A convergência evolutiva é um dos fenómenos mais fascinantes da evolução. Mostra que espécies de linhagens muito distantes, separadas por centenas de milhões de anos, podem desenvolver traços surpreendentemente semelhantes. Essas semelhanças, apresentadas como resultado de evoluções separadas, levantam a questão de saber se os mecanismos invocados são realmente suficientes para explicar soluções tão próximas.
Nadar rapidamente para escapar de um predador, perceber a luz nas profundezas, conquistar o ar, resistir a variações de temperatura, otimizar as trocas gasosas em ambientes pobres em oxigénio, suportar pressões extremas, poupar energia em períodos de escassez, detetar sinais químicos, ou camuflar-se para escapar à predação: tantos constrangimentos impostos 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, a questão surge: será que a natureza realmente reinventa, ou segue caminhos mais marcados do que pensamos? Tudo se passa como se a evolução fosse impelida, quase contra a sua vontade, a repetir algumas das suas invenções.
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, empurra 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 de vida. Asas para voar, olhos para ver, venenos para neutralizar uma presa… tantas inovações que apareceram em linhagens sem ligação direta, ao ponto de fazer pensar que a natureza poderia seguir um manual de instruções que só vislumbramos.
O paleontólogo Stephen Jay Gould (1941–2002), que via a evolução como um processo em grande parte imprevisível e contingente, reconhecia no entanto que a convergência levanta uma interrogação perturbadora: e se certas formas de vida não fossem apenas o produto do acaso, mas também a expressão de constrangimentos mais profundos e talvez inevitáveis? No seu ensaio Wonderful Life, imaginava “repetir a fita da vida” e perguntava-se: se a história evolutiva recomeçasse, veríamos 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, é realmente fruto do acaso.
Esta ideia abre uma perspetiva vertiginosa: a diversidade do vivo, apesar da sua aparente profusão, poderia inscrever-se num quadro mais previsível do que imaginamos. Os constrangimentos do mundo físico agiriam então como um filtro, só deixando emergir certas inovações, aquelas que, curiosamente, acabam por aparecer em espécies com origens muito distantes. Uma lição de humildade, talvez, mas também um convite para nos perguntarmos se não existirão regras mais profundas, ainda mal compreendidas, que orientam a inventividade da natureza.
| Traço supostamente convergente | Grupos ditos independentes | Função adaptativa | Idade de divergência | Exemplo e particularidade |
|---|---|---|---|---|
| Olho de lente única | Vertebrados / Cefalópodes | Formação de imagem | > 550 Ma | Humano (ponto cego) / Choco (sem ponto cego) — semelhanças surpreendentes apesar de uma herança genética partilhada |
| Voo ativo (asas) | Insetos / Pterossauros / Aves / Morcegos | Deslocamento aéreo | > 350 Ma | Quatro planos de organização diferentes, mas constrangimentos aerodinâmicos que parecem impor soluções próximas |
| Carcinização (forma de caranguejo) | Caranguejos verdadeiros / Falsos caranguejos (anomuros) | Proteção, marcha lateral | > 200 Ma | A “caranguejização”: linhagens distantes adotam a mesma silhueta, talvez sob constrangimentos semelhantes |
| Ecolocalização | Morcegos / Golfinhos / Andorinhões | Navegação e caça na escuridão | > 80 Ma | Mecanismos acústicos próximos, mas por vezes bases genéticas surpreendentemente convergentes |
| Camuflagem (homocromia) | Insetos / Aves / Mamíferos | Dissimular-se | > 300 Ma | Bicho-pau, louva-a-deus-orquídea, lebre-ártica — estratégias semelhantes, mas vias bioquímicas nem sempre independentes |
| Venenos paralisantes | Cobras / Cobras-cegas / Aranhas / Escorpiões / Rãs | Imobilização de presas ou defesa | > 200 Ma | Toxinas semelhantes, por vezes baseadas em famílias de genes já presentes no ancestral comum |
| Bioluminescência | Insetos / Peixes abissais / Bactérias / Fungos / Lulas | Atração, isco, camuflagem | > 500 Ma | Luciferina e luciferase: mesmas reações químicas, mas origens verdadeiramente independentes permanecem debatidas |
| Extremofilia (resistência à radiação) | Arqueas / Bactérias / Tardígrados | Resistência extrema | > 2,7 Ga | Mecanismos de reparação do ADN semelhantes, talvez derivados de módulos moleculares muito antigos |
Entre todos os exemplos de convergência evolutiva, o olho é sem dúvida o mais espetacular, e talvez também o mais desconcertante. 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 bilateriano primitivo, que vivia há cerca de 550 a 600 milhões de anos (Precâmbrico tardio). Este animal não possuía um olho estruturado com cristalino, retina e pupila, mas também não estava totalmente desprovido de ferramentas visuais: já tinha fotorreceptores rudimentares, o gene Pax6, verdadeiro maestro do desenvolvimento ocular, bem como uma opsina ancestral partilhada por toda a linhagem animal.
É precisamente aqui que a noção de convergência se torna menos óbvia. Quando Walter Jakob Gehring (1939–2014) mostrou em 1983 que a injeção do gene Pax6 de rato numa mosca-da-fruta podia desencadear a formação de um olho numa antena, revelou que o programa genético fundador do olho é comum a animais separados por centenas de milhões de anos. O polvo e o humano talvez não tenham “reinventado” o olho a partir do zero: parecem antes ter reativado, cada um à sua maneira, um mesmo kit molecular ancestral, resultando em arquiteturas surpreendentemente próximas.
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 do vivo para reativar estruturas antigas em vez de as recriar.
O atavismo complica assim a interpretação da convergência evolutiva: o que por vezes é apresentado como uma invenção independente pode não ser mais do que uma reativação de um módulo genético pré-existente. Em outras palavras, certas “convergências” podem não ser soluções novas impostas pelos constrangimentos do ambiente, mas sim possíveis regressos a estados antigos inscritos na história profunda do vivo.
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 estão hoje confirmados pela genética, pela paleontologia, pela filogenia molecular e pela observação direta. Nenhum membro sério da comunidade científica os põe em causa.
Darwin captou o essencial, mesmo que os mecanismos que propôs já não sejam suficientes para explicar tudo. A biologia do século XXI não contradiz a sua obra: estende-a, completa-a e enriquece-a, por vezes para além do que se imaginava.
A convergência evolutiva mostrava até que ponto o ambiente e as leis físicas podem orientar a evolução para soluções que se assemelham, sem serem inteiramente deixadas ao acaso. Assim, abre a possibilidade — mas não a certeza — de que formas de inteligência extraterrestre possam emergir noutros lugares, se aí se exercerem constrangimentos semelhantes. Olhos, asas ou estruturas sociais análogas poderiam então aparecer… ou sugerir que a vida segue por vezes caminhos mais marcados do que imaginávamos.
Mas esta possibilidade teórica não deve ocultar uma realidade mais profunda: as trajetórias evolutivas permanecem em grande parte moldadas por sequências únicas, impossíveis de antecipar.
E no entanto, apesar destas semelhanças perturbadoras, a vida terrestre continua a ser o produto de uma história extraordinariamente contingente, moldada por uma sucessão de eventos improváveis e não reprodutíveis. Nada sugere 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.