A ORIGEM DA VIDA

A ORIGEM DA VIDA
 
Acredita-se que o nosso universo tenha surgido há ~13,7 bilhões de anos e o planeta Terra há ~4,5 bilhões de anos. No início de sua formação a Terra era em grande parte coberta por magma, havia intensas descargas elétricas, atividade vulcânica e bombardeios por meteoritos. As condições eram bem diferentes das atuais e nesse ambiente inóspito não havia vida.
 
Porém, na medida em que o planeta começou a resfriar e surgiram as primeiras rochas sólidas, foram surgindo as condições capazes de permitir o surgimento dos primeiros organismos. Acredita-se que os primeiros microfósseis datem de ~3,5 bilhões de anos atrás.
 


Aspecto da Terra primitiva.
 
 
Há duas correntes principais de pensamento para explicar o surgimento dos organismos, desenvolvidas muitos anos antes de os pesquisadores terem noções sobre o surgimento e as condições da Terra primitiva. São elas:
 
Biogênese: acredita-se que um organismo poderia surgir apenas a partir de outro, pré-existente.
Abiogênese: acredita-se que a matéria não viva possa se organizar de maneira a gerar os organismos vivos.
 
No âmbito da abiogênese, há conceito antigo e um moderno:
 
- Abiogênese por meio da ação de uma “força vital” ou algo similar, capaz de reorganizar a matéria não viva e gerar seres vivos rapidamente, como em poucos dias. É uma ideia antiga, com raízes aristotélicas e também pode ser chamada de geração espontânea. Lembrando que as pessoas sabiam que a reprodução originava novos seres vivos, porém, eles também criam que a vida poderia surgir via geração espontânea.
- Abiogênese por meio de processos de “evolução química”’, de longa duração, nos quais houve a formação das substâncias constituintes das células, sua organização e a geração das primeiras células. É o conceito moderno e o mais aceito pelos pesquisadores.
 

 
Apesar de esse segundo ser o conceito mais aceito hoje em dia, por muito tempo, a maioria dos estudiosos cria na hipótese da geração espontânea, que enfrentou um dos seus primeiros desafios experimentais em 1668. Foi quando Francesco Redi elaborou um experimento tentando desbancá-la baseado na hipótese de que as larvas que se observam nos corpos em putrefação são originadas pelos ovos que as moscas depositam neles, não o resultado de geração espontânea.
 
Para testar essa hipótese Redi elaborou um experimento que, simplificando, consistia em colocar pedaços de carne em dois conjuntos de frascos: um conjunto era mantido destampado, de maneira que as moscas poderiam pousar nas carnes, enquanto o outro era mantido tampado, isolando as carnes das moscas. Após deixar os frascos em repouso por alguns dias, observou que só surgiram larvas nos frascos deixados destampados, onde as moscas poderiam pousar, logo, sua hipótese foi confirmada: as larvas eclodem dos ovos das moscas e não surgem por geração espontânea.
 

Esquema simplificado do experimento de Redi.
 
Não obstante, os resultados foram contestados por muito tempo: os críticos afirmaram que ao tampar os frascos Redi tinha impedido a força vital de entrar em contato com as carnes, por isso as larvas não surgiram. Ademais, os defensores da geração espontânea criam que a força vital ainda podia gerar micro-organismos. Os micro-organismos foram descritos pela primeira vez em 1665, por Robert Hooke.
 
Após anos de controvérsia, incluindo outros experimentos, a disputa foi resolvida de vez em 1862 por Louis Pasteur. Pasteur realizou um experimento para testar a hipótese de que, ao se ferver um caldo nutritivo, os micro-organismos que se detectam no material posteriormente são provenientes de contaminação pelo ar, ao invés de surgirem por geração espontânea.
 
Para isso, Pasteur criou frascos com gargalos longos e curvados, chamados de pescoço de cisne. Dentro desses frascos foi introduzido o caldo nutritivo, que foi esterilizado com o uso de uma chama. Então os gargalos também foram curvados também com o auxílio de uma chama. Esses gargalos curvados permitem que a suposta força vital entre no frasco e tenha contato com o caldo nutritivo, porém, retêm os micro-organismos contaminantes na curvatura.
 

Frasco com o gargalo curvado usado no experimento de Pasteur.
 
 
Dias após realizar o experimento não se encontrou vida nos frascos, mas quando se arrancavam os gargalos de modo a permitir o contato do ar e dos micro-organismos contaminantes com o caldo, em pouco tempo as amostras foram contaminadas por eles.
 
Esse experimento terminou a controvérsia sobre a geração espontânea e a biogênese de maneira definitiva. Porém, um problema ainda persistia e persiste: e quanto ao primeiro organismo? Esse não poderia ter sido gerado a partir de outro. Logo, deveria haver algum tipo de processo abiótico, sem um componente similar a força vital, capaz de tê-lo gerado. Como mencionado, a maioria dos pesquisadores aceita a hipótese de que a vida surgiu via abiogênese por processos de evolução química.
 
Acredita-se que na Terra primitiva ocorreram processos químicos nos quais as substâncias simples, ao longo do tempo e nas condições adequadas, geraram substâncias orgânicas cada vez mais complexas, que, por fim, originaram os primeiros organismos.
 

Resumo simplificado de como a vida pode ter surgido.
 
Uma possibilidade é baseada nas propostas de Haldane e Oparin, de 1924 (ambos trabalhando independentemente): supondo uma atmosfera pobre em oxigênio e composta primariamente por CH₄, H₂, NH₃ e H₂O, essas substâncias reagiriam graças à energia fornecida por descargas elétricas originando compostos orgânicos, que seriam concentrados nos oceanos e deram origem à uma “sopa pré-biótica”, onde os processos de evolução química foram capazes de permitir o surgimento da vida.
 
Essa hipótese foi testada em 1953 por Stanley Miller, que elaborou um aparato simulando essas condições ambientais. No aparato a água que evapora faz circular os compostos e os eletrodos simulam os relâmpagos, que fornecem a energia requerida para as reações químicas. Após algum tempo, foram detectadas algumas substâncias orgânicas como os aminoácidos glicina e alanina.
 

Modelo do aparelho de Miller.
 
Atualmente acredita-se que essas não tenham sido as condições da atmosfera primitiva, porém, o experimento mostra a possibilidade de se obter substâncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas simples, dependendo das condições ambientais. Além disso, também é possível que micro-organismos ou várias substâncias tenham sido formados fora da Terra e trazidos para cá em corpos celestes como os meteoritos. Essa é a hipótese chamada de panspermia, evidenciada pela presença de vestígios de micro-organismos e de substâncias orgânicas em alguns meteoritos, que podem ter origem extraterrestre.
 

A hipótese da panspermia prevê que algumas substâncias e talvez até micro-organismos possam ter sido trazidos para a Terra em corpos celestes.
 
O próximo passo deve ter sido a formação de moléculas orgânicas mais complexas, como os fosfolipídeos, proteínas e os ácidos nucleicos. Mas para que haja a síntese dessas moléculas e a vida possa surgir é necessário que haja catálise e polímeros capazes de armazenar as informações genéticas. Como as moléculas de RNA são capazes de fazer ambas as coisas, pode ser que elas tenham surgido antes das outras moléculas complexas:  é a hipótese chamada de mundo do RNA.
 

Como as moléculas de RNA podem tanto transmitir informações genéticas quanto ter atividade catalítica, podem ter sido as precursoras tanto do DNA quanto das proteínas.
 
Os fosfolipídeos permitiram a formação das bicamadas fosfolipídicas, estrutura básica das membranas celulares. Essas bicamadas podem ter permitido a compartimentação e a concentração das substâncias orgânicas, das moléculas de RNA inclusive, favorecendo a ocorrência das reações químicas capazes de gerar as primeiras células.
 
Tendo surgido, enfim, as primeiras células, acredita-se que elas tenham sido bem simples, similares às células procariontes mais simples atuais. Lembre-se de que a Terra tem ~4,5 bilhões de anos e os primeiros possíveis microfósseis de células, ~3,5 bilhões.
 

Candidatus Pelagibacter communis. São as células de vida livre com o menor genoma conhecido, de 1.308.759 pares de bases e aproximadamente 1389 genes.
 
No tocante ao tipo de metabolismo energético dos primeiros organismos, há duas hipóteses, a de que eles eram heterótrofos e a de que eram autótrofos.
 
- Hipótese heterotrófica: supõe que as primeiras células devem ter sido as mais simples possíveis nas condições em que se encontravam, logo, como os sistemas bioquímicos requeridos para a síntese de substâncias orgânicas a partir das inorgânicas requer um nível maior de complexidade, a hipótese prevê que os primeiros organismos obtinham os seus nutrientes a partir do meio. Esses primeiros organismos se desenvolveram em um meio anaeróbico e podem ter realizado um processo similar à fermentação alcoólica como a conhecemos atualmente, que, além de gerar energia potencial química, libera etanol e CO₂ para o meio, sendo que esse CO₂ pode ter favorecido o surgimento dos autótrofos, que o utilizam como fonte de átomos de carbono para a síntese de substâncias orgânicas.
 
A sequência de surgimento dos organismos no planeta seria:
Fermentadores (liberam CO₂) => Fotossíntéticos (liberam O₂) => Aeróbicos.
 
(Detalhe, nem todos os tipos de fermentação liberam CO₂ para o meio. A alcoólica, por exemplo, libera, já a lática, não).
 
- Hipótese autotrófica: supõe que as primeiras células devem ter sido autótrofas quimiossintetizantes, pois, apesar da complexidade, não haveria processos químicos capazes de gerar substâncias orgânicas em quantidades suficientes para manter os organismos heterótrofos na Terra primitiva. Assim, os primeiros seres vivos podem ter sido quimiossintetizantes, como os encontrados nas fontes hidrotermais nas profundezas dos oceanos, que são ambientes quentes (60°-105° C) e sulfurosos.
 
Esses ambientes seriam protegidos da instabilidade da superfície do planeta e poderiam permitir que houvesse a seguinte reação:
 
FeS + H₂S => FeS₂ + H₂ + energia potencial química.
 
A energia potencial química é então empregada para impulsionar a síntese de substâncias orgânicas que sevem de alimento ao quimiotrófico.
 
Então, de acordo com essa hipótese, a sequência de surgimento dos organismos no planeta é:
 
Quimiossintéticos => Fermentadores (liberam CO₂) => Fotossintéticos (liberam O₂) => Respiração aeróbica.

Resumo de um ecossistema encontrado nas vizinhanças das fontes hidrotermais.
 
Posteriormente, além das células procariontes, houve também o desenvolvimento das células eucariontes, que são mais complexas e possuem sistemas membranosos internos: as várias organelas membranosas, como o retículo endoplasmático, complexo de golgi, peroxissomo e etc. Essas células podem ter surgido há 2,5 bilhões de anos e os sistemas membranosos internos podem ter sido o resultado de invaginações da membrana plasmática, a sim de corresponder ao aumento no volume: as células eucariontes são, normalmente, bem maiores que as procariontes e, enquanto a área de superfície corresponde ao quadrado da dimensão linear, o volume corresponde ao cubo. Então, para corresponder a superfície, surgiram as invaginações, que por sua vez geraram as estruturas membranosas internas.
 
Além disso, pode também ter havido o aumento de complexidade graças ao processo de endossiombiose ou simbiogênese, no qual as células eucariontes primitivas fagocitaram células procariontes, mas ao invés de digeri-las, mantiveram-nas em seu interior pois isso lhes conferia vantagens adaptativas. Bons exemplos de organelas que podem ter surgido assim são as mitocôndrias e os cloroplastos, que possuem duas membranas, DNA e ribossomos próprios além de poderem se duplicar.
 

Esquema mostrando como poderiam ter surgido e se desenvolvido as células eucariontes.
 
E assim, uma vez que a vida surgiu, pôde evoluir e gerar a enorme biodiversidade que conhecemos. Para terminar, no tocante à questão “o que é vida?” a NASA define da seguinte forma: a vida como a conhecemos, aqui na Terra, é um sistema químico autossustentável capaz de evoluir por mecanismos darwinianos. 
 
 
 
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15209075
https://www.forbes.com/sites/jamiecartereurope/2020/08/26/what-is-panspermia-new-evidence-for-the-wild-theory-that-says-we-could-all-be-space-aliens/?sh=69581af96543
https://kids.frontiersin.org/articles/10.3389/frym.2019.00076
https://astrobiology.nasa.gov/research/life-detection/about/

O MÉTODO CIENTÍFICO HIPOTÉTICO-DEDUTIVO

O MÉTODO CIENTÍFICO HIPOTÉTICO-DEDUTIVO

Maximiliano Mendes

Antes da explicação, vejamos dois exemplos de situações resolvidas ao se utilizar a lógica do método científico:

Situação 1: assim que acordou uma pessoa tenta ligar um telefone celular que passou a noite conectado ao carregador, mas nada acontece. Nesse caso ela pensa: "meu Deus, será que quebrou? Mas eu nunca o deixei cair!", e continua: "será que, na verdade, esse carregador não estava bem conectado e a bateria descarregou?". Baseada nisso que pensou, a pessoa agora confere as conexões do carregador, na tomada e nos fios e o conecta de novo ao celular. Após esperar alguns minutos e tentar ligar o telefone novamente, ele funciona normalmente.

Situação 2. Ao observar um laguinho, alguém quer saber se há peixes lá. Essa pessoa resolve passar uma redinha nas águas com o intuito de capturar algum. Porém, não aparece nenhum peixe na redinha. Ainda intrigada, a pessoa resolve observar atentamente as margens à procura de larvas de peixes e em uma determinada localidade, encontra algumas.

Com essas duas situações em mente, vejamos agora algumas definições essenciais e os passos do método científico clássico, o hipotético-dedutivo:

Ciência: conjunto de procedimentos utilizados para adquirir conhecimentos e explicar os fenômenos naturais. A pesquisa científica é baseada em observações e experimentos passíveis de serem repetidos e cujos resultados geram dados que podem originar as teorias científicas.

Teoria científica: explicação abrangente e amplamente aceita sobre algum aspecto do mundo natural baseada em um conjunto de fatos repetidamente confirmados através de observações e experimentos. Pode se inferir que a explicação (teoria) é confirmada pelos resultados de observações e experimentos científicos nos quais se testam hipóteses. Citando o já falecido paleontólogo Stephen Jay Gould: Os fatos são os dados que se obtêm no mundo. As teorias são as estruturas de ideias que explicam e interpretam os fatos. Os fatos não somem quando os cientistas debatem teorias rivais para explicá-los. A teoria da gravitação de Einstein substituiu a de Newton, mas as maçãs que estivam caindo não pararam no ar para esperar o resultado. Em resumo, a teoria científica é a melhor explicação científica  disponível no momento para um determinado fenômeno.

É bom destacar que as teorias não são verdades absolutas: uma teoria pode ser substituída por outra, desde que essa outra explique melhor os fenômenos.

Lei: é uma espécie de descrição, muitas vezes matemática, de como um determinado fenômeno, dadas certas condições, sempre se manifesta da mesma forma na natureza. Essa descrição é baseada nos resultados obtidos pela pesquisa científica. (Por exemplo, de acordo com a lei da gravitação universal, dois corpos se atraem e essa força de atração gravitacional pode ser descrita de acordo com a fórmula: F = G.[(m1.m2)/r²]).

Se compararmos as leis com as teorias, podemos dizer que, de maneira simplificada, as leis descrevem os fenômenos, ao passo que as teorias os explicam. Ambas, no entanto, são baseadas em hipóteses (veremos o que são hipóteses em breve), podem ser revisadas e permitem fazer previsões sobre os eventos.

Tecnologia: utilização dos conhecimentos científicos para a obtenção de resultados práticos. Em resumo, produtos: como uma televisão, um tanque de guerra, um forno de micro-ondas, mísseis intercontinentais, telefones celulares e etc. É bom lembrar que até mesmo um arco e flecha, besta, catapulta, trebuchet, arado e outras coisas desenvolvidas há séculos, também são exemplos de tecnologia (já jogou Civilization? Age of Empires?).

Modelo: podemos dizer que um modelo é uma tentativa de explicar ou descrever algo sem tê-lo visto diretamente. Por exemplo, temos modelos para descrever a estrutura dos átomos, mas ainda não conseguimos vê-los diretamente. Ou então, existem modelos como a Gisele Bündchen e outras que representam modelos de beleza feminina, porém, ninguém nunca viu (e provavelmente nunca verá) qual é a mulher mais bela e perfeita possível (tem de homem também, mas não entendo muito).

O conjunto das ideias e procedimentos científicos que nos permitem obter conhecimentos pode ser exemplificado pelo método científico hipotético-dedutivo, cujos passos podem ser os seguintes:

1. Observações da natureza, onde se percebem os fatos e se coletam informações. Basicamente, quem está vivo, está fazendo observações da natureza.

2. Identificação de um problema: aquilo que se quer resolver ou saber mais a respeito. Os problemas são percebidos a partir das observações e coletas de dados. 

3. Elaboração de uma hipótese: explicação possível para um problema e/ou fenômeno. Ainda não é sabido se essa explicação é correta. Então, a hipótese tem de ser testada.

4. Teste da hipótese por meio de experimentos: situações artificiais que objetivam verificar se as hipóteses são aceitáveis ou não. Também, durante o processo de elaboração dessas ideias, são propostos os resultados possíveis a partir da hipótese e do experimento pensado, as chamadas deduções. Em outras palavras: ainda pensando na hipótese e no experimento, já se imaginam quais serão os possíveis resultados do experimento antes de efetuá-lo.

Exemplo de dedução...

Explicando melhor, as deduções são inferências ou proposições que partem de proposições gerais/universais para chegar a conclusões que são proposições particulares ou específicas. Exemplo: se todos os paulistanos são brasileiros (geral); E João é paulistano; Então João é brasileiro (conclusão). Nesse exemplo, a conclusão é específica para o caso de João e não necessariamente vale para outra pessoa. Deve-se tomar cuidado, pois nem sempre dispomos de todos os dados necessários para se deduzir algo acertadamente. Um exemplo bem tosco é o raciocínio a seguir: todo ser humano um dia morre, se a lesma morre, então ela é um ser humano.

Já as induções seguem o caminho contrário: chegam-se às conclusões gerais que partem de proposições específicas. É importante destacar que nem sempre é recomendável seguir o caminho das induções, vejamos um exemplo: todos os cisnes que vemos por aí são brancos (cada cisne particularmente); logo, concluímos que todos os cisnes são brancos (geral para os cisnes). É importante notar que esse raciocínio nem sempre é válido, pois, no caso do exemplo dado, o primeiro cisne não branco que for visto invalida a conclusão. E, na verdade, o bicho existe mesmo (ou quase isso):

Comparativo entre o raciocínio dedutivo e o indutivo. Podemos pensar que no indutivo, vários dados e observações que sigam uma espécie de padrão podem dar origem à uma proposição geral, uma teoria.

5. Conclusões: acerca da validade da hipótese. Se ela pode ou não ser aceitável como explicação possível para o problema científico. Aceitável, pois, na prática, os resultados obtidos com esse tipo de pesquisa são probabilísticos, ou seja, podem ter uma alta ou baixa probabilidade de estarem corretos, ao contrário do que ocorre nas provas matemáticas.

6. Divulgação dos resultados da pesquisa, a fim de promover o conhecimento científico e auxiliar outras pesquisas e o desenvolvimento de tecnologias. Esses resultados são comumente publicados em revistas científicas especializadas, cujos artigos são previamente revisados por outros pesquisadores, a chamada revisão por pares, a fim de se garantir um alto padrão de qualidade e confiabilidade das informações.

Agora, retorne às duas situações exemplificadas no início do texto. Apesar de ambas consistirem em exemplos simples, de procedimentos e formas de raciocinar intuitivas do cotidiano, nelas podemos identificar alguns passos do método científico e, com isso, percebermos que, na verdade, os passos do método científico, em essência, são uma maneira comum de raciocinar e resolver problemas. No primeiro caso, quando a pessoa pensa que a bateria do telefone descarregou, está elaborando uma hipótese e ao conectar o aparelho ao carregador está conduzindo um experimento. No outro exemplo, ao passar a redinha no laguinho e, depois, ao observar as margens atentamente, a pessoa está testando a hipótese de que poderia haver peixes lá.

Por último, é importante destacar que em um experimento é necessário que um grupo de sujeitos ou itens (cobaias ou tubos de ensaio, por exemplo) seja o experimental, o que sofre uma intervenção, ou alterações no fator que se quer testar. O outro grupo deve ser o controle, que não sofre essa mesma intervenção ou alterações no fator que se está testando (não quer dizer que não se faz nada com os itens ou sujeitos do grupo controle!).  Ao término do experimento são comparados os resultados obtidos com os grupos experimental e controle, a fim de se ter uma noção mais precisa dos efeitos da intervenção efetuada no experimento e eliminar as chamadas hipóteses alternativas, aquelas que também, pelo menos em princípio, poderiam ser aceitáveis, mas não explicam tão bem os fenômenos investigados.

Um exemplo simplificado pode ser o seguinte: a fim de testar a eficiência de um remédio para tratar uma doença qualquer, se você tiver a disposição um grupo de 200 pessoas afligidas por essa doença, pode pegar 100 como grupo experimental e administrar o medicamento a eles e utilizar os outros 100 como grupo controle, administrando a eles "pílulas de farinha", sem que eles saibam. Essas pílulas de farinha são algo que se sabe não ter qualquer efeito no sentido de curar essa enfermidade, mas a ideia é que eles pensem que estão tomando o medicamento, a fim de gerar o efeito placebo. Ao término é feita a comparação entre os dois grupos, para ver, por exemplo, se no grupo das pessoas que receberam o medicamento verdadeiro o percentual de pessoas curadas é maior ou se não fez diferença em relação ao placebo. Vamos supor, se no grupo experimental 80 % das pessoas foram curadas, enquanto no grupo controle apenas 5 %, podemos dizer que o medicamento funcionou. Mas, se no grupo experimental 46 % das pessoas foram curadas e no controle 45 %, talvez o medicamento não seja eficaz, as pessoas podem ter sido curadas por outros motivos. Lembre-se: o que interessa é a diferença entre os percentuais entre os dois grupos, e não se o valor no grupo experimental fica próximo de 100%.

Para finalizar, vamos ver três exemplos de experimentos para destacar as etapas do método científico, dois clássicos e um atual:

Experimento de Redi: Francesco Redi, médico italiano do século XVII, elaborou um experimento para derrubar a ideia de que os seres vivos podiam surgir a partir da reorganização da matéria, a chamada geração espontânea. Os defensores da geração espontânea criam, por exemplo, que a lama dos leitos dos rios poderia se organizar de forma a gerar rãs, ou que a carne em putrefação poderia gerar larvas de moscas. Redi propôs que, na verdade, as moscas pousavam na carne e botavam ovos que geravam as larvas (hipótese).

O experimento consistiu em utilizar três conjuntos de frascos contendo carne dentro: um conjunto de frascos destampados, onde as moscas poderiam pousar livremente (grupo controle); um conjunto de frascos “semitampados” com uma redinha, que permitia que o ar e outras partículas pequenas (como ovos de moscas) pudessem entrar no frasco (um dos grupos experimentais); e um último conjunto de frascos tampados e vedados completamente, de forma que nada pudesse entrar em contato com a carne que estava dentro (outro grupo experimental). Perceba que se faz algo com os itens do grupo controle: os pedaços de carne são colocados em frascos, porém, ao contrário dos itens do grupo experimental, não se altera o fator que se quer testar, nesse caso, impedir que as moscas cheguem até a carne e depositem os seus ovos.

Após alguns dias, observou-se que nos frascos tampados não surgiram larvas, nos frascos destampados surgiram várias larvas e nos frascos cobertos com as redinhas, surgiram algumas larvas, mas em quantidade bem menor. Redi interpretou que, como surgiram larvas nos frascos destampados e nos frascos tampados não surgiu nenhuma, a hipótese de que as larvas resultam de ovos das moscas é aceitável e conclui-se que a geração espontânea não é uma boa explicação para a origem das larvas. No que tange aos frascos semitampados, Redi supôs que as moscas puseram ovos na redinha e eles caíram na carne, por isso a quantidade de larvas é bem menor.

Descoberta da causa da beribéri: A Beribéri é uma doença neurodegenerativa que, no final do século XIX era relativamente comum no sudeste asiático. Hoje em dia sabemos que é causada por carência de vitamina b1 (tiamina), porém, um dos primeiros pesquisadores a investigar a causa da doença, Christiaan Eijkman, em Java, acreditava que a causa era a ingestão de alimentos contaminados por bactérias (uma hipótese), tendo em vista que a enfermidade ocorria mais frequentemente em prisões, hospícios, quartéis e em tripulações de navios: fortes indícios de que era uma doença contagiosa.

No curso de suas investigações, Eijkman descobriu que os frangos cuja alimentação era arroz branco sofriam de doença similar (observação). Assim, supôs que estivesse ocorrendo contaminação nos moinhos onde se processava o arroz (dedução). Então, resolveu testar se uma dieta de arroz vermelho, não processado, poderia curar a doença, pois poderia conter algum tipo de antitoxina ou bactericida (hipótese e deduções). Os testes em frangos funcionaram, porém, vários críticos não aceitaram seus resultados e Eijkman resolveu aplicar testes em humanos. Em primeiro lugar, propôs que se mudasse a dieta de uma prisão, de arroz branco para arroz vermelho (teste) e o resultado foi que o percentual de acometidos pela doença diminuiu. Porém, como não se utilizou um grupo controle, os resultados ainda não foram aceitos. Por sorte, havia um estudo em andamento abrangendo várias prisões em Java, no qual se estava testando dietas com variedades distintas de arroz, que forneceu dados de grupos que poderiam ser considerados como controle. Ao se analisar a incidência de beribéri levando em conta os dados dessa pesquisa, comprovou-se que o número de acometidos continuava sendo maior com a dieta de arroz branco, menor com a de arroz vermelho e intermediária com as outras variedades.

Eijkman ainda cria que a causa da doença era contaminação por parte de bactérias presentes no arroz. Posteriormente, Gerrit Grijns, também em Java, foi o responsável por mostrar que a doença era devida a uma carência nutricional por conta de o arroz branco não fornecer as quantidades necessárias de vitamina b1.

O projeto OMG: A NASA tem um projeto chamado Ocean Melting Greenland (OMG), que consiste em uma pesquisa em andamento, um esforço de vários anos para investigar e entender melhor as relações entre o aquecimento dos oceanos, o derretimento de geleiras e a elevação dos níveis oceânicos (as observações). No caso, os trabalhos focam em como as águas oceânicas podem contribuir para o derretimento de geleiras na Groelândia. Seguindo os passos do método científico:

A hipótese do OMG é a de que os oceanos atuam no derretimento de geleiras na Groelândia. Podemos dizer que o experimento, conduzido continuamente, é a coleta de dados há alguns anos tanto via aérea quanto naval analisando a salinidade das águas e a perda de espessura de coberturas congeladas, por exemplo. De posse desses dados, os pesquisadores podem analisar o quanto os oceanos esquentaram ou resfriaram e como isso alterou o tamanho das geleiras. Se o tamanho das geleiras é alterado, então, confirma se a hipótese inicial.

As conclusões que podem ser tiradas, sobre essa grande série de experimentos de longo prazo são várias, por exemplo, descobriu-se que as profundidades das geleiras são maiores do que se pensava, e isso as torna mais vulneráveis ao aquecimento das águas.

ADENDO: breve história da biologia.

Desde os primórdios a humanidade precisou ter conhecimento sobre a natureza: quais os hábitos dos predadores, dos animais que poderiam caçar e domesticar, quando e onde encontrar certos frutos, quais eram venenosos ou não... Enfim, o conhecimento biológico acompanha a humanidade desde sempre.

Com o início da agricultura e das civilizações, já se encontram textos do mundo antigo descrevendo, por exemplo, que os babilônicos sabiam ser possível transferir grãos de pólen de uma flor masculina para uma feminina e realizar a reprodução sexuada em plantas e também que já tinham noção sobre a importância do coração. Outros textos de outras civilizações, como a chinesa e a egípcia também relatam vários dados científicos, sobre as plantas medicinais e outros temas.

Esses estudos e conhecimentos primordiais, porém, têm como característica marcante o fato de que em grande parte do mundo antigo não se fazia distinção entre o sobrenatural e o natural: tudo era simplesmente, natural. Por exemplo, os estudos sobre os órgãos do corpo humano às vezes tinham como objetivo a previsão do futuro, não a simples busca pelo conhecimento das funções. Atribui-se à tradição Greco-Romana a mudança de paradigma no tocante a adotar a ideia de causalidade, ou seja, de que todos os eventos têm uma causa, e de leis naturais que regem o funcionamento do universo e poderiam ser estudadas e entendidas pelas pessoas. Nesse período e local viveram vários filósofos de destaque, como Aristóteles, que viveu no século IV aC e estudou aspectos diversos dos seres vivos, como a reprodução, a geração espontânea de organismos (crença atualmente descartada) e também desenvolveu um dos primeiros sistemas de classificação. Enfim, a cultura greco-romana gerou uma grande quantidade de conhecimentos graças à mentalidade adotada.

Após um período com poucos relatos de descobertas científicas de grande relevância, aparentemente os trabalhos mais importantes foram desenvolvidos pelos chineses e árabes. Os chineses, por exemplo, desenvolveram tecnologias para se produzir papel e para realizar a impressão de materiais escritos, o que facilitou a divulgação do conhecimento. Os árabes, apesar de não terem sido grandes inovadores, recuperaram as obras dos gregos, traduziram-nas para o idioma árabe, expandiram algumas ideias e impediram que esses conhecimentos fossem perdidos.

Por volta do século XII dC os europeus passaram a reaprender o latim, com isso, além de terem acesso às obras científicas escritas e traduzidas no tempo dos romanos, passaram a expandir esse conhecimento com novos dados e observações e escrever obras em latim. São desse período, por exemplo, as obras de Albertus Magnus (o santo): De vegetabilibus e De animalibus. A Itália, durante a Idade Média foi um centro de estudos de anatomia, que floresceu ainda mais durante o período renascentista, iniciado por volta do século XIV. É interessante notar que muito do avanço sobre os estudos de anatomia foi impulsionado pelo interesse dos artistas. Mesmo assim, o renascimento foi uma época que promoveu o desenvolvimento de várias tecnologias, inclusive o desenvolvimento da imprensa e uma maior disponibilidade de papel na Europa no século XVI, facilitando ainda mais a divulgação do conhecimento com destaques para os grandes avanços na botânica e na anatomia humana.

Andreas Vesalius foi um anatomista de grande notoriedade no século XVI, ele instituiu a prática de dissecar os seus próprios cadáveres e introduziu uma das práticas mais relevantes para o desenvolvimento científico: a de conferir uma descrição antes de aceitá-la. Isso permitiu corrigir vários dos conceitos aceitos no tempo, originados no tempo dos gregos.  Os pesquisadores do século XVI também começaram a desenvolver as sociedades científicas, como a Academia Francesa de Ciências e a Sociedade Real de Londres. Essas sociedades trouxeram como contribuições a possibilidade de discutir os assuntos de interesse com mais facilidade, com os estudiosos da área e também as primeiras publicações científicas, que evoluíram nos periódicos profissionais de hoje em dia.

O conhecimento científico avança na medida em que as hipóteses podem ser testadas, mas para isso é necessário que haja a tecnologia suficiente para realizar esses testes. Por exemplo, durante anos se especulou sobre qual seria a unidade fundamental dos organismos (no tempo, todos classificados como animais ou vegetais), até que o surgimento e o desenvolvimento dos microscópios no século XVII permitiu a observação das células.  Posteriormente, no século XIX, os trabalhos de Mendel sobre a hereditariedade e a genética permaneceram negligenciados por décadas até que se pudesse observar os cromossomos com microscópios ainda mais avançados e inferir que eles consistiam na forma como o DNA é organizado e que as moléculas de DNA carregam os genes, as unidades informacionais.

Nos séculos XVIII a XIX os governos começaram a organizar expedições científicas, sendo uma das mais importantes a conduzida em 1831-1836 pelo HMS Beagle, na qual Charles Darwin serviu como o naturalista (HMS significa Her Majesty's Ship) . Darwin fez várias coletas, observações e anotações, a partir das quais pôde desenvolver a sua teoria da evolução das espécies baseada na descendência comum universal e na seleção natural. O resultado foi a queda do fixismo, um paradigma aceito há séculos, de que as espécies são, em princípio, fixas e imutáveis. A teoria da evolução darwiniana norteia grande parte dos estudos biológicos até hoje e, graças às várias tecnologias desenvolvidas durante o século XX e início do XXI, o conhecimento biológico tem se acumulado grandemente e rapidamente e permite aos pesquisadores até mesmo manipular o material genético dos seres vivos. De nômades preocupados em saber como encontrar certas frutas, passamos a sociedades capazes de modificar as frutas que comemos.

 

REFERÊNCIAS

Allchin, D. Appreciating Classic Experiments. In Carolyn Schofield (ed.), 2004-2005.Professional Development for AP Biology. New York: College Entrance Examination Board.

Amabis & Martho. Biologia das Células. Moderna. 2010.

Campbell, Reece et al. Biologia. 8ª ed. Artmed. 2010.Linhares & Gewandsznajder. Biologia Hoje. Vol 1. 2ª ed. Ática. 2014.

http://en.wikipedia.org/wiki/Laws_of_sciencehttp://science.howstuffworks.com/innovation/scientific-experiments/10-scientific-laws-theories.htm

http://www.stephenjaygould.org/library/gould_fact-and-theory.html

(Estou usando apenas para citar uma forma de se definir teoria científica. No link, o autor alega coisas que eu, particularmente, nunca vi essas grandes organizações criacionistas defendendo ou alegando sobre o sentido de teoria...).

https://pt.wikipedia.org/wiki/Teoria_do_cisne_preto

https://climate.nasa.gov/news/2743/the-scientific-method-and-climate-change-how-scientists-know/

https://www.britannica.com/science/biology/The-theory-of-evolution