Teoria Universal da Evolução propõe que evolução não é exclusividade da vida

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/10/2023

Já havia propostas de que a evolução possa ter começado antes da própria vida.
[Imagem: LMU]

Teoria Universal da Evolução

O que hoje é conhecido como Teoria da Evolução, operando por meio da conhecida seleção natural proposta por Charles Darwin, pode ser na verdade apenas um caso especial e bastante restrito de uma "Teoria Universal da Evolução".

A proposta de Michael Wong (Instituição Carnegie para Ciência) e seus colegas é que a evolução não é uma exclusividade dos seres vivos. É claro que já falamos sobre evolução das estrelas, evolução das galáxias e até evolução do Universo, mas, em termos formais, estas expressões são mais metáforas do que conceitos cientificamente sistematizados.

Em essência, o que a equipe chama de "a lei da natureza que faltava" afirma que sistemas naturais complexos evoluem para estados de maior padronização, diversidade e complexidade. Em outras palavras, a evolução não se limita à vida na Terra, mas também ocorre mesmo em sistemas extremamente complexos, desde átomos e minerais até planetas e estrelas.

Os "parágrafos" desta nova lei natural estabelecem que os sistemas naturais apresentam as seguintes características:

• são formados a partir de muitos componentes diferentes, como átomos, moléculas ou células, que podem ser organizados e reorganizados repetidamente.
• estão sujeitos a processos naturais que causam a formação de inúmeros arranjos diferentes.
• apenas uma pequena fração de todas essas configurações sobrevive em um processo denominado "seleção para função".
• independentemente de o sistema ser vivo ou não, quando uma nova configuração funciona bem e a função melhora, ocorre a evolução.

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A inteligência artificial colocou constrangimentos à teoria da evolução da vida.
[Imagem: Cuthill/Guttenberg]

Evolução para função

Levando todas essas características em conta, a equipe batizou seu conceito de "Lei da Crescente Informação Funcional", ou "Lei do Aumento da Informação Funcional", destacando o papel central dessa "seleção para a função".

No caso da biologia, Darwin equiparou a função principalmente à sobrevivência, ou seja, o "sentido da vida" seria a capacidade de viver o suficiente para produzir descendentes férteis. A nova proposta expande essa perspectiva, observando que conhecemos pelo menos três tipos de funções na natureza.

Pela proposta, a função mais básica seria a estabilidade - arranjos estáveis de átomos ou moléculas são selecionados para continuar. Também foram escolhidos para persistir os sistemas dinâmicos com fornecimento contínuo de energia.

A terceira e mais interessante função seria a "novidade", a tendência dos sistemas em evolução para explorar novas configurações, que às vezes levam a novos comportamentos ou características surpreendentes, inovadoras.

Por exemplo, a história evolutiva da vida é rica em novidades: A fotossíntese evoluiu quando as células individuais aprenderam a tirar proveito da energia da luz, a vida multicelular evoluiu quando as células aprenderam a cooperar e as espécies evoluíram graças a novos comportamentos vantajosos, como nadar, caminhar, voar e pensar.

A novidade que vem com a nova lei é que o mesmo tipo de evolução aconteceria em outros sistemas, como no reino mineral. Os primeiros minerais representam arranjos de átomos particularmente estáveis. Esses minerais primordiais forneceram as bases para as próximas gerações de minerais, que eventualmente participaram das origens da vida. De fato, os minerais da Terra, que começaram com cerca de 20 no início do nosso Sistema Solar, hoje já somam quase 6.000 conhecidos, e essa variedade surgiu graças a processos físicos, químicos e, em última análise, biológicos, todos cada vez mais complexos, ao longo de 4,5 bilhões de anos.

Além disso, a evolução da vida e a evolução dos minerais estão interligadas, uma vez que a vida utiliza minerais para fazer conchas, dentes e ossos, e acaba influenciando a emergência de novos tipos minerais.

E dá para ir além: As estrelas, formadas inicialmente (logo após o Big Bang) por apenas dois elementos principais (hidrogênio e hélio), serviram como fornalhas para produzir cerca de 20 elementos químicos mais pesados. E a segunda geração de estrelas baseou-se nessa diversidade para produzir mais quase 100 elementos.

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Não pense que a evolução darwiniana seja uma discussão fechada entre os cientistas: de fato, para que a teoria atual explique a vida, precisaríamos ampliar o Universo.
[Imagem: NASA/Chris Smith]

Informação funcional e fronteira entre vida e não-vida

As leis da natureza - movimento, gravidade, eletromagnetismo, termodinâmica, etc - codificam o comportamento geral de vários sistemas naturais macroscópicos através do espaço e do tempo. A "Lei do Aumento da Informação Funcional" proposta agora complementa a segunda lei da termodinâmica, que afirma que a entropia (desordem) de um sistema isolado aumenta com o tempo.

A noção de informação funcional sugere que a taxa de evolução de um sistema pode ser aumentada em pelo menos três maneiras: (1) aumentando o número e/ou diversidade dos agentes que interagem; (2) aumentando o número de diferentes configurações do sistema; e/ou 3) melhorando a pressão seletiva no sistema (por exemplo, em sistemas químicos por meio de ciclos mais frequentes de aquecimento/resfriamento ou umedecimento/secagem).

Como métrica para aferir o quão mais complexo um sistema em evolução pode se tornar, a equipe propõe o conceito de "complexidade potencial" ou "complexidade futura".

Uma das principais implicações da nova teoria está na visão da vida sob uma nova perspectiva, inserida no contexto de outros sistemas complexos, igualmente em evolução. Nesse quadro, a vida compartilha certas equivalências conceituais com outros sistemas complexos, mas os pesquisadores também apontam que ainda está em aberto a questão de se há algo distinto sobre como a vida especificamente processa as informações sobre a funcionalidade.

E isso tem implicações de grande alcance. Por exemplo, no contexto da busca por formas de vida fora da Terra, será que existe uma demarcação entre vida e não-vida, uma fronteira que tenha a ver com a seleção para função? No caso de uma resposta positiva, será que em nossas pesquisas astrobiológicas poderíamos então identificar as "regras da vida" que estabelecem essa linha divisória? São temas que certamente merecerão a atenção da comunidade científica que decidir apoiar a teoria proposta agora.

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