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26a RASBQ


Conferencistas

RESTRIÇÕES QUÍMICAS À EVOLUÇÃO BIOLÓGICA

J.J.R. Fraústo da Silva
Centro de Química Estrutural
Instituto Superior Técnico - Lisboa
PORTUGAL

Na presente palestra, as principais fases de evolução dos organismos vivos são analisadas em termos do progressivo ajuste da organização química das células ou organismos às condições ambientais externas.

Esses ajustes refletem principalmente as variações na bio-disponibilidade de um grupo restrito de elementos químicos, determinadas inicialmente pela inevitável produção de oxigênio por organismos primitivos (cianobactérias).

Posteriormente, a utilização preferencial de alguns elementos (Zn, Cu), tornados mais disponíveis pela progressiva oxigenação do ambiente, a necessidade de obter elementos essenciais que se tornaram de reduzida disponibilidade (por exemplo, o Fe), o acesso a novas formas de obtenção de energia e o recurso crescente a formas de sinergismo, simbiose ou cooperatividade, implicou também alterações substanciais na organização química e celular dos organismos. Todas estas alterações e a consequente evolução e aumento da complexidade dos organismos obedecem a vários requisitos fundamentais: (1) à necessidade de proteção da química redutora primordial do citoplasma celular ( que se mantém até hoje); (2) à necessidade de obter os elementos essenciais à vida a partir de um ambiente externo sujeito a alterações importantes e eventualmente tóxico; (3) ao uso de fontes de energia mais abundantes e mais convenientes; (4) à partilha ou "delegação" na obtenção de recursos materiais ou energéticos, evitando a sobrecarga dos mecanismos celulares dos organismos e possibilitando a utilização da energia disponível para o desenvolvimento de mecanismos mais sofisticados (por exemplo o cérebro).

É nossa opinião que a única forma de gerenciar estes requisitos consiste no desenvolvimento de novos compartimentos de forma a manter separada a respectiva química (por exemplo, oxidante) da química do citoplasma. É o que se observa na crescente organização compartimental ao longo da série procariotas, eucariotas unicelulares, organismos pluricelulares e, finalmente, organismos capazes de administrar compartimentos externos (os seres humanos).

Obviamente, esta compartimentação crescente requer o desenvolvimento de novos mensageiros químicos, progressivamente articulados em rede, de modo a manter a coerência do funcionamento celular e a dos organismos mais evoluídos, atingindo (atualmente) a complexidade do cérebro humano. Por sua vez, as possibilidades da mente humana permitem explorar o ambiente de formas inovadoras através do raciocínio e experimentação científica e técnica. Nesta linha de argumentação, vemos a evolução dos seres vivos, nas suas fases básicas (evolução "vertical"), limitada e até certo ponto determinada pelas alterações ambientais que a precedem. O código genético não terá assim as funções determinantes e exclusivas que lhe são atribuídas, sendo antes uma garantia da estabilidade e manutenção das formas bem adaptadas (ao longo de milhões de anos) a um determinado ambiente, tal como acontece com o esquema organizativo de uma usina, o "blue-print" dos engenheiros. A evolução "horizontal" das espécies poderá ser determinada por seleção natural das espécies mais "fortes" (mais adaptadas a um novo ambiente) dentre as resultantes de mutações aleatórias do DNA do código genético, mas terão que ser levados em conta outros aspectos tais como as alterações epigenéticas, os mecanismos associativos e a repartição "econômica" de recursos, que nos levam diretamente à biodiversidade e à homeostase de ecossistemas.

Bibliografia. As ideias apresentadas nesta palestra foram expostas desenvolvidamente em alguns livros do autor em colaboração com R.J.P. Williams, designadamente "The biological chemistry of the elements" (1ª edição 1991, 2ª edição 2001), "The natural selection of the chemical elements" (1996) e "Bringing chemistry to life - from matter to man" (1996), todos editados pela Oxford University Press, Oxford. Dois artigos recentes dos mesmos autores resumem alguns aspectos mais relevantes do tema: The systems approach to evolution, Biochem. Biophys. Research Comm. 297 (2002), 689-699 e Evolution was chemically constrained, J. Theor. Biology, 220 (2003), 323-343.



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26a Reunião
Cartaz
Cartaz da 26a Reunião

Tema 26a RA
A QUÍMICA TORNA SUA VIDA MELHOR

Local
Poços de Caldas - MG

Data
26 a 29 de Maio de 2003

Prazo para envio de trabalhos
03 de Fevereiro de 2003

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