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O DESENVOLVIMENTO HUMANO PR-NATAL E O AMBIENTE INTRA-UTERINOO ser humano, assim como qualquer outro ser vivo, depende do meio ambiente antes mesmo de nascer. Durante o perodo de desenvolvimento pr-natal humano, a criana em formao recebe continuamente recursos do ambiente onde est inserida, provenientes da me, e esta interao se modifica em funo da sucesso de etapas do desenvolvimento e das relaes ambientais a que a prpria me est sujeita. A embriologia o estudo do desenvolvimento pr-natal, e uma disciplina cujo corpo de conhecimento muito vasto, embora exista muita coisa a ser descoberta. O contedo a ser apresentado nesta seo corresponde a apenas uma noo geral desse processo. A FECUNDAO A formao de uma nova pessoa tem incio a partir do momento da fecundao, que um processo em que os gametas (clulas reprodutoras) masculino e feminino se encontram e misturam o material gentico materno e paterno. Este encontro ocorre nas tubas uterinas pouco tempo aps o vulo ter sido expelido pelo ovrio durante a ovulao. O material gentico dos gametas corresponde ao DNA localizado no interior do vulo e do espermatozide. Para que o espermatozide consiga atingir seu objetivo, ele ter que romper dois envoltrios existentes ao redor do gameta feminino: a corona radiata, composta por clulas ovarianas que acompanham o vulo aps a ovulao, e a zona pelcida, formada por um conjunto de substncias de Processo de fecundao consistncia viscosa. A clula originada dessa fuso de gametas denominada zigoto, que corresponde primeira das milhares de clulas que constituiro o organismo dessa futura pessoa. Dentro do zigoto, existe um conjunto de informaes genticas que sero teis na elaborao da estrutura corporal e para seu funcionamento, embora a estrutura e o funcionamento do organismo iro tambm depender em larga escala da ao do ambiente. CLIVAGENS Para que o zigoto origine as milhares de clulas que iro compor o novo indivduo, necessrio que se inicie um processo de diviso celular. As primeiras divises celulares que ocorrem no zigoto e em suas clulas-filhas so denominadas clivagens, e comeam a ocorrer cerca de 30 horas aps a fecundao. As clulas resultantes da diviso do zigoto so chamadas de blastmeros. Assim, o zigoto origina dois blastmeros aps a clivagem, os quais sofrem clivagens e originam quatro blastmeros, oito, e assim sucessivamente, de modo que estas clulas diminuem de tamanho a cada clivagem. importante lembrar que tanto a fecundao quanto a formao dos blastmeros ocorre na poro da tuba uterina mais prxima do ovrio.

2Este embrio em formao ter que atingir as paredes internas do tero para se fixar e comear a receber nutrientes da me. Assim, medida que as clivagens vo ocorrendo e originando blastmeros, esse agrupamento de clulas ser empurrado pelas paredes da tuba uterina em direo ao tero. Essa massa celular permanecer envolta pela zona pelcida para que no se fixe em local inadequado. Quando h de 12 a 15 blastmeros no agrupamento, este passar a ser chamado de mrula (estrutura que parece uma amora). Isto ocorre cerca de trs dias aps a fecundao. neste estgio que o novo ser humano em desenvolvimento chegar ao tero.

Seqncia de etapas da primeira clivagem formao da mrula

FORMAO DO BLASTOCISTO Chegando ao tero, a mrula passar por transformaes importantes. Surgir uma cavidade em seu interior, totalmente preenchida por fluido proveniente do tero. Essa cavidade tornar-se- cada vez maior em funo do acmulo de fluido, o que far com que os blastmeros internos sejam direcionados para a periferia. Neste estgio do desenvolvimento pr-natal ser formado o blastocisto, uma estrutura que possui formato de anel. Um pequeno grupo de blastmeros ainda permanecer voltado para o interior da cavidade cheia de fluido do blastocisto. Esse grupo de blastmeros conhecido como massa celular interna, a qual ir originar todos os rgos do embrio propriamente dito em uma etapa posterior. Aps cerca de dois dias em que o blastocisto se encontra flutuando nas secrees uterinas, a zona pelcida gradualmente desaparecer. A perda da zona pelcida permitir que o blastocisto cresa e se fixe ao endomtrio, que a parede interna do tero.

vulo

O blastocisto, antes e aps a perda da zona pelcida

Ovrio

Seqncia de eventos da fecundao implantao

FIXAO PAREDE UTERINA E IMPLANTAO DO BLASTOCISTO

3Se o blastocisto permanecesse flutuando em fluidos uterinos por muito tempo, correria o risco de ser eliminado do organismo materno. Portanto, necessrio que ele se fixe parede uterina. Essa fixao ocorrer cerca de seis dias aps a fecundao, e se dar pela regio adjacente massa celular interna. Caso houvesse apenas essa fixao superficial do blastocisto ao tero, ele tambm no resistira muito tempo sem ser expulso do corpo da me. necessrio, pois, que esse agrupamento de clulas garanta a sua permanncia dentro do tero, e isso ser possvel apenas se o blastocisto se enterrar completamente no endomtrio. Para que o blastocisto se enterre na parede do tero, necessrio que ele promova uma verdadeira escavao do endomtrio. Com esse intuito, as clulas da periferia do blastocisto, localizadas logo acima da massa celular interna, comearo a se proliferar e a se diferenciar em uma massa gelatinosa cheia de ncleos celulares, resultante da fuso entre as clulas da regio. Essa massa gelatinosa originar projees em forma de dedos, que se estendero pela superfcie do endomtrio e gradualmente comearo a invadir as camadas mais profundas dessa parede, liberando substncias que iro fazer a eroso da parede uterina. Aps certo tempo, o blastocisto ter criado condies para se enterrar literalmente no endomtrio, processo conhecido como implantao.

Fixao do blastocisto e incio da implantao

A implantao do blastocisto na parede uterina comea ao final da primeira semana aps a fecundao e se completa ao final da segunda semana. Uma vez completamente enterrado no endomtrio, o blastocisto precisar garantir alguma forma de suprimento. Comearo, assim, a surgir lacunas em suas camadas mais perifricas, as quais se tornaro preenchidas com uma mistura de sangue materno, derivado de vasos capilares rompidos durante a eroso do endomtrio, e de secrees provenientes de glndulas uterinas erodidas. Podemos afirmar que, depois todo esse perodo de implantao, o blastocisto comea a modificar o seu meio ambiente no sentido de garantir proteo e nutrio s suas clulas. FORMAO DO DISCO EMBRIONRIO E DOS FOLHETOS GERMINATIVOS medida que o blastocisto se implanta na parede uterina, sua massa celular interna inicia um processo importante de transformaes. Uma pequena cavidade se desenvolver no interior dessa massa celular, a cavidade amnitica. Ao mesmo tempo, comear a haver uma alterao na forma dessa massa celular, de modo que ela vai se tornando mais e mais achatada. O resultado final dessa

4alterao o surgimento de um disco achatado e circular, o disco embrionrio, o que ocorre na terceira semana de gestao. A partir de um processo chamado gastrulao, o disco embrionrio ir originar os folhetos germinativos, os quais so camadas celulares que apresentam o potencial para formar todos os rgos do futuro indivduo. Estes folhetos germinativos so:

Ectoderme: origina o sistema nervoso, a poro sensorial dos olhos, orelha e nariz, epiderme (camada superficial da pele), glndulas mamrias, etc. Mesoderme: origina cartilagens, ossos, msculos, corao, vasos sangneos, rins, ovrios, testculos, tecido conjuntivo, etc. Endoderme: origina o revestimento interno dos sistemas respiratrio, digestrio e urinrio, fgado, pncreas, etc.

Estabelecimento de circulao entre me e embrioFases da evoluo da implantao e formao do disco embrionrio

Durante um perodo que vai da terceira/quarta oitava semanas de gestao, ocorre a formao da maioria dos rgos e sistemas do corpo a partir dos folhetos germinativos. Com isso, termina o perodo embrionrio, caracterizado pelo conjunto de processos que levam formao dos rgos, e tem incio o perodo fetal, marcado pelo rpido crescimento corporal e aumento na complexidade funcional dos rgos e sistemas. O perodo fetal se inicia na nona semana de gestao e vai at o nascimento.

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PERODO FETAL A mudana mais notvel ocorrida durante o perodo fetal a lenta taxa de crescimento da cabea em relao ao resto do corpo. A taxa de crescimento do corpo durante este perodo muito rpida, e o ganho de peso fetal fenomenal durante as ltimas semanas. No h um sistema de classificao formal dentro do perodo fetal, porm o estudo desse perodo fica facilitado quando se consideram as modificaes ocorridas em perodos de quatro ou mais semanas. Vejamos algumas delas: Da 9 12 semana: Ao final desse perodo terminar a maturao da genitlia. Neste perodo, o fgado ser o principal formador de glbulos vermelhos do sangue, e a urina comear a ser produzida e eliminada no lquido amnitico onde o feto est mergulhado. Da 13 16 semana: Os movimentos do beb sero coordenados, porm muito suaves para que a me os perceba. A ossificao do esqueleto fetal ser ativa neste perodo. possvel identificar o sexo da criana ao ultra-som. Da 17 20 semana: Os movimentos fetais j podero ser percebidos pela me. O tero estar completamente formado e o canal vaginal comear a ser construdo. Os testculos se deslocaro do abdome rumo bolsa escrotal. Comear o crescimento de cabelos na cabea. Da 26 29 semana: Os pulmes e a vascularizao pulmonar atingiro um grau de desenvolvimento que possibilitar a ocorrncia de trocas gasosas, de modo que o nascimento prematuro neste estgio permite freqentemente a sobrevivncia da criana. Uma grande quantidade de clulas sangneas ser formada pelo bao e, depois, pela medula ssea vermelha. Da 30 38 semana: As ltimas oito semanas antes do parto sero devotadas principalmente preparao dos sistemas envolvidos na transio do ambiente intrauterino para o ambiente externo, principalmente os sistemas respiratrio e cardiovascular. Haver tambm acmulo de gordura subcutnea no sentido de amenizar os efeitos da variao brusca de temperatura, ocorrida em funo da passagem de um ambiente para outro.

6O MEIO AMBIENTE FETAL O interior do tero o meio ambiente onde o feto se encontra em pleno desenvolvimento. Sua nutrio, respirao, proteo e excreo dependem de seu relacionamento com esse meio. Para que essa interao ocorra da melhor forma possvel, algumas estruturas acessrias tm que estar presentes, especialmente a placenta e o saco amnitico. A placenta se constitui em um importante instrumento de nutrio e trocas gasosas entre a me e o feto. Ela formada a partir de uma poro fetal (vilosidades corinicas) e de uma poro materna (decdua basal do tero), portanto um rgo de origem maternofetal. A placenta e o cordo umbilical funcionam como um sistema de transporte de substncias da me para o feto e vice-versa. Nutrientes, oxignio e anticorpos passam do sangue materno para o feto atravs da placenta, e resduos metablicos e gs carbnico passam na direo oposta. O sangue materno e o fetal normalmente no se misturam, exceto quando ocorrem pequenos defeitos na placenta. O lquido amnitico inicialmente produzido por clulas do saco amnitico e depois derivado em grandes quantidades do ambiente uterino materno. Algumas funes desempenhadas por este fluido so: barreira contra infeces, absoro de impactos mecnicos sofridos pela me e manuteno de uma temperatura ideal para o desenvolvimento. Na composio deste lquido h 99% de gua, mas tambm existem clulas fetais, carboidratos, gordura, hormnios e alguns sais. O contedo de gua do lquido amnitico muda a cada 3 horas, e esse intercmbio se d com os vasos sangneos do tero promovido pela membrana encontrada na parede do saco amnitico. Como se pode perceber, o feto, assim como o embrio, interage constantemente com o seu meio ambiente, de modo a assegurar sua sobrevivncia. No entanto, em algumas situaes, fatores indesejveis podem provir desse ambiente e interferir negativamente no desenvolvimento intra-uterino. TERATOLOGIA Teratologia o ramo da cincia que estuda as causas, mecanismos e padres de desenvolvimento anormal. Um conceito fundamental em teratologia que certos estgios do desenvolvimento embrionrio so mais vulnerveis a sofrer defeitos que outros. At a dcada de 1940, acreditava-se que os embries humanos eram protegidos naturalmente contra agentes ambientais como drogas e viroses por suas membranas Etapas da formao da placenta embrionrias/fetais e pelas paredes uterina e abdominal maternas, at (parte fetal) e saco amnitico que comearam a surgir evidncias bem documentadas de que agentes biolgicos e qumicos interferiam no desenvolvimento. Atualmente, estima-se que de 7 a 10% dos defeitos humanos constatados ao nascimento resultem de interferncias atribudas a drogas, viroses e outros fatores ambientais. Um teratgeno qualquer agente que produza uma anomalia congnita (detectvel ao nascimento). Muitos fatores ambientais biolgicos e qumicos so considerados teratgenos, e, em algumas situaes, podem ter seus efeitos confundidos com causas genticas, por exemplo quando

7mais de uma criana nasce afetada de pais normais. Um princpio importante a ser aprendido o de que nem tudo que se repete na mesma famlia gentico. Quando se analisa a possvel teratogenicidade de um agente qualquer, importante considerar, entre outros fatores, o perodo crtico do desenvolvimento dos rgos e a constituio gentica do embrio. O estgio do desenvolvimento de um embrio quando um agente teratognico est presente determina sua susceptibilidade a este fator. De uma maneira geral, o perodo mais crtico do desenvolvimento ocorre quando as divises e diferenciaes celulares esto em seu auge. Isso corresponde ao perodo em que a maioria dos rgos est sendo formada, embora cada rgo tenha seu prprio ritmo e perodo de maior desenvolvimento. Os rgos mais afetados por defeitos congnitos em ordem decrescente de incidncia so crebro, corao, rins e membros. O que contribui para a maior susceptibilidade do crebro a teratgenos o fato de que o perodo crtico de seu desenvolvimento mais longo que o dos demais rgos. Enquanto o perodo de maior sensibilidade ao surgimento de defeitos para a maioria dos rgos vai da terceira oitava semana de gestao, para o crebro esse perodo est compreendido da terceira dcima sexta semana. O crebro pode sofrer interferncias em seu desenvolvimento at mesmo aps esse perodo, uma vez que ele se diferencia e cresce rapidamente prximo data do nascimento e continua a faz-lo ao longo dos dois primeiros anos aps o nascimento (ver figura na prxima pgina). A constituio gentica do embrio desempenha um papel importante na resposta da criana em gestao a agentes teratognicos. Exemplo disso pode ser observado quando se analisa casos de exposio fenitona, um dos teratgenos humanos bem conhecidos. De 5 a 10% dos embries expostos a esse medicamento anticonvulsivante desenvolve defeitos graves. Cerca de um tero dos embries expostos, entretanto, apresentam um quadro de sintomas bem mais leve que inclui apenas alguns poucos defeitos congnitos, e mais da metade dos embries no afetada. TERATGENOS HUMANOS CONHECIDOS O conhecimento de que certos agentes podem interferir no desenvolvimento intra-uterino normal oferece a oportunidade de prevenir algumas anomalias congnitas. Por exemplo, se as mulheres conhecessem os efeitos danosos de drogas como o lcool, poluentes qumicos ambientais e viroses, a maioria delas no iriam se expor durante a gestao a estes agentes teratgenos. fundamental, pois, que as mulheres reconheam que o ambiente a que seu embrio/feto est exposto depende diretamente dos fatores ambientais a que elas enquanto mes estaro expostas. DROGAS COMO TERATGENOS As drogas variam consideravelmente em seus efeitos teratognicos. Alguns teratgenos, como a talidomida, afetam drasticamente o desenvolvimento se administradas durante o perodo de formao de certos rgos (no caso da talidomida, o desenvolvimento dos membros afetado). Outros teratgenos causam retardo mental, de crescimento e outras anomalias se usados excessivamente durante o perodo gestacional. O uso de drogas prescritas ou no durante esse perodo surpreendentemente alto. De 40 a 90% das mulheres grvidas consomem ao menos um tipo de droga durante a gestao, sendo

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Perodos crticos do desenvolvimento e algumas alteraes induzidas por teratgenos

9algumas delas de poder teratognico reconhecido. altamente recomendvel evitar o uso de medicamentos durante a gestao, principalmente no primeiro trimestre, exceto em situaes em que haja recomendaes mdicas expressas. CIGARRO

Apesar de o cigarro no ser considerado uma droga pela maioria das pessoas, as substncias que se consome ao fum-lo agem como tal em nosso organismo. O fumo uma das mais bem conhecidas causas de retardo no crescimento durante a gestao. A despeito dos alertas de que o cigarro prejudicial ao desenvolvimento fetal, mais de 25% das mulheres grvidas fumam. Nos casos em que as mes abusam do cigarro durante a gravidez, a chance de nascimento prematuro da criana duas vezes maior que nos casos das no-fumantes, e os bebs tambm nascem com o peso abaixo do normal. O baixo peso ao nascimento est fortemente associado mortalidade infantil. Alm disso, a nicotina provoca uma constrio dos vasos sangneos uterinos, o que provoca um decrscimo no fornecimento de oxignio e nutrientes ao embrio/feto. Isso interfere significativamente na proliferao celular e pode ter efeitos adversos no desenvolvimento mental da criana. Somado a isso, importante considerar que a quantidade de monxido de carbono presente na fumaa do cigarro diminui a capacidade do sangue transportar oxignio, o que tambm interfere diretamente no crescimento e desenvolvimento. LCOOL

O abuso do lcool um problema que afeta de 1 a 2% das mulheres em idade reprodutiva. Nveis moderados e elevados de consumo de lcool durante o incio da gestao podem resultar em alteraes na formao e crescimento do feto, sendo que quanto maior a quantidade ingerida maior a severidade do quadro. Crianas nascidas de mes alcolatras exibem um padro de defeitos especfico, que inclui retardo mental, microcefalia, fissuras palpebrais pequenas, dobras epicnticas, hipoplasia do maxilar, nariz curto, lbios superiores afinados e defeitos cardacos congnitos. Esse padro de anomalias conhecido como sndrome do lcool fetal (SAF). O abuso materno de lcool durante a gestao a causa mais comum de retardo mental. Mesmo em doses moderadas (o equivalente ao consumo pesado de lcool por 1 a 3 dias durante a gestao) podem produzir quadros em que a criana apresenta dificuldades comportamentais e de aprendizado. Como o perodo de susceptibilidade do crebro a interferncias abrange a maior parte da gestao, altamente recomendvel a total abstinncia de lcool neste perodo.

10 ANTICOAGULANTES

Todos os anticoagulantes, exceto a heparina, atravessam a barreira placentria e podem causar hemorragias no embrio ou feto. A warfarina, freqentemente utilizada por pacientes que possuem vlvulas cardacas artificiais, um anticoagulante de reconhecido poder teratgeno, e pode provocar hipoplasia da ponte nasal, microcefalia, atrofia ptica e retardo mental.

ANTICONVULSIVANTES

As estimativas apontam que a cada 200 gestantes uma seja epilptica e requeira tratamento com algum tipo de anticonvulsivante. A fenitona e a hidantona pertencem a essa classe de medicamentos e so teratgenos reconhecidos. A sndrome da hidantona fetal acomete de 5 a 10% das crianas nascidas de mes que utilizam esse tipo de droga. O quadro apresentado por essas crianas geralmente envolve retardo no crescimento intrauterino, microcefalia, retardo mental, ponte nasal baixa, hipoplasia das falanges distais e hrnia. Para evitar o risco de vir a ter uma criana com esses problemas, recomenda-se que as mes epilpticas faam uso de anticonvulsivantes seguros, como o fenobarbital. CIDO RETINICO

Mesmo quando ingerido em baixas dosagens, o cido retinico tem alto poder teratognico. Essa droga utilizada para tratar casos severos de acne cstica, manchas na pele ou psorase. Os riscos de aborto espontneo e defeitos congnitos so elevados aps exposio ao cido retinico. As anomalias mais comumente observadas so: dismorfismo craniofacial (microtia, micrognatia), fenda palatina, anomalias cardiovasculares e defeitos de tubo neural. Severos danos neuropsicolgicos so observados em crianas que sofreram exposio a esta droga. Deve-se evitar tambm a ingesto excessiva de vitamina A durante a gestao, pois isso elevaria substancialmente a taxa de cido retinico no sangue materno. Um frmaco sinttico similar vitamina A a isotretinona. As preparaes tpicas base de cido retinico, como cremes de beleza, no esto associadas aos riscos aqui descritos.

11 TALIDOMIDA

Essa substncia foi largamente utilizada na Alemanha e Austrlia como sedativo e antiemtico (para evitar vmito), e nos dias atuais utilizada por causa de suas propriedades imunossupressoras e antioncognicas, sendo que seu uso tambm tem sido cogitado para tratamento da AIDS e hansenase. Uma verdadeira epidemia de talidomida teve Estrutura qumica da talidomida incio em 1959. Estima-se que aproximadamente 12 mil crianas nasceram com defeitos causados por essa droga. Os membros superiores e inferiores so os mais severamente afetados, podendo ser mais curtos e malformados (focomelia = membros similares aos de uma foca) ou at mesmo ausentes. DROGAS ILCITAS

Focomelia, um defeito associado talidomida

Defeitos congnitos associados ao uso de drogas ilcitas durante a gestao tm sido relatados. Por exemplo, o uso de LSD (cido lisrgico) pode provocar malformaes nos membros semelhantes quelas ocorridas pelo uso da talidomida, bem como distrbios de sistema nervoso. H tambm indicaes de que o uso de maconha durante os dois primeiros meses de gestao afete o crescimento fetal, o peso ao nascimento assim como os padres de eletroencefalograma e o sono do recm-nascido. Outra droga ilcita bastante utilizada por gestantes a cocana, cujos efeitos pr-natais incluem aborto espontneo, prematuridade, microcefalia, infarto cerebral e distrbios neurocomportamentais. AGENTES INFECCIOSOS COMO TERATGENOS Durante o perodo pr-natal, embrio e feto tm suas vidas ameaadas por uma variedade de microorganismos, embora na maioria dos casos ocorram mecanismos de defesa eficientes no combate a esses invasores indesejveis. Porm, em alguns casos essa resistncia pode no ser suficiente e os agentes infecciosos podem provocar aborto ou malformaes congnitas. RUBOLA

O vrus que provoca a rubola tem o potencial de atravessar a placenta e infectar o embrio ou o feto, e os danos mais severos decorrem de infeco ocorrida durante o primeiro trimestre de gestao. As caractersticas usuais da sndrome da rubola congnita so catarata, defeitos cardacos e surdez. Entretanto, outras anomalias podem tambm estar presentes, tais como deficincia mental e glaucoma. CITOMEGALOVRUS

A infeco com citomegalovrus a infeco viral que ocorre com maior freqncia em fetos humanos. Se a infeco ocorrer durante o primeiro trimestre de gestao, os riscos de aborto espontneo so elevados. Infeces mais tardias podem resultar em microftalmia, cegueira, microcefalia, retardo mental, surdez, paralisia cerebral e hepatoesplenomegalia.

12 VARICELA (CATAPORA) E HERPES ZOSTER

Varicela e herpes zoster so infeces causadas pelo mesmo vrus. H evidncias convincentes de que este vrus provoque anomalias congnitas, tais como atrofia muscular, hipoplasia dos membros, danos oculares e cerebrais e retardo mental, especialmente se a infeco ocorrer durante os primeiros quatro meses de gestao. Herpes bucal e genital no so provocadas pelo mesmo vrus da herpes zoster. TOXOPLASMOSE

Esta infeco provocada por um protozorio (Toxoplasma gondii), e freqentemente adquirida quando se come carne crua ou mal passada (especialmente carne de porco e carneiro), ou pelo contato direto com animais domsticos infectados (usualmente gatos). Esse parasita atravessa a barreira placentria e provoca infeco fetal, causando danos cerebrais que levam ao surgimento de retardo mental, bem como distrbios oculares, microcefalia, microftalmia e hidrocefalia. Existe o risco de morte fetal decorrente de infeco, especialmente nos trs primeiros meses de gestao. Recomenda-se s mulheres grvidas que evitem contato com animais domsticos (principalmente gatos, cachorros e coelhos) e a ingesto de carne crua ou mal passada e de leite no pasteurizado. SFILIS CONGNITA

A incidncia desta infeco bacteriana congnita tem aumentado significativamente nos ltimos anos. Estimativas norte-americanas indicam que a cada 10.000 nascimentos uma criana seja infectada, sendo que a infeco pode ocorrer em qualquer perodo da gestao. A sfilis congnita pode provocar surdez, problemas sseos e dentrios, hidrocefalia e retardo mental.

RADIAO COMO TERATGENO A exposio a elevados nveis de radiao ionizante danifica as clulas embrionrias, podendo provocar danos cromossmicos e at mesmo morte celular. Como conseqncia, h o risco de ocorrncia de retardo no desenvolvimento mental e no crescimento fsico. A gravidade dos danos diretamente proporcional dosagem absorvida, e depende tambm do perodo do desenvolvimento embrionrio ou fetal em que ocorreu a exposio. Observaes feitas em sobreviventes japoneses aos ataques por bomba atmica e em seus descendentes sugerem que de 8 a 16 semanas aps a fecundao o perodo de maior sensibilidade para danos radioativos provocados no crebro, os quais resultam em retardo mental grave. As dosagens de radiao recebidas em exames de raios-X de regies do corpo da me no muito prximas ao tero representam muito pouco risco ao embrio. Entretanto, necessrio cautela durante os exames realizados na regio plvica de mulheres grvidas.

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NA INTERNET:Visite a pgina do SIAT (Sistema de Informao sobre Agentes Teratognicos), que um servio gratuito de informao e orientao da UNICAMP s gestantes e mdicos sobre efeitos de medicamentos, radiaes e determinadas doenas na gestao. O endereo : http://www.caism.unicamp.br/servicos/siat.html

COMPLICAES PERINATAIS A teratologia se limita a compreender as interferncias ambientais sofridas pelo embrio/feto durante o perodo gestacional, tambm chamado perodo pr-natal. No entanto, complicaes tambm podem ocorrer durante o processo de expulso do feto, motivo pelo qual so denominadas complicaes perinatais. Dentre os problemas mais freqentemente decorrentes do trabalho de parto est a anoxia neonatal. A anoxia neonatal definida como a ausncia de oxignio nas clulas do recm-nascido. O oxignio um elemento absolutamente essencial para a atividade metablica. somente na presena do oxignio que as clulas conseguem fabricar energia para a manuteno da vida. Bastam alguns minutos sem essa substncia, para que as atividades celulares cessem e se inicie o processo de morte das clulas. Quando isto acontece, os rgos que mais sofrem so justamente os que possuem maior atividade metablica, como o crebro, o corao e os rins. Geralmente, o organismo humano consegue suportar pelo menos cinco minutos de anoxia sem o aparecimento de leses orgnicas. Quando este tempo ultrapassado, as clulas comeam a morrer, levando a seqelas graves e irreversveis ou a bito. No Brasil, a anoxia neonatal uma das maiores causas de deficincia mental. Esta situao lastimvel, principalmente porque a maioria dos casos poderia ser evitada apenas com boa assistncia obsttrica e peditrica na hora do parto. As principais causas de anoxia so os partos complicados, demorados e no assistidos, que interrompem o fluxo sangneo placentrio para o feto (anoxia intrauterina), a obstruo das vias areas do recm-nascido por secrees, sangue, lquido amnitico ou mecnio (evacuao fetal) e a apnia do recm-nascido (deficincia do centro respiratrio em iniciar o processo ventilativo). devido a estes riscos que a Medicina est abandonando a prtica de realizar partos domiciliares e preferindo a segurana de instituio hospitalar que disponha de recursos como balo de oxignio para reanimao e o aspirador para a retirada das secrees acumuladas nas vias respiratrias durante a passagem pelo canal de parto. Este tipo de problema ocorre principalmente em trabalhos de parto normal inadequadamente conduzidos. Um perodo expulsivo um pouco mais prolongado ou uma circular de cordo (cordo umbilical enrolado no pescoo do feto) diminuem o fornecimento do sangue placentrio ao sistema nervoso do feto e iniciam o problema. Na maioria das vezes, sob adequada superviso obsttrica e peditrica, estes problemas podem ser contornados sem seqelas. Algumas vezes, no entanto, podem levar a leses neurolgicas graves e irreversveis, comprometendo todo o futuro da criana.

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4. HERANA MULTIFATORIAL: GENES E AMBIENTE DETERMINANDO O COMPORTAMENTO HUMANOCaractersticas multifatoriais so aquelas que dependem tanto de influncias genticas quanto de influncias do meio ambiente para sua manifestao. Exemplos desse tipo de caracterstica em humanos so a cor de pele, a estatura, o peso e aspectos comportamentais, aos quais daremos maior nfase. No de hoje que os estudiosos do comportamento humano vm tentando identificar os fatores que o impulsionam. Afinal, quais caminhos (e descaminhos) da mente humana so herdados e quais so ambientais? Poucos assuntos tm suscitado tanta polmica nos meios acadmicos. O DETERMINISMO BIOLGICO UM POUCO DE HISTRIA Por volta da metade do sculo XIX se tentou estabelecer as causas das diferenas intelectuais inter-raciais constatadas por alguns pesquisadores. Nesta poca, predominava o racismo nos meios acadmicos, e este preconceito acabava por se revelar, consciente ou inconscientemente, nos resultados obtidos dessas pesquisas. Uma das primeiras formas de se inferir a capacidade intelectual de uma pessoa foi a partir da medida da capacidade craniana. A lgica em que se baseava este tipo de metodologia era a de que crnios maiores deveriam abrigar crebros maiores, e crebros maiores deveriam significar mais inteligncia. Os defensores desse argumento acreditavam que o intelecto humano tinha uma determinao puramente biolgica. Esse tipo de medida foi empregado de forma muitas vezes errnea para justificar o preconceito racial pr-estabelecido na mente de certos pesquisadores, cujos dados freqentemente apontavam uma superioridade da raa branca em termos de volume craniano e, portanto, de atributos intelectuais. Notveis pesquisadores se enveredaram por esta metodologia, tais como Louis Agassiz, Samuel G. Morton e Paul Broca. A craniometria, assim como o estudo anatmico do crebro, gerou um conjunto de dados sobre os quais vrias inferncias de cunho racista foram derivadas. Este foi um perodo em que a eugenia, linha de pensamento que pretendia melhorar a raa humana por meio da proibio de acasalamentos entre pessoas biologicamente inferiores, experimentou uma franca expanso. Verdadeiros absurdos cientficos foram cometidos em nome desse determinismo biolgico inferido por parmetros mtricos. Na esteira da craniometria, se desenvolveu a chamada Antropologia Criminal, impulsionada pelas investigaes do mdico italiano Cesare Lombroso, que buscavam relacionar traos corporais propenso inata ao crime. Lombroso acreditava que alguns traos humanos semelhantes aos macacos ou outros animais indicavam primitividade e agressividade. Na sua lista de estigmas simiescos associados criminalidade, constavam: maior espessura do crnio, mandbulas grandes, proeminncia da face sobre o crnio, testa baixa e estreita, braos relativamente grandes, orelhas grandes, ausncia de calvcie e pele mais escura. Posteriormente adicionou a epilepsia ao quadro criminoso, como indcio de degenerao moral.

Aspectos faciais associados criminalidade por Cesare Lombroso. Note, nas duas primeiras figuras, a correlao feita com a face de alguns animais.

15Caractersticas corporais no craniomtricas tambm foram utilizadas com o intuito de estabelecer a inferioridade de algumas raas. Cabe aqui citar o legado do Dr. John Langdon Haydon Down, aristocrata ingls. Segundo Down, muitos idiotas (tecnicamente, a idiotia um quadro de retardo mental grave) congnitos apresentavam traos anatmicos que, embora ausentes em seus pais, coincidiam com certos traos tpicos de raas inferiores. Assim, identificou idiotas que aproximavam-se grande famlia monglica, uma referncia raa dos mongis, qual pertencem os orientais (japoneses, chineses, etc.), que eram considerados uma raa inferior. Down afirmava que, apesar de esses idiotas nascerem de pais europeus, a freqncia com que os traos tnicos mongis se apresentavam s poderia indicar uma degenerao progressiva da raa branca. Em outras palavras, Down classificava os brancos com deficincia mental como representantes biolgicos de grupos inferiores, classificando-os como portadores de mongolismo, termo que apenas recentemente foi substitudo por Sndrome de Down. Alfred Binet, um notvel pesquisador francs, flertou por um certo tempo com a craniometria, porm abandonou-a ao verificar que no era um mtodo seguro para se inferir a capacidade mental. Sendo assim, Binet decidiu inventar uma srie de tarefas que permitiriam avaliar de maneira mais direta os diferentes aspectos dessa capacidade. Estavam lanadas as bases do QI (quociente de inteligncia). Embora originalmente a inteno de Binet no fosse utilizar esse tipo de teste como parmetro de comparao do desempenho mental entre as raas, alguns americanos o fizeram. Herbert H. Goddard, Lewis M. Terman e Robert M. Yerkes se embasaram nos testes de Binet para inferir diferenas genticas inter-raciais, e fundamentaram a teoria do QI hereditrio. Para esses pesquisadores, o termo hereditrio significava inevitvel, e possuir um QI baixo significava ser impossvel melhor-lo de qualquer forma. A aceitao dessa teoria foi to ampla a ponto de embasar a Lei de Restrio da Imigrao, promulgada em 1924 para restringir o acesso aos Estados Unidos de pessoas provenientes de regies consideradas geneticamente desfavorecidas. A crena no determinismo biolgico do QI era to arraigada que levou proposio do confinamento dos chamados dbeis mentais em instituies especializadas e da esterilizao dos mesmos. Os ingleses Charles Spearman e Cyril Burt desenvolveram uma medida equivalente ao QI, denominado ndice ou fator g de Spearman. Este ndice correspondia a um nmero calculado a partir de correlaes entre os dados obtidos a partir de diferentes tipos de testes mentais. Em um artigo datado de 1909, Burt invocava o fator g de Spearman para afirmar que a inteligncia era inata e que as diferenas entre as classes sociais dependiam em grande medida da hereditariedade. Burt acreditava que as classes sociais eram o mais puro reflexo desse determinismo biolgico. Assim, os mais pobres o eram assim pelo fato de serem geneticamente menos favorecidos. No era a pobreza em si que determinava um grau menor de inteligncia, e sim vice-versa.

O DETERMINISMO AMBIENTAL BEHAVIORISMO O behaviorismo clssico, nascido por volta do incio do sculo XX nos EUA com os trabalhos de John B. Watson, constituiu-se numa corrente dominante da psicologia cientfica at cerca dos anos 50. Est estreitamente ligado afirmao da influncia fundamental dos fatores do meio ambiente mais do que dos elementos inatos sobre o comportamento. Com este rtulo, colocou no centro de suas pesquisas os problemas da aprendizagem, muitas vezes nas suas formas elementares como o condicionamento. Mas o behaviorismo tambm demonstrou muito interesse em relao aos fenmenos de motivao. Contribuiu para a renovao das problemticas no somente de todos os domnios da psicologia, compreendendo a psicologia social, como tambm das cincias sociais, da lingstica, da

16sociologia, etc. Ainda hoje, seu primeiro princpio, fundamentado na observao dos comportamentos, no contestado por qualquer psiclogo com esprito cientfico. Mas seu segundo aspecto, que se recusa a considerar as atividades internas, torna-a uma teoria essencialmente positivista e cada vez menos aceita. No domnio do comportamento animal (etologia), as teses behavioristas se opuseram quelas da escola objetivista que, com Konrad Lorenz e Nikolaas Tinbergen, argumentavam a favor do carter inato de muitos comportamentos.

BIOLOGIA E MEIO AMBIENTE ATUANDO EM CONJUNTO Atualmente, o debate existente entre determinismo biolgico e ambiental do comportamento humano tem dado lugar a uma anlise que leva em considerao os dois aspectos em conjunto, ou seja, que a constituio gentica do indivduo e o meio ambiente em que ele vive interagem de maneira complexa na determinao do comportamento. Estudos realizados nos ltimos 20 anos em que se analisa variveis comportamentais em gmeos e crianas adotadas tm fornecido dados convincentes sobre a existncia de uma interao dessa natureza. Assim, tem aumentado a crena de que tanto a influncia gentica quanto a ambiental sobre variveis como personalidade, inteligncia geral e doenas comportamentais como esquizofrenia e autismo so parciais. OS FILHOS ADOTIVOS A comparao da prevalncia de uma doena ou de uma caracterstica normal em pessoas que foram adotadas ao nascer e em seus pais biolgicos um mtodo eficaz para detectar predisposies genticas, pois elimina as influncias do convvio com a famlia. Um bom exemplo desse tipo de estudo aquele referente ao alcoolismo, no qual se analisaram 105 homens de 23 a 45 anos, que, quando tinham menos de 5 semanas de vida, foram adotados por casais no alcolatras. Os resultados obtidos foram os seguintes (dados de Otto e cols., 1998): Pessoas adotadas 50 55 Condio dos pais biolgicos NO ALCOLATRAS ALCOLATRAS (pelo menos um dos pais) Desenvolveram alcoolismo 5% 11%

Os dados dessa tabela sugerem que o alcoolismo tem uma certa influncia gentica, pois uma porcentagem maior de filhos de casais onde foi registrado alcoolismo tambm desenvolveu o vcio, mesmo se criados por pais adotivos abstmios. Por outro lado, pode-se argumentar que o ambiente tambm tem sua parcela de influncia sobre a manifestao do alcoolismo, pois uma porcentagem de filhos de pais biolgicos no-alcolatras, vivendo em ambiente adotivo igualmente abstmio, desenvolveu o vcio, provavelmente por influncia de amigos ou da forte publicidade.

17Comparaes desse tipo tambm so realizadas para outras variveis psicolgicas, tais como o Q.I. Dados interessantes surgem de estudos em que se correlaciona o Q.I. de filhos adotivos ao status profissional dos pais adotivos. Quanto mais especializada for a profisso do pai adotivo, maior o Q.I. do filho adotivo. Isso sugere uma forte influncia familiar na manifestao do rendimento intelectual. Porm, quando se compara o Q.I. mdio dos filhos adotivos ao Q.I. mdio dos filhos biolgicos de seus pais adotivos, diferenas significativas so reveladas, certamente devido a diferenas genticas. O MTODO DOS GMEOS O estudo de variveis psicolgicas em gmeos uma outra metodologia empregada para se estabelecer influncias genticas e ambientais sobre o comportamento. H diferentes tipos de mtodos que utilizam os gmeos com essa finalidade, mas, antes de tudo, importante conhecer um pouco sobre os tipos de gmeos existentes. TIPOS DE GMEOS

H dois tipos diferentes de gmeos, os monozigticos (MZ) e os dizigticos (DZ). Fundamentalmente, esses gmeos divergem quanto forma que foram originados. Os gmeos MZ, tambm chamados de gmeos idnticos ou univitelnicos, so resultantes de apenas uma fecundao, portanto so derivados de apenas um zigoto. Aps as primeiras clivagens, alguns blastmeros se desagregam do grupo inicial e comeam a se desenvolver de forma independente. Essas duas massas celulares iro originar duas crianas portadoras da mesma constituio gentica, uma vez que sero provenientes da repartio de clulas que tiverem uma origem comum. Apresentaro o mesmo sexo, mesma aparncia e caractersticas fisiolgicas similares. Por outro lado, os gmeos DZ, conhecidos como gmeos fraternos ou bivitelnicos, so formados a partir de fecundaes diferentes. Isso se deve ao fato de que algumas mulheres, esporadicamente, liberam dois ou mais vulos por ms, ao invs de apenas um como normalmente acontece. Esses vulos diferentes sero fecundados por espermatozides diferentes, o que ir originar zigotos que apresentam constituies genticas divergentes. Portanto, as crianas que iro nascer desses zigotos no sero idnticas quanto aparncia e fisiologia, como acontece com os gmeos MZ. Podero, inclusive, pertencer a sexos diferentes.

GMEOS MZ CRIADOS EM AMBIENTES SEPARADOS

Pelo fato de os gmeos monozigticos possurem a mesma constituio gentica, eles sero idnticos em todas as caractersticas que dependam exclusivamente da expresso gnica. Por outro lado, de se esperar que as diferenas observadas entre os pares de gmeos MZ sejam resultantes de influncias ambientais.

18Para se ter uma noo da importncia relativa de biologia e meio ambiente na determinao de variveis psicolgicas, vrios pesquisadores estudam gmeos MZ separados pouco tempo aps o nascimento e criados por famlias distintas. Este procedimento prefervel em relao ao estudo de gmeos MZ criados no mesmo ambiente familiar, pois nesta situao a possibilidade de semelhana entre os irmos bastante aumentada, tanto pela identidade gentica quanto pelo ambiente compartilhado. Os resultados obtidos neste tipo de estudo tm revelado algumas surpresas, como demonstram, por exemplo, os dados coletados pelo psiclogo Thomas Bouchard e seus colegas da Universidade de Minnesota, EUA. Esses pesquisadores estudaram cerca de 60 pares de gmeos idnticos criados separadamente. Os comportamentos, personalidades e atitudes sociais apresentados pelos gmeos em vrias baterias de testes foram notavelmente semelhantes. Um dos casos mais notveis era referente a um par de gmeos, James Springer e James Lewis, que haviam se encontrado, por ocasio dos testes, 39 anos aps terem sido separados, quando tinha apenas 1 ms de vida. A semelhana entre esses gmeos era tal que eles compartilhavam interesses como desenho mecnico e carpintaria; a disciplina escolar preferida por ambos era matemtica e ambos no eram bons de ortografia. Eles fumavam e bebiam em quantidades iguais e tinham dores de cabea no mesmo perodo do dia. Em outras palavras, mesmo em ambientes familiares distintos, constituies genticas semelhantes manifestam comportamentos similares. No entanto, nem todos os casos so de extrema semelhana como o descrito acima. Na prpria amostra de Bouchard, h relatos de gmeos que, devido s circunstncias ambientais, manifestavam comportamentos e preferncias diferentes, como pode ser exemplificado pelo caso dos irmos Oskar Stohr e Jack Yufe. Oskar foi criado como catlico na Alemanha e se tornou nazista. Jack, por outro lado, foi criado no Caribe como judeu e viveu um certo tempo em Israel. Em suma, quando se estuda gmeos MZ criados em ambientes separados, as semelhanas comportamentais manifestadas por eles so atribuveis identidade biolgica de que compartilham, enquanto as diferenas so resultantes das peculiaridades de cada ambiente a que foram expostos. CONCORDNCIA ENTRE GMEOS E CLCULO DE HERDABILIDADE

O conceito de concordncia e discordncia utilizado no estudo de gmeos como uma medida dos fatores hereditrios e ambientais na determinao de caractersticas biolgicas. Um par de gmeos dito concordante quando, em determinadas condies ambientais, exibe uma mesma caracterstica especfica, e discordante quando essa caracterstica aparece em um, mas no no outro gmeo do mesmo par. Para exemplificar o modo como se calcula a concordncia, imagine 50 pares de gmeos em que um dos membros seja esquizofrnico. Desse total, se em 30 pares o outro membro tambm for esquizofrnico, ento a concordncia ser 30/50 ou 0,60 ( comum transformar esse nmero decimal em porcentual, para isso basta multiplicar por 100; neste caso a concordncia seria de 60%). Em geral, determina-se a concordncia de uma certa caracterstica em uma amostra de gmeos monozigticos e em outra de gmeos dizigticos para comparao. A discordncia seria obtida subtraindo-se 1 (ou 100%) do resultado da concordncia (no exemplo mencionado, a discordncia seria 0,40 ou 40%), porm esse ndice no muito utilizado no estudo de gmeos. A identidade gentica entre gmeos MZ faz com que eles sejam 100% concordantes naquelas caractersticas que dependam exclusivamente dos genes para se manifestar, por exemplo, cor de olhos, tipo sangneo, etc. Para essas caractersticas, irrelevante se os gmeos tenham sido criados juntos ou separados. Nesta situao, a concordncia entre os gmeos MZ ser maior que a dos gmeos DZ, uma vez que estes ltimos compartilham apenas metade da composio gentica, como quaisquer outros irmos nascidos em pocas distintas.

19No entanto, quando o meio ambiente atua na determinao de uma certa caracterstica, espera-se que a concordncia entre os gmeos MZ seja inferior a 100%. Isto o que se observa, por exemplo, em relao a peso, estatura e variveis psicolgicas. No caso de apenas o ambiente determinar a manifestao de uma caracterstica, espera-se que a concordncia entre gmeos MZ no seja diferente daquela calculada para gmeos DZ. Os dados de concordncia de gmeos MZ e DZ so utilizados no clculo de um outro ndice, a herdabilidade (representado pelo smbolo h2). Este ndice uma maneira mais usual de inferir o quanto as influncias genticas se sobressaem em relao s ambientais, ou vice-versa, na manifestao de uma caracterstica qualquer. A frmula para o clculo da herdabilidade :

h2 = (Cmz - Cdz) (1 - Cdz)Na frmula acima, h2 a herdabilidade, Cmz a taxa de concordncia entre gmeos MZ e Cdz entre gmeos DZ (detalhe: utiliza-se, para efeito de clculo, os ndices de concordncia na forma decimal). O expoente situado acima da letra h no deve ser convertido em raiz quadrada. Vejamos alguns exemplos de aplicao desse ndice: a) Nos estudos relativos cor de olhos em amostras de gmeos, os seguintes dados foram obtidos: Cmz = 1,0 e Cdz = 0,66. Portanto, o valor calculado para a herdabilidade igual a 1 (ou 100%). Neste caso, podemos afirmar que a determinao da cor de olhos na espcie humana 100% dependente de fatores hereditrios. b) No caso do diabetes, a concordncia 84 % (ou 0,84) para gmeos MZ e 37% (ou 0,37) para gmeos DZ. O clculo de h2 nos fornece o resultado de 0,75 ou 75%. Uma herdabilidade de 75% nos revela que tanto a hereditariedade quanto fatores ambientais influenciam no surgimento do diabetes, porm os fatores genticos se sobressaem em relao aos ambientais. Assim, os valores de herdabilidade variam em uma escala de zero a 100%. Quanto mais prximo de 100%, maior a importncia relativa da hereditariedade na manifestao da caracterstica, enquanto valores mais prximos de zero indicam um papel mais significativo do ambiente nessa determinao.

0%

Valores de h2

100%

Maior importncia relativa do meio ambiente na caracterstica em estudo

Maior importncia relativa da hereditariedade na caracterstica em estudo

A herdabilidade tem larga aplicao, tanto na caracterizao de variveis biolgicas quanto comportamentais. um ndice que, alm de apontar o peso relativo de genes e ambientes na determinao de traos individuais, tambm um instrumento importante de inferncias em relao a estes pesos quando se comparam caractersticas diferentes. A tabela a seguir lista os dados relativos concordncia e herdabilidade de algumas caractersticas humanas estudadas pelo mtodo dos gmeos.

20Tabela 1 -Taxas de concordncia entre gmeos monozigticos (Cmz), dizigticos (Cdz) e herdabilidade (h2) de algumas caractersticas (segundo Otto e cols., 1998).

Caracterstica Grupos sangneos (ABO) Presso arterial Retardo mental Psicose manacodepressiva* Esquizofrenia Criminalidade

Cmz 1,00 0,63 0,93 0,77 0,82 0,68

Cdz 0,66 0,36 0,47 0,19 0,16 0,28

h2 1,00 0,44 0,87 0,72 0,78 0,56

* Atualmente essa patologia conhecida como transtorno de humor bipolar.

A surpresa que os dados desta tabela revelam o de que a criminalidade, considerada por muitos uma conseqncia exclusiva de presses ambientais, apresenta uma herdabilidade acima do que se poderia esperar. Isso implica na existncia de um fator gentico que predispe de alguma forma a pessoa a adotar comportamentos compatveis com a criminalidade. No entanto, esses comportamentos apenas se manifestariam em ambientes especficos.

NA INTERNET:O Prof. Dr. Bernardo Beiguelman da UNICAMP, um dos principais geneticistas do pas, escreveu recentemente um livro eletrnico (e-book) sobre gmeos e disponibilizou-o gratuitamente na internet. O livro, chamado Estudo de Gmeos, est disponvel para download no endereo http://www.desvirtual.com/bbeiguel/ebook.htm

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5. DEFESAS BIOLGICAS CONTRA AGRESSES AMBIENTAISConforme j mencionado anteriormente, em um determinado meio ambiente encontramos elementos abiticos e biticos interagindo com todos os seres que ali vivem, incluindo populaes humanas. Da mesma forma que as interaes com o ambiente podem ser benficas e fundamentais para a sobrevivncia dos organismos, elas tambm podem trazer conseqncias negativas para cada indivduo, de modo que os organismos devem possuir meios de garantir sua sobrevivncia diante das hostilidades ambientais. Variaes na temperatura, luminosidade, umidade do ar e na disponibilidade de gua so exemplos de interferncias abiticas negativas a que os organismos esto constantemente expostos. Para lidar com essas nuances ambientais, os animais suam quando a temperatura est acima do normal ou se protegem do frio por meio de sua pelagem abundante e/ou camada de gordura situada abaixo da pele. Alguns so mais ativos durante a noite, adaptados a sobreviver com pouca luminosidade, enquanto outros tm picos de atividade durante o dia. Animais de deserto, como os camelos, so extremamente adaptados a um ambiente escasso em fontes de gua, uma vez que so capazes de armazenar grandes quantidades de gua por longos perodos de tempo. Por outro lado, os fatores biticos tambm representam riscos potenciais de interaes desvantajosas para cada ser vivo. Um coelho, por exemplo, est sempre sob o risco de servir de presa para uma raposa ou outro predador qualquer. Hienas e abutres esto sempre competindo pelas mesmas carcaas de animais que serviram de refeio aos lees. Nestes momentos, quem mais rpido ou mais agressivo tem maiores chances de sobrevivncia. Cada organismo lana mo de atributos fsicos, fisiolgicos e comportamentais para lidar com esses tipos de situaes. O parasitismo, ao lado de competio e predatismo, outro tipo de ameaa biolgica a que se sujeitam os seres vivos em seu meio ambiente. Os parasitas, tais como vrus, bactrias, fungos, protozorios e vermes, procuram se associar a outros organismos no sentido de lhes roubar recursos importantes ou para se reproduzirem. Os organismos parasitados, tambm chamados de hospedeiros, possuem meios de lidar com esses invasores, caso contrrio teriam sua sobrevivncia comprometida. Estes parasitas so encontrados com freqncia no ar, nos alimentos e na gua. Ns, seres humanos, estamos em contato constante com parasitas, os quais muitas vezes vencem temporariamente nossas defesas e provocam doenas. Mas, quais so as defesas de que nosso organismo dispe para evitar a proliferao indesejvel destes organismos intrusos que ameaam nossa sobrevivncia? A PELE E O REVESTIMENTO INTERNO DOS RGOS A primeira linha de defesa contra infeces de diversas naturezas representada pela pele e o revestimento interno de certos rgos. Uma pele intacta uma barreira eficiente que normalmente no pode ser atravessada por vrus ou bactrias. Da mesma forma, as paredes internas que revestem os rgos dos sistemas digestrio, respiratrio e urinrio impedem a entrada de micrbios prejudiciais. Entretanto, a funo protetora dessas barreiras fsicas se torna comprometida por eventos abrasivos que as danifiquem. Mesmo pequenos ferimentos na pele, na cavidade oral ou em rgos como o estmago e intestino se constituem em verdadeiras portas de entrada para organismos patognicos (causadores de doena) tais como vrus e bactrias.

22CLULAS QUE REALIZAM FAGOCITOSE Os microorganismos que ultrapassam a barreira fsica imposta pelo nosso organismo tero que enfrentar a segunda linha de defesa, representada principalmente por clulas que realizam fagocitose e algumas protenas que combatem microorganismos. A fagocitose a forma pela qual algumas clulas de defesa de nosso corpo englobam organismos invasores. As clulas que fagocitam bactrias e outros microorganismos so representadas por tipos especiais de glbulos brancos sangneos ou leuccitos, denominados neutrfilos. Clulas de nosso organismo danificadas por microorganismos invasores liberam sinais qumicos que atraem os neutrfilos do sangue. Entretanto, os neutrfilos tendem a se autodestruir assim que fagocitam os organismos intrusos. Outro tipo de leuccito que migra do sangue para o local onde ocorreu a invaso dos microorganismos o moncito. Ao sarem do sangue, os moncitos se transformam em grandes clulas fagocitrias, os macrfagos. A reao local ao ferimento ou outro tipo de injria ocorrido nas paredes de revestimento de nosso organismo (por exemplo, a pele) uma resposta inflamatria. Na regio injuriada, h um aumento significativo de suprimento sangneo, o que explica a vermelhido e o calor sentidos no local inflamado. Este fluxo sangneo local aumentado permite a migrao de muitas clulas fagocitrias (ou fagcitos) do sangue para o tecido injuriado. Os neutrfilos so os primeiros a chegar, seguidos pelos moncitos que se transformaro em macrfagos. A fagocitose que ocorre no local inflamado no s remove micrbios invasores como tambm as clulas que se danificaram durante o processo. O pus que se acumula em decorrncia de uma infeco composto principalmente por clulas fagocitrias mortas e fluido que escapa dos vasos sanguneos durante a resposta inflamatria. Normalmente o pus absorvido em poucos dias pelo organismo.

Resposta inflamatria, na qual ocorre, alem da migrao de fagcitos, sada de lquido e elementos de coagulao sangnea dos vasos sangneos para o tecido

comum haver confuso entre os termos inflamao e infeco. A inflamao a reao orgnica localizada que acabamos de descrever, enquanto que a infeco pode ser definida como o processo de invaso e multiplicao dos agentes causadores de doenas, que provoca conseqncias em graus variveis. Nosso organismo possui tambm uma grande variedade de protenas que atuam em processos de defesa, seja atacando os micrbios invasores ou impedindo sua reproduo. Um dos mecanismos mais interessantes de defesa realizado por um grupo dessas protenas, os interferons. Essas protenas so liberadas pelas clulas infectadas por vrus e se difundem pelas clulas vizinhas, induzindo-as a produzirem substncias que inibem a reproduo viral. Desta forma, os interferons limitam a disseminao dos vrus de clula para clula, sendo importantes agentes no controle orgnico de

23viroses. Tamanha a importncia dos interferons que atualmente esto sendo produzidos artificialmente em larga escala e utilizados no tratamento de infeces virais e cncer. Tanto a primeira linha de defesa (revestimentos de nosso corpo) quanto a segunda linha (clulas fagocitrias e protenas que bloqueiam a ao de patgenos) atuam indiscriminadamente sobre quaisquer microorganismos. Em outras palavras, so mecanismos de defesa no-especficos. Porm, como veremos a seguir, as defesas de nossos organismos podem ser modeladas para atacar especificamente certos invasores. Neste caso, h um mecanismo de defesa especfico. REAES IMUNOLGICAS Alguns micrbios desenvolveram mecanismos para driblar as duas primeiras linhas de defesa de nosso organismo. Por exemplo, algumas bactrias possuem cpsulas de revestimento que as impede de serem fagocitadas. Neste tipo de situao, temos que recorrer a uma terceira linha de defesa: os anticorpos. Essas substncias eliminam invasores especficos, e so fabricadas por glbulos brancos especiais, os linfcitos. H dois tipos de linfcitos: o linfcito T e o linfcito B. Ambos esto envolvidos nas reaes imunolgicas que culminam na fabricao de anticorpos. No entanto, para que elaborem uma resposta de defesa, os linfcitos precisam ser estimulados por substncias estranhas ao organismo. Uma substncia estranha que evoque uma resposta especfica dos linfcitos chamada de antgeno. Antgenos incluem substncias pertencentes a vrus, bactrias, fungos, protozorios e vermes parasitas, assim como substncias encontradas na superfcie de outros agentes estranhos ao nosso corpo, tais como plen e rgos transplantados. Uma vez que os antgenos so reconhecidos pelos linfcitos, tem incio a produo de anticorpos, os quais so protenas especializadas em respostas imunolgicas, ou seja, atuam no sentido de eliminar antgenos especficos. Assim, um anticorpo que combata uma bactria A no ser efetivo no combate bactria B. Anticorpos que nos protegem da catapora no nos protegero da rubola e vice-versa.

RESPOSTA IMUNOLGICA PRIMRIA E SECUNDRIA

A proliferao e diferenciao de linfcitos que iro atuar seletivamente sobre determinados antgenos pela primeira vez fazem parte do que se chama resposta imunolgica primria. Para que este tipo de resposta ocorra, necessrio que o organismo fique exposto ao antgeno de 10 a 17 dias para que os linfcitos especficos sejam produzidos e gerem uma resposta de combate efetiva. Durante esse perodo em que linfcitos que combatero um antgeno especfico esto sendo produzidos, a pessoa pode se tornar doente. Eventualmente, os sintomas da doena diminuem e desaparecem medida que os antgenos so eliminados.

24Se um indivduo que j tenha passado por uma resposta imunolgica primria se expuser novamente ao mesmo antgeno, a resposta ser mais rpida (de 2 a 7 dias), de maior magnitude e mais prolongada. Isto o que se chama de resposta imunolgica secundria. Alm de serem produzidos em maior quantidade do que na primeira vez, os anticorpos produzidos em uma resposta secundria apresentaro maior afinidade pelo antgeno do que aqueles produzidos na resposta primria. A capacidade de nosso sistema imunolgico em gerar uma resposta imunolgica secundria se deve a um fenmeno denominado memria imunolgica. Em outras palavras, a exposio inicial a um determinado antgeno cria linfcitos de longa durao que reconhecero rapidamente o antgeno quando houver um novo contato, o que ir desencadear uma rpida proliferao e diferenciao de clulas que iro combater aquele antgeno especfico. COMO ATUAM OS LINFCITOS

Os macrfagos (clulas fagocitrias da segunda linha de defesa do organismo) tm um papel fundamental na resposta imunolgica primria. Um macrfago que tenha englobado por fagocitose uma bactria conter em seu interior pequenos fragmentos proticos desse microorganismo, os quais so substncias estranhas ao nosso corpo (antgenos). Esses antgenos sero encaminhados aps certo tempo para a superfcie dos macrfagos. Um tipo especfico de linfcito T, o linfcito Thelper (helper = auxiliar), ao entrar em contato com a superfcie do macrfago portador do antgeno, recolher informaes importantes sobre aquela substncia estranha. A partir desse momento, aquele linfcito T iniciar um processo proliferativo, a partir do qual originar vrios clones de si mesmo. Feito isso, vrios linfcitos T-helper, ativados pelo antgeno presente na superfcie do macrfago, entraro em contato com linfcitos B, para que estes recebam informaes antignicas do invasor. Uma vez estimulados pelos linfcitos T-helper, os linfcitos B se multiplicaro e se transformaro em clulas produtoras de anticorpos, os plasmcitos.

Os anticorpos, uma vez produzidos e liberados pelos plasmcitos, se ligaro s molculas dos antgenos, formando o que se chama complexo antgeno-anticorpo. A partir da formao deste complexo, o antgeno perder seu efeito de diversas formas, dependendo da situao. De qualquer maneira, a formao do complexo antgeno-anticorpo facilitar bastante a fagocitose do antgeno ou levar ao rompimento seguido de morte da clula do microorganismo invasor.

IMUNIDADE ATIVA E PASSIVA

A imunidade adquirida por uma pessoa infectada por certas doenas, como a catapora, chamada imunidade ativa, porque depende da resposta do prprio sistema imunolgico da pessoa infectada. Neste e em outros casos, a imunidade naturalmente adquirida. Por outro lado, a imunidade ativa pode tambm ser adquirida artificialmente por imunizao, tambm conhecida por vacinao.

25Ligao dos anticorpos inativa os antgenos por:

As vacinas so compostas por toxinas bacterianas inativas, microorganismos mortos ou por partes de micrbios ou microorganismos viveis, mas enfraquecidos (atenuados). Esses agentes no causam doena, mas sero reconhecidos pelo organismo humano como antgenos e estimularo uma resposta imunolgica, e, o mais importante, criaro uma memria imunolgica. Uma pessoa vacinada que eventualmente se expuser a um microorganismo causador de doena, apresentar a mesma resposta imunolgica secundria manifestada por outra pessoa que tenha se tornado imune somente aps ter adquirido a doena. A imunidade passiva ocorre quando os anticorpos so transferidos de uma pessoa para outra. Isto ocorre naturalmente quanto anticorpos de uma mulher grvida atravessam a placenta e passam para o feto. H tambm aqueles anticorpos que a criana recebe da me atravs do leite, da a grande importncia da amamentao. Estes anticorpos recebidos passivamente permanecero no corpo da criana por poucos meses, at que seu prprio sistema imunolgico se torne ativo na produo dos prprios anticorpos. H tambm casos em que a imunidade passiva ocorre de maneira artificial, quando anticorpos produzidos por uma pessoa (ou animal) imunizada so injetados em outra pessoa, conferindo uma imunidade imediata contra a doena. Por exemplo, uma pessoa mordida por um co raivoso pode receber anticorpos de uma outra pessoa que j tenha sido vacinada contra raiva. Este procedimento importante porque a raiva uma doena que progride rapidamente, e a resposta a uma imunizao ativa seria muito lenta para poder salvar a vida da vtima. O anticorpo pronto de efeito imediato para ser injetado em situaes emergenciais conhecido como soro. QUANDO O MEIO AMBIENTE VENCE A BATALHA: AIDS O sistema imunolgico , sem dvida, uma das mais importantes ferramentas biolgicas de que dispomos para manter nossa integridade orgnica perante certas adversidades de nosso meio ambiente. Porm, uma brecha nesse sistema orgnico de segurana foi explorada por um dos piores agressores sade humana j existentes: o vrus da AIDS.

26A AIDS, ou sndrome da imunodeficincia adquirida, provocada pelo vrus da imunodeficincia humana (HIV). Este vrus infecta clulas que possuem em sua superfcie a substncia CD4. Uma das principais clulas de nosso sistema imunolgico, o linfcito Thelper, possui essa substncia em sua superfcie e altamente susceptvel infeco. Uma vez que reconhece a clula que ir infectar, o vrus lana seu material gentico no interior da mesma. A clula infectada passar a fabricar DNA viral e a incorpor-lo ao prprio genoma. Aps certo tempo, esse DNA do vrus ir direcionar a produo de novos vrus por parte da clula hospedeira em tamanha quantidade que ir romp-la, liberando os vrus produzidos para que infectem novas clulas, estabelecendo um ciclo de destruio celular que comprometer a sobrevivncia da pessoa.

Ciclo reprodutivo do HIV a partir da infeco de linfcitos T-helper

Em uma pessoa aidtica, o nmero de linfcitos T-helper na circulao decresce significativamente. Os linfcitos T-helper, como voc deve se lembrar, ativam os linfcitos B, os quais se transformaro em plasmcitos produtores de anticorpos. Portanto, com a diminuio do nmero de linfcitos T-helper, a quantidade de anticorpos produzidos pela pessoa decresce na mesma proporo. Os portadores do vrus HIV se tornam, pois, vulnerveis em decorrncia da deficincia imunolgica que se estabelece. Comeam, ento, a surgir doenas oportunistas, infeces e cnceres que tiram vantagem de um sistema imunolgico em colapso. Sarcoma de Kaposi, um cncer de pele e vasos sangneos, e pneumonia provocada pelo protozorio Pneumocystis carinii so dois exemplos de infeces oportunistas freqentemente associadas ao quadro clnico da AIDS. Esse tipo de infeco, bem como danos neurolgicos e enfraquecimento progressivo levam o doente morte. A transmisso do HIV requer a transferncia de fluidos corporais contendo clulas infectadas, tais como smen e sangue. Sexo sem proteo e uso compartilhado de seringas entre drogados contribuem

27para o aumento significativo do nmero de doentes pelo mundo afora. Nos dias de hoje, a AIDS est vinculada principalmente s camadas mais pobres da populao, reflexo da desinformao a respeito dos cuidados que podem ser tomados para se evitar a doena. A educao, alis, a nica forma de conter a disseminao mundial deste mal, j que a preveno por meio de vacinas dificultada pelo surgimento constante de novos vrus por mutao. Prticas simples como o uso de seringas descartveis e a prtica de sexo com camisinha seriam eficientes se empregadas em larga escala. Mas para tanto seria necessrio um engajamento maior de nossos governantes, no tocante a questes de sade e educao. Um sistema de sade eficiente preveniria no s a AIDS como outras epidemias que resultam da progressiva deteriorao do meio ambiente social humano.

NA INTERNET:H diversas ONGs pelo pas que se preocupam em prestar assistncia (inclusive psicolgica) a portadores de AIDS e seus familiares. H vrios endereos dessas entidades em http://www.agenciaaids.com.br/ongs.asp?offset=10

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6. EVOLUO - O AMBIENTE ESCULPINDO AS FORMAS BIOLGICASImagine-se amarrando seu sapato sem usar as mos. Pense no quanto seria improvvel a sobrevivncia de uma guia sem garras ou viso penetrante, ou de um felino que fizesse barulho ao invs de espreitar sua presa em silncio. Esse exerccio mental serve para nos revelar que cada ser vivo est devidamente equipado para interagir da melhor maneira possvel com o meio ambiente que o circunda. Em outras palavras, poderamos dizer que o homem, a guia, o felino e os demais seres vivos so adaptados ao meio em que vivem. Mas, considerando o histrico de cada uma das espcies, em que momento e como essas adaptaes surgiram? Nossos antepassados mais remotos eram to adaptados ao meio quanto ns? O ambiente de nossos antepassados era igual ao dos dias atuais? As respostas a essas e outras perguntas sobre a adaptao dos seres vivos, e em especial a dos seres humanos ao seu ambiente de vida, so formuladas baseando-se na chamada Teoria da Evoluo. H em nosso planeta muitas formas de vida e cada uma apresenta melhores performances em determinados tipos de ambiente. Essa imensa variedade vem ao mesmo tempo encantando e intrigando pesquisadores durante sculos. Muitas teorias foram elaboradas no sentido de se achar uma explicao plausvel para o motivo da existncia dessa diversidade de seres vivos. Algumas delas sero expostas a seguir. CRIACIONISMO Por muito tempo, os principais investigadores dos seres vivos acreditaram que toda a variabilidade da vida em nosso planeta foi concebida pelo Criador nos primeiros sete dias de criao, h cerca de seis mil anos atrs. Imaginava-se que estes organismos j teriam surgido adaptados ao ambiente destinado a ser por eles explorado. Sendo assim, todas as espcies existentes nos dias atuais seriam invariavelmente as mesmas desde a origem dos tempos. Dentre os criacionistas, h que se ressaltar o legado de Carolus Linnaeus (Lineu) (1707-1778), um mdico e botnico sueco praticante do que se convencionou chamar de Teologia Natural, uma filosofia do sculo XVIII cujo maior objetivo era estudar de modo ordenado os seres vivos, buscando assim revelar os passos da escala de vida criada por Deus. Lineu buscou por uma ordem na diversidade de seres vivos e fundou a Taxonomia, um ramo da biologia que nomeia e classifica as diversas formas de vida. Ele adotou um sistema, empregado at hoje em dia, que agrupa espcies diferentes em diversas categorias baseando-se nas caractersticas biolgicas em comum. Essas categorias seriam: Reino, Filo, Classe, Ordem, Famlia, Gnero e Espcie. Os argumentos criacionistas dominaram o meio cientfico por um bom tempo, porm foram contestados por algumas evidncias surgidas principalmente pela Paleontologia, a cincia que estuda os fsseis. Fsseis so vestgios ou impresses de organismos do passado, os quais ficaram incrustados em rochas ao longo de milhares de anos. A maioria dos fsseis encontrada em rochas sedimentares, aquelas cuja formao depende da deposio de sedimentos (areia, argila, etc.). Ao morrerem e serem soterrados por sedimentos, os organismos deixaram pistas utilizadas pelos cientistas para estudar as caractersticas da vida no passado. Ao obterem um pedao de rocha sedimentar, os paleontlogos deduzem que os vestgios de seres vivos encontrados nas camadas mais inferiores so mais antigos do que aqueles situados em camadas superiores. A paleontologia ganhou forte impulso com os estudos do anatomista francs Georges Cuvier (1769-1832), que revelaram a existncia de seres vivos diferentes nas diferentes camadas sedimentares. De camada para camada, Cuvier observou que novas espcies surgiam enquanto outras simplesmente desapareciam. Essas evidncias contrariaram o argumento criacionista de que as

29espcies eram imutveis desde sua origem, e sugeriram que novas espcies surgem com o passar do tempo. Foram lanadas, assim, as bases para o Evolucionismo, a corrente que passou a considerar a vida em nosso planeta como um processo mutvel. EVOLUCIONISMO Convencidos da idia de que ocorriam transformaes ao longo do tempo responsveis por originar novas espcies, muitos naturalistas comearam a buscar por explicaes para a ocorrncia das mesmas. Nessa mesma poca comearam a surgir evidncias geolgicas de que nosso planeta tambm havia sofrido alteraes ao longo do tempo. Dentro do evolucionismo, as duas teorias que mais receberam destaque foram o Lamarckismo e o Darwinismo, sendo esta ltima a responsvel por uma verdadeira revoluo no modo de encarar a vida em nosso planeta. LAMARCKISMO

Jean Baptiste Lamarck (1744-1829) foi um naturalista francs que trabalhava no Museu de Histria Natural de Paris. Aps comparar organismos de sua coleo com organismos fossilizados, Lamarck constatou importantes diferenas que indicavam um processo de transformao. Ele acreditava que medida que os organismos do passado sofriam transformaes, se tornavam mais e mais adaptados ao seu meio ambiente. Lamarck imaginou um processo pelo qual as transformaes ocorriam e novas adaptaes surgiam. Para isso, ele se baseou em duas idias muito populares em sua poca. Uma delas era o uso e desuso, a idia de que aquelas partes do corpo bastante utilizadas pelo organismo em sua interao com o meio ambiente se tornavam fortificadas, enquanto aquelas partes do corpo no utilizadas eram deterioradas. Entre os exemplos citados por Lamarck para embasar sua Lei do Uso e Desuso era o do maior desenvolvimento dos msculos do brao de um ferreiro aps manejar por um certo tempo o seu martelo. A segundo idia adotada por Lamarck foi chamada de Herana dos Caracteres Adquiridos. Neste conceito de hereditariedade, as modificaes adquiridas por um organismo ao longo de sua vida poderiam ser repassadas aos seus descendentes. O exemplo mais clebre citado por Lamarck para explicar a sua teoria evolutiva foi o da girafa. Ele afirmava que o pescoo da girafa evoluiu gradualmente como o produto cumulativo de muitas geraes de ancestrais que espichavam seus pescoos na tentativa de alcanar as folhas nos galhos mais altos das rvores.

A evoluo das girafas, segundo Lamarck

30No h evidncias de que o desenvolvimento de uma parte corporal por seu uso continuado possa ser passado descendncia. Embora esse mecanismo evolutivo no tenha fundamento, h que se atribuir crdito a Lamarck pelo fato de que ele foi o primeiro a pensar em um processo evolutivo com nfase na adaptao ao meio ambiente. DARWINISMO

O britnico Charles Darwin (1809-1882) promoveu uma verdadeira revoluo no pensamento cientfico. Com argumentos fortemente embasados em uma avalanche de evidncias, Darwin publicou sua teoria em 1859 sob forma de um livro que recebeu o ttulo "A Origem das Espcies". A publicao de sua obra abalou profundamente as bases do criacionismo, que nesta poca ainda era o pensamento dominante nas classes intelectualizadas. O confronto Evolucionismo x Criacionismo gerou controvrsias entre a Igreja e a Cincia que se prorrogaram at os dias de hoje. Darwin cresceu em um ambiente fundamentalmente religioso, mas acumulou, ao longo de sua vida, um vasto conhecimento sobre os mais diversos tipos de seres vivos. J aos 22 anos de idade, Darwin viajou pelo mundo a bordo do navio ingls HMS Beagle (entre 1831 e 1836). O propsito da viagem era mapear a pouco conhecida costa sul-americana. Como naturalista de bordo, Darwin observou e coletou uma infinidade de organismos habitantes dos mais variados tipos de meio ambiente, tais como as florestas brasileiras, os pampas argentinos e ilhas do Oceano Pacfico. Ele percebeu que a fauna e a flora sul-americana exibia caractersticas muito diferentes daquelas europias. A observao da fauna das Ilhas Galpagos foi de extrema relevncia na concepo da teoria de Darwin. Ele constatou que em Galpagos, um arquiplago situado a 900 Km da costa oeste sulamericana, no Oceano Pacfico, a fauna era semelhante quela encontrada no continente, porm exibia caractersticas prprias marcantes. Chamou sua ateno principalmente a variabilidade de pequenos pssaros conhecidos como tentilhes. Ele chegou a Tentilhes estudados por Darwin identificar 13 tipos de tentilhes, sendo que alguns deles eram nicos de ilhas isoladas. Baseando-se nessa e em outras constataes, associadas ao surgimento de uma teoria que afirmava que o nosso planeta havia sofrido modificaes ambientais com o passar das eras, Darwin deduziu que a vida na Terra deveria sofrer alteraes em funo das mudanas ambientais ocorridas. Darwin passou a acreditar que novas espcies poderiam surgir de espcies ancestrais pelo acmulo gradual de adaptaes a ambientes diferentes. Por exemplo, se surgisse uma barreira geogrfica (uma montanha ou um canal entre duas ilhas) que isolasse duas populaes de uma determinada espcie, as populaes poderiam divergir mais e mais em sua aparncia, cada uma se adaptando s condies ambientais locais. Aps permanecerem isoladas por muitas geraes, acumulando novas adaptaes, as duas populaes se tornariam to diferenciadas a ponto de serem consideradas espcies novas. Nesse perodo, Darwin teve acesso obra de Thomas Malthus (Um Ensaio Sobre o Princpio da Populao, de 1798). Esta obra, elaborada de acordo com as estatsticas da poca, afirmava que a produo de alimentos tendia a crescer em progresso aritmtica e a populao em progresso geomtrica, gerando fome e misria nas grandes massas populacionais. A natureza corrigiria essa desproporo por meio das guerras e epidemias, que reduziriam a populao. Darwin se baseou nessas idias de Malthus para elaborar uma explicao do mecanismo responsvel pelo surgimento de novas espcies, ao qual ele chamou de seleo natural.

31A teoria da seleo natural de Darwin afirmava que as condies ambientais eram as responsveis por selecionar, dentre os organismos de uma certa populao, aqueles mais aptos a sobreviverem e se reproduzirem, passando, assim, suas caractersticas aos descendentes. Os menos aptos seriam gradualmente eliminados da populao, em funo de sua sobrevivncia e capacidade reprodutiva reduzidas. A lgica da teoria da seleo natural de Darwin pode ser dissecada da seguinte forma: 1. Todas as espcies tm um potencial de fertilidade tal que os tamanhos de suas populaes pode crescer exponencialmente se todos os indivduos que nascerem se reproduzirem com sucesso. 2. As populaes tendem a se manter estveis em nmero de indivduos, exceto por algumas flutuaes sazonais. 3. Os recursos do ambiente so limitados. CONCLUSO 1: A produo de mais indivduos do que o ambiente pode suportar leva a uma luta pela sobrevivncia entre os indivduos da populao, fazendo com que somente uma frao sobreviva a cada gerao 4. Indivduos de uma populao variam extensivamente em suas caractersticas, de modo que dois indivduos no so exatamente iguais. 5. Muito da variabilidade das caractersticas dos indivduos da populao provocada por mecanismos herdveis. CONCLUSO 2: A sobrevivncia na luta pela existncia no se d ao acaso, mas depende em parte da constituio hereditria dos indivduos sobreviventes. Aqueles indivduos que herdaram caractersticas que os tornam mais adaptados ao meio ambiente tm maiores chances de deixar mais descendentes que os indivduos menos aptos. CONCLUSO 3: Estas habilidades desiguais de sobrevivncia e reproduo manifestadas pelos indivduos leva gradualmente a uma mudana na populao, com as caractersticas favorveis sendo acumuladas ao longo das geraes. RESUMINDO AS IDIAS PRINCIPAIS DE DARWIN SOBRE SELEO NATURAL: A) A seleo natural pode ser traduzida como a habilidade desigual dos indivduos de uma populao sobreviverem e se reproduzirem. Esta habilidade denominada aptido evolutiva. B) A seleo natural ocorre atravs de uma interao entre o ambiente e a variabilidade inerente entre os indivduos de uma populao.

Evoluo das girafas, segundo o Darwinismo

32Darwin tambm usou como argumento a favor da existncia da seleo natural o fato de que muitas variedades de plantas e animais teis ao homem foram modificados ao longo de anos por meio de uma seleo artificial. Um exemplo seria o das raas diferentes de cachorros, obtidas pelo homem atravs de cruzamentos seletivos. Se mudanas to significativas so obtidas pelo homem por seleo artificial em um perodo de tempo relativamente curto, ento a seleo natural deveria ser capaz de modificaes considerveis nas espcies ao longo de centenas ou milhares de geraes. Mesmo se a vantagem de caractersticas herdveis sobre outras fosse mnima, as variedades vantajosas seriam acumuladas na populao aps muitas geraes de seleo natural, eliminando as variaes menos favorveis. Assim, poderamos afirmar que o produto da seleo natural a adaptao de populaes de organismos aos seus respectivos ambientes. EVIDNCIAS DA EVOLUO A evoluo biolgica deixa sinais observveis que podem ser considerados evidncias de sua atuao sobre os seres vivos. Vejamos algumas dessas evidncias. O REGISTRO FSSIL

Como j descrito anteriormente, os fsseis so restos e vestgios, impressos em rochas, de seres que viveram no passado. Desde o sculo XIX, os paleontlogos, cientistas estudiosos dos fsseis, j haviam constatado que tipos diferentes de seres vivos surgiam ao longo de eras passadas, embora no pudessem demonstrar precisamente qual a idade daqueles vestgios de que dispunham. Esse problema foi solucionado apenas durante o sculo XX, com a descoberta da radiatividade e suas aplicaes. Baseando-se na identificao de elementos radioativos (por exemplo, urnio e carbono-14) nas rochas e nos fsseis, foi possvel obter estimativas confiveis da idade dos mesmos. Assim, a idade de nosso planeta foi estimada em 4,5 bilhes de anos, e o fssil mais antigo data de 3,5 bilhes de anos.A B

A - Decomposio de animal morto, sem deixar vestgios. B - Animal soterrado sem ter sofrido decomposio, deixando vestgios fsseis

Ao longo desses 3,5 bilhes de anos, apareceram e se extinguiram diversos seres vivos. Alguns desses seres que no existem mais so bastante semelhantes a organismos que vivem nos tempos atuais. Por exemplo, fsseis de animais muito semelhantes a baleias revelam que estes seres possuam membros anteriores bastante desenvolvidos, o que sugere um estilo de vida tanto aqutico quanto terrestre. Os ossos que so encontrados nas nadadeiras posteriores das baleias atuais esto organizados

33em um formato que lembra nitidamente uma pata adaptada a caminhar em ambiente terrestre, porm uma estrutura muito menos desenvolvida do que aquela encontrada nos fsseis. Isso sugere fortemente que as baleias atuais so descendentes de antigos ancestrais que caminhavam em ambiente terrestre. Os fsseis humanos tambm revelam dados interessantes. Fsseis de Homo sapiens, a espcie humana atual, no so encontrados h mais de 100 mil anos atrs. Por outro lado, fsseis de outros indivduos semelhantes aos humanos foram encontrados em registros que datam de eras mais antigas. Os homindeos mais antigos datam de mais de trs milhes de anos atrs. Assim, a concluso que estes dados sugerem a de que o homem moderno surgiu apenas recentemente na histria de nosso planeta, a partir de ancestrais que se assemelhavam em certo grau com o que somos hoje em dia. ANATOMIA COMPARADA

A comparao entre a anatomia de organismos fsseis e atuais um recurso bastante utilizado para se deduzir relaes evolutivas entre os organismos. Por outro lado, este tipo de comparao pode perfeitamente ser realizada entre os organismos que vivem em tempos atuais. Por exemplo, a comparao entre o homem e os grandes macacos (chimpanz, orangotango e gorila) aponta uma srie de semelhanas que certamente devem ter origem em um ancestral comum a estas espcies. O mesmo ocorre quando so comparados o gato domstico, o leo, a ona, o leopardo e o tigre. As semelhanas so notveis, e s podem ter surgido por ancestralidade comum. Similaridade em caractersticas resultantes de ancestralidade comum conhecida como homologia, e tais sinais anatmicos da evoluo so chamados estruturas homlogas. So estruturas homlogas, por exemplo, os membros anteriores dos mamferos. Quando se compara a mo humana, a pata de um cavalo, a nadadeira posterior de uma baleia e a asa de um morcego, observa-se uma semelhana esqueltica que indica serem homlogas estas estruturas, revelando uma ancestralidade comum a esses animais no passado.

Estruturas homlogas, indicando parentesco biolgico.

EMBRIOLOGIA COMPARADA

Organismos com parentesco evolutivo prximo apresentam estgios semelhantes em seu desenvolvimento embrionrio. Por exemplo, todos os embries de animais vertebrados, inclusive os humanos, passam por um estgio em que desenvolvem brnquias. Na verdade, neste estgio do desenvolvimento, as semelhanas entre peixes, sapos, cobras, aves, humanos e todos os demais vertebrados so mais aparentes do que as diferenas. Com o decorrer do desenvolvimento, esses animais divergem mais e mais de modo que as caractersticas especficas de cada um se revelam

34finalmente. Por exemplo, as brnquias existentes nos embries de peixes se desenvolvem em estruturas respiratrias, ao passo que nos humanos elas se modificam em estruturas que desempenham outras funes, tais como a trompa de Eustquio, que conecta a orelha mdia com a garganta. As semelhanas embriolgicas so um claro sinal de parentesco evolutivo entre organismos, que se modificaram em diferentes adaptaes com o passar de milhares de anos.

Comparao entre desenvolvimento embrionrio de diversos mamferos. Note as semelhanas no primeiro estgio e as diferenas no terceiro estgio.

BIOLOGIA MOLECULAR

Com o desenvolvimento de tcnicas de anlise de DNA, foi possvel realizar comparaes moleculares entre diversos seres vivos, a fim de se estabelecer semelhanas e identificar as principais diferenas. Mais uma vez, as semelhanas neste tipo de comparao significam parentesco. Recentemente, a comparao do DNA humano com alguns macacos revelou resultados surpreendentes. A semelhana entre humanos e chimpanzs beira os 100%, o que indica um parentesco evolutivo muito prximo entre estas espcies.

Seqncias de bases nitrogenadas de DNA sofrendo alteraes conforme o processo evolutivo

O QUE ORIGINA A VARIABILIDADE EM UMA POPULAO? Darwin havia afirmado que a seleo natural atua sobre uma populao em que exista uma variabilidade de caractersticas entre os indivduos. Por exemplo, um inseto de cor verde que vivesse em uma regio de vegetao verde teria menos chance de ser predado por pssaros do que um inseto de cor vermelha da mesma espcie. Portanto, ser um inseto verde nessa populao de insetos significaria melhores chances de sobrevivncia e reproduo.

35Mas, o que origina a variabilidade de cor nessa populao de insetos? Por que alguns insetos so verdes e outros so vermelhos e no so todos da mesma cor? A teoria de Darwin no capaz de responder a este tipo de pergunta. Na verdade, Darwin nem tinha conhecimentos de gentica para compreender melhor esse fenmeno, at mesmo porque a gentica s se tornou popular nos meios cientficos no incio do sculo XX, depois de sua morte. O "casamento" entre a gentica e a teoria da evoluo, conhecida como a sntese moderna, que viria a explicar a origem da variabilidade de caractersticas em uma populao, somente ocorreu na dcada de 1930. Com o desenvolvimento da cincia gentica, ficou claro que mutaes genticas poderiam originar caractersticas anormais em seres vivos que as herdassem. Essas alteraes no material gentico modificam as caractersticas de um ser vivo de modo casual, e podem ser induzidas por agentes ambientais, tais como radiaes e raios ultra-violeta, ou decorrerem de falhas no modo como o material gentico processado pelas clulas do indivduo. As mutaes so fenmenos que ocorrem de modo relativamente freqente em qualquer populao, e seriam as responsveis pelo surgimento de novas caractersticas, originando a variabilidade j percebida anteriormente por Darwin. Sendo assim, insetos verdes nascidos de uma populao de insetos vermelhos seriam mutantes genticos. Uma vez que esses mutantes tivessem maiores chances de sobrevivncia e reproduo naquele meio ambiente especfico, passariam essa mutao aos seus descendentes, de modo que ao longo de algumas geraes os mutantes predominariam numericamente, por seleo natural. Em outras palavras, os insetos verdes seriam perfeitamente adaptados quele tipo de ambiente. Exemplos reais e bem estudados de mutao em insetos ocorrem na mosca das bananas, Drosophila melanogaster.

Formas mutantes da mosca da banana (Drosophila melanogaster). Cada uma dessas mutaes herdvel.

A FORMAO DE NOVAS ESPCIES Dentre os modelos de formao de novas espcies, destacaremos aquele em que o ambiente exerce papel fundamental no processo, a chamada especiao aloptrica. Este um tipo de fenmeno em que uma barreira geogrfica isola fisicamente duas populaes pertencentes mesma espcie. Processos geolgicos podem fragmentar uma populao em duas ou mais populaes isoladas. Uma montanha pode emergir e gradualmente fragmentar uma populao de organismos, ou at mesmo um lago pode, ao longo de milhares de anos, se subdividir em corpos de gua menores, isolando populaes. O isolamento pode ocorrer at mesmo quando um conjunto de indivduos coloniza uma rea nova e geograficamente isolada.

36Uma vez que populaes de uma certa espcie se tornam isoladas, elas se tornaro espcies diferentes quando, ao longo do tempo, comearem a acumular diferenas genticas, as quais se acumulariam pelo processo de adaptao aos novos ambientes, ocorrido por seleo natural.

As ilhas so laboratrios vivos para o estudo de especiao. Um bom exemplo seria aquele dos tentilhes das ilhas Galpagos, j observado por Darwin em sua viagem Amrica do Sul bordo do Beagle. Nas diversas ilhas deste arquiplago, so encontradas espcies diferentes destas aves, cada uma especialmente adaptada s condies alimentares oferecidas pelo ambiente onde vivem. Isso pode ser verificado pelo formato do bico de cada uma dessas espcies. Imagina-se que todas essas espcies de tentilhes tenham se originado de um ancestral que habitava o continente, e que, de alguma forma, alcanou o arquiplago e comeou o processo de adaptao. O mesmo pode ser afirmado em relao s espcies de tartaruga encontradas nesse arquiplago.

Espcies diferentes de tartarugas marinhas encontradas em diferentes ilhas do arquiplago de Galpagos.

A evoluo de vrias espcies adaptadas s suas condies locais a partir de um ancestral comum chamada irradiao adaptativa. Acredita-se que este tenha sido o processo que levou ao surgimento das diferentes espcies de tentilho das ilhas Galpagos. E este um padro de especiao tambm associado a outros tipos de organismo, inclusive a espcie humana.

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7. A ORIGEM DO HOMEM UM OLHAR BIOLGICOPor muito tempo os antroplogos estudaram as origens humanas baseando-se na expanso do crebro e nos vestgios de tecnologia produtora de artefatos tais como lminas grosseiras, raspadeiras e talhadeiras feitas de seixos dos quais algumas lascas foram tiradas. Porm, as hipteses mais recentes tm sido formuladas em termos biolgicos em vez de culturais, o que representa uma vantagem no sentido de permitir que as idias sejam testadas comparando-as com o que sabemos da ecologia e do comportamento de outros animais. Este procedimento tem por finalidade procurar pelo surgimento dos atributos especiais da espcie humana a partir de um contexto estritamente biolgico. At que muitas relquias mais tenham sido desenterradas e analisadas, nenhum antroplogo pode ficar de p e declarar: Isto foi assim, com todos os detalhes. H, contudo, uma boa dose de concordncia entre os pesquisadores sobre a forma geral da pr-histria humana. Nela, quatro etapaschave podem ser identificadas com toda a confiana. A primeira corresponde origem dos homindeos, h cerca de sete milhes de anos, quando espcies semelhantes aos macacos com um modo de locomoo bpede, ou ereta, evoluram. A segunda etapa foi a da proliferao das espcies bpedes, um processo que os bilogos chamam irradiao adaptativa. Entre sete e dois milhes de anos atrs, muitas espcies de macacos bpedes evoluram, cada uma adaptada a circunstncias ecolgicas ligeiramente diferentes. Em meio a esta proliferao de espcies humanas houve uma, entre trs e dois milhes de anos atrs, que desenvolveu um crebro significativamente maior. A expanso em tamanho do crebro marca a terceira etapa e sinaliza a origem do gnero Homo, o ramo da rvore humana que levou ao Homo erectus e finalmente ao Homo sapiens. A quarta etapa foi a origem dos humanos modernos a evoluo de gente como ns, completamente equipada com linguagem, conscincia, imaginao artstica e inovaes tecnolgicas jamais vistas antes em qualquer parte da natureza. Analisemos um pouco mais profundamente essas quatro etapas. O