Universo Hoje teve a incrível oportunidade de explorar vários campos científicos, incluindo crateras de impacto, superfícies planetárias, exoplanetas, astrobiologia, física solar, cometas, atmosferas planetárias, geofísica planetária, cosmoquímica, meteoritos, radioastronomia, extremófilos, química orgânica, buracos negros, criovulcanismo, proteção planetária, matéria escura, supernovas, estrelas de nêutrons e exoluas, e como todos esses aspectos separados, mas únicos, formam a base para nos ajudar a entender melhor nosso lugar no universo.
Aqui, Universo Hoje discute o incrível campo da biologia evolutiva com Dr. David Baumque é professor de Botânica na Universidade de Wisconsin-Madison, sobre a importância de estudar biologia evolutiva, os destaques de sua carreira, o que a biologia evolutiva pode nos ensinar sobre encontrar vida fora da Terra e que conselho ele pode oferecer aos futuros alunos que desejam prosseguir com o estudo da biologia evolutiva. Portanto, qual é a importância de estudar biologia evolutiva?
O Dr. Baum conta Universo Hoje“Os humanos e todas as espécies vivas são produtos da evolução, então o que poderia ser mais importante do que entender como a evolução funciona e produziu organismos e ecossistemas tão incríveis! A maior parte da biologia se preocupa com questões de Como, como: Como combatemos infecções? Como os animais escolhem parceiros? Como as plantas usam energia luminosa para converter dióxido de carbono e água em matéria vegetal?”
Dr. Baum continua, “Biólogos evolucionistas fazem perguntas do tipo Por quê. Quando fazemos isso, a resposta pode ser histórica ou a-histórica geral. Em ambos os casos, modelos evolucionários enriquecem nossa compreensão do mundo natural. A evolução também nos ajuda a fazer previsões, como a evolução quase inevitável da resistência a antibióticos, pesticidas, herbicidas, etc.”
O campo da biologia evolutivatambém chamada de evolução por seleção natural, foi iniciada em 1859 por Charles Darwin, que criou a noção de evolução por seleção natural com seu livro Na origem das espécies. Embora inovadora, essa nova visão sobre a evolução da vida não foi aceita pela comunidade acadêmica como um campo próprio até a década de 1930, e esperou outras cinco décadas até que departamentos de biologia evolutiva também fossem criados dentro do sistema universitário.
Desde então, o campo da biologia evolutiva “evoluiu” para uma melhor compreensão da especiação, reprodução sexual, envelhecimento e cooperação, ao mesmo tempo em que incorpora campos como ciência da computação e genética molecular para responder a essas perguntas. Envolve o estudo de vários tipos de evolução, incluindo adaptativa, convergente, divergente e coevolução, que tentam explicar como a vida evolui ao longo do tempo com base em seu ambiente, espécies e interações. Além disso, o campo da medicina usa a biologia evolutiva para obter maiores insights sobre medicina evolutiva e terapias evolutivas. Portanto, quais são alguns dos destaques da carreira que o Dr. Baum encontrou ao estudar biologia evolutiva?
O Dr. Baum conta Universo Hoje“Muitas para relatar, mas talvez a melhor tenha sido propor uma hipótese de como células complexas com núcleos podem ter se originado em 2014 e então fazer com que os pesquisadores descubram um novo grupo de organismos em 2015 que, quando visualizado em 2020apoiou nosso modelo surpreendentemente bem a ponto de livros didáticos sobre o assunto serem reescritos!”
Como o próprio nome indica, o campo da biologia evolutiva envolve o estudo de como a biologia evolui ao longo do tempo, variando de milhares a bilhões de anos. Os biólogos evolucionistas visam entender os processos que permitiram que a vida na Terra evoluísse dos primeiros organismos unicelulares que existiram no início da história do nosso planeta até os milhões de espécies complexas que habitam nosso planeta hoje. Mas, apesar da Terra ser o único corpo planetário conhecido com vida, as questões que movem o campo da biologia evolutiva se estendem além dos limites do nosso pequeno mundo azul. Ao fazer isso, os biólogos evolucionistas perguntam se esses mesmos processos poderiam ter permitido que a vida surgisse em outros corpos planetários, incluindo os planetas Marte e Vênus, e até mesmo luas como Europa e Titã.
Hoje, o planeta Marte é um mundo seco, frio e desolado, mas a vida poderia ter se formado bilhões de anos atrás, após a formação do próprio Planeta Vermelho? E enquanto a superfície de Vênus exibe temperaturas e pressões extremas onde a vida como a conhecemos não pode existir, o que dizer de bilhões de anos atrás também? E o que dizer da atmosfera de Vênus, que tem exibiu evidências de que a vida como a conhecemos pode existir hoje em grandes altitudes onde as condições são mais parecidas com as da Terra em relação à temperatura e pressão? Existe vida nos oceanos profundos de Europa, e o que dizer dos lagos e mares de metano e etano líquido em Titã? Armados com essas questões candentes, o que a biologia evolutiva pode nos ensinar sobre encontrar vida além da Terra?
“Meu laboratório está estudando como a evolução pode começar em planetas não vivos”, diz o Dr. Baum Universo Hoje. “Usamos experimentos químicos e trabalho analítico que se baseia em princípios da física e da teoria evolucionária. Acredito que esse trabalho acabará esclarecendo se algum tipo de biosfera em evolução é inevitável e se é provável que seja composta de entidades individualizadas, como células, e se essas unidades provavelmente têm algum análogo de sistemas genéticos. É muito cedo para saber, mas suspeito que a individualização provavelmente seja universal, mas tenho menos certeza sobre a genética. Suspeitamos, no entanto, que sem sistemas semelhantes aos genéticos, a complexidade celular provavelmente será limitada.”
Conforme observado acima, o campo da biologia evolutiva abrange uma ampla gama de conhecimentos de uma miríade de disciplinas científicas, incluindo ciência da computação, genética e medicina. Além disso, permitiu a criação de novos campos de pesquisa estudando a evolução da robótica, engenharia, arquitetura e economia. Para robótica evolutivacientistas usaram a teoria da seleção natural para melhorar robôs usando inteligência artificial (IA) onde os algoritmos são produzidos para descartar os designs robóticos menos eficientes com base em uma tarefa específica que lhes foi atribuída, o que permitiu que engenheiros projetassem robôs eficientes que podem funcionar em ambientes não amigáveis aos humanos, como nanoescalas ou espaço. Portanto, que conselho o Dr. Baum pode dar aos futuros alunos que desejam prosseguir com os estudos de biologia evolutiva?
O Dr. Baum conta Universo Hoje“Leia muitos livros populares maravilhosos para ter uma ideia dos princípios subjacentes, mas seja crítico em relação ao seu próprio pensamento – o conceito de evolução por seleção natural parece simples, mas acaba sendo muito mais sutil e complexo do que as pessoas geralmente percebem.”
À medida que o campo da biologia evolutiva continua a crescer, expandir e “evoluir” e ajudar outros campos científicos a fazer o mesmo, assim também o fará nossa compreensão de como a vida na Terra surgiu e potencialmente em outros mundos. Nos 165 anos desde sua introdução por Charles Darwin, o campo da biologia evolutiva cresceu para abranger muito mais do que Darwin potencialmente imaginou, então é emocionante pensar onde a biologia evolutiva estará nos próximos 165 anos também.
O Dr. Baum conclui dizendo Universo Hoje“A biologia evolutiva é central para o estudo do porquê os organismos são do jeito que são, mas também fundamenta as questões mais profundas em astrobiologia e física: Existe um impulso para a vida no universo? Quando um mundo gera vida, existe um impulso para a complexidade e inteligência? E, por extrapolação, estamos sozinhos no Universo?!”
Como a biologia evolutiva nos ajudará a entender nosso lugar no universo nos próximos anos e décadas? Só o tempo dirá, e é por isso que nós, ciência!
Como sempre, continue fazendo ciência e olhando para cima!
