Refutando Richard Lenski

 

 

 

Um artigo publicado na Science (e divulgado em inúmeros outros sites, incluindo o site Hyperscience) relata sobre um experimento supostamente pró-evolução com duração de 25 anos, encabeçado por Richard Lenski, da Universidade do Estado de Michigan/EUA, feito com bactérias da espécie Escherichia Coli. Como lemos em um artigo do site Io9:

 

 

 

 

“Back in 1988, evolutionary biologist Richard Lenski took some E. coli bacteria and put them in a dozen glass flasks. These 12 populations of bacteria have been there ever since, eating and dividing in isolation — over and over and over again. Now, some 25 years and 50,000 generations later, the strain has demonstrated some very noticeable changes.”

“Lá em 1988, [o] biólogo evolucionista Richard Lenski pegou algumas bactérias E. coli e as pôs em uma dúzia de frascos de vidro. Essas 12 populações de bactérias existem por aí desde sempre, se alimentando e dividindo em isolamento — de novo, de novo e de novo. Agora, cerca de 25 anos e 50.000 gerações após, a cepa demonstrou algumas mudanças bastante notáveis”.

 

Um artigo da Wikipedia 2 (em inglês) dá mais detalhes sobre a metodologia do experimento. Nele é expresso que cada uma das doze populações fora mantida em um encubador no laboratório de Lenski em um meio de cultura mínimo (isto é, solução contendo somente nutrientes mínimos para a sobrevivência e reprodução da colônia bacterial, geralmente contendo glucose, succinato, alguns sais como magnésio, fósforo, além de água), deficiente em glucose, e contendo também citrato. A cada dia, 1% de cada população era transferido para outro frasco com meio de cultura fresco. Sob tais condições, cada população gerava cerca de 6.64 gerações diariamente. Boa parte de cada geração é então coletada e congelada em glicerol, isso, a cada 500 gerações. Dessa forma, tais amostras podem ser revividas/reanimadas a qualquer momento, o que permite estudos qualitativos e comparativos dos mais diversos. E foi através desse método que eles observaram mudanças, clamadas pelos mesmos como evidências da evolução…

 

Uma dessas mudanças “bastante notáveis” é que a velocidade de reprodução das cepas caiu de cerca de uma hora para mais ou menos 40 minutos… Fascinante, não é? Acho que não… Outra foi a mudança de forma, ficando mais arredondadas (sendo que isso na verdade já é um processo natural entre as bactérias, quando o meio carece de nutrientes, apenas, uma mutação leva algumas cepas a se acharem nessa forma de maneira definitiva… 6)… “Engraçado” que esses artigos, em geral, “esquecem” de mencionar efeitos colaterais dessas “evoluções”, exemplo: quatro dessas doze populações desenvolveram defeitos nos sistemas reparatórios de DNA 3 4 , sobre o qual um artigo da Nature relata:

 

“Our results corroborate computer simulations of mutator evolution in adapting clonal populations, and may help to explain observations that associate high mutation rates with emerging pathogens and with certain cancers.”

“Nossos resultados corroboram simulações computadorizadas de “evolução mutacional” em populações clonais adaptantes, e pode ajudar a elucidar observações que associam altas taxas de mutações com patogêneses emergentes e com certos cânceres.

 

Outros defeitos incluem redução na resistência ao estresse osmótico e capacidade de sobreviver a longo períodos em culturas “estacionárias”. 2 5

Mas, vamos nos focar na mais badalada e intrigante mutação, como lido no artigo da Wikipedia:

 

“One particularly striking adaption was the evolution of a strain of E. coli that was able to use citric acid as a carbon source in an aerobic environment”
“Uma adaptação particularmente marcante foi a “evolução” de uma cepa do E.Coli que se tornou capaz de usar ácido cítrico como fonte de carbono em um ambiente aeróbico”.

 

Antes de mais nada, quero deixar algo bem claro:

 

– Bactérias E. coli são capazes de sintetizar citrato (um derivado do ácido cítrico) normalmente em ambientes anaeróbicos (na presença de glucose ou glicerol, co-substratos oxidáveis), logo, não é uma função nova “evoluída” do nada, inédita… Elas apenas não possuem, normalmente, capacidade de utilizar o mesmo na presença de oxigênio, como lemos no seguinte artigo 7:

 

“Under anoxic conditions in the presence of an oxidizable cosubstrate such as glucose or glycerol, Escherichia
coli converts citrate to acetate and succinate. Two enzymes are specifically required for the fermentation of the
tricarboxylic acid, i.e., a citrate uptake system and citrate lyase.”

“Under oxic growth conditions, most Escherichia coli are not able to utilize citrate due to the lack of a functional transport system. This is a key characteristic of E. coli among enterobacteria”

 

“Sob condições anóxicas em presença de um co-substrato oxidável tipo glucose ou glicerol, E. coli converte citrato em acetato e succinato. Duas enzimas são especialmente requeridas para a fermentação de ácido tricarboxílico, isto é, um sistema de captura de citrato e uma citrato-liase.”

” Em condições aeróbicas de crescimento, boa parte das E. coli não são capazes de utilizar citrato devido a falta de um sistema funcional de transporte. Isto é uma característica-chave das E. coli entre a [família] enterobacteria.”

 

Notamos claramente que essa peculiaridade da E.coli é uma peça chave na distinção entre ela e os outros integrantes da vasta família Enterobacteriaceae, como a Salmonella. A grande maioria dessas pode muito bem utilizar citrato em ambientes permeados por O².

 

Mas enfim, indo ao ponto crucial da questão: houve mesmo uma evolução aos moldes do neo-darwinismo, ou seja, novas, inéditas funções surgindo do nada através de mutações? Houve o surgimento de novo material genético específico e funcional?

 

Bem, lamento desapontar os darwinistas de plantão, mas ainda não foi dessa vez que poderia ser observado, pela 1ª vez tais eventos… Tudo que ocorreu foi somente uma engenhosa modificação dos já existentes materiais genéticos. O próprio Lenski, junto com outros colegas de trabalho, publicaram um artigo na Nature, ano passado, detalhando essa “inovação” que nada trouxe de novo 8.

 

 

A realidade dos fatos…

 

 

Comecemos pelo artigo na Wikipedia 2:

 

“Wild-type E. coli cannot grow on citrate when oxygen is present due to the inability during aerobic metabolism to produce an appropriate transporter protein that can bring citrate into the cell, where it could be metabolized via the citric acid cycle.”

“E.coli com alelos “selvagens” não pode crescer em citrato quando O² está presente devido a inabilidade de produzir uma proteína transportadora apropriada durante metabolismo aeróbico que possa carregar o citrato para dentro da célula, onde ele possa ser metabolizado através do ciclo de ácido cítrico”

 

Tal alelo da E.coli é conhecido como Cit– (Ou seja, não possui transportador de citrato). O tempo passou, e em 2012, Lenski&CIA lançaram o artigo já mencionado acima, na revista Nature.

 

” Examination of samples of the population frozen at earlier time points led to the discovery that a citrate-using variant (Cit+) had evolved in the population at some point between generations 31,000 and 31,500. “

“Examinação de amostras da população congeladas em um ponto anterior levaram à descoberta de que um variante usador de citrato (Cit+) “evoluíra” na população em algum ponto entre gerações 31.000 e 31.500.”

 

Analisando as amostras, eles chegaram à seguinte conclusão:

 

“This led the researchers to conclude that there had been at least two potentiating mutations involved in Cit+ evolution. “

“Isto levou os pesquisadores a concluir que devem ter havido pelo menos duas potenciais mutações envolvendo a “evolução” do Cit+.”

 

Uma das mutações levou a duplicação de trecho do genoma (evento comum na natureza):

 

“The researchers also found that all Cit+ clones sequenced had in their genomes a duplication mutation of 2933 base pairs that involved the gene for the citrate transporter protein used in anaerobic growth on citrate”

“Os pesquisadores também descobriram que todos clones Cit+ tinham uma duplicação de 2933 bases pareadas envolvidas no gene (que codifica) a proteína-transporte do citrato usado na respiração anaeróbica.”

 

E aí, o grand finalle do assunto:

 

“This duplication immediately conferred the Cit+ trait by creating a new regulatory module in which the normally silent citT gene is placed under the control of a promoter for an adjacent gene called rnk.”

“Essa duplicação imediatamente conferiu o traço Cit+ ao criar um novo módulo regulatório onde o normalmente silencioso (inativo) gene citT é (re)estabelecido sob o controle de um promotor de uma gene adjacente chamado rnk”.

Simplificando: O gene que codifica o CitT sofre duplicação e essa(s) cópia(s) é/são realocada(s) (seja por transpósons ou plasmídeos) em uma outra região do cromossomo onde tal cópia acaba sendo regulada por um novo promotor (cuja função é iniciar a transcrição de genes) que funciona na presença de O², e aí o gene duplicado passa a ser ativado também em ambientes aeróbicos, produzindo transportadores para o citrato.

 

 

Na figura acima vemos um esquema onde ocorre a construção do chamado módulo rnk-citT, e sua alocação no genoma bacteriano. Mas somente uma duplicação não garantiria o domínio da nova população Cit+, aí entraram em cena mais e mais cópias do gene (até nove cópias), o que amplia a expressão genética e garante uma maior eficiência na captação do citrato.

A pergunta que não quer calar: Cópias genéticas levam a evolução? Bem, parece que não, ainda mais quando nos deparamos com a superbactéria Epulopiscium fishelsoni, que segundo artigo no PNAS, possui 40.000 cópias de um certo marcador genético, 240,000 a 740,000 cópias do gene 16S rRNA, e seguramente, milhares e milhares de cópias do genoma inteiro (≈3.8 Mb de tamanho)… 9 Fontes indicam que elas tem um genoma 25 vezes maior que o nosso (3.800.000.000 de bases pareadas)! 10 Ainda assim, a superbactéria ainda permanece como uma mera bactéria, sem absolutamente nenhuma função nova criada…

 

 

Dinâmica genética da E.coli

 

 

Lendo mais à fundo o estudo da Nature onde Lenski colabora, podemos notar que não foi apenas uma modificação arquitetônica que ocorreu no genoma da E.coli. Lembrem-se, foram mais de 30, 40, 50 mil gerações, com trilhões de indivíduos sofrendo alterações genéticas constantes (lembre-se que isso não se traduz em novo material genético, e sim em mutações, que envolvem duplicações genéticas, deleções, substituições, modificações por parte de elementos móveis, como vírus, transpósons, plasmídeos, etc.):

 

“The Cit+ mutants arose by diverse mutational processes ” “Eight have citT duplications similar to the original one” “In seven of these, the duplications generated alternative versions of the rnk-citT module; in the other, the second citT is downstream of the rna promoter. Six mutants have an IS3 element inserted in the 3′ end of citG” (IS3 pode funcionar como promotor móvel, como demonstra outro artigo 11) “Two mutants have large duplications encompassing all or part of the cit operon.” “One mutant has a large inversion that places most of that operon downstream of the promoter for the fimbria regulatory gene fimB, and another has a deletion in citG that presumably formed a new promoter. ” “In any case, this new function arose in potentiated backgrounds by a variety of mutational processes that recruited several different promoters to allow CitT expression during aerobic metabolism.”

 

“Os mutantes Cit+ surgiram de diversos processos mutacionais” “Oito possuem duplicações no citT similar ao original” “Em sete deles, as duplicações geraram versões alternativas do módulo rnk-citT; em outro, o segundo citT se encontra abaixo do promotor rna. Seis mutantes tem um elemento IS3 inserido na extremidade 3′ do citG” ” Dois mutantes possuem imensas duplicações englobando todo ou parte do operão cit” “Um mutante é dotado de uma ampla inversão que coloca maior parte do operão abaixo do promotor do gene regulatório da fímbria, o fimB, e outro (mutante) tem uma deleção no citG que presumivelmente formou um novo promotor. “Em qualquer caso, essa nova função surgiu em um cenário potencializado por uma variedades de processos mutacionais que recrutaram diferentes promovem que permitem a expressão do CitT durante metabolismo aeróbico”

 

Apesar da variedade, o esquema é o mesmo: uma realocação que termina por permitir que o gene CitT encontre-se sob a regulação de um promotor que funciona ativamente em ambientes aeróbicos. Nesse mesmo artigo, encontramos outro ponto interessante:

 

“Spontaneous citrate-using (Cit+) mutants are extraordinarily rare, but a Cit+ variant evolved in one population (designated Ara–3) around 31,000 generations”

“Mutantes espontâneos usadores de citrato são extraordinariamente raros, mas um variante Cit+ “evoluiu” em uma população (designada Ara-3) por volta de 31.000 gerações.”

 

Essas mutações espontâneas de que o autor fala se refere a E.coli observadas em um estudo mencionado no próprio texto 12, que foi publicado em 1982! Então não dá para entender o alarde em torno do experimento de Lenski, afinal, utilização de citrato claramente está longe de ser algo inédito na biosfera, entre as Enterobactérias, e mesmo entre as E.coli… No mesmo artigo mencionado na referência 7, publicado em 1998, também relata-se uma mutação responsável por conferir à E.coli a capacidade de utilizar citrato:

 

“Some E. coli strains capable of aerobic growth on citrate possess plasmid-encoded citrate uptake systems.”

“Algumas cepas de E.coli capazes de crescimento aeróbico em citrato possuem sistemas de captura de citrato codificado por plasmídeos”

 

De novo, a habilidade de capturar citrato em ambientes aeróbicos ocorreu antes da conclamada experiência de Lenski&CIA…

 

 

Conclusão

 

Bem, ao lermos os textos e artigos na internet falando sobre esse, ou outro experimento “evidenciando a evolução”, nós ficamos com a tremenda impressão dela ter mesmo ocorrido, todavia, após cuidadosa e exaustiva pesquisa nos artigos originais e outros relacionados, fica patente o quão deslocados os primeiros estão… Toneladas de detalhes são “filtradas”, omitidas, só deixando as partes bonitinhas e redundantes do fato… Penso por mim que isso não seja a conduta mais correta daqueles que trabalham em busca de conhecimento e respostas!

 

 

Referências

 

 

1 Wiser MJ, Ribeck N, Lenski RE. Long-Term Dynamics of Adaptation in Asexual
Populations. Science. 2013 Nov 18. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 24231808.

2 Escherichia coli long-term evolution experiment <http://en.wikipedia.org/wiki/E._coli_long-term_evolution_experiment>

3 Blount, Zachary D.; Borland, Christina Z.; Lenski, Richard E. (2008). “Historical contingency and the evolution of a key innovation in an experimental population of Escherichia coliProceedings of the National Academy of Sciences 105 (23): 7899–906. PNAS..105.7899B.

4 Paul D. Sniegowski, Philip J. Gerrish & Richard E. Lenski Evolution of high mutation rates in experimental populations of E. coli <http://www.nature.com/nature/journal/v387/n6634/full/387703a0.html>

5 Nadège Philippe,, Ludovic Pelosi1,, Richard E. Lenski, and Dominique Schneider Evolution of Penicillin-Binding Protein 2 Concentration and Cell Shape during a Long-Term Experiment with Escherichia coli, J. Bacteriol. February 2009 vol. 191 no. 3 909-921, doi:  10.1128/JB.01419-08

6 Jean van Heijenoort “Peptidoglycan Hydrolases of Escherichia coli” Microbiol Mol Biol Rev. 2011 December; 75(4): 636–663. 10.1128/MMBR.00022-11

7 Klaas Martinus Pos, Peter Dimroth and Michael Bott “The Escherichia coli Citrate Carrier CitT: a Member of a Novel Eubacterial Transporter Family Related to the 2-Oxoglutarate/Malate Translocator from Spinach Chloroplasts” J Bacteriol. 1998 August; 180(16): 4160–4165. PMCID: PMC 107412

8 Zachary D. Blount, Jeffrey E. Barrick, Carla J. Davidson, and Richard E. Lenski Genomic Analysis of a Key Innovation in an Experimental E. coli Population Nature. 2012 September 27; 489(7417): 513–518. Published online 2012 September 19. doi:  10.1038/nature11514

9 Jennifer E. Mendell, Kendall D. Clements, J. Howard Choat, Esther R. Angert Extreme polyploidy in a large bacterium Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 May 6; 105(18): 6730–6734. Published online 2008 April 29.doi: 10.1073/pnas.0707522105

10 Randerson J., Record breakerNew Scientist 174(2346):14, 8 June 2002

11 Charlier D, Piette J, Glansdorff N. IS3 can function as a mobile promoter in E. coli. Nucleic Acids Res. 1982 Oct 11;10(19):5935-48.

12 B G Hall Chromosomal mutation for citrate utilization by Escherichia coli K-12. J Bacteriol. 1982 July; 151(1): 269–273. PMCID: PMC220237

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6 Comentários to “Refutando Richard Lenski”

  1. falha de sua interpretação sr…(cadê seu nome???). você chega a conclusão que gene que promove a digestão do citrato em e. coli não surge do nada como uma mutação…..MAS É ISSO QUE A EVOLUÇÃO DE DARWIN DIZ, CARA.

    NADA vai surgir do nada. uma asa não pode surgir nas costas de um lagarto e fazer que ele vire um dragão. a seleção natural trabalha com o que tem em mãos. os moscegos só voam porque as pregas entre os dedos (que eles já tinha) se desenvolveram. da mesma forma a enzima que digere o citrato na e.coli (que eles já tinham mas só trabalham em uma situação anaeróbia) evoluiu para trabalhar em ambiente aeróbico. ISTO É O QUE A SELEÇÃO NATURAL AFIRMA, ISTA É SELEÇÃO NATURAL……..É SELEÇÃO NATURAL , PRONTO ACABOU.
    da mesma forma as patas somente evoluíram apartir de nadadeiras modificadas (que os peixes já tinham) e pssaram a evoluir tmbem. outro exemplo é o olho que evoluiu apartir de células fotoreceptoras simples ( que os animeis primitivos já tinham).
    outro exemplo vem dos pulmões que evoluiram da bexiga natatória dos peixes (que eles já tinham), e assim por diante…
    sua “descoberta” não invalida o estudo, simplesmente É ESSE O ESPÍRITO DO EVOLUCIONISMO…
    espero que tenha aprendido é parabéns por ter concluído como a evolução funciona, agora paré de acreditar em criacionismo já que você entendeu como aevoluç˜sao funciona

    • Olá, meu nome é Wallace… Li teu coment, e concordo, a sel. natural somente trabalha assim.. Logo, Darwin estava errado ao usá-la como mecanismo responsável pela ORIGEM DAS ESPÉCIES (nome de seu livro, né?), nem muito menos da vida a partir de matéria inorgânica (calma, eu sei que E não lida com abiogênese, pelo menos é o que darwinistas anseiam em repetir)..

      Cadê as evidências de que patas surgiram de guelras? Penas de escamas? Agradeço se me oferecer fontes e evidências, ok?

      É uma desonestidade sem tamanho usar supostas “evidências” de “microevolução” (na verdade, mera variação/adaptação dentro da espécie, filo) para querer comprovar que algo sem qualquer ligação com isso, no caso, a “macroevolução”, integrante da mesma teoria, pode ocorrer…

      No mais, um abraço.

  2. http://rationalwiki.org/wiki/Lenski_affair O caso Lenski foi um golpe mal-concebida por Andrew Schlafly de Conservapedia para denegrir a pesquisa evolucionária inovador de professor da Universidade Estadual de Michigan e da National Academy of Science membro Richard Lenski , em que Lenski e seu aluno Zachary Blount realmente observado evolução acontecendo. O tiro de Schlafly saiu pela culatra completamente e levou a uma das melhores respostas para o criacionismo à data. É agora um dos incidentes mais famosos da criação / evolução e os círculos na Internet.
    A fama do caso deixou os limites seguros da Internet em setembro de 2009, quando recebeu uma breve menção em Richard Dawkins livro ‘s The Greatest Show on Earth após uma discussão mais longa dos próprios resultados.

  3. Fizeram uma refutação ao seu texto aqui:

    http://evolutionacademy.bio.br/2013/12/29/refutando-richard-lenski-comentado/

    dá uma olhada, o autor espera da refutação espera uma resposta.

    • Boa-tarde, muito obrigado pela info, caro Francisco, eu nunca tinha ouvido falar desse site, e estou tremendamente surpreso com tal “refutação” a um artigo humildemente feito por mim.

      Feliz ano-novo,

      Wallace B.S.

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