Gregor Mendel - Há quem chame pai a outro mas a Genética Moderna não pode fazê-lo

Novo post convidado de Alexandra Nobre, professora de Biologia da Universidade do Minho:

“Os meus estudos científicos têm-me proporcionado grande satisfação e estou convencido de que não vai demorar muito, até que todo o mundo reconheça os resultados do meu trabalho” (Gregor Mendel)


26 de Fevereiro de 2012 – Noticiário da hora do almoço – “Dez por cento da população mundial (há até mesmo quem refira 30%) chama pai a quem não o é na verdade e, em Portugal, os institutos públicos fazem cinco testes de paternidade por dia.”

Um problema que vem de longe. De sempre diria eu… E para sempre há-de continuar já que, por mais que neguem, a nossa espécie é promíscua, nada a fazer. Bem, a não ser os tais testes de paternidade. E como o seu a seu dono, devemos pegar o “touro pelos cornos”, isto é, fazer uso da genética e encontrar o pai, que isto de andar a chamar pai a outro não é simpático. Nem desejável. E juntando as palavras pai e genética, esbarro em pensamento no pai da Genética Moderna, (Johann) Gregor Mendel de seu nome.

Johann Mendel (Gregor só depois de frade) nasceu a 22 de Julho de 1822, em Heizendorf, Morávia, filho do meio (eram três) de um casal de camponeses sem grandes recursos, único rapaz ainda por cima, que desde cedo se viu impelido a trabalhar para alimentar o seu interesse pelas ciências naturais. Era uma pena! Queria estudar, dava provas de talento e inteligência, os pais auxiliavam no que podiam e Mendel fazia o que podia para ajudar. Desde logo como jardineiro e apicultor na quinta onde vivia e já na família há mais de 130 anos. Em 1840 entra no Instituto de Filosofia da Universidade de Olomouc para, em dois anos (acabaram por ser três porque adoeceu), estudar Matemática, Física, Ética, Filosofia e… Pedagogia. Queria ser professor. Chegou mesmo a leccionar numa escola local como professor substituto de Física. Sentia-se bem, levava jeito entre os alunos, mas não passou no exame que o qualificava para exercer a profissão. Não fosse a sua linda irmã mais nova Theresia a ceder parte do dote, talvez por, além de um grande coração, ter também outros dotes que tal permitiam, e os seus estudos teriam ficado pelo caminho.

Em 1843, com 21 anos, enceta o trilho para frade no mosteiro Agostiniano de Brno por influência do seu professor e amigo Friedrich Franz - “his only chance of realizing his intellectual ambitions”, o que lhe permitiu estudar teologia, filosofia e ciências naturais à medida da sua bolsa. Muito parca, convenhamos. Uns anos mais tarde, com o apoio do abade Napp, segue para Universidade de Viena, onde, mais uma vez, tem enorme sucesso nos estudos (agora Física, Química e Biologia) e, mais uma vez também, torna a chumbar no exame de qualificação. O destino tem desígnios... Não fosse o nervoso miudinho que dele se apoderava nestes momentos cruciais em que era perscrutado por trás dos doutos óculos dos ilustres examinadores e nunca teria ido parar os jardins do mosteiro onde realizou as suas famosas experiências. Uns jardins com dois hectares. Dois campos de futebol só para ele onde “meteu golos” com ervilhas! E com abelhas também, embora muito menos gratificantes já que as rainhas têm comportamentos de acasalamento muito menos controláveis que as redondas sementinhas.

Há séculos que os agricultores cruzavam animais e plantas de modo empírico com vista a favorecer certos caracteres desejáveis. Os naturalistas de meados do século XIX defendiam que tudo na Natureza tinha uma explicação científica. Acreditava-se que as características estavam armazenados em partículas no corpo dos progenitores e que eram misturadas na descendência. Mas como? Mendel demonstrou em ervilheiras que a passagem de certos caracteres à descendência seguia padrões determinados a que deu o nome de Leis da hereditariedade (Leis de Mendel). Os seus resultados/proporções eram de tal modo “bons de mais para ser verdade” que Mendel chegou a ser acusado de desonestidade e de forjar valores que melhor se adaptassem ao modelo que defendia. E não era para menos! Senão vejamos. Mendel, que nunca teve sorte com os bilhetes de lotaria que frequentemente comprava, foi um sortudo sem tamanho na escolha dos caracteres das ervilhas/ervilheiras com que estudou a hereditariedade e estabeleceu as suas leis. Analisou sete características contrastantes (forma e cor da semente, forma e cor da vagem, posição da flor, tamanho do caule e cor do tegumento da semente) tendo concluído que eram herdadas independentemente (2.ª Lei de Mendel - Lei da segregação independente dos caracteres). Na verdade, isto só foi possível porque, sorte das sortes, as características eram codificadas por sete genes localizados em outros tantos cromossomas independentes (há aqui uma pequenina nuance mas sem qualquer efeito prático e não vale a pena complicar). Perante tanta característica seleccionável numa ervilheira, digam-me lá se isto não foi uma fortuna sem tamanho. E mais! Sabendo nós, mas não ele, que as ervilhas têm sete pares de cromossomas, então, entre tiro no escuro, golpe de mestre, iluminação divina ou conjuntura astral, não sei bem o que lhe chamar.

Em 1865 apresenta as suas experiências de hibridação com plantas na Sociedade de História Natural de Brno onde recebeu pouco mais do que umas palmadinhas nas costas e algumas linhas envergonhadas na imprensa local. Homem de fé, não esmorece e, no ano seguinte, publica as suas convicções no artigo científico Versuch ueber Pflanzenhybriden (em inglês, Experiments on Plant Hybridization), hoje um artigo seminal da ciência, mas nem o esforço de enviar cópias a cientistas espalhados pelos quatro cantos Europa fez com que o seu trabalho subisse a palco. Talvez o grande problema estivesse no brilhantismo de Mendel e no obscurantismo da restante comunidade científica. Quem o mandou responder a perguntas que só mais tarde vieram a ser feitas? Nos 35 anos seguintes este artigo foi vagamente citado por botânicos interessados na hibridação de plantas e só ao virar do século é que as suas ideias/teorias, redescobertas em simultâneo e independentemente por três cientistas (de Vries, Correns e Tschermak), vieram a fundar a Genética Moderna e a alcançar o lugar que lhes era devido.

Em 1968 é eleito vice presidente da Sociedade de Ciência Natural e também abade do mosteiro, posição esta que ocupa até à sua morte como um ilustre desconhecido a 6 de Janeiro de 1884, ele, sem dúvida um dos grandes nomes das ciências biológicas do século XIX que só postumamente ganhou fama. Aliás, durante a sua vida, Mendel foi muito mais reconhecido pelos seus dotes de meteorologista do que propriamente no campo do melhoramento de plantas. Durante mais de 27 anos fez o registo diário da velocidade e direcção do vento, precipitação, entre outras variáveis, registos ainda hoje preservados no Instituto Hidrometeorológico de Brno. Já a mesma sorte não tiveram os seus papéis e cadernos de apontamentos, queimados após a sua morte pelo novo abade. Parece que enquanto governou o mosteiro foi sobrecarregado com inúmeros problemas administrativos, entre eles uma disputa com o governo civil quanto à aplicação de impostos especiais às instituições religiosas, disputa esta da qual não interessava deixar rasto. Raio dos impostos! Tanta informação que nos teria dado tanto jeito...

Temos de Mendel uma ideia romântica construída de jardins, flores e ervilhinhas, uma ideia pincelada a verde e amarelo e sentida com texturas lisa e rugosa. Mas temos que admitir que estamos errados. Esmiuçar 29 000 plantas em sete anos, de tesoura numa mão, pincel na outra e lupa sabe-se lá onde, num clima com temperatura média entre os -5 ºC e os 20 ºC, tem muito pouco de romântico. Mendel era um “guerreiro”, um experimentador meticuloso e um visionário. Vaticinou “os meus estudos científicos têm-me proporcionado grande satisfação e estou convencido de que não vai demorar muito, até que todo o mundo reconheça os resultados do meu trabalho”. Sem dúvida! O que são 35 anos perante todo o mundo e para todo o sempre?

Alexandra Nobre

O DEMÓNIO DE MENDEL

O Demónio de Mendel é um livro da editora Replicação cujo autor é o biólogo Mark Ridley (não confundir com outro biólogo com o mesmo nome) e que vem recomendado na contracapa por Richard Dawkins, o famoso evolucionista de Oxford. Mendel é o frade agostinho que cultivava ervilhas no quintal do seu mosteiro de Brno e que descobriu as leis da genética. Mas qual será o seu demónio?.

No prefácio é apresentada a espécie humana de um modo muito engraçado. Chega ao nosso planeta um grupo de extraterrestres que acham muito estranha a espécie humana. O seu relatório incide sobre as nossas particularidades genéticas:

“As criaturas maiores têm um milhar de milhão ou mais de letras de código de DNA e cerca de uma centena de gerações de células no seu corpo. Elas usam o sexo, evidentemente...’ ‘...mas é um tipo louco de sexo. Eles escolhem os seus parceiros entre apenas metade dos do seu tipo. A outra metade é simplesmente excluída... isto não tem nada a ver com a escolha entre potenciais parceiros, é uma espécie de inibição prévia à escolha. De qualquer forma, levaremos alguns dos maiores para o circo."

O demónio de Mendel é um parente do demónio de Maxwell, conhecido de quem estudou Física (ou, pelo menos, de quem leu "Física Divertida"), que define as nossas características genéticas:

"Eu gosto de imaginar o mecanismo de desordem [mendeliana] como uma figura divina – o demónio de Mendel – que se posta diante de cada gene de um progenitor e decide se este será ou não herdado na próxima geração e quais dos outros genes serão transmitidos. Mendel era quase contemporâneo do físico James Clerk Maxwell, que deu origem ao famoso ‘demónio de Maxwell’. Mendel publicou as suas ideias em 1866; Maxwell descreveu o seu demónio cinco anos mais tarde. O demónio de Maxwell é um demónio hipotético. Ele posta-se num buraco entre duas partes de um condutor e, ao permitir que apenas as moléculas rápidas fluam numa direcção, pode tornar (sem dispêndio de trabalho) uma parte do condutor quente e a outra parte fria. O demónio de Maxwell é um demónio anti-desordem, que se opõe ao movimento desordenado das moléculas, produzindo um estado mais ordenado do condutor (...) O demónio de Mendel, pelo contrário, é um demónio".

A diabólica criatura que Ridley associa a Mendel é o "controlador dos erros" nas cópias do DNA que se realizam na reprodução sexuada - neste planeta de dois sexos, só metade da espécie está disponível à outra metade (poder-se-á perguntar como seria a vida nos mundos com três ou mais sexos se a vida com dois sexos já é tão complicada...). São esses erros que vão determinar a evolução. A complexidade da vida será o espantoso resultado das escolhas do demónio de Mendel!

Portugal entra no livro. Ao falar dos acidentes na selecção natural, o autor socorre-se, com ironia, do terramoto de Lisboa. Vale a pena rematar com um naco da boa prosa de Ridley:

"No dia dos finados em 1755, um terramoto abalou Lisboa e a Sé colapsou, matando as pessoas que estavam no interior. Será que a morte foi selectiva? Voltaire forneceu uma famosa análise voltairiana, na qual os cristãos, estando no interior da Sé, tinham maior probabilidade de morrer e os ateus praticantes que estavam fora tinham maior probabilidade de viver. Se algumas pessoas tivessem uma tendência genética para o Cristianismo, ou para se juntar em grandes edifícios num dia santo, então a selecção estaria a actuar. Se não existissem tais tendências genéticas, a morte teria sido acidental em termos genéticos. Qualquer exemplo particular pode ser discutido, mas suspeito que os terramotos sejam essencialmente acidentais em termos genéticos.”

Mendel esquecido por Darwin?

Há um mito urbano amplamente difundido de que Darwin teria na sua biblioteca uma separata do artigo de Mendel Versuche uber Pflanzenhybriden (experiências em hibridização de plantas), publicado em 1865, nos Proceedings da Sociedade de História Natural de Brno, mas que optou por não o mencionar.

Um leitor do De Rerum Natura pergunta-nos se Darwin recebeu uma carta de Mendel e não lhe respondeu, e se isso teve a ver com o facto de ele não ler alemão ou com o facto de os cientistas britânicos darem pouca importância à ‘ciência alemã’.

Eu próprio li autores (por exemplo, Phillip Kitcher) segundo os quais essa cópia existia na biblioteca pessoal de Darwin, mas que este nunca a havia aberto (as separatas eram impressas em folhas grandes, que depois eram dobradas em cadernos mais pequenos – como os livros aliás – e requeriam o uso de um instrumento fundamental para o efeito: o corta-papel).

Contudo, essa afirmação não tem fundamento. Não há qualquer indício de que Darwin tenha recebido o artigo de Mendel. No catálogo da sua biblioteca, elaborado na Universidade de Cambridge, não consta qualquer volume daquela publicação, que era pouco importante na época, ou a célebre separata de Mendel. O contrário é verdade: Mendel leu e anotou a Origem das Espécies e outros trabalhos de Darwin.

A biblioteca de Darwin viajou da sua casa de Down House para a Universidade de Cambridge, quando um dos seus filhos a vendeu, tendo regressado anos mais tarde, quando a casa se tornou numa casa-museu. Poderíamos, então, admitir que a separata, existindo, se tivesse perdido.

Mas Darwin estava interessadíssimo no hibridismo em plantas e no fenómeno do vigor dos híbridos. É muito pouco provável que, se tivesse recebido a separata, não lhe tivesse dado atenção. E não há qualquer anotação de Darwin sobre a sua existência. E Darwin lia alemão, embora lentamente, e correspondia-se com cientistas alemães.

Há apenas 11 referências aos trabalhos de Mendel antes de 1900, quando foram "descobertos" por Bateson e de Vries. Darwin possuía algumas delas, como os livros de W. O. Focke e de H. Hoffmann, ambos em alemão, sobre hibridização em plantas. Contudo, quando anos mais tarde um jovem discípulo de Darwin, George Romanes, estava a preparar um artigo sobre hibridismo para a Enciclopédia Britânica e lhe escreveu a pedir ajuda, Darwin enviou-lhe o livro de Focke, dizendo-lhe que lhe seria mais útil que ele ("aid you much better than I can"). Sucede que as páginas desse livro que fazem referência ao trabalho de Mendel nunca foram cortadas por Darwin, nem por Romanes, que, portanto, não as leram.

Os interessados podem ler mais aqui.

Há um texto interessantíssimo de Steve Jones, publicado em The Guardian, sobre as preocupações de Darwin acerca das consequências da endogamia, que ele conhecia (“Nature thus tells us, in the most enphatic manner, that she abhors perpetual self-fertilization”) e as consequências que podiam ser inferidas sobre os casamentos entre parentes muito próximos, como era o seu.

Assim, Darwin nunca respondeu a Mendel porque este nunca lhe escreveu. Darwin tinha, aliás, por hábito responder a todas as cartas que lhe eram dirigidas, o que fazia metodicamente: lia-as entre as 9h30 e as 10h30 e respondia depois do almoço. Darwin mantinha uma correspondência impressionante com cientistas de todo o mundo – incluindo um jovem português, Arruda Furtado, que lhe escreveu várias cartas em francês, às quais Darwin respondeu em inglês (as cartas de Darwin a Arruda Furtado encontram-se no Museu de Ciência da Universidade de Lisboa).

Há um estudo curioso sobre a correspondência de Darwin e de Einstein realizado por João Oliveira e Albert-Lazlo Barabási, que surgiu na Nature a 27 de Outubro de 2005. Nele se mostra como os dois autores foram tão prolíficos na sua correspondência com outros cientistas ou não-cientistas. Darwin escreveu 7591 cartas e recebeu 6530. Einstein escreveu 14 500 e recebeu 16 200. Em média, Darwin escreveu 0,51 cartas por dia e Einstein 1,02. Um registo impressionante na era pré-correio electrónicol!

DO MODELO ATÓMICO DE BOHR À DESCOBERTA DA VITAMINA A EM 1913

Crónica primeiramente publicada na imprensa regional.

O ano de 1913 foi marcado por inúmeros avanços no conhecimento científico e na tecnologia. Cem anos depois verificamos que essas descobertas permitem-nos compreender melhor o universo. Por exemplo, ao ligarmos qualquer equipamento electrónico estamos a usufruir do avanço no conhecimento sobre a natureza “íntima do átomo” verificado em 1913. De facto, são desse ano três artigos seminais do físico e prémio Nobel dinamarquês Niels Bohr (1-3).

Publicados na revista Philosophical Magazine, é nestes três artigos, sobre a constituição do átomo e das moléculas, que Bohr descreve as suas propostas para o comportamento do átomo, segundo o modelo atómico proposto em 1911 por Ernest Rutherford.

O modelo de Bohr propõe que os electrões orbitam o núcleo atómico em órbitas precisas e que eles libertam ou absorvem quantidades fixas de energia ao transitarem de uma órbita para outra.

Bohr estende ao universo íntimo do átom a teoria quântica formulada por Max Planck em 1900. Os “quanta” de energia captados ou emitidos nas transições electrónicas são "grãos" de radiação electromagnética (como a luz visível, as ondas de rádio e as micro-ondas entre outras). Bohr propõe ainda, na alvorada da física nuclear, que o fenómeno designado por decaimento beta (uma emissão “espontânea” de um electrão ou positrão por um núcleo de um átomo instável) é um processo nuclear.

Numa outra área do conhecimento, mais precisamente o da bioquímica, 1913 ficou para a história como o ano em que se identificou uma substância que mais tarde se designaria por vitamina A, ou retinol.

Recorde-se, a propósito, que 1912 tinha sido marcado pela cunhagem por Casimir Funk do termo “vitamina” (a amina vital) para o “factor alimentar acessório” e pela formulação, por Hopkins e Funk, da “hipótese da deficiência vitamínica”, que propunha que a ausência, num dado sistema orgânico, de quantidades suficientes de uma certa vitamina, poderia levar ao desenvolvimento de uma determinada doença.

Neste contexto bioquímico, no ano seguinte, o de 1913, é descoberto um “factor alimentar acessório” solúvel em groduras, importante para o crescimento do rato (Mus musculus), animal que tinha sido introduzido em 1909 por Little como modelo animal experimental nos estudos laboratoriais.

Curioso, mas não único na história da ciência, o facto de a descoberta de ter sido efectuada, de forma independente, por duas equipas de cientistas. Por um lado, Lafayette Mendel e Thomas Osborne (4), por outro lado, Elmer McCollum e Marguerite Davis (5), comunicaram uma observação similar utilizando ratos alimentados com extractos de gema de ovo e de manteiga. 

McCollum e Davis enviaram o artigo com os resultados para publicação três semanas antes de Mendel e Osborne fazerem o mesmo. Ainda mais singular, os dois artigos foram publicados no mesmo número (o 15) do “Journal of Biological Chemistry”! A descoberta foi creditada a McCollum e Davis pelo facto de o artigo destes ter sido recebido primeiro.

Cem anos depois, continuamos a estudar o papel da vitamina A como essencial para a manutenção de um bom estado de saúde. Um dos aspectos mais fulcrais é o de o composto que dela deriva no nosso organismo (o ácido retinóico) permitir a visão, uma vez que é a componente funcional de proteínas (rodopsinas) existentes na retina dos nossos olhos. Excitada pela radiação eletromagnéctica do espetro visível da luz solar, entendemos o seu funcionamento também pela contribuição de Bohr para a compreensão das transições electrónicas nos átomos e moléculas. 

Sem elas o leitor não estaria a ver este texto.

António Piedade

Referências

1.       Niels Bohr (1913). "On the Constitution of Atoms and Molecules, Part I". Philosophical Magazine 26: 1–24. 

2.       Niels Bohr (1913). "On the Constitution of Atoms and Molecules, Part II Systems Containing Only a Single Nucleus". Philosophical Magazine 26 (153): 476–502.

3.       Niels Bohr (1913). "On the Constitution of Atoms and Molecules, Part III Systems containing several nuclei". Philosophical Magazine 26: 857–875.

4.       Osborne TB, Mendel LB. The relation of growth to the chemical constituents of the diet. J Biol Chem 1913;15:311-326.

5.       McCollum EV, Davis M. The necessity of certain lipins in the diet during growth. J Biol Chem 1913;15:167-175. 

Genética para Todos: De Mendel à Revolução Genómica do Século XXI

Hoje  quinta-feira, dia 21 de Março, às 18h, realiza-se no RÓMULO - Centro Ciência Viva da Universidade de Coimbra, a apresentação do livro "Genética para Todos: De Mendel à Revolução Genómica do Século XXI: a prática, a ética, as leis e a sociedade" da autoria de Heloísa G. Santos e André Dias Pereira, publicado pela editora Gradiva em Janeiro de 2019. 

A sessão de apresentação contará com as intervenções do Professor Carlos Fiolhais (Departamento de Física da FCTUC e Director do Rómulo), do Professor Francisco Corte Real (Presidente do Instituto Nacional de Medicina Legal e Ciências Forenses e Professor da Faculdade de Medicina da UC) e do Professor Luís Almeida (Faculdade de Farmácia da UC e Investigador do Centro de Neurociências e Biologia Celular UC). No fim, haverá sessão de autógrafos.

ENTRADA LIVRE

SINOPSE DO LIVRO:

Poderemos compreender as principais potencialidades e limitações dos conhecimentos hoje adquiridos em Genética Humana?
O que é o ADN? O que são testes genéticos? E testes genómicos?
Podemos alterar os nossos genes e os do nosso bebé?
Poderemos contar com medicamentos personalizados e um sistema público de saúde que, com base no conhecimento das características do genoma de cada um e recurso a algoritmos, nos irá proporcionar uma medicina de total rigor e precisão?
Qual será o preço social e humano que poderemos ter de pagar por estas mudanças tão radicais?
Que papel desempenham, neste contexto, a ética e o direito?
No nosso país, são escassas as publicações que procuram dar resposta a estas questões candentes no contexto da actual 4.ª Revolução Industrial. Na esperança de ajudarem a suprir essa lacuna, os autores convidam o leitor a acompanhá-los numa fascinante viagem, desde a descoberta das células e dos cromossomas até às mais recentes inovações na área da genética humana. 

Evento no Facebook

O caso Lysenko como um paradigma de anticiência

Excerto do livro “A Ciência e os seus Inimigos” de Carlos Fiolhais e David Marçal (Gradiva, 2017), publicado sábado no Público:

As ciências biológicas sofreram na União Soviética, a partir de finais da década de 1920, um enorme desvio pseudocientífico, ao qual está associado o nome do agrónomo Trofim Lysenko. O «caso Lysenko» é de referencia obrigatória sempre que o tema é pseudociência. Tratou‑se de um exemplo paradigmático de manipulação política e ideológica, uma vez que a teoria defendida por ele negava a biologia da hereditariedade, assente nas leis do monge agostiniano checo Gregor Mendel (1822‑1884) e desenvolvida já no século XX com a descoberta das suas bases genéticas e com a ligação à teoria da evolução de Darwin. De acordo com Darwin, as características de cada espécie transmitem‑se às gerações seguintes, havendo apenas diferenças intergeracionais provocadas por pequenas mutações.
A acumulação ao longo de muito tempo de mutações conduz ao aparecimento de novas espécies. Algumas espécies, devido à sua boa adaptação ao ambiente, sobrevivem, ao passo que outras não o conseguem fazer. A extinção de espécies corresponde à interrupção de ramos da «árvore da vida», formados a partir de um tronco comum. Mas ao lado há ramos que vingam.

A genética foi‑se impondo no mundo científico na segunda metade do século XIX e principalmente no século XX. Encontrou defensores nas academias soviéticas, o mais importante dos quais foi o biólogo russo Nikolai Vavilov (1887‑1943), que dirigiu o Instituto de Botânica Aplicada e Novos Cultivos, de São Petersburgo. Entre os anos de 1920 e 1960, porém, esses trabalhos de investigação genética que, tal como noutras partes do mundo, procuravam conciliar o mendelismo com a ideia dos genes foram proibidos. Havia uma suspeição do darwinismo por ser considerada ciência burguesa e capitalista.

De facto, havia razões ideológicas para essa deriva anticientífica. A ideologia marxista‑leninista baseava-se no anúncio da chegada de um «homem novo», uma ideia com algumas semelhanças à do «homem novo» de Hitler. Ora, um tal tipo de pensamento tem um carácter lamarckiano, do nome do famoso biólogo francês Jean‑Baptiste de Lamarck (1744‑1829), que propôs uma teoria da evolução, que hoje sabemos estar errada, segunda a qual a adaptação ao ambiente seria bastante rápida: por exemplo, as girafas tinham pescoços grandes porque se esticavam para comer as folhas mais tenras no cimo das árvores mais altas e os seus filhos nasciam com os pescoços grandes. No início do século XX, os genes, na altura ainda não associados a componentes biológicos concretos, eram algo pouco empírico, pelo que a visão da evolução baseada na genética era considerada idealista, opondo‑se a uma visão dita materialista. No seu livro Materialismo e Empirocriticismo, publicado em 1909, Lenine defendia uma ideia estritamente materialista do mundo: os nossos pensamentos não passavam de simples cópias do mundo. Essa visão filosófica tornou‑se a base da ciência soviética. De facto, havia aqui uma grande confusão: a teoria de Lamarck é que era idealista e a de Darwin‑Mendel materialista.

No final da década de 1920, Lysenko defendeu que a solução para as dificuldades na produção de trigo na URSS, que se deviam a condições climatéricas desfavoráveis, estava na chamada «vernalização», um método que consiste na conservação das sementes de cereais em frio antes de as semear, para que depois germinem mais facilmente. Além da vernalização, Lysenko também preconizava a enxertia, que consiste na implantação de um ramo de uma planta de uma espécie sobre uma outra planta pertencente a uma espécie diferente. Com base num pensamento lamarckiano, Lysenko pensava que esses dois métodos conduziriam rapidamente a espécies mais resistentes a condições climáticas adversas. Haveria, segundo ele, transmissão hereditária de caracteres adquiridos. No início dos anos de 1930, Lysenko apresentou uma teoria alternativa à teoria cromossómica (os genes estão nos cromossomas, estruturas do núcleo celular conhecidas desde o final do século XIX), que foi buscar aos trabalhos do arboricultor russo Ivan Michurin (1855‑1935).

Essa sua teoria foi apoiada pela nomenklatura soviética, incluindo acima de todos o «Grande Líder», que a elevou ao estatuto de teoria oficial e única. Só havia um «pequeno» problema: a teoria é falsa, pelo que as plantações nela baseadas não vingavam, circunstância que levou à morte pela fome de faixas enormes da população.

A ideologia cega. Apesar do seu sucesso experimental (e do insucesso da teoria michurinista adoptada por Lysenko), a teoria cromossómica da hereditariedade foi considerada reaccionária e capitalista. Os geneticistas que se recusaram a aceitar os novos postulados oficiais sobre o funcionamento da hereditariedade foram afastados dos seus cargos, perseguidos e aprisionados, em processos sumários que nalguns casos faziam parte de purgas mais gerais. Viveu‑se uma verdadeira época de terror. Em pouco tempo, um grupo de investigadores que tinha colocado a Rússia na vanguarda das investigações genéticas mundiais ficou aniquilado. Vavilov foi um caso exemplar de banimento ideológico: devido a perseguição pessoal de Lysenko, então Presidente da Academia Lenine das Ciencias Agrícolas, foi condenado à morte em 1940, sentença depois comutada em prisão perpétua. Foi deportado para um campo de trabalho na Sibéria onde morreu pouco depois, em condições desumanas. Outros geneticistas conheceram a mesma sorte: ou, tal como Galileu, abjuravam da ciência alegadamente burguesa ou estavam liquidados, por muito respeitável que fosse o seu historial no Partido.

Em 1947 Lysenko escrevia a Estaline dizendo que o neodarwinismo ≪é uma ciência metafísica burguesa dos corpos vivos, da natureza viva, desenvolvida nos países capitalistas ocidentais não para fins agrícolas, mas para a eugenia reaccionária, o racismo e outros propósitos≫. Estaline respondeu‑lhe: «Penso que o princípio de Michurin é o único princípio científico. O futuro pertence a Michurin.≫ O ano de 1948 assinala o apogeu de Lysenko. Num discurso intitulado «Biologia Soviética» proferido perante a Academia Lenine de Ciências Agrícolas, em Moscovo, e no qual fez a apologia das suas ideias pseudocientíficas, Lysenko mencionou no final que o Comité Central do Partido Comunista as tinha examinado e expressamente aprovado. Para o biólogo Stephen Jay Gould (1941-2002), esta ≪constitui a passagem mais arrepiante de toda a literatura científica do século XX≫. Relatou o jornal Pravda, órgão do regime: «O anúncio do Presidente levou ao entusiasmo geral dos membros da sessão. De um só impulso todos os presentes se ergueram dos seus lugares e prestaram uma firme e prolongada ovação em honra do Comité Central do Partido Comunista e de Estaline, em honra do sábio líder e mestre do povo soviético, o grande cientista da sua época, o camarada Estaline...≫ A partir daí o michurinismo passou a ser linha oficial do Partido: negá‑lo ou sequer duvidar dele seria grave dissidência. A Academia escreveu pouco depois uma carta a Estaline reafirmando a boa doutrina, num tom que era o mesmo do discurso de Lysenko: «Continuando o trabalho de V. I. Lenine, o Camarada Estaline incorporou na biologia materialista progressista os ensinamentos do grande reformador da Natureza, I. V. Michurin, e, na presença de todo o mundo científico, guindou a posição michurinista da ciência a única posição correcta e progressista em todos os ramos da ciência biológica... Longa vida à ciência biológica michurinista virada ao futuro! Glória ao grande Estaline, Líder do Povo e corifeu da ciência progressista!≫

Lysenko, que ocupava na Academia Lenine o lugar de presidente que fora de Vavilov, recebeu duas vezes o prémio Estaline, a que se juntou a ordem de Lenine e a de «Herói da União Soviética». Chegou a ser vice‑presidente do Soviete Supremo. No entanto, como cientista era uma absoluta nulidade e nem sequer entendia o que era o método científico. A teoria que defendia nada tinha de científico. Os estragos internos do caso Lysenko foram incomensuráveis. Só em meados da década de 1960 é que a URSS abandonou definitivamente a doutrina de Lysenko e voltou à genética convencional.

A teoria errada de Darwin

O que distingue a ciência de outras formas de conhecimento e de descrição da natureza é o teste dessas ideias através da observação controlada ou da experimentação. Alguns ataques dirigidos por sectores criacionistas, mas não só à teoria da evolução e ao darwinismo passam por considerar que os cientistas, seus defensores, são tão dogmáticos quanto os seus detractores. Tal não é verdade.

As teorias científicas têm uma vida mais ou menos longa conforme constituem melhores ou piores explicações da realidade de que fazemos parte. Darwin formulou uma teoria errada que acabou por ser posta de lado e abandonada pela ciência: a teoria de hereditariedade que designou por Pangénese.

O autor da ‘Origem das Espécies’ necessitava que as características dos organismos fossem herdáveis para que pudessem ser seleccionadas pela selecção natural e mantidas nos organismos. Como afirma na ‘Origem’, “Any variation which is not inherited is unimportant for us”. Contudo, a realidade é de uma enorme complexidade. Há organismos, como as planárias ou grande parte das plantas, que se conseguem formar a partir de uma pequena parte de tecido. Na época não havia uma teoria da informação e não era fácil imaginar como se poderia manter a informação necessária para produzir um organismo em cada parte, em cada órgão, em cada célula. A revolução molecular estava a um século de distância.

Assim, Darwin formulou uma teoria, da pangénese, herdeira de uma tradição com dois mil anos - já que Aristóteles teria formulado algo semelhante - que considerava a formação de pequenas unidades ou gémulas em todas as partes do organismo, ao longo da sua vida, que se dispersavam pelo corpo e eram enviadas também para os órgãos reprodutores. Animais com falta de membros poderiam ser explicados pela falta de algumas dessas gémulas nos tecidos reprodutivos. Imerso numa quantidade impressionante de exemplos complexos e difíceis de explicar à época, misturando genética, embriologia, com fisiologia (o facto de certas fêmeas de aves, quando castradas desenvolverem características masculinas, entrava na categoria das regressões de características hereditárias), Darwin não conseguiu encontrar uma explicação acertada para essa variação.

Darwin não foi tão ousado para a considerar uma teoria e chamou-lhe a sua hipótese na obra “Variation of animals and Plants under domestication” (1868). Esta teoria da hereditariedade veio a revelar-se errada. A teoria correcta foi formulada por Mendel, na mesma altura (1866), embora Darwin não tenha tido conhecimento dela.

A teoria da pangénese foi abandonada porque não era uma boa explicação da realidade. A teoria de Mendel é aceite porque explica bem essa realidade. Milhares de experiências realizadas suportam-na, são concordantes com as previsões da teoria. A teoria da selecção natural goza do mesmo estatuto: tem sido sucessivamente comprovada pelos factos e pelas experiências. Se quisermos um exemplo bem dramático e actual podemos lembrar a evolução do vírus da SIDA!

O que determina se uma teoria é científica ou não é se ela pode ser testada. Quantas ideias não aguentam um simples teste?

CIÊNCIA E POESIA PARA CRIANÇAS

São bem conhecidas as incursões por temas de ciência de alguns poetas portugueses. Bastará a este propósito ler a a “Obra Completa” de António Gedeão (pseudónimo de Rómulo de Carvalho), o “Limite de Idade” de Vitorino Nemésio” ou o “Limitável Oceano” de Eugénio Lisboa.

Mas são menos comuns os livros de poesia sobre temas de ciência destinados a um público infantil. Convém, por isso, chamar a atenção para um desses livros, que transmite vocabulário e ideias de ciência aos leitores mais novos. Saiu na colecção Assirinha, a colecção de poesia infantil da Assírio e Alvim, a maior editora portuguesa de poesia. O número dois da colecção data do ano 1999 e é de uma dupla de autores: Jorge Sousa Braga (poemas) e Cristina Sernadas (ilustrações). Intitula-se “Herbário” e ganhou um prémio que a Fundação Gulbenkian atribui para obras de literatura infanto-juvenil. O poeta é médico (a sua especialidade poderá ressaltar do título do seu livro de poesia “A Ferida Aberta”, saído na Fenda em 2001; há uma edição recente da obra reunida do poeta: “O Poeta Nu”). A mesma dupla é autora na mesma colecção de dois outros livros semelhantes: “Pó das Estrelas” e “Poemas com Asas”.

A maior parte dos poemas de “Herbário” são pérolas de bom gosto, inteligência e sensibilidade, que podem não só ser apreciadas por crianças como por adultos. Sabe-se aliás que os bons livros para crianças não têm limite para a idade dos leitores. No “Herbário” entra o mundo fantástico e de mil cores da botânica. Melhor porém do que perorar sobre as virtudes dos poemas, para o que faltam qualidades a este “crítico”, será transcrever dois exemplos que agucem a vontade de leitura. A minha selecção, como qualquer outra, tem uma marca pessoal: um trata do pai da genética Ernest Mendel, o monge beneditino que, no século XIX, no mosteiro de Brno, hoje na República Checa, descobriu as regras da transmissão das propriedades das ervilhas; e o outro trata de uma maravilhosa planta que consegue crescer na adversidade do deserto no Sul de Angola. Tanto a genética das ervilhas como a Welwitschia apareceram-me nas aulas do liceu (tenho, mais ou menos, a idade do poeta), a primeira nas Ciências Naturais e a segunda na Geografia (tínhamos de saber a flora das “províncias ultramarinas”), e ficaram-me gravadas na memória. Ficou também o assombro de perceber que a história que começou com as ervilhas veio a dar ao DNA e continua nos dias de hoje. E o assombro sempre renovado perante a capacidade da vida se adaptar ao seu meio ambiente – é justo que a “Welwitschia Mirabilis” se chame “Mirabilis”.

Eis os dois curtos poemas:

Mendel

Ao contrário dos monges beneditinos,
Que ficaram a meditar nas suas celas,
Ele gostava de meditar entre os pepinos,
Os bróculos, as favas e as beringelas.

E foi num momento de meditação
Entre ervilhas de casca lisa e rugosa,
Que descobriu por que é que os teus olhos
São castanhos e não azuis ou cor-de-rosa.

Welwitschia Mirabilis

No meio do mais árido deserto
Há uma planta que consegue medrar,
E até se dá ao trabalho de florir,
Mesmo que não haja ninguém por perto,
Que a possa contemplar.

Este último poema pode até ser relacionado com a teoria quântica. A planta do deserto existe mesmo que não haja ninguém para a ver e admirar, com os olhos de uma cor qualquer. Uma das grandes discussões do século XX foi precisamente a que ocorreu entre Albert Einstein e Niels Bohr sobre a teoria quântica. Uma das questões era: existe a realidade independentemente do observador? Existirá a Lua quando não há ninguém a olhar para ela?

É de pequenino que se torce o pepino. É de pequenino, e até com a poesia, que se pode começar não só com a biologia como com a física e a filosofia.

PIONEIROS DA GENÉTICA

As leis de Mendel demoraram 35 anos a ser redescobertas. Um trabalho de um geneticista português demorou 30 anos a ser confirmado. Ler na minha crónica de "O Sol" de hoje:

Pouca gente saberá que Armando Cortesão, o grande historiador dos Descobrimentos e especialista em cartografia antiga, é um dos primeiros geneticistas portugueses. Em 1913, defendia no Instituto Superior de Astronomia, em Lisboa, a tese de licenciatura em Agronomia “A teoria da mutação e o desenvolvimento das plantas”. Cinco anos depois, numa época em que as mulheres eram muito raras na ciência, Matilde Bensaúde era a primeira cientista portuguesa a apresentar um trabalho original em genética, ao doutorar-se na Sorbonne com uma tese sobre genética de fungos.

Nos anos 20 e 30, o botânico Aurélio Quintanilha (pai do biólogo Alexandre Quintanilha) fez escola na Universidade de Coimbra nessa mesma área da genética de fungos. Mas, em 1935, foi expulso da função pública pelo Estado Novo, tendo sido obrigado a procurar trabalho lá fora, primeiro na Europa e depois em Moçambique. (um dos trabalhos foi como soldado no exército francês). Em congressos internacionais opôs-se às teses do russo Lysenko contrárias às de Mendel. A Estação Agronómica Nacional, em Oeiras, foi, nos anos 30, uma outra escola pioneira da genética entre nós, ao procurar o melhoramento das espécies agrícolas, sob o impulso do seu director António de Sousa Câmara.

A escola de Oeiras deu bons frutos. Um deles acaba de ser reconhecido num congresso internacional que teve lugar esta semana no Porto. Com efeito, um engenheiro agrónomo do Departamento de Genética da Estação Agronómica Nacional publicou em 1957, na revista “International Journal of Cytology”, um artigo que continha uma notável hipótese sobre o movimento dos cromossomas na anafase, a etapa da divisão celular que ocorre quando eles se dirigem para pólos opostos da célula. A hipótese era de tal modo revolucionária que só passadas três décadas foi confirmada experimentalmente por uma equipa norte-americana. O autor da hipótese, Miguel Mota, hoje com 83 anos, e o seu verificador, Gary Gorbsky, encontraram-se há dias no Porto, na presença de muitos colegas e amigos. Ser pioneiro não é fácil, mas traz compensações!

DARWIN NA GULBENKIAN

Informação recebida da Fundação Gulbenkian sobre as comemorações do ano Darwin, dirigidas pelo Professor José A. Feijó da Universidade de Lisboa e do Instituto Gulbenkian de Ciência:

A Fundação Calouste Gulbenkian iniciou há anos as comemorações deste ano Darwin, através do seu serviço de Ciência. O projecto tem já o seu website (www.gulbenkian.pt/darwin/). Um dos colaboradores do projecto mantém um blog informal sob Darwin e Evolução em http://a-evolucao-de-darwin.weblog.com.pt/ , lançado no 199º aniversário de Darwin, a 12 de Fevereiro de 2008 (essa foi a data oficial de lançamento de quase todas as organizações internacionais, incluindo www.darwin200.org )

Estão planeadas as seguintes realizações:

A. Programa de conferências "No Caminho da Evolução", pensada para um público jovem, estudante, com jovens cientistas oradores nacionais. Iniciou-se em Outubro e terminará em Janeiro com intervenção de Eugénia Cunha, antropóloga da Universidade de Coimbra. Tem havido sistematicamente casa cheia (700-1000 pessoas) e vários milhares em live broadcast (http://live.fccn.pt/fcg/).

B. Concurso "De Regresso às Galápagos" para alunos do secundário e 3º ciclo (até 5 de Janeiro, ver webpage).

C. Programa de conferências "Darwin's Evolution". Série internacional (com tradução simultânea), com alguns dos maiores nomes mundiais em Darwin da evolução. Decorrerá entre Fevereiro e Maio, concomitantemente com a exposição.

D. Exposição "A Evolução de Darwin" (Galeria de exposições temporárias da Fundação Gulbenkian, 12 de Fevereiro a 24 de Maio 2009). Trata-se de uma exposição internacional com cerca de 1000 m2, incluindo uma colaboração com o American Museum of Natural History (que produzirá cerca de 30% da área da exposição replicando dois módulos da sua aclamada exposição "Darwin"- presentemente no Natural History Museum de Londres, Milão e Buenos Aires), e em que recriará todo o ambiente naturalista dos séculos XVIII e XIX, as etapas iniciais da vida deDarwin, a viagem do Beagle e a sua estadia em Londres, o longo período que viveu em Downe até à sua morte, incluindo a polémica da publicação da "Origem". Haverá uma ponte para o Evolucionismo actual, cobrindo as contribuições de Mendel, Morgan e os descobridores da estrutura do DNA e código genético, e em pano de fundo os fundadores da "síntese" que hoje se aceita e ensina (Fischer, Haldane e Sewall-Wright) bem como dos cientistas que fizeram a sua ponte unificadora com toda a Biologia (Dobzhansky, Mayr, Stebbins e Simpson). A exposição terminará com uma secção de "cartas a Darwin" escritas por cientistas contemporâneos e uma galeria final de evolução.

Ao longo deste traçado haverá elementos expositivos completamente originais, nomeadamente:

1. A entrada será decorada com as gravuras originais de Albertus Seba e objectos naturais originais da época.
2. Far-se-á a reconstrução do gabinete de curiosidades naturais de Ole Worm, executado pela Fundação Ricardo Espírito Santo, e recheada com exemplares de muitos museus portugueses.
3. Todo o período pré-Darwin será ilustrado incluindo objectos originais provenientes de vários museus em Portugal,Espanha e França, e inclui um exemplar original do Systemae Naturae de Lineu, a colecção de conchas originais de Lamarck, um esqueleto de Ibis original de Cuvier, uma múmia egípcia de Ibis do Museu de Arqueologia de Lisboa, e objectos contemporâneos, como um módulo interactivo que trata a sucessão geológica, o tempo da Terra e a sucessão de fósseis, bem como outro módulo interactivo com videos tipo "morph" que tratam a questão das homologias primeiro propostas por Cuvier de grande impacto visual.
4. Na ilustração do jovem Darwin haverá duas peças únicas no mundo: uma reconstrução de Darwin jovem (16-18 anos) feita pelo atelier Daynes (www.daynes.com), talvez o mais reputado atelier de reconstruções anatómicas-cientificas do mundo e uma reconstrução do Beagle feita no Museu da Marinha em Lisboa, que deve ser a melhor e mais realista já feita desta barco (cerca de dois metros de comprido).
5. 5. Será montada uma galeria externa no jardim, onde o Zoo de Lisboa fará a recriação física de alguns ambientes que Darwin visitou na viagem do Beagle, com animais e plantas vivas, acompanhadas de citações do diário de viagem de Darwin.
6. Conjunto de mapas originais de Fitzroy, cedidos pelo almirantado do Reino Unido; haverá ainda o empréstimo de um livro de notas original de Darwin, o primeiro da viagem no Beagle, aberto em Cabo Verde.
7. Os módulos do Beagle e Londres foram produzidos fisicamente sob a supervisão do American Museum of Natural History, e serão idênticos, embora de melhor qualidade, dos que equipam a exposição americana, actualmente no Natural History Museum em Londres. Detalhes destes módulos nos sites dos respectivos museus (www.amnh.org ou www.nhm.ac.uk).
8. O módulo de Downe incluirá instalações e peças artísticas únicas sobre algumas das obras originais de Darwin, e um módulo com toda a correspondência original de Darwin com o naturalista português Arruda Furtado (incluindo o livro de Wallace sobre biogeografia que Darwin ofereceu e dedicou a Furtado), bem como os videos originais do American Museum of Natural History sobre a vida de Darwin e Evolução. Incluirá ainda uma reinterpretação expositiva do laboratório de Darwin, que misturará videos, pontos interactivos, com orquídeas e trepadeiras vivas.
9. Os módulos sobre Mendel (com as linhas de ervilha originais vivas) e Morgan (com moscas vivas) serão completamente originais. Inclui um projecto arquitectónico que representará o DNA como escada, um projecto do arquitecto britânico Geoffrey Packer, que incluirá pela primeira vez um "escorrega" de RNA.
10. Os módulos dos "sintese" contarão com icones diversos e jogos de computador que utilizam as equações originais de selecção e "drifting" de Haldane e Sewall-Wright, bem como alguns princípios estatísticos de Fischer.
11. Esta parte terminará com uma zona de "cartas a Darwin" escritas por cientistas contemporâneos.
12. O módulo final incluirá três "time-lines", com as diferentes escalas do tempo, incluindo uma linha de evolução biológica iludstrada com alguns dos melhores fósseis existentes em museus nacionais, a evolução humana, com réplicas dos crâneos mais representativos, e outra "premiere" mundial, produzida juntamente com Londres, um vídeo sobre a árvore da vida, feito pelo Welcome Trust e narrado por Sir David Attenborough.

A exposição mereceu já alguma atenção pela "Nature" e de algumas das sua instituições mais representativas do Reino Unido (Natural History Museum, Welcome, British Council, etc.) que marcarão presença na inauguração. O percurso internacional desta exposição começará em Madrid, onde ficará de Junho de 2009 a Janeiro de 2010, no Museo Nacionale de Ciencias Naturales, com o apoio do CSIC (e outros em negociação). O projecto foi concebido para que em 2011 esta exposição possa ser convertida num núcleo sobre Evolução dum museu da área de Lisboa.

E. Programa Educativo

Foi estabelecido um protocolo com o Ministério de Educação. Para além de divulgar todas estas iniciativas, com o resultado prático de, a mais de um mês da abertura, a maior parte das 600 visitas programadas estarem praticamente esgotadas, é divulgado um "pacote educativo" que será distribuído a todos os professores que visitem a exposição ou o solicitem, incluindo uma biografia da autoria de Janet Browne, um livro sobre evolução do artista canadiano Daniel Loxton, manuais de visita adaptados aos vários níveis de ensino, uma tradução do artigo original do Dobzhansky no "Biology Teacher" sobre a relevância da evolução para a biologia bem como uma separata recentemente editada pela "Nature" sobre vinte preciosidades da evolução.

Responsável: Prof. José A. Feijó, Dep. Biologia Vegetal, Fac. Ciências, Universidade de Lisboa
1749-016 Lisboa e Instituto Gulbenkian Ciência, 2780-156 Oeiras
Contacto para conteúdos e questões científicas: darwin@igc.gulbenkian.pt
Contacto para visitas e logística: darwin@gulbenkian.pt
Website: www.gulbenkian.pt/darwin/

Copyright da imagem: "Copyright 2009 Photo : S.Plailly / Eurelios – Reconstitution Atelie Daynès Paris"

DUPLA HÉLICE SEXAGENÁRIA

Texto publicado na revista Papel

O avô Jaime faz anos. Sessenta anos de vida cumpridos no dia 25 de Abril, dia de festa e de grandes revoluções. Francisco e Rosália, os seus netos gêmeos, estavam radiantes como qualquer petiz o está quando alguém que lhes é querido faz anos. Também eles tinham feito 10 anos no passado dia 14 do mesmo mês de Abril. A coincidência de todos fazerem anos no mesmo mês aumentava a sensação de uma cumplicidade entusiasta entre avô e netos.

Rosália observa as duas velas de aniversário espetadas no topo do bolo. Tinham uma forma helicoidal e o número 60 construído pelo 6 e o 0 impressos em cada uma delas. As duas faziam lembrar uma dupla hélice o que fez recordar a Rosália algo que tinha lido num jornal na biblioteca da escola: a forma da molécula dos genes também tinha sido descoberta havia 60 anos.

- Avô! – pergunta Rosália – é interessante teres nascido no mesmo ano em que uns cientistas descobriram a dupla hélice…

- De ADN – completou o Avô perante a hesitação de Rosália. – Sim é uma coincidência que me agrada, mas não passa disso. De uma coincidência. De facto nasci no dia em que uma revista científica muito importante, que se chama Nature, publicou o artigo de James Watson e Francis Crick sobre a estrutura em dupla hélice do ácido desoxirribonucleico, que diminuímos para a sigla ADN. Foi uma publicação que fez nascer uma nova era na biologia e outras disciplinas afins…

- Como a química e a física? – questiona Francisco até ai pouco interessado.

- Essas foram necessárias para a descoberta da dupla hélice do ADN. Outras nunca mais foram as mesmas. Estou a falar da compreensão da vida através das moléculas e átomos que a constituem. Biologia molecular, bioquímica, genética entre outras disciplinas. Vocês já falaram de moléculas e átomos na escola, não falaram? – questiona o avô Jaime com as sobrancelhas pacientes.

- Já! – respondem os gêmeos em uníssono. – E também na internet.

- Pois a internet… - suspira o avô pensativo. – Querem que vos conte a história do ADN?

- Queremos – respondem Rosalia e Francisco com as vozes entrelaçadas.

- Apesar de eu ter nascido a 25 de Abril, fui na realidade concebido uns 9 meses antes. Poderíamos celebrar em vez do nascimento, o dia da concepção, quando um espermatozoide do meu pai fecundou um oócito da minha mãe. Mas a tradição da nossa cultura secular só podia celebrar o que via acontecer como coisa concreta e definida. Mas ao longo daqueles 9 meses, os genes que eu recebi dos meus pais celebraram um plano para fazer desenvolver, célula a célula, tecido a tecido, órgão a órgão, primeiro o embrião, depois o feto, e por fim o meu organismo completo nascido bebé.

- Não consigo imaginar o avô bebé – riu a Rosalia.

- Bom. O que eu vos quero dizer é que as coisas da ciência, assim como as da vida, não surgem do nada. Têm uma história de desenvolvimento, passo a passo e com muito trabalho e esforço. Cada descoberta acrescentando mais um pouco de conhecimento ao nosso entendimento científico do mundo, neste caso.

- Queres dizer que a dupla hélice também esteve grávida? – pergunta Rosália com ar de malandra.

- Fazes-me rir. Não esteve grávida, não teve mãe. Apesar de ter sido uma senhora que se chamava Rosalind Franklin que fez as experiências fundamentais com cristais de sais de ADN e cujos resultados permitiram a Watson e Crick desvendar a estrutura. Sabem como é que ela fez as experiências?

- Não!! – disse a curiosidade dos dois netos.

- Como se tirasse radiografias com raios x a pequenos cristais de sais de ADN. O modo como os raios x são desviados pelo ADN foram registados numa imagem que depois foi analisada com o conhecimento físico e matemático desenvolvido pelo físico Bragg e outros colegas. A técnica chama-se em rigor cristalografia por difracção de raios x e foi, e é, muito usada para estudar a estrutura regular e a disposição espacial tridimensional como os átomos e algumas moléculas se organizam quando são cristalizadas, quando estão na forma de cristais.

- Como os cristais de neve? – pergunta Rosália sorridente.

- Sim. Só que em vez de água, imprescindível para a vida, estamos a falar de ADN – diz o avô Jaime contextualizando.

- O ADN foi descoberto pelo químico alemão Friedrich Miescher, em 1869. Ou seja 84 anos antes da desboberta da sua estrutura. Miescher descobriu que todas as células tinham uma substância ácida no núcleo. Mas não foi logo que os cientistas associaram o ADN com a hereditariedade, com os genes que os pais passam aos filhos.

- Hereditariedade?! O que é? – pergunta Francisco com os braços abertos.

 - É a forma como as características que nos tornam seres vivos individuais são transmitidas de geração em geração – explica o avô. - Foi trazida à luz pelas famosas experiências com ervilhas de Gregor Johann Mendel, um monge e botânico austríaco, em meados do Séc. XIX.

- As minhas experiências com ervilhas são sempre más – resmunga Francisco.

- Mas tens de as comer, assim como a outros vegetais se queres crescer e perceber estas coisas da hereditariedade – aconselha Rosália fraternal. - Não é verdade avô?

- Bem o dizes minha neta. Mas voltemos à história. Mendel não sabia nada acerca de ADN nem precisou desse conhecimento para estabelecer as suas leis da hereditariedade que ainda hoje são estudadas e válidas para explicar a transmissão de determinadas características de pais para filhos, como sejam a cor dos olhos, pro exemplo.

- Mas o que é que o ADN tem a ver com a hereditariedade? – pergunta Francisco ainda meio horrorizado com a ideia de ter de comer ervilhas.

- Os genes são feitos de ADN – afirma categórico Jaime.

- Então os genes estão no núcleo das células! – exclama Rosália vitoriosa.

- Sim. No núcleo das células como as que nos constituem – confirma o avô. - Mas a identificação do ADN como a molécula responsável pela hereditariedade genética demorou muito tempo, não foi imediata.

- Porquê? – soltou Francisco com os sobrolhos carregados.

- É que a composição química do ADN parecia aos químicos, biólogos e geneticistas muito pobre e repetitiva para poder conter em si a informação necessária para gerar a imensa complexidade de um ser vivo, para além da enorme biodiversidade que vive no planeta Terra. Cada unidade do ADN, chamado nucleótido, é composto por um açúcar (a desoxirribose) um parte inorgânica constituída por um grupo ortofosfato, e por uma de quatro substâncias azotadas a que chamamos bases: a guanina, a adenina, a citosina e a timina. Para simplificar referimo-nos a elas pelas letras G, A, C e T respectivamente.

O avô Jaime faz uma pausa para dar tempo a que Francisco e Rosália desfaçam qualquer dúvida com o olhar. E continua.

- Até aos anos quarenta do século XX muitos cientistas estavam mais inclinados para atribuir esse papel às proteínas. Estas eram constituídas por muitas mais unidades diferentes e apresentavam-se em incontáveis combinações e estruturas distintas. Os diferentes genes necessários para construir um organismo tinham de ser compostos por proteínas e nunca pelo monótono ADN. Assim, durante cerca de 60 anos o material dos genes era considerado de natureza proteica.

- E como é que se descobriu que não eram? – pergunta Francisco armado em detective.

- Através de uma experiência muito elegante planeada e executada por Avery e seus colaboradores. Usando um vírus chamado bacteriófago e umas bactérias, estes investigadores mostraram sistematicamente e sem deixar qualquer dúvida que o que era passado de geração em geração era o ADN e não as proteínas. Ou seja, que o material dos genes era o ADN. Este conhecimento só foi divulgado em 1944, e foi uma peça decisiva do puzzle que iria ser progressivamente resolvido até aos nossos dias.

 - Ainda não tinhas nascido avô – recorda Rosália abraçando-o.

- Pois não. Mas no ano em que nasci, 1953, começou a entender-se como é que a molécula de ADN cumpria o seu papel de molécula dos genes e da hereditariedade – Jaime faz uma pausa de suspense. - Depois dos trabalhos experimentais e resultados obtidos por Rosalind Franklin, como disse há bocado, Watson e Crick criam, em fevereiro de 1953, um modelo estrutural para o ADN que respondia àquelas e outras perguntas. O seu modelo apresentava uma estrutura em duas fitas de ADN entrelaçadas uma na outra formando uma dupla hélice. No artigo da Nature que publicaram no dia do meu nascimento, 25 de Abril, escreveram que esta estrutura tinha grande significado biológico. De facto, permitiu explicar como a informação genética é armazenada e transmitida entre gerações.

- A famosa dupla hélice de ADN cujo aniversário também hoje comemoramos nas velas helicoidais no teu bolo e que vais soprar daqui a nada – comenta Rosalia enrolando com os seus dedos meninos os seus cabelos ondulados.

- Mas conhecer a estrutura abriu uma enorme janela para novos horizontes de conhecimentos. Watson, Crick e o Wilkins ganharam o prémio Nobel em 1962 por esta descoberta.

- Rosalind não?! – diz Rosália surpreendida.

- Ela tinha entretanto falecido, provavelmente devido a doença causada pela sua exposição prolongada aos raios x com que trabalhara para nos desvendar o conhecimento do mundo biomolecular – responde Jaime com um olhar perturbado com injustiça. – Mas continuemos. Nesse ano de 1962 descobriu-se mais uma peça do puzzle genético: Marshall W. Nirenberg e colaboradores decifraram o código genético.

- Código genético?! Os genes estão codificados?! – questiona Francisco cada vez mais curioso.

- Sim. Niremberg e seus colegas mostraram que cada um dos aminoácidos que constroem as proteínas são codificados por sequências de três bases no ADN. Tinham aprendido a ler a linguagem genética e entendido como é que ela é traduzida para que as proteínas que nos compõem sejam construídas. No fundo, tinham descodificado o manual da vida e verificado que ele era universal!

- Isso foi em 1962 – assenta Rosália. – Mas então o que é que aconteceu com o genoma humano que foi conhecido totalmente no ano em que eu e o meu irmão nascemos, em 2003?

- Estás a referir-te à sequenciação completa do genoma humano. Ou seja, sabermos em que sequência é que estão, em cada uma das duplas hélices, as 3 mil milhões de bases que as constituem em cada núcleo de cada uma das nossas células o nosso genoma.

- Saber a ordem em que estão 3 mil milhões daquelas letras G, A, C e T? – questiona Francisco perdido entre as letras.

- É verdade. Esse feito, anunciado ao mundo no dia 14 de Abril de 2003, é um dos mais impressionantes da história da ciência. O Projeto de Sequenciação para descodificação do Genoma Humano teve início em 1990 e no dia 23 de Outubro de 1998 foram publicados na revista científica Science, os objetivos para o Projeto do Genoma Humano, por Francis Collins e colaboradores. Neste artigo os cientistas apontavam uma meta para a descodificação total do genoma humano para 2013, no 60º aniversário do conhecimento da estrutura em dupla hélice do ADN.

- Então conseguiram acabar essa tarefa 10 anos mais cedo do que o planeado – observa Rosália.

- Sim querida neta. Fruto do trabalho de um enorme grupo interdisciplinar internacional, e também pelo avanço da informática, do desenvolvimento de computadores e de equipamentos de sequenciação cada vez mais rápidos e eficientes. Digo-vos que o trabalho foi feito por várias aproximações. E de facto os primeiros dados provisórios foram publicados em 15 de Fevereiro de 2001, na revista científica Nature, pelo Consórcio Internacional para a Sequenciação do Genoma Humano, e no dia seguinte na Science, por J. Craig Venter e colaboradores.

O avô Jaime refresca-se com uma limonada antes de retomar algo que parecia ter-se esquecido antes.

 - Mas deixem-me voltar umas décadas atrás. É que esta sequenciação não teria sido possível sem que duas técnicas bioquímicas decisivas tivessem sido inventadas antes.

- Um microscópio e uma máquina de fotografar ultra rápida… para fotografar todas as bases no ADN – sugere Francisco.

- Não querido neto. As bases do ADN são muito mais pequenas do que aquilo que o mais potente microscópio alguma vez construído consegue ampliar. O que estou a recordar foi a incontornável contribuição de Sanger e Coulson, que descreveram, em 1975, um método que permitia conhecer em detalhe todas as letras de uma sequência de ADN.

- E a outra descoberta? – pergunta Rosália.

- A outra descoberta, também decisiva, foi a invenção da PCR, que quer dizer “reação da polimerase em cadeia”, por Kary Mullis, na primavera de 1983. Ou seja há 30 anos. Outra efeméride deste ano. A invenção desta ferramenta bioquímica foi uma autêntica revolução na área da Genética, uma vez que possibilita a síntese muito rápida das cadeias de ADN, a partir de uma pequena amostra, o que permitiu avanços notáveis na análise dos genomas dos seres vivos. Recorrendo à PCR, é possível sintetizar um bilião de cópias de uma única cadeia de ADN em poucas horas. Atualmente existem no mercado máquinas que realizam o processo de forma automática e muito rapidamente. A tal ponto que é possível sequenciar o nosso genoma a partir do ADN existente numa pequena gota de sangue ou mesmo a partir da nossa saliva.

- Acho que já tinha ouvido falar dessa PCR na fantástica série CSI… - recorda Rosália entusiasmada.

- Sim. A sequenciação do genoma de cada um de nós já é uma realidade e abre novas perspectivas para o desenvolvimento de tratamentos para doenças antes julgadas incuráveis.

- Assim como descobrir o autor de um dado crime, descobrir os extraterrestres que vivem escondidos entre nós e também fazer renascer animais extintos como os dinossauros… - diz Francisco entusiasmado. – Como no Jurassic Park.

- Em parte, Francisco. Identificar uma pessoa através do seu perfil genético, sim. O resto que dizes ainda é um pouco do domínio da ficção científica. Mas lá chegaremos – diz o avô sorrindo e afagando a cabeça de Francisco. - Já agora uma curiosidade para acabar.

- Qual é?!

- Se fosse possível colocar o genoma Humano que existe em cada uma das nossas células, em forma de uma “fita” estendida, o seu comprimento seria de aproximadamente 8.636 Km. Ou seja três quartos do diâmetro do equador terrestre.

- Tão comprido?! – pergunta com espanto Rosália. – Como é que cabe dentro das nossas células?

- Boa pergunta. A dupla hélice de ADN está por sua vez enrolada compactamente em supra estruturas que são os cromossomas. Possuímos 23 pares de cromossomas. Cada par proveniente de cada um dos nossos pais. A forma como os genes estão dispostos nos cromossomas dava para outra grande conversa. Mas agora vamos ao bolo e celebrar os meus 60 anos e, já agora, da dupla hélice de ADN sexagenária.

António Piedade

“O QUE NÃO SABEMOS HOJE, AMANHÃ SABEREMOS”

Meu artigo no jornal I de ontem, que fez dez anos:

O jornal I (muitos parabéns pelo aniversário!) pede-me para antecipar os próximos dez anos. É, genericamente, simples, embora, nos particulares, possa ser complicado. A parte simples consiste em dizer, como Garcia da Orta disse em 1563, que “o que não sabemos hoje, amanhã saberemos.” (no Colóquio dos Simples, recentemente publicado pelo Círculo de Leitores). Esta é uma fórmula feliz de confiança na ciência. Os cientistas são optimistas – e com eles a humanidade bem o pode ser – porque sabem que, amanhã, vão saber mais do que hoje e, sabendo mais, vamos poder viver melhor. Mas, por outro lado, o futuro é uma caixinha de surpresas pelo que não podemos antecipar o que vamos amanhã saber. Toda a história da ciência e da tecnologia ensina que as descobertas são muito caprichosas, surgindo por vezes da maneira mais inesperada.

Do ponto de vista da ciência, este início de século, apesar de alguns marcos importantes – como, na física, as descobertas da partícula de Higgs em 2012  e das ondas gravitacionais em  2015  e, na biomedicina, o da publicação da sequenciação completa do genoma humano em 2003 e a descoberta da técnica da edição genómica CRISPR/Cas9  em 2012 - não está a ser tão fértil como o início do século XX, que viu na física nascer duas teorias radicalmente novas,  a teoria quântica em 1900 e a teoria da relatividade em 1905 e 1915 e, na biologia, a redescoberta em 1900 das leis da hereditariedade de Mendel e a identificação em 1903 dos cromossomas como os portadores da hereditariedade. A minha esperança é que o nosso século acelere na produção de conhecimento nos próximos dez anos, de modo a tornar a primeira metade do século XXI tão cheio de novidades como a correspondente parte do século anterior.

O que é que não sabemos hoje que amanhã saberemos? Na física existem dois grandes enigmas por resolver, que dizem respeito ao universo todo: a matéria negra, matéria não luminosa que preenche as galáxias, e a energia negra, a manifestação de uma força em larga escala que se opõe à gravidade, acelerando a expansão do universo. Talvez uma teoria unificada – Einstein sonhava com uma só força! – que reúna de forma consistente a teoria quântica e a teoria da relatividade geral (que é a teoria da gravidade corrente), possa desfazer este enorme enigma, com duas faces. No domínio da biomedicina novos desenvolvimentos científicos-tecnológicos (por exemplo, a sequenciação do genoma a cem dólares) e a sua aplicação criteriosa, isto é, obedecendo a princípios éticos consensualizados, deverão permitir a continuação do  aumento da longevidade humana, com suficiente qualidade de vida. Claro que há outras grandes questões na ciência, por exemplo na fronteira entre a biologia e a astronomia: haverá vida fora da Terra? E qual é a origem da vida? Ou, no domínio das neurociências: Será possível imitar o cérebro humano? O que é a consciência? Poderemos curar doenças neurodegenerativas como o Alzheimer? Quem me estiver a ler daqui a dez anos, deve-se considerar feliz se souber as respostas a algumas destas questões.

E como será a ciência em Portugal daqui a dez anos? Acompanhará decerto a ciência no mundo, num cenário que será dominado pelos Estados Unidos e pela China, apesar de todos os esforços de seguimento por parte da União Europeia. Mas o meu desejo é que acompanhasse mais do que tem acompanhado. A actual parcela de 1,3% do PIB que é investida em investigação e desenvolvimento é muito “poucochinho”. Se a Europa quer até 2030 investir, em média, 3% do PIB nessa área, a nossa ambição deve ser passar pelo menos para o dobro nessa data e, mesmo assim, ficaríamos abaixo da média. Mas, para isso, era preciso começar já hoje. Infelizmente não se vê maneira, uma vez que o governo da “geringonça” falhou a sua apregoada aposta na ciência.