Convergência Evolutiva: acaso, necessidade… ou miragem?

O que é a convergência evolutiva?

Uma definição simples

A convergência evolutiva designa um dos fenómenos mais fascinantes da evolução. Mostra que espécies provenientes de linhagens muito distantes, separadas por centenas de milhões de anos, podem desenvolver traços espantosamente similares. Estas semelhanças, apresentadas como o resultado de evoluções separadas, levantam a questão de saber se os mecanismos invocados bastam realmente para explicar soluções tão próximas.

Milhões de anos a reinventar — ou a repetir — as mesmas maravilhas

Nadar depressa para escapar a um predador, percetir a luz nas profundezas, conquistar os ares, resistir às variações de temperatura, otimizar as trocas gasosas em meios pobres em oxigénio, suportar pressões extremas, poupar energia em períodos de escassez, detetar sinais químicos, ou ainda camuflar-se para escapar à predação: outras tantas restrições impostas pelo ambiente.

Segundo a teoria, o mecanismo evolutivo, desprovido de plano, objetivo ou desígnio, explora e seleciona, geração após geração, as soluções mais eficazes. Mas quando linhagens muito distantes parecem chegar às mesmas respostas, uma e outra vez, coloca-se a questão: a natureza reinventa realmente, ou segue caminhos mais balizados do que se pensa? Tudo se passa como se a evolução fosse empurrada, quase apesar de si, a repetir algumas das suas invenções.

Uma tendência inelutável… ou algo que se lhe assemelha

Este fenómeno parece abalar a ideia de uma evolução inteiramente contingente e aleatória. Já não se trataria apenas de acaso, mas de uma forma de tendência recorrente: a seleção natural, como uma engenheira inflexível, empurraria as espécies para um conjunto limitado de soluções eficazes. Como se as leis da matéria e da energia impusessem, em segundo plano, certas formas possíveis da vida. Asas para voar, olhos para ver, venenos para neutralizar uma presa… outras tantas inovações aparecidas em linhagens sem vínculo direto, ao ponto de deixar pensar que a natureza poderá seguir um manual de instruções que apenas entrevejos.

A pergunta de Stephen Jay Gould: acaso ou inevitável?

O paleontólogo Stephen Jay Gould (1941–2002), que via a evolução como um processo largamente imprevisível e contingente, reconhecia no entanto que a convergência levanta uma interrogação inquietante: e se certas formas de vida não fossem apenas o produto do acaso, mas também a expressão de restrições mais profundas e talvez inevitáveis? No seu ensaio Wonderful Life, imaginava «voltar a passar a fita da vida» e perguntava-se: se a história evolutiva recomeçasse, voltaríamos a ver aparecer as mesmas criaturas, ou pelo menos as mesmas soluções para os desafios da existência? A convergência parece sugerir uma repetição… mas também deixa pairar a dúvida sobre o que, na evolução, pertence realmente ao acaso.

Uma diversidade verdadeiramente previsível?

Esta ideia abre uma perspetiva vertiginosa: a diversidade da vida, apesar da sua aparente profusão, poderá inscrever-se num quadro mais previsível do que se imagina. As restrições do mundo físico atuariam então como um filtro, deixando emergir apenas certas inovações, aquelas que, curiosamente, acabam por aparecer em espécies de origens muito distantes. Uma lição de humildade, talvez, mas também um convite a perguntar se não existiriam regras mais profundas, ainda mal compreendidas, que orientariam a inventividade da natureza.

Tabela de convergência evolutiva no mundo vivo — ou o que se lhe assemelha

A tabela abaixo reúne vários casos frequentemente citados de convergência evolutiva, precisando os grupos em causa, a sua função adaptativa, a idade estimada da sua divergência e um exemplo representativo.

A história perturbadora da visão

Um ancestral comum inesperado

Entre todos os exemplos avançados de convergência evolutiva, o olho é sem dúvida o mais espetacular, e talvez também o mais desconcertante. Pois quanto mais os biólogos exploram as suas origens, mais a ideia de uma convergência simples e evidente parece complicar-se.

O ancestral comum dos polvos e dos humanos era um verme bilateral primitivo, que viveu há cerca de 550 a 600 milhões de anos (Pré-Câmbrico tardio). Este animal não possuía um olho estruturado com cristalino, retina e pupila, mas também não estava desprovido de todo o equipamento visual: já transportava fotorrecetores rudimentares, o gene Pax6 (gene mestre do desenvolvimento do olho, conservado da mosca ao humano passando pelo polvo), verdadeiro maestro do desenvolvimento ocular, bem como uma opsina ancestral (proteína fotossensível primitiva comum a todos os animais, precursor molecular de todos os pigmentos visuais atuais) partilhada por toda a linhagem animal.

O papel de Pax6

É precisamente aí que a noção de convergência se torna menos evidente. Quando Walter Jakob Gehring (1939–2014) mostrou em 1983 que a injeção do gene Pax6 de ratinho numa drosófila podia desencadear a formação de um olho numa antena, revelou que o programa genético fundador do olho é comum a animais separados há centenas de milhões de anos. O polvo e o humano não «reinventaram» portanto talvez o olho a partir do nada: parecem antes ter reativado, cada um à sua maneira, o mesmo kit molecular ancestral, conduzindo a arquiteturas espantosamente próximas.

O atavismo: um desafio para a convergência

O que é o atavismo?

O atavismo designa o reaparecimento, num organismo moderno, de um caráter antigo desaparecido há milhões de anos. Este fenómeno mostra que certos traços não são realmente «reinventados» pela evolução: podem simplesmente ser reativados a partir de programas genéticos ancestrais ainda presentes no genoma, mas silenciosos. Galinhas que desenvolvem dentes, baleias que reaparecem com patas, ou serpentes que manifestam esboços de membros ilustram esta capacidade da vida de reativar estruturas antigas em vez de as recriar.

Consequências para a convergência

O atavismo complica portanto a interpretação da convergência evolutiva: o que por vezes se apresenta como uma invenção independente poderá não ser mais do que uma reativação de um módulo genético preexistente. Por outras palavras, certas «convergências» poderão não ser soluções novas impostas pelas restrições do ambiente, mas retornos possíveis a estados antigos inscritos na história profunda da vida.

Os fundamentos estabelecidos por Darwin permanecem sólidos

Os três pilares darwinianos

O quadro proposto por Charles Darwin (1809–1882) em 1859 assenta em três princípios maiores: a descendência com modificação a partir de ancestrais comuns, a variação hereditária entre indivíduos, e a seleção natural como mecanismo de triagem. Estes três pilares são hoje confirmados pela genética, pela paleontologia, pela filogenia molecular e pela observação direta. Nenhum membro sério da comunidade científica os questiona.

Um quadro confirmado e enriquecido

Darwin tinha apreendido o essencial, mesmo se os mecanismos que propunha já não bastem para explicar tudo. A biologia do século XXI^e não contradiz a sua obra: estende-a, completa-a e enriquece-a, por vezes para além do que imaginávamos. Os contributos da genética moderna e os dados paleontológicos recentes confirmam a potência do quadro darwiniano ao mesmo tempo que o nuançam.

O que há que reter: convergência vs contingência

Uma possível previsibilidade

A convergência evolutiva mostraria até que ponto o ambiente e as leis físicas podem orientar a evolução para soluções que se assemelham, sem serem inteiramente deixadas ao acaso. Abre assim a possibilidade — e não a certeza — de que formas de inteligência extraterrestre possam emergir noutro lugar, se aí se exercerem restrições similares. Olhos, asas ou estruturas sociais análogas poderiam então aparecer… ou sugerir que a vida segue por vezes caminhos mais balizados do que imaginávamos.

A contingência irredutível

Mas esta possibilidade teórica não deve mascarar uma realidade mais profunda: as trajetórias evolutivas permanecem largamente moldadas por encadeamentos únicos, impossíveis de antecipar.

E, no entanto, apesar destas semelhanças perturbadoras, a vida terrestre continua a ser o produto de uma história extraordinariamente contingente (em evolução, a contingência designa o caráter único e não reproduzível de um encadeamento de acontecimentos: uma história que só acontece uma vez e não pode ser repetida de forma idêntica.), moldada por uma sucessão de acontecimentos improváveis e não reproduzíveis. Nada permite pensar que este percurso, com as suas ruturas, acidentes e desvios, possa reproduzir-se noutro lugar; tudo sugere, pelo contrário, que é próprio da Terra e da sua história única.