do aglomerado de coacervados, simulando assim a função de uma membrana celular. Oparin sugeriu que moléculas biologicamente significativas, como carboidratos e proteínas, poderiam ter sido incluídas em tais estruturas no oceano pré-biótico.

À medida que essas moléculas começaram a reagir umas com as outras dentro dos aglomerados de coacervado, desenvolveram uma espécie de metabolismo primitivo.

Por esta razão, Oparin as considerou como estruturas intermediárias entre a química animada e inanimada: “Com certas ressalvas, podemos até considerar a primeira peça orgânica limo que veio a existir na terra como sendo o primeiro organismo. ”67 Figura 2.3.

Seção transversal bidimensional de um coacervado (esquerda) e corte tridimensional de metade de um coacervado (direita). Oparin propôs que os atributos desses aglomerados de coacervado permitiriam que a complexa organização bioquímica que agora caracteriza as células vivas surja gradualmente por meio de um processo de seleção natural.

À medida que alguns coacervados cresciam, eles desenvolveriam meios cada vez mais eficientes para assimilar novas substâncias do meio ambiente, fazendo com que suas taxas de crescimento aumentassem. Aqueles que não conseguissem desenvolver meios eficientes de assimilar nutrientes essenciais definhariam. Os bons “comedores” prosperaram, enquanto os pobres “comedores” não.

À medida que a abundância relativa de nutrientes no meio ambiente mudou, surgiram condições que favoreceram corpos orgânicos mais organizados. Protocélulas menos eficientes logo exauririam sua energia potencial armazenada e se decomporiam à medida que seus suprimentos de nutrientes diminuíssem.

Mas aqueles organismos primitivos que haviam (por acaso) desenvolvido formas brutas de metabolismo continuariam a se desenvolver. Desenvolveu-se uma competição no estilo darwiniano, que acabou resultando na primeira célula viva.68 (Ver Fig. 2.4.) Assim, Aleksandr Oparin explicou a origem da vida usando os princípios darwinianos.

Ele mostrou como estruturas complexas podem surgir gradualmente a partir de estruturas mais simples, depois que as mudanças ambientais ocorreram, favorecendo as estruturas complexas em sua competição pela sobrevivência. The Miller-Urey Experiment

A teoria de Oparin estimulou considerável atividade científica após a publicação em inglês de seu livro; vários cientistas durante os anos 1940 e início dos anos 1950 desenvolveram e refinaram o cenário de Oparin em busca de uma teoria mais detalhada da evolução química. 

Talvez as tentativas mais significativas de avançar o programa de pesquisa de Oparin tenham ocorrido na forma de experimentos de laboratório, incluindo várias tentativas de simular uma etapa importante em sua narrativa histórica, a produção de blocos de construção biológicos a partir de gases atmosféricos mais simples.

O mais famoso, imortalizado nos livros didáticos de biologia do ensino médio em todo o mundo, é o experimento Miller-Urey. Em dezembro de 1952, enquanto fazia um trabalho de graduação com Harold Urey na Universidade de Chicago, Stanley Miller conduziu o primeiro teste experimental do modelo químico evolutivo de Oparin-Haldane.

Usando água fervente, Miller circulou uma mistura gasosa de metano, amônia, água e hidrogênio através de um recipiente de vidro contendo uma câmara de descarga elétrica.69 Miller enviou uma carga de alta voltagem para a câmara por meio de filamentos de tungstênio para simular os efeitos da luz no prebiótico gases atmosféricos. (Ver Fig. 2.5.)

Depois de dois dias, Miller encontrou aminoácidos no coletor de água em forma de U que ele usou para coletar os produtos da reação no fundo do recipiente. Usando uma técnica de análise de misturas chamada cromatografia de papel, ele identificou os aminoácidos glicina, alfa-alanina e beta-alanina.

Figura 2.4. Esquema simplificado do cenário de evolução química de Oparin de 1936, mostrando as principais etapas de produtos químicos simples a uma célula viva mais complexa. Figura 2.5.

O experimento Miller-Urey. O sucesso de Miller na produção desses blocos de construção de proteína foi anunciado como um avanço e como um poderoso suporte experimental para o trabalho teórico de Oparin. Após a publicação de suas descobertas em 1953, outros replicaram os resultados de Miller, e logo havia esperanças de que uma teoria abrangente da origem da vida estivesse ao alcance.

O experimento de Miller recebeu ampla cobertura em publicações populares como a revista Time e deu à teoria da evolução química o status de ortodoxia dos livros didáticos quase da noite para o dia.70 Como o escritor científico William Day refletiu: “Foi um experimento que quebrou o impasse.

A simplicidade do experimento, os altos rendimentos dos produtos e dos compostos biológicos específicos ... produzidos pela reação foram suficientes para mostrar o primeiro passo na origem da vida não era um acontecimento casual, mas era inevitável. ”71 No centenário darwiniano em 1959, o ânimo estava alto.

A resistência final na grande história materialista da vida, da Terra e do cosmos parecia finalmente estar se alinhando. Com a versão moderna "neodarwiniana" da teoria de Darwin firmemente estabelecida e o surgimento de uma teoria validada experimentalmente da evolução química, a ciência evolucionária agora forneceu uma explicação abrangente e totalmente naturalista para cada aparência de design no mundo vivo, desde o simples -celulada bactéria à estrutura neural mais intrincada do cérebro humano.

Um relato uniforme e totalmente naturalista da origem e do desenvolvimento das formas de vida apareceu, se não completo, pelo menos esboçado em detalhes suficientes para impedir especulações anacrônicas sobre uma mão projetista. O problema da origem da vida estava finalmente resolvido. Ou pelo menos assim parecia, até que os cientistas começaram a refletir mais profundamente sobre a outra grande descoberta de 1953. 3

A dupla hélice A revolução da informação na biologia começou oficialmente em 1953 com a elucidação da estrutura da molécula de DNA. No entanto, os cientistas que eventualmente iniciaram essa revolução eram um par aparentemente inexpressivo.

Dois desconhecidos no campo em desenvolvimento da bioquímica, James Watson e Francis Crick não possuíam dados experimentais de primeira mão e um conhecimento muito limitado da química relevante. Crick ainda não havia concluído seu Ph.D., e o diploma que ele tinha era em física.1 

Havia três equipes na corrida para desvendar o mistério da estrutura do DNA, que agora a maioria dos biólogos presumia que ajudaria a explicar como os traços hereditários são passados de uma geração para outra.

O favorito óbvio foi o ganhador do Nobel Linus Pauling. Em seguida veio uma equipe imponente de cientistas de Cambridge chefiada por Lawrence Bragg e Max Perutz. A terceira era uma equipe com o equipamento de imagem mais sofisticado do mundo, chefiada por Maurice Wilkins no King’s College, da Universidade de Londres.

Quanto a Watson e Crick, nenhum cientista na época os teria colocado na corrida. Pela maioria das aparências, eles eram meros parasitas no laboratório Cavendish em Cambridge, um casal de jovens à espreita roubando dados de outras pessoas, fora de sua profundidade e fora da corrida.

Enquanto o líder da equipe de Londres, Maurice Wilkins, e sua especialista em raios-X, Rosalind Franklin, faziam o trabalho árduo de coletar os dados concretos sobre a molécula misteriosa, parecia que Watson e Crick faziam pouco mais do que brincar com modelos de brinquedo. Um que eles apresentaram foi saudado com risos por Rosalind Franklin. 

Baseando-se em seu amplo conhecimento das imagens de raios-X que gerou de cristais feitos de material de DNA, ela rapidamente convenceu Watson, Crick e todos os outros na sala de que seu modelo de brinquedo estava muito longe do alvo.

Figura 3.5. Retrato de Rosalind Franklin (1920–58). Cortesia de Science Source / Photo Researchers.

Watson, com seu cabelo rebelde e perfeita vontade de abandonar o trabalho por um filme de Hedy Lamarr, e Crick, um sujeito elegante e não mais especialmente jovem que parecia não conseguir fechar o negócio em sua dissertação - quem eram esses caras? Eles até tiveram seu espaço de laboratório retirado em um ponto.

Eventualmente, eles conseguiram de volta, mas uma espiada no laboratório Cavendish meses depois teria feito pouco para inspirar confiança. Crick ainda não tinha chegado, e havia Watson de cabelo rebelde na mesa mexendo em recortes de papelão - muito longe da tecnologia sofisticada em exibição no laboratório do King. Mas foram no final Watson e Crick que deram início a uma revolução.

A revolução biológica molecular, como veio a ser chamada, redefiniria nossa compreensão da natureza da vida, destacando a importância da informação para o funcionamento interno dos seres vivos. Essa revolução também redefiniria as questões que os cientistas que investigam a origem da vida teriam, daquele momento em diante, de responder. Das naturezas e origens durante meu doutorado.

Estudos, aprendi que os cientistas que investigam o passado muitas vezes raciocinam como detetives em um whodunit. Os detetives consideram vários suspeitos para determinar o culpado enquanto tentam reconstruir a cena do crime. 

De maneira semelhante, cientistas históricos - como geólogos, arqueólogos, paleontólogos, cosmólogos e biólogos evolucionistas - avaliam os méritos de explicações concorrentes enquanto tentam descobrir o que causou a ocorrência de um determinado evento no passado ou o que causou uma determinada estrutura ou evidência a surgir.

Ao fazer isso, os cientistas históricos usam um método científico chamado de "método de múltiplas hipóteses de trabalho". 2 Mas antes que os cientistas possam avaliar ideias concorrentes sobre a causa de um determinado evento ou estrutura, eles devem ter uma compreensão clara do que é necessário para ser explicado.

Para os cientistas que tentam explicar a origem da vida, uma das pistas mais importantes que temos é a própria vida - sua estrutura, função e composição. É por isso que Aleksandr Oparin, o primeiro cientista a propor uma teoria científica abrangente sobre a origem da vida, disse: “O problema da natureza da vida e o problema de sua origem tornaram-se inseparáveis.” 3 Harmke Kamminga coloca desta forma: “

No cerne do problema da origem da vida está uma questão fundamental: do que exatamente estamos tentando explicar a origem? ”4 A descoberta de Watson e Crick, e as que logo se seguiram, revolucionaram nossa compreensão de a natureza da vida. Essas descobertas também definiram as características da vida das quais os cientistas agora estão "tentando explicar a origem".

Este capítulo conta a história da descoberta que inaugurou essa revolução na compreensão biológica - a história da dupla hélice. Esse pano de fundo histórico se mostrará indispensável em capítulos posteriores.

Para avaliar ideias concorrentes sobre a origem da vida e as informações biológicas, é importante saber o que é o DNA, o que ele faz e como sua forma e estrutura permitem que ele armazene informações digitais. 

Como mostro nos capítulos subseqüentes, algumas teorias recentes sobre a origem da vida falharam precisamente porque não conseguiram explicar o que os cientistas descobriram no último século sobre a estrutura química do DNA e a natureza da informação biológica.

O mistério da hereditariedade Desde os tempos antigos, os humanos conhecem alguns fatos básicos sobre os seres vivos. A primeira é que toda vida vem da vida. Omne vivum ex vivo. A segunda é que, quando os seres vivos se reproduzem, os descendentes resultantes se parecem com seus pais. Semelhante produz semelhante.

Mas o que dentro de uma coisa viva garante que sua prole se pareça com ela mesma? Onde reside a capacidade de reprodução? Este foi um dos mistérios mais antigos da biologia, e muitas explicações foram propostas ao longo dos séculos.

Uma teoria propôs que os animais continham réplicas em miniatura de si mesmos armazenadas nos órgãos reprodutivos dos machos. Outra teoria, chamada de pangênese, sustentava que cada tecido ou órgão do corpo enviava partes de si mesmo - chamadas de gêmulas - aos órgãos reprodutivos para influenciar o que era passado para a geração seguinte.

Mas, em meados do século XIX, o alvo começou a se estreitar à medida que os cientistas se concentravam cada vez mais nos pequenos invólucros esféricos chamados células, apenas recentemente ao alcance dos melhores microscópios da época. Em 1839, Matthias Schleiden e Theodor Schwann propuseram a “teoria celular”, que afirmava que as células são a menor e mais fundamental unidade da vida.

Na esteira de sua proposta, os biólogos cada vez mais concentraram sua busca pelo segredo da hereditariedade nessas pequenas entidades aparentemente mágicas e em seus conteúdos críticos. Mas, durante grande parte do resto do século XIX, a estrutura das células era um mistério completo, razão pela qual cientistas proeminentes como Ernst Haeckel poderiam descrever a célula como "glóbulos de protoplasma homogêneos e sem estrutura". 5

Enquanto isso, no entanto, os cientistas comecei a notar que a transmissão de traços hereditários - onde quer que a capacidade de produzir esses traços pudesse ser armazenada - parecia ocorrer de acordo com alguns padrões previsíveis. O trabalho de Gregor Mendel na década de 1860 foi particularmente importante nesse sentido. Mendel estudou a humilde ervilha de jardim.

Ele sabia que algumas plantas de ervilha têm sementes verdes, enquanto outras têm sementes amarelas. Quando ele cruzou ervilhas verdes com ervilhas amarelas, as plantas de segunda geração sempre tiveram ervilhas amarelas. Se Mendel tivesse parado por aí, ele poderia ter presumido que a capacidade de fazer sementes verdes na próxima geração havia sido perdida. Mas Mendel não parou por aí.

Ele cruzou as cruzes. Cada uma dessas plantas-mãe tinha sementes amarelas, mas seus descendentes tinham 75% de sementes amarelas e 25% verdes. Aparentemente, a primeira geração de sementes cruzadas, o lote todo amarelo, tinha algo para fazer sementes “verdes” aninhadas dentro delas, esperando para emergir em uma geração subsequente, dadas as circunstâncias certas.6 

Mendel chamou o traço amarelo de “dominante ”E o traço verde“ recessivo ”. Este último pode desaparecer em uma determinada geração, mas não deixou de existir.

Ele foi armazenado dentro da semente na forma de algum tipo de sinal, memória ou capacidade latente, esperando para se expressar em uma geração futura. Mendel mostrou que a entidade ou fator responsável pela produção de uma característica (que mais tarde foi chamada de “gene”) tem algum tipo de existência própria independente de a característica ser vista em uma planta individual.

A descoberta de Mendel levantou uma questão óbvia: onde e como essa memória hereditária ou sinal estava sendo armazenado? Começando com experimentos feitos nos anos após a Guerra Civil, os biólogos começaram a se concentrar no núcleo da célula.

Em 1869, Friedrich Miescher, filho de um médico suíço, descobriu o que mais tarde seria chamado de DNA. Miescher estava interessado na química dos glóbulos brancos. Para encontrar essas células, ele coletou pus de curativos pós-operatórios.

Ele então adicionou ácido clorídrico ao pus, dissolvendo todo o material da célula, exceto os núcleos. Depois disso, ele adicionou álcali e ácido aos núcleos. Miescher chamou o material orgânico cinza que se formou a partir desse procedimento de “nucleína”, uma vez que era derivado do núcleo da célula.

Outros cientistas, usando técnicas de coloração, logo isolaram estruturas em faixas do núcleo. Eles passaram a ser chamados de “cromatina” (o material que agora conhecemos como cromossomos) por causa da cor brilhante que exibiam uma vez manchados.

Quando mais tarde foi mostrado que as bandas de cromatina e a nucleína de Miescher reagiam ao ácido e ao álcali da mesma maneira, os cientistas concluíram que a nucleína e a cromatina eram o mesmo material.

Quando os biólogos observaram que um número igual de filamentos de cromatina se combinam quando um óvulo e espermatozóide se fundem em um único núcleo, muitos concluíram que a cromatina era responsável pela hereditariedade.7

Para fazer mais progressos em direção a uma solução para o mistério da hereditariedade, os geneticistas precisavam estudar estes bandas de cromatina mais próximas. Em 1902 e 1903, Walter Sutton publicou dois artigos sugerindo uma conexão entre as leis da genética mendeliana e os cromossomos.8 Sutton sugeriu que as leis de Mendel poderiam ser explicadas pela observação dos cromossomos durante a reprodução.

Uma vez que a prole recebe um número igual de cromossomos de cada pai, era possível que eles estivessem recebendo a capacidade para diferentes características - traços de Mendel - de cromossomos maternos e paternos separados. Uma vez que as características geralmente ocorriam aos pares e os cromossomos ocorriam aos pares, talvez a capacidade de produzir essas características fosse carregada nos cromossomos.

Alguns cientistas pensaram que essa ideia poderia ser testada alterando a composição das bandas de cromatina para ver o efeito que várias mudanças teriam nas criaturas que as possuíam. O que era necessário era uma criatura que se reproduzisse rapidamente, possuísse um conjunto relativamente simples de características e pudesse ser banhada por radiação que produzia mudanças ou "induzia mutações" sem levantar questões éticas. As moscas de fruta foram a escolha perfeita.

Eles tinham um ciclo de vida de quatorze dias e apenas quatro pares de cromossomos, e provavelmente ninguém iria começar a fazer piquetes em nome deles. Começando em 1909 na Universidade de Columbia, Thomas Hunt Morgan realizou experimentos com grandes populações de moscas da fruta, submetendo-as a uma variedade de mutagênicos (isto é, substâncias que causam mutações), aumentando sua taxa de mutação em muitas vezes. 

Em seguida, ele os criou, reunindo constantemente uma montanha de dados sobre as mutações resultantes e a frequência com que foram passadas de uma geração para a seguinte.

Ele encontrou todas as mutações da mosca da fruta encontradas em populações naturais, como “bitórax” e “olho branco”, junto com novas, como “asa vestigial” (ver Fig. 3.1). Depois de estudar muitas gerações, Morgan descobriu que algumas dessas características eram mais prováveis de ocorrer em associação.

Especificamente, ele notou quatro grupos de ligação, sugerindo que as entidades portadoras de informações responsáveis por transmitir essas mutações estavam localizadas fisicamente próximas umas das outras no cromossomo.

Morgan planejou uma série de experimentos para mostrar que os genes têm uma ordem linear definida no cromossomo.9 Em 1909, os cientistas foram capazes de separar um material ácido de outro material proteico nas bandas de cromatina. Os químicos logo determinaram a composição química desse material ácido. Eles o chamavam de “ácido nucléico”, porque vinha do núcleo.

Eles o chamaram de “ácido nucléico desoxirribose”, porque foram capazes de identificar uma molécula de açúcar desoxigenada chamada ribose (ver Fig. 3.2, comparando a estrutura do açúcar desoxirribose e do açúcar ribose). 

Os cientistas também determinaram que a molécula era feita de fosfatos e quatro bases, chamadas adenina, citosina, guanina e timina, cujas fórmulas e estruturas químicas já eram conhecidas há algum tempo. (A Figura 3.3 mostra as fórmulas e estruturas de cada uma das partes químicas do ácido desoxirribonucléico, ou DNA.) Figura 3.1.

Uma mosca da fruta normal e três moscas da fruta mutantes do tipo estudado por Thomas Morgan. Figura 3.2. Estrutura do açúcar ribose (esquerda) e açúcar desoxirribose (direita). Os historiadores da ciência costumam descrever o processo que leva a uma grande descoberta como "juntar as peças de um quebra-cabeça". No caso do DNA, essa metáfora é incomumente adequada.

Em 1909, a composição e a estrutura das partes químicas do DNA já eram mais conhecidas. Mas a estrutura de toda a molécula não era. O progresso posterior na busca pelo segredo da informação hereditária exigiu que os cientistas juntassem as partes constituintes da molécula de várias maneiras diferentes, em busca de uma solução para esse quebra-cabeça.

Quando as peças se encaixassem corretamente - de acordo com tudo o que se sabia sobre as dimensões, formas e tendências de união das partes constituintes - uma solução para o quebra-cabeça seria óbvia. Tudo se encaixaria. 

Mas em 1909, os cientistas estavam longe de entender como todas as peças da molécula de DNA se encaixavam. Na verdade, durante anos, muitos mostraram pouco interesse em determinar a estrutura do DNA, porque não achavam que o DNA tinha algo a ver com hereditariedade.

Muitos cientistas negligenciaram o DNA porque estavam convencidos de que as proteínas desempenhavam um papel crucial na transmissão de características hereditárias. Eles preferiam as proteínas ao DNA principalmente devido a um mal-entendido sobre a estrutura química do DNA.

No início do século XX, os cientistas sabiam que, além de conter açúcares e fosfatos, o ácido nucleico era composto pelas quatro bases adenina, timina, citosina e guanina, mas em 1909 o químico PA Levene relatou incorretamente que essas quatro bases de nucleotídeo sempre ocorreram em quantidades iguais dentro da molécula de DNA.10 Para explicar esse fato putativo, ele formulou o que chamou de "hipótese do tetranucleotídeo".

De acordo com essa hipótese, as quatro bases de nucleotídeos no DNA se ligaram na mesma ordem de repetição para formar uma sequência como ATCGATCGATCGATCGATCGATCG.

Figura 3.3. As fórmulas estruturais de cada uma das partes químicas do DNA (assim como a base de nucleotídeo uracila, que está presente no RNA). O RNA consiste em fosfatos; as bases uracila, citosina, guanina e adenina; e açúcar ribose (ver Fig. 3.2).

O modelo de Levene confundiu muitos cientistas, mas por razões compreensíveis. Para que o DNA fosse o material responsável pela produção de características hereditárias, ele precisava ter alguma característica que pudesse ser responsável por, ou produzir, a grande variedade de características fisiológicas encontradas nos organismos vivos. Mesmo as humildes moscas da fruta que Morgan usou em seus estudos de mutação tinham muitas características diferentes - diferentes tipos de olhos, pernas, asas, cerdas e proporções corporais.

Se a capacidade de construir essas estruturas e características fosse algo como um sinal, então uma molécula que simplesmente repetisse o mesmo sinal (por exemplo, ATCG) continuamente não poderia realizar o trabalho. Na melhor das hipóteses, essa molécula poderia produzir apenas uma característica.

Em vez disso, os cientistas sabiam que precisavam descobrir alguma fonte de especificidade variável ou irregular, uma fonte de informação, dentro do material hereditário (ou linha germinal) dos organismos para explicar as muitas características diferentes presentes nos seres vivos.

Uma vez que a sequência de bases no DNA era, de acordo com Levene, rigidamente repetitiva e invariante, o potencial do DNA parecia inerentemente limitado a este respeito. Essa visão começou a mudar em meados da década de 1940 por vários motivos.

Primeiro, um cientista chamado Oswald Avery identificou com sucesso o DNA como o fator-chave na explicação das diferenças hereditárias entre diferentes bacepas bacterianas.11 Quando Avery estava trabalhando no Rockefeller Institute em Nova York, ele ficou intrigado com um experimento com a bactéria Pneumococci realizado por Frederick Griffith. 

O experimento mudou do não surpreendente para o surpreendente. Se uma cepa letal da bactéria foi primeiramente aquecida até a morte, a cepa era inofensiva quando injetada em camundongos.

Nenhuma surpresa nisso. Os ratos também saíram ilesos quando injetados com uma cepa viva, mas não virulenta do vírus. Nenhuma surpresa nisso também. Mas então Griffith injetou em camundongos a cepa letal de bactéria que foi aquecida até a morte e a cepa de bactéria viva, mas inofensiva.

Os ratos morreram. Isso foi surpreendente. Seria de se esperar que os ratos não fossem afetados, uma vez que ambas as formas de bactérias já haviam se mostrado totalmente inofensivas antes. Injetados com qualquer uma das duas cepas separadamente, os ratos viveram. 

Mas quando as cepas foram injetadas juntas, os camundongos morreram como se as bactérias mortas tivessem se tornado repentinamente letais novamente.12 (Ver Fig. 3.4.) Era quase estranho demais para acreditar.

Era como aqueles velhos filmes de zumbis, em que os mortos-vivos atacam e convertem pessoas comuns em máquinas assassinas. Avery queria chegar ao fundo desse estranho fenômeno. Seu laboratório começou tirando os ratos da equação.

Os cientistas prepararam um meio rico para as bactérias, depois colocaram as duas cepas de bactérias - a inofensiva bactéria Pneumococci viva junto com a cepa antes letal, mas agora morta - em contato direto uma com a outra no meio rico. 

Após vários ciclos de vida, Avery foi capaz de começar a detectar versões vivas da cepa letal, mas anteriormente morta. Havia duas possibilidades.

Ou a cepa morta estava voltando à vida - mas isso era absurdo - ou algo na cepa morta da bactéria estava sendo transferida para a cepa viva, tornando-a repentinamente letal. Com a complicada variável dos ratos fora de cena, o caminho estava livre para Avery localizar o culpado; ele se propôs a isolar o material responsável por essa surpreendente transformação.

Em 1944, Avery e dois de seus colegas, Colin MacLeod e Maclyn McCarty, publicaram suas descobertas no Journal of Experimental Medicine. Qual foi o agente transformador? Para a surpresa de todos, incluindo Avery, parecia ser o ácido nucleico aparentemente desinteressante de Levene, o DNA.

O DNA da cepa morta estava sendo transferido para a cepa viva, tornando a cepa viva, antes inofensiva, repentinamente letal.13 Figura 3.4.

Experimento com camundongos injetados de Frederick Griffith. Quando Erwin Chargaff, da Universidade de Columbia, leu o artigo de Avery, ele imediatamente percebeu sua importância. Ele viu “em contornos escuros o início de uma gramática da biologia”, contou ele. “Avery deu-nos o primeiro texto de uma nova língua ou melhor, mostrou-nos onde procurá-lo. Resolvi pesquisar este texto. ”14

O trabalho experimental de Chargaff eventualmente forneceu evidências adicionais de que o DNA poderia ser a fonte de variabilidade biológica. Também forneceu uma pista importante sobre a estrutura da molécula de DNA. Chargaff purificou amostras de DNA e depois separou seus constituintes químicos, os açúcares, os fosfatos e as quatro bases.

Usando técnicas de análise química quantitativa, ele determinou as proporções relativas de cada um desses constituintes e, no processo, descobriu uma regularidade intrigante. A quantidade de adenina sempre igualou a quantidade de timina, enquanto a quantidade de guanina sempre igualou a quantidade de citosina.15

Essa descoberta foi intrigante, em parte porque Chargaff também descobriu uma irregularidade surpreendente - que contradiz a anterior "hipótese de tetranucleotídeo" de Levene. Chargaff descobriu que as frequências de nucleotídeos individuais realmente diferem entre as espécies, mesmo que frequentemente permaneçam constantes dentro da mesma espécie ou nos mesmos órgãos ou tecidos de um único organismo.16

Mais importante, Chargaff reconheceu que mesmo para ácidos nucleicos com a mesma proporção de quatro bases (A, T, C e G), números “enormes” de variações na sequência eram possíveis. Como ele disse, diferentes moléculas de DNA ou partes de moléculas de DNA podem "diferir umas das outras ... na sequência, [embora] não na proporção, de seus constituintes" .17

Em outras palavras, uma fita de DNA pode ser como uma fita de código binário de computador. A sequência rica em informações de zeros e uns terá uma sequência completamente irregular e não repetitiva dos dois caracteres, mas dada uma sequência razoavelmente longa do código binário, pode-se esperar encontrar muito perto do mesmo número de zeros que uns.

Assim, Chargaff argumentou que, ao contrário da hipótese dos tetranucleotídeos, o sequenciamento de bases no DNA pode muito bem exibir o alto grau de variabilidade e irregularidade exigida por qualquer portador potencial de hereditariedade.18

E assim, no final dos anos 1940, muitos começaram a suspeitar que o DNA era um bom candidato para transmitir informações hereditárias. Mesmo assim, ninguém sabia como isso acontecia. Heróis improváveis James Watson cruzou um oceano para descobrir.

Como um jovem de 23 anos que já passava grande parte de seu tempo livre observando pássaros, ele não apareceu, casualmente inspeção, para possuir a experiência ou o fogo para resolver o mistério. No entanto, havia mais no aparentemente descontraído jovem do que aparentava.

Watson era um ex-prodígio do programa Chicago Quiz Kid que ingressou na Universidade de Chicago com a idade de quinze anos. Aos dezenove anos, ele havia concluído seu bacharelado em biologia. Aos vinte e dois anos, ele obteve um Ph.D. da Universidade de Indiana com Salvador Luria, especialista em genética de vírus.

Os estudos de doutorado de Watson se concentraram na genética viral, mas ao longo do caminho ele aprendeu uma boa quantidade de bioquímica e genética da radiação. A certa altura, ele fez um curso com Hermann J. Muller, sobre a famosa mosca da fruta. Embora tenha “acertado” o curso, Watson concluiu que os melhores dias para os estudos de radiação genética haviam passado.

Novos métodos eram necessários para fazer o DNA divulgar seus segredos.19 Depois de se formar, Watson estava quase constantemente ruminando sobre biologia e mantendo os ouvidos abertos para qualquer palavra sobre novas maneiras de estudar o DNA. Ele viajou para Copenhague para pesquisa de pós-doutorado.

Enquanto estava lá, ele realizou experimentos ao lado do cientista dinamarquês Ole Maaløe que fortaleceram sua crescente sensação de que o DNA, e não a proteína, era o portador da informação genética.

Então, na primavera de 1951, em uma conferência em Nápoles sobre cristalografia de raios-X, ele conheceu Maurice Wilkins, chefe do laboratório do King’s College, em Londres. De suas conversas, Watson teve a ideia de se mudar para Cambridge, na Inglaterra, onde vários especialistas se reuniam para descobrir o segredo da hereditariedade.20

Ele conseguiu um cargo no Laboratório Cavendish em 1951 sob o comando do austríaco Max Perutz e do inglês William Lawrence Bragg, ambos renomados especialistas no uso de raios X para estudar grandes moléculas biológicas. 

Watson rapidamente formou uma parceria com Francis Crick, um físico teórico que conhecia muito pouca química, mas que havia usado matemática avançada para desenvolver insights teóricos sobre como estudar a estrutura das proteínas usando raios X.21

Em Crick, Watson encontrou um parceiro que compartilhou seu pensamento sobre o DNA. Ambos os homens estavam interessados em genética, mas ambos pensaram que um entendimento mais profundo da hereditariedade surgiria somente depois que os cientistas entendessem “o que os genes eram e o que eles faziam” .22 Para Watson, pelo menos, isso significava entender a estrutura do DNA.

E ele logo convenceu Crick de que decifrar esse problema permitiria entender a transmissão da informação genética. A experiência de Crick em compreender a estrutura de proteínas e técnicas de imagem de raios-X seria útil, assim como seu talento para obter insights de campos díspares e encontrar padrões significativos neles que outros cientistas mais especializados não perceberam.

Watson e Crick também possuíam uma qualidade importante raramente apreciada pelos cientistas, mas vital para aqueles que tentavam fazer descobertas ou desafiar uma estrutura de pensamento antiquada. Os dois homens estavam perfeitamente dispostos a fazer perguntas expondo sua própria ignorância, para se envergonhar, se necessário, em busca de respostas.23

Eles não tinham reputação de classe mundial para arriscar e pouco a perder enquanto buscavam respostas livres de preocupações sobre suas próprias respeitabilidade. Nem podiam ser envergonhados de derramar suas energias na coleta de dados originais quando o que era necessário era um novo pensamento.

Eles deixariam a coleta de dados para outros enquanto se concentravam no quadro geral, constantemente remontando as peças de um quebra-cabeça crescente em busca de uma síntese elegante e iluminadora.24

Em 1951, após apenas alguns meses trabalhando no problema, Watson e Crick apresentaram seu primeiro modelo em um seminário no Laboratório Cavendish em Cambridge. Maurice Wilkins, Rosalind Franklin e dois outros cientistas do King’s College, Londres, compareceram, assim como o professor Lawrence Bragg, seu supervisor no Cavendish.

A reunião correu mal. Watson e Crick representaram o DNA como uma hélice de fita tripla. Franklin objetou. Embora a estrutura de açúcar-fosfato da molécula possa formar uma hélice, ela insistiu, ainda não havia "um fragmento de evidência" para essa ideia de estudos de raios-X.25

Essas ideias estavam apenas no ar como resultado de descobertas recentes sobre a presença de estruturas helicoidais em proteínas. Outros aspectos de seu modelo estavam mais obviamente equivocados. Watson calculou mal a densidade da água na molécula de DNA. (A quantidade de água absorvida pelo DNA determina suas dimensões e se ele adotará uma das duas estruturas, a "forma A" ou a "forma B".)

Quando a densidade correta da água foi usada para calcular as dimensões espaciais do DNA, a justificativa para seu modelo foi dissolvida. Watson e Crick também colocaram a espinha dorsal de fosfato de açúcar no centro da molécula com as bases projetando-se para fora, produzindo assim uma estrutura que parecia uma árvore retorcida com galhos curtos. 

Franklin observou corretamente que o DNA poderia absorver água com a mesma facilidade com que o fazia apenas se as moléculas de fosfato estivessem do lado de fora, e não do lado de dentro, da estrutura.

Os grupos fosfato h anúncio estar do lado de fora do modelo, onde eles pudessem atrair e reter água facilmente.26 Constrangido por eles, se não por si mesmo, o professor Bragg pediu a Watson e Crick que parassem de trabalhar no DNA. Crick estava para terminar seu doutorado. 

Dissertação; Watson foi designado para estudar vírus. Coletando as pistas Sem se intimidar com o fracasso, os dois gradualmente voltaram à ação. Juntos, eles meditaram e bisbilhotou, mexeu em modelos de brinquedo e escolheu os cérebros de vários especialistas na Inglaterra e no exterior.

Em 1952, um número crescente de cientistas havia deixado de lado a distração das moléculas de proteína e estava se concentrando diretamente no ácido desoxirribonucléico, incluindo o duas vezes ganhador do Nobel Linus Pauling, o químico da Caltech que havia determinado anteriormente a forma de uma estrutura importante dentro das proteínas, o alfa -hélice. Watson e Crick perceberam que o tempo era curto.

A qualquer momento, alguém poderia vencê-los na descoberta da estrutura da molécula misteriosa. Mas esse medo levantou uma possibilidade estimulante: talvez coletivamente a comunidade científica já soubesse o suficiente. Talvez não fosse a necessidade de novas evidências, mas sim um lampejo de percepção sobre como todas as evidências se encaixam.

Enquanto outros abordavam o problema de maneira metódica, constantemente coletando dados em seus laboratórios, Watson e Crick se comportavam mais como detetives de detetive, indo de um lugar para outro em busca de pistas que os ajudassem a pesar os méritos de hipóteses concorrentes.

Então, em 28 de janeiro de 1953, Watson obteve uma cópia preliminar de um manuscrito científico escrito por Linus Pauling do filho de Pauling, Peter, que estava trabalhando em Cambridge como um Ph.D. aluno de John Kendrew.27

O pai de Pauling estava propondo uma estrutura de hélice tripla para o DNA que era muito semelhante ao modelo que Watson e Crick haviam proposto no ano anterior. Ele enviou o rascunho a Peter, que o mostrou a Watson e Crick.

Como o modelo original de Watson e Crick, Pauling imaginou um esqueleto triplo de açúcar-fosfato subindo pelo meio (ou dentro) da molécula com as bases de nucleotídeos anexadas do lado de fora e apontando para fora. Watson exalou de alívio. Ele sabia muito bem que o modelo de Pauling não podia estar certo.

Mas o que foi? Dois dias depois, com o manuscrito de Pauling em mãos, ele viajou para o laboratório da Universidade de Londres para ver o que poderia encontrar.28

O laboratório do King’s College era o lugar para ver as melhores imagens atuais de raios-X de DNA. Embora o laboratório empregasse uma tecnologia de ponta, conceitualmente a essência de sua técnica era um velho truque simples da física: jogue algo em um objeto e veja o que volta ou passa.

Em seguida, colete o sinal resultante e veja o que você pode dizer sobre o objeto em estudo, analisando-o. Os morcegos navegam pelas vias aéreas usando esta técnica. Seu sistema de localização por eco envia ondas sonoras aos objetos e, em seguida, sincroniza os sinais de retorno para que os morcegos possam "ver" ou localizar os objetos ao seu redor. Conforme observado no Capítulo 1, os geofísicos usam uma técnica semelhante.

Eles enviam ondas sonoras nas profundezas do subsolo e, em seguida, coletam os ecos resultantes para criar uma imagem da subsuperfície da Terra. A tecnologia-chave na busca pela estrutura do DNA também empregou uma variação dessa estratégia.

Em vez de projetar ondas sonoras no DNA, os cientistas do King’s College direcionaram os raios X às fibras de DNA. E em vez de analisar o que voltou, eles coletaram os raios que passaram pelas moléculas. Ao ver como a direção dos raios X mudou - como eles foram difratados por seu alvo - esses cientistas foram finalmente capazes de aprender sobre a estrutura do DNA. Rosalind Franklin era a especialista reconhecida nesta técnica para estudar o DNA.

É por isso que Watson estava lá. Franklin já havia descoberto que o DNA tem duas formas distintas com dimensões diferentes, dependendo da presença de água. Isso por si só foi um grande avanço, já que anteriormente as duas formas estavam misturadas, turvando os resultados sempre que alguém tentava usar a difração de raios-X para discernir a forma do DNA.

Armado com essa nova visão, Franklin começou a desenvolver um método para separar as duas formas. A técnica a que ela chegou era muito exigente, mas também muito eficaz. Agora ela podia e obteve padrões de difração reveladores do "DNA da forma B". Quando Watson apareceu no laboratório de King, ele teve uma conversa tensa com Franklin.

Ele deu um sermão sobre a teoria helicoidal e por que o DNA deve ser uma hélice. Franklin insistiu que ainda não havia prova disso. Franklin levantou-se com raiva de trás de sua bancada de laboratório, visivelmente irritado com a presunção e condescendência de Watson. 

Watson se retirou às pressas do laboratório de Franklin, mais tarde dizendo que temia que ela pudesse bater nele.29 

Mas antes de sair do laboratório, Watson parou para ver Maurice Wilkins. Depois de um pouco de cutucada, Wilkins deu a Watson uma olhada no melhor raio X de DNA de Franklin na forma B. A imagem mostrava, de forma bastante distinta, um padrão conhecido como cruz de Malta (ver Fig. 3.6). Watson estava exultante.

O que Crick lhe ensinou dizia que ele estava procurando evidências de uma hélice. Na viagem de trem para casa, Watson esboçou a imagem de memória.30 Ao ver o esboço de Watson e depois de questioná-lo, Crick concordou que devia ser uma hélice.

Mas de que tipo e como os constituintes químicos do DNA se encaixam nessa estrutura? Pistas recolhidas f Mais um quarto acabaria por ajudar Watson e Crick a responder a essas perguntas. No ano anterior, eles haviam compartilhado uma refeição com o rude e brilhante químico Erwin Chargaff enquanto ele estava visitando.

Cambridge. Durante a refeição, eles fizeram uma série de perguntas que expuseram sua própria ignorância de parte da química relevante. Em particular, tornou-se aparente durante a refeição que eles não sabiam sobre as famosas correspondências de Chargaff, ou "regras", estabelecendo que a quantidade de guanina no DNA era igual à quantidade de citosina (G = C) e a quantidade de adenina era igual à quantidade de timina (A = T) .31

O eminente bioquímico, que na época sabia praticamente tudo que havia para saber sobre a química do DNA, ficou horrorizado que esse par alegre e ambicioso não conhecesse esses princípios básicos. Chargaff até fez Crick admitir que não conhecia as diferenças na estrutura química das quatro bases de nucleotídeos na molécula de DNA, que a essa altura já era do conhecimento de todos os demais na corrida.32

Figura 3.6. Imagem de raios-X da cruz de Malta de cristal de DNA. Helix à direita representa a estrutura que os cientistas acham que produz a imagem de raios-X da cruz de Malta. 

Chargaff mais tarde refletiria sobre a ironia desses cientistas aparentemente não iniciados que fizeram a descoberta das eras: “Parece que perdi o arrepio do reconhecimento de um momento histórico; uma mudança no ritmo dos batimentos cardíacos da biologia.

Até onde eu pude perceber, eles queriam, livres de qualquer conhecimento da química envolvida, encaixar o DNA em uma hélice. Não me lembro se realmente me mostraram seu modelo em escala de uma cadeia polinucleotídica, mas não acredito, pois eles ainda não estavam familiarizados com as estruturas químicas dos nucleotídeos. ”33

Apesar de seu desprezo por este ambicioso par de sabichões , ou talvez por causa disso, Chargaff transmitiu a eles as correspondências que havia descoberto.34 Portanto, quando Watson voltou de sua visita a Franklin e Wilkins no final de janeiro de 1953, ele e Crick sabiam de vários fatos importantes sobre o ácido nucléico.

Além das regras de Chargaff, eles sabiam, pelas imagens de raios-X de Franklin, que o DNA quase certamente formava uma hélice com uma espinha dorsal feita de açúcares ligados a fosfatos. A partir de estudos de raios-X da molécula, eles também sabiam as dimensões-chave da forma B da molécula de DNA - 20 angstroms de diâmetro e 34 angstroms de comprimento para uma volta completa da hélice (um angstrom é o comprimento de um átomo de hidrogênio, cerca de um décimo bilionésimo de um metro).

E eles sabiam que Franklin estava convencido de que o esqueleto açúcar-fosfato teria de ter os fosfatos do lado de fora.35 Eles também sabiam que tinham concorrência. A viagem de Watson a Londres, sem dúvida, foi parcialmente motivada por sua aquisição acidental do manuscrito de Linus Pauling.

Embora Watson estivesse enormemente aliviado por Pauling ter cometido um erro, ele suspeitava que Pauling não demoraria muito para descobrir seus erros. Franklin também soube, imediatamente após ler a proposta de Pauling, que estava errada. Pauling propôs uma estrutura na qual as fitas açúcar-fosfato da hélice percorriam o centro da molécula.

Assim, seu modelo exigia que as bases se projetassem horizontalmente das hélices crescentes. Isso significava que a molécula não definiria uma borda lisa ou definitiva, mas, em vez disso, uma série irregular de protuberâncias nodosas.

Mesmo assim, Franklin sabia que os dados de raios-X mostravam que a molécula tinha um diâmetro definido de 20 angstrom. Uma medição tão precisa nunca poderia ter sido estabelecida se a molécula tivesse o tipo de borda irregular que Pauling imaginou.36

O modelo de Pauling também falhou em levar em conta as correspondências de Chargaff. E tinha problemas de densidade. Com três hélices passando pelo meio da molécula, a densidade dos átomos no centro era muito alta para ser consistente com os dados disponíveis.

Os estudos de raios-X e químicos revelaram o número de bases (cerca de 10) presentes na molécula por volta de uma única hélice. Uma tripla hélice deve, portanto, ter uma densidade proporcionalmente maior de bases por unidade de comprimento do que uma dupla hélice.

Quando Watson descobriu que as medições de densidade (bases por unidade de comprimento de uma fibra de DNA) concordavam mais de perto com os valores calculados para uma hélice dupla do que para uma hélice tripla, ele e Crick não apenas rejeitaram o modelo de hélice tripla de Pauling, mas todas as hélices triplas.

Eles estavam convencidos de que o DNA era muito mais provável de ser algum tipo de dupla hélice.37 Eles estavam muito mais próximos de uma solução, mas também estavam os outros na corrida. Watson e Crick perceberam que o tempo era curto e eles próprios tinham problemas de espaçamento.

Modelos e moléculas Para resolver o quebra-cabeça, Watson começou a construir rapidamente uma série de modelos. Ele primeiro tentou fazer uma dupla hélice com as hélices novamente subindo pelo centro da molécula, ignorando a insistência anterior de Franklin sobre a necessidade de manter os fosfatos expostos do lado de fora da molécula.

Crick lembra que eles persistiram nessa abordagem porque pensavam que as demandas da biologia exigiam isso. Se o DNA fosse, de fato, a molécula de informação hereditária e o arranjo das bases transmitem instruções genéticas, então a estrutura do DNA deve permitir alguma forma de copiar essas instruções.

Colocar as bases do lado de fora tornou mais fácil imaginar como as bases eram copiadas durante a divisão celular. Além disso, colocá-los do lado de fora da molécula eliminou a necessidade de descobrir como as bases se encaixam dentro dos fios. “Contanto que as bases estivessem do lado de fora, não precisávamos nos preocupar em como embalá-las”, disse Crick.38

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Assinatura de Controvérsia: Respostas às Críticas à Assinatura no Célula (01 de março de 2011)

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Editado por David Klinghoffer e incluindo ensaios de David Berlinski, Casey Luskin, Stephen C. Meyer, Paul Nelson, Jay Richards e Richard Sternberg.

A Dúvida de Darwin: A Origem Explosiva da Vida Animal e o Caso do Design Inteligente

Quando Charles Darwin terminou A Origem das Espécies, ele pensou que havia explicado todas as pistas, exceto uma. Embora sua teoria pudesse explicar muitos fatos, Darwin sabia que havia um evento significativo na história da vida que sua teoria não explicava. Durante este evento, a “explosão cambriana”, muitos animais apareceram repentinamente no registro fóssil sem ancestrais aparentes nas camadas anteriores de rocha.

Em Darwin's Doubt, Stephen C. Meyer conta a história do mistério em torno dessa explosão de vida animal - um mistério que se intensificou, não apenas porque os ancestrais esperados desses animais não foram encontrados, mas porque os cientistas aprenderam mais sobre o que é leva para construir um animal.

Durante o último meio século, os biólogos passaram a apreciar a importância central das informações biológicas - armazenadas no DNA e em outras partes das células - para a construção de formas animais.

Expandindo o caso convincente que ele apresentou em seu último livro, Signature in the Cell, Meyer argumenta que a origem desta informação, bem como outras características misteriosas do evento cambriano, são melhor explicadas pelo design inteligente, em vez de processos evolutivos puramente não direcionados. 

- Sobre o Autor: Stephen C. Meyer recebeu seu Ph.D. da Universidade de Cambridge na filosofia da ciência depois de trabalhar como geofísico da indústria do petróleo. Ele agora dirige o Center for Science and Culture no Discovery Institute em Seattle, Washington. Ele foi o autor de Signature in the Cell, um suplemento literário do livro do ano do Times (Londres). 

- Capa Interna: Charles Darwin sabia que havia um evento significativo na história da vida que sua teoria não explicava. No que é conhecido hoje como a "explosão cambriana", 530 milhões de anos atrás, muitos animais apareceram repentinamente no registro fóssil sem ancestrais aparentes em camadas anteriores de rocha. Em Darwin's Doubt, Stephen C. Meyer conta a história do mistério em torno dessa explosão de vida animal - um mistério que se intensificou, não apenas porque os ancestrais esperados desses animais não foram encontrados, mas também porque os cientistas aprenderam mais sobre o que é preciso construir um animal.

Expandindo o caso convincente que ele apresentou em seu último livro, Signature in the Cell, Meyer argumenta que a teoria do design inteligente - que sustenta que certas características do universo e dos seres vivos são melhor explicadas por uma causa inteligente, não por uma causa não direcionada processo como a seleção natural - é, em última análise, a melhor explicação para a origem dos animais cambrianos.

-Dr. Matti Leisola, Professor, Engenharia de Bioprocessos, Aalto University, Finlândia (emérito); Editor-chefe, Bio-Complexity --Este texto se refere à uma edição alternativa kindle_edition 

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Debatendo a dúvida de Darwin: uma controvérsia científica que não pode mais ser negada

 

Em 2013, o livro Darwin’s Doubt: The Explosive Origin of Animal Life and the Case for Intelligent Design, de Stephen Meyer, tornou-se um best-seller nacional, provocando um amplo debate sobre a adequação da teoria darwiniana para explicar a história da vida. Em Debatendo a dúvida de Darwin: uma controvérsia científica que não pode mais ser negada, os principais estudiosos da comunidade do design inteligente respondem às críticas do livro de Meyer e mostram que o principal desafio colocado por Meyer permanece sem resposta: de onde veio o influxo de informações essenciais para a criação de novos planos corporais vêm?

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Hipótese do retorno de Deus: três descobertas científicas que revelam a mente por trás do universo

O autor do best-seller do New York Times de Darwin’s Doubt apresenta evidências científicas inovadoras da existência de Deus, com base em avanços na física, cosmologia e biologia.

A partir do final do século 19, muitos intelectuais começaram a insistir que o conhecimento científico entra em conflito com a crença teísta tradicional - que a ciência e a crença em Deus estão "em guerra". O filósofo da ciência Stephen Meyer desafia essa visão examinando três descobertas científicas com implicações decididamente teístas.

Com base no caso do design inteligente de vida que ele desenvolveu em Signature in the Cell e Darwin’s Doubt, Meyer demonstra como as descobertas em cosmologia e física, juntamente com as da biologia, ajudam a estabelecer a identidade da inteligência projetada por trás da vida e do universo.

Meyer argumenta que o teísmo - com sua afirmação de um criador transcendente, inteligente e ativo - explica melhor as evidências que temos sobre as origens biológicas e cosmológicas.

Anteriormente, Meyer evitava responder a perguntas sobre “quem” poderia ter projetado a vida. Agora ele fornece uma resposta baseada em evidências para talvez o mistério final do universo. Ao fazer isso, ele revela uma conclusão surpreendente: os dados apóiam não apenas a existência de um designer inteligente de algum tipo, mas a existência de um Deus pessoal.

Darwinism, Design, and Public Education (30 de novembro de 2003)

Examina o design inteligente como ciência, filosofia e movimento de reforma educacional. Central a todos os três aspectos do DI é sua afirmação de que, se a educação científica não for propaganda patrocinada pelo Estado, uma distinção deve ser feita entre ciência empírica e filosofia materialista.

Evolução Teísta: Uma Crítica Científica, Filosófica e Teológica

 

Muitos cristãos proeminentes insistem que a igreja deve ceder à teoria evolucionária contemporânea e, portanto, modificar as idéias bíblicas tradicionais sobre a criação da vida. Eles argumentam que Deus usou - embora de forma indetectável - mecanismos evolutivos para produzir todas as formas de vida. Apresentando duas dúzias de cientistas, filósofos e teólogos altamente credenciados da Europa e América do Norte, este volume contesta esta proposta, documentando problemas evidenciais, lógicos e teológicos com a evolução teísta - tornando-se a crítica mais abrangente da evolução teísta já produzida.

Bruno Guerreiro de Moraes, apenas alguém que faz um esforço extraordinariamente obstinado para pensar com clareza...

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