Se você tivesse enfrentado as selvas da província chinesa de Fujian no início do século 20, vários relatos dizem que você poderia ter testemunhado um animal surpreendentemente inesperado: um tigre azul. Esses tigres foram descritos como “maravilhosamente belos”, com corpos “em um tom profundo de maltês, mudando para um azul quase profundo nas partes inferiores”. Ainda na década de 1950, os caçadores relataram ter visto seus cabelos azuis ao lado da tradicional pele laranja de outros tigres do Sul da China em trilhas.
Então, os tigres azuis desapareceram. O último avistamento relatado foi em 1953, e tigres azuis logo se tornaram lendas, com nem mesmo uma pele preservada para provar que existiram.
É tentador pensar que o azul dos gatos estava ligado a alguma falha que os deixou incapazes de competir com seus parentes laranja brilhantes. Mas é mais provável que seus casacos bizarros não tenham nada a ver com sua extinção; foi simplesmente azar que a cor surgisse em uma pequena população que continuava a diminuir.
Este tipo de evolução casual é o campo de ação da teoria neutra, a ideia historicamente controversa de que “sobrevivência do mais apto” não é a única, ou mesmo a mais comum, maneira pela qual as espécies mudam, se dividem ou desaparecem. Por mais simples que a proposição pareça, suas consequências para a genética, evolução, ecologia e até mesmo disciplinas fora da biologia têm sido abrangentes.
Teoria Não Tão Neutra
O aumento ou queda aleatória de variantes genéticas em uma população é conhecido como deriva genética. Hoje é aceito como um impulsionador principal da evolução e diversidade, mas nem sempre foi o caso. Até a década de 1960, os biólogos geralmente atribuíam todas as variações a forças seletivas: traços deletérios dificultavam a reprodução de um indivíduo, garantindo que, com o tempo, os traços desapareceriam (seleção negativa ou purificadora). Por outro lado, características úteis reforçaram o número de descendentes de um indivíduo e aumentaram sua própria prevalência (seleção positiva) – tudo conforme previsto pelo princípio de seleção natural de Charles Darwin e Alfred Russel Wallace.
Então, os estudos de sequenciamento de proteínas revelaram muito mais variação genética dentro das populações do que o esperado. A ideia de que a seleção estava agindo em todos esses genes ao mesmo tempo, pesando seus efeitos e escolhendo quais deveriam ficar ou ir, não agradou a alguns cientistas.
Em 1968, o renomado geneticista Motoo Kimura propôs uma explicação alternativa, agora chamada de teoria neutra. Kimura postulou que a maior parte da variação entre organismos não é nem vantajosa nem desvantajosa. Consequentemente, a maior parte da variedade que vemos não é produto da mão oculta da seleção, mas sim da sorte. “Tudo que você precisa é de alguma variação, e forças aleatórias farão o resto”, disse Armand Leroi, um biólogo evolucionário do Imperial College London.
A teoria neutra da evolução molecular de Kimura gerou debate porque parecia atenuar a influência da seleção. Mas a revolução genômica do final do século 20 e o amplo sequenciamento de DNA confirmaram que Kimura estava certo; trocar uma letra por outra no código de um gene geralmente tem pouco efeito.
Desde então, a teoria neutra tem sido a suposição padrão (ou hipótese nula) em genética. “Se você quiser mostrar que uma determinada variante em uma sequência de DNA está sob seleção, primeiro você precisa realmente mostrar que isso não pode ser explicado apenas pela neutralidade”, disse Leroi.
(População) O tamanho importa
Alguns continuam a lutar contra a ideia de que forças neutras impulsionam a diversidade no nível molecular, mas Parul Johri, um geneticista populacional da Universidade do Estado do Arizona, em grande parte atribui isso a um mal-entendido sobre seu papel na evolução. “Kimura nunca disse que tudo é neutro”, disse ela. O que importa é o quanto as forças neutras moldaram a biodiversidade. E isso depende muito do tamanho do grupo que você está olhando.
Imagine uma população de 10 pássaros: um vermelho, um verde e todos os demais marrons. Essas cores não são prejudiciais ou úteis, então todos os pássaros têm a mesma chance de se reproduzir. Em seguida, um tornado mata seis dos pássaros marrons, puramente por acaso. Agora, metade da população é marrom, um quarto é vermelha e um quarto é verde. Um evento aleatório causou uma grande mudança na diversidade. Isso é deriva genética.
Se houvesse 98 pássaros marrons e os mesmos solitários vermelhos e verdes, no entanto, a catástrofe não teria importado tanto. Mesmo se o tornado ainda matasse 60% da população, todos eles marrons, 38 pássaros marrons teriam sobrevivido junto com os coloridos, resultando em uma população que ainda é 95% marrom. “Quanto menor o tamanho da população, maior a deriva”, disse Johri.
Parte do apelo da teoria neutra é que ela é matematicamente direta. “Grande parte da teoria era fácil”, explicou Johri, já que essencialmente “é tudo apenas probabilidade”. Isso permitiu aos geneticistas, pela primeira vez, olhar para trás na história: ao assumir que as mudanças genéticas eram neutras, os cientistas podiam calcular o tamanho de uma população no passado ou determinar a idade do último ancestral comum de um grupo.
Mas para que tais inferências sejam precisas, os cientistas precisam combinar a teoria neutra com os efeitos da seleção. Isso tem sido um problema desde o final dos anos 1970, Johri observou, porque a matemática não mudou realmente desde a enxurrada de trabalho após a proposta de Kimura, apesar de um excesso de novos dados. “A estrutura matemática – ela precisa continuar evoluindo”, disse ela.
Isso é exatamente o que ela e seus colegas pretendiam fazer em um artigo na Genética em maio. Eles propuseram uma nova estrutura estatística que incorporava tanto a teoria neutra quanto a seleção purificadora, aproximando a matemática da realidade.
Vendo a Floresta Neutra pelas Árvores
Embora a teoria neutra tenha sido aceita principalmente na genética de populações, ela continua a incitar controvérsia em outros campos – notadamente na ecologia. Na ecologia tradicional, as espécies são vistas como ocupando nichos únicos onde podem prosperar melhor do que qualquer outra espécie; quanto mais nichos houver, mais espécies podem haver. “Matematicamente, é exatamente o mesmo argumento que os geneticistas populacionais estavam usando” sobre as variantes do gene, disse Leroi.
Então, Stephen Hubbell, da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, adaptou a estrutura de Kimura à ecologia. No livro de Hubbell de 2001, The Unified Neutral Theory of Biodiversity and Biogeography, ele argumentou que muitas espécies podem ocupar qualquer nicho dado, e se elas o mantêm é em última análise conduzido pelo acaso. Ecossistemas inteiros evoluem por meio de “deriva ecológica” aleatória, da mesma forma que a deriva genética influenciou a frequência das características.
Isso pode soar não-darwiniano – e muitos biólogos consideram isso provocativo. Mas os teóricos neutros assumem a posição de que, para um organismo individual, as espécies de seus competidores não importam: um tordo compete com outros tordos por vermes tanto quanto com melros, e cada árvore em uma floresta compete com o resto por luz solar. Como resultado, eventos aleatórios podem controlar quais espécies persistem.
Em estudos, essa teoria neutra geralmente não tem muito sucesso em prever a composição dos ecossistemas, mas muitos ecologistas continuam a considerá-la útil como uma hipótese nula para aprimorar suas análises de modelos de diversidade baseados em nichos. E muitos consideram a ideia como uma extremidade de um espectro, uma vez que as forças seletivas e neutras estão sempre em ação.
Dos genes aos nomes de bebês
A disseminação da teoria neutra não parou na ecologia. Ele tem sido usado para explicar a diversidade em tudo, de criptomoedas a nomes de bebês, de acordo com Leroi, porque é uma estrutura “muito elegante” para entender como as variações podem aumentar e diminuir, mesmo na ausência de diferenças funcionais entre elas.
Mas às vezes as forças neutras também recebem mais crédito do que merecem. Em um artigo de maio na Nature Human Behavior, Leroi e seus colegas descreveram o que chamaram de “síndrome neutra”: a tendência de rejeitar forças seletivas como explicações simplesmente porque um padrão de variação poderia ser explicado pela neutralidade. Para realmente dizer a importância das forças neutras, são necessários melhores testes para distinguir seus efeitos da seleção, argumentaram os pesquisadores. “Meu pressentimento é que, quando tivermos esses testes, descobriremos para a cultura e certamente para as árvores na Amazônia que, na verdade, as forças neutras não são tão importantes”, disse Leroi.
Ele não chove totalmente no desfile da teoria neutra, no entanto. “Embora eu tenha reclamado sobre a expansão para outras coisas, quer queira quer não, também é uma coisa boa”, reconheceu, uma vez que pode gerar novos insights em campos como economia.
Quer queiramos admitir ou não, as forças aleatórias estão sempre influenciando sutilmente o mundo. A teoria neutra fornece uma estrutura para tornar essas forças conhecidas e mensuráveis. Leroi acredita que deve continuar a expandir sua influência “até que se torne parte integrante da explicação da diversidade em qualquer lugar do mundo, seja no supermercado ou na floresta tropical”.
Publicado em 12/12/2020 12h27
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