Blog do Buckeridge

Série Inteligência em Plantas – 4

21 de março de 2016
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Neste artigo explico os processos de armazenamento e fluxo da informação nas plantas. Uso um experimento feito com pau-brasil em meu laboratório.

COMO AS PLANTAS “GUARDAM” MEMÓRIAS?

Marcos Buckeridge

Existem dois tipos de memória em organismos vivos. Um deles está no DNA e se refere ao resultado do processo evolutivo. O DNA das plantas contém toda a programação, não somente para construir a planta, mas também para coordenar a base de seu funcionamento. Isto é um tipo de memória da espécie que passa de geração para geração. Os programas genéticos mais eficientes são aqueles que permanecem até hoje, pois tenderam a deixar maior número de descendentes durante todo o processo de mudanças nas condições ambientais durante milhões de anos. Em alguns casos, modificações epigenéticas, que são alterações no conjunto de genes que deverá ser utilizado para executar um programa genético, podem alterar o padrão de comportamento de uma planta pelo resto de sua vida. Não sabemos ao certo, mas é possível que algumas destas modificações possam passar de geração para geração. Desta forma, uma alteração efetuada no genoma (metilações, acetilações) podem gerar novos padrões de comportamento. Esta é uma forma reversível de guardar informação que vem sendo pesquisada intensamente neste momento.

O segundo tipo de memória é quando a informação é interpretada internamente por um indivíduo e esta memória dura um certo tempo que, até onde sabemos, não passa de geração para geração. Pode ser uma memória que dure segundos, dias, meses ou até anos. Já a memória de curto prazo também pode ocorrer em certas condições. No caso das folhas do pau-brasil, o que vimos é que existe um processo de aprendizado de uma folha individual que se dá através de mecanismos relacionados ao processo de fotossíntese. Quando uma folha de uma plantinha jovem está à sombra da floresta, bem próxima ao chão, a fotossíntese só pode ocorrer em baixa intensidade luminosa ou então quando um facho de luz mais forte, capaz de atravessar a massa de folhas e ramos acima, passa sobre a folha. Vimos que estes fachos, que em inglês são chamados de “sunflex”, podem permanecer focalizados sobre certas partes das folhas por alguns segundos ou até minutos. A luz bruxuleante faz com que a intensidade luminosa varie dentro de uma faixa que pode ser 10 a 100 vezes mais do que a luz difusa que há debaixo do dossel da floresta. O que vimos é que quando um destes fachos de luz atinge pela primeira vez uma certa região da folha, não há resposta de fotossíntese, ou seja, o sistema fotossintético não reage capturando a luz e transportando os elétrons da água para gerar energia. Vimos que a mesma região da mesma folha, quando estimulada novamente após alguns segundos, passa a transportar os elétrons e se uma terceira estimulação ocorrer mais alguns segundos à frente, o sistema de captura de elétrons da folha acaba sincronizando com os fachos de luz e passa a responder prontamente ao estímulo luminoso. Isto caracteriza um sistema de adaptação eficiente a variações muito rápidas na intensidade luminosa na floresta. É um processo que denota a inteligência – senso Stenhouse – que se dá através de um ajuste que permite à planta a usar uma espécie de memória de eventos anteriores. Não sabemos quanto tempo isto dura, ou seja, não sabemos ainda se a mesma folha irá responder da mesma forma no outro dia ou se terá que iniciar o processo de novo. Mas este experimento mostra que a memória neste caso está diretamente relacionada aos mecanismos bioquímicos e celulares da fotossíntese. A pergunta que surge a partir deste experimento é: como podemos comparar este tipo de memória com a memória em animais? No caso dos animais a memória também é um resultado de processos bioquímicos e celulares que ocorrem nos neurônios. Mas isto não quer dizer que os cloroplastos das plantas sejam de fato neurônios. Mas quer dizer sim que eles podem, em certas condições, funcionar como neurônios artificiais no sentido matemático e computacional.

Agora, se ampliarmos ainda mais este conceito de que processos bioquímicos e celulares possam se comportar como neurônios artificiais, poderíamos supor que todo o metabolismo vegetal tenha um potencial parecido com o que descobrimos nas folhas do pau-brasil.

Assim, é possível pensar que o metabolismo secundário, que é extremamente complexo nas plantas e mais intenso do que em animais, funcione também como uma espécie de memória vegetal no sentido de espalhar mensagens internas (hormônios por exemplo) e externas (compostos voláteis liberados para a atmosfera, que comunicam a outros indivíduos informações). Assim, a produção de um certo padrão de compostos secundários na planta não só comunica um status interno, que pode durar algum tempo, por exemplo, quando um certo estímulo (mudança ambiental, infecção ou infestação por predadores) é dado, como também propicia a planta com a capacidade de comunicação com o mundo externo.


Série Inteligência em Plantas – 3

12 de março de 2016
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Neste artigo faço um analogia do funcionamento das plantas com as redes de informações que levam ao processo decisório com base em vários elementos ao mesmo tempo

AS PLANTAS PENSAM ?

Marcos Buckeridge

Pensar significa ser capaz de raciocinar, ou seja processar a informações de tal forma a produzir conclusões que levam a outras cadeias de raciocínio a partir das conclusões a respeito da cadeia de processamento anterior. Esta é a forma de um processo funcionar em rede.

Um bom exemplo do funcionamento em rede para levar à conclusões através de raciocínio é o mecanismo de leitura feito em nosso cérebro. Para ler, é preciso que o nosso cérebro reconheça as letras, sílabas e palavras e isto está diretamente associado ao reconhecimento de uma série de pequenos detalhes relacionados às formas destes como símbolos que são juntados dando sentido ao que lemos. O mecanismo envolve o reconhecimento de diferentes porções das letras e processam uma integração em rede que faz com que geremos associações entre os símbolos escritos em algum lugar e o que aquilo significa em geral e o que significa  para o nosso universo de símbolos. Sem funcionamento em rede, onde diversas informações são integradas, não é possível ler.

Mas há diferentes tipos de redes. Há redes ao acaso, por exemplo. Estas são redes em que a informação processada leva à conclusões que se integram sem qualquer hierarquia. Em outras palavras, em uma rede deste tipo, por não haver hierarquia e não haver integração da informação, não há como tirar conclusões. Ou seja, o resultado da interação de informação pode levar à qualquer conclusão, ao acaso. Já em uma rede hierárquica, algumas conclusões são mais importantes do que outras. Portanto,  para que ocorra uma segunda onda de processamento de um determinado conjunto de  informações após uma primeira onda de raciocínio a partir do qual em que conclusões tenham sido tiradas, há um nexo e as conclusões de diferentes ondas de raciocínio passam a ser encadeadas. Quando se processa a informação desta forma, o sistema acaba de certa forma equalizando as conclusões e assim conduzindo todo o processo em uma certa direção.  O ponto mais importante é que, esta hierarquia é sempre a mesma na planta e com isto o encadeamento do “raciocínio” tende a se repetir quando o conjunto de condições de estímulo são os mesmos. Esta capacidade de responder desta forma é certamente um comportamento inteligente.

Esta é uma forma de apreciar como as plantas processam a informação desta maneira. Por exemplo, suponhamos que artificialmente alteremos a umidade ao redor de uma planta, mas por um longo tempo mantenhamos o vaso com água normalmente. As folhas poderão detectar a diminuição da umidade e responder com alterações bioquímicas e moleculares. No entanto, as raízes continuarão funcionando normalmente, pois tudo continua como antes. Neste caso, para que a planta como um todo responda à alteração no ambiente, a informação vinda da folha irá comunicar ao restante da planta o que está ocorrendo. Isto ocorre através de vários sinais bioquímicos, como hormônios e açúcares que circulam por toda a planta. Nestas condições, as raízes irão comunicar ao resto da planta que está tudo normal. A informação passada é do tipo: aqui há nutrientes e a água está presente em quantidade não limitante.  Num caso como este, a resposta deve ser totalmente diferente do que a resposta de uma planta que esteja de fato em condição de seca. Neste caso, primeiro diminui a umidade na atmosfera e depois de um tempo o solo começa a secar também. A planta então poderá dar respostas bem mais claras. Um exemplo prático são as nossas árvores da Mata Atlântica. A diminuição na umidade no outono, combinada com uma falta d´água no solo no inverno faz com que as árvores joguem fora muitas ou todas as suas folhas. Isto acontece também com várias árvores amazônicas. Este é um processo decisório (eliminar folhas ou não?  quantas delas eliminar?) que ocorre na forma de uma integração da informação em rede por toda a planta. Um indivíduo precisa de vários sinais ao mesmo tempo que atinjam certos limiares. Uma vez que a informação é integrada a decisão é tomada. O que ainda não sabemos é como isto acontece. Não sabemos quais os processos envolvidos e ainda não conhecemos como a informação é integrada para a tomada de decisão ao nível do indivíduo.


Série Inteligência em plantas – 2

3 de março de 2016
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Neste artigo uso um exemplo sobre as repostas das plantas à água para mostrar como elas decidem como reagir

PROCESSO DECISÓRIO NAS PLANTAS

Marcos Buckeridge

Pensando que um processo decisório seria uma escolha de um determinado caminho para responder a uma variação no ambiente, as plantas têm sim como tomar decisões. Isto é feito através da integração das informações sobre o ambiente em determinados momentos. Como esta informação se integra é o que estamos tentando descobrir. Temos muitas informações sobre as folhas de plantas que são cultivadas para a produção de alimentos (p.ex. milho, trigo, arroz, soja), mas há pouco conhecimento sobre como a informação é processada em outros órgãos e menos ainda sobre como a informação integrada de diferentes órgãos é processada. Sabemos que não há um órgão central, como no caso dos animais (o cérebro). No caso das plantas a informação está espalhada por todo o corpo do indivíduo. Uma planta em uma condição de seca por exemplo parece ter capacidade de integrar as informações processadas nas folhas com o que as raízes estão processando e com isto decidir por exemplo se vai ou não eliminar folhas.

Por exemplo, em uma situação de seca, a umidade do ar diminui e com isto o teor de vapor de água na atmosfera cai. Esta queda aumenta o chamado déficit de pressão de vapor.  Os fisiologistas vegetais classificam a resposta (ou o tipo de decisão tomada) como isohídrica ou anisohídrica. Uma planta que responde de forma isohídrica, irá fechar rapidamente seus estômatos (poros nas folhas que controlam a entrada de CO2 e perda de água da planta) e “não irá se arriscar” esperando para tomar uma decisão mais para a frente. Mas há uma perda com isto. Ao entrar num modo de resposta isohídrico, a planta irá rapidamente alterar diversos processos em várias partes do corpo. Isto tem um custo energético tanto para processar a adaptação quando para voltar ao normal e começar a “trabalhar” novamente, fazendo fotossíntese e crescendo. Portanto é uma decisão de alto custo.

Já as plantas que respondem de forma anisohídrica irão continuar trabalhando e se arriscam a morrer se a seca permanecer por muito tempo. Mas com isto têm um custo menor de resposta. Nós sabemos que há plantas que são intermediárias em relação a estas respostas, mas ainda não conhecemos os limiares de processamento interno de informação que fazem com que a planta responda de uma forma ou de outra, ou seja “tome a decisão”. A nossa tendência em biologia tem sido explicar estes processos através de mecanismos evolutivos. Ou seja, dizer que o comportamento da planta isohídrica, por exemplo, seria um produto da seleção natural e por isto a planta se comporta assim. Porém, isto não explica de fato o comportamento da planta, mas sim o da espécie. Não conseguimos explicar, através do uso de um argumento evolutivo, como um indivíduo específico integra as informações em seu corpo para seguir um comportamento ou outro. Este é um dos grandes desafios da fisiologia vegetal moderna. Não se trata de descobrir se as plantas apresentam inteligência, se têm algum tipo de consciência ou se decidem. Isto é óbvio se usarmos os parâmetros teóricos que expliquei acima. O problema é sabermos “como” isto é feito.


Série Inteligência em Plantas – 1

24 de fevereiro de 2016
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A partir desta semana, publicarei uma série de 6 posts sobre aspectos da Inteligência das plantas.

HÁ INTELIGÊNCIA EM PLANTAS? COMO COMPARÁ-LAS COM ANIMAIS?

Marcos Buckeridge

A definição que uso para inteligência é a de Stenhouse (1974) que a define como a capacidade adaptativa de um organismo. Esta definição é bastante ampla e inclusiva. Ela permite encaixar todos os seres vivos existentes. Isto porque se estes seres não tivessem capacidade adaptativa eles não existiriam!

Mas há algumas outras características da inteligência que acho importante considerar, as quais permitem uma apreciação melhor das plantas num ranking de inteligência entre os seres vivos. Estas são algumas das características básicas, ou propriedades, que permitem os seres se adaptarem às mudanças no ambiente.

Elas são: 1) capacidade de processar informação; 2) capacidade de armazenar informação (ou memória); 3) capacidade de efetuar um processo decisório e 4) capacidade de atuar como um indivíduo. Uma decorrência lógica desta minha caracterização é que estas quatro propriedades também ocorrem em todos os seres vivos.

O processamento de informação ocorre nos seres vivos mais simples. Um vírus, por exemplo, apresenta em sua estrutura informação armazenada que lhe permite interagir com o ambiente em seu entorno. Nestes seres há mecanismos internos cujo programa quando executado lhes permitem interferir com o funcionamento de uma outra célula (do hospedeiro que este vírus infecta). Esta informação que mencionei está armazenada e pode ser replicada em outros indivíduos. Há, portanto, uma espécie de memória que permanece e caracteriza o ser.

A capacidade de efetuar um processo decisório está também no vírus. Há uma programação interna que irá ativar determinados processos dependendo das condições encontradas. Esta propriedade pode ser pensada na forma de que um processo só irá ocorrer “se” determinadas condições se apresentarem. O mais simples processo decisório é o sim–ou-não. Este pode ser um processo muito simples de ativação (ou desativação) de um determinado caminho de eventos no organismo.

A capacidade de atuar como um indivíduo está no fato de que unidades de seres (no nosso exemplo uma cápsula de vírus em particular) possam atuar diferentemente de outras unidades, dependendo das condições que encontram.

A questão da existência ou não de consciência nos seres vivos pode ser tratada de forma similar ao que tratei acima sobre a inteligência. Neste caso, o tratamento dado ao assunto pelo neurofisiologista Antonio Damásio é bastante útil. Ele define consciência de uma forma que permite pensar que há uma consciência basal que mesmo os organismos mais simples têm.

No caso das plantas, portanto, poderíamos concluir que elas apresentam sim inteligência, pelo menos dentro dos parâmetros que descrevi acima. Quando pensamos em plantas devemos lembrar que há vários tipos (espécies) e que algumas podem ser mais complexas do que outras. Mas todas apresentam inteligência, pois processam informações, armazenam estas informações e apresentam capacidade de realizar processos decisórios. Também apresentam um comportamento individual de tal forma que os processos decisórios são ativados dependendo do indivíduo.

Um grande problema em examinar tudo isto em relação às plantas é que elas são um tipo de organismo bastante diferente dos animais. Compara-los forçosamente nos leva a querer explicar o comportamento vegetal por meio do que conhecemos sobre o comportamento animal. Isto é possível em certos casos, mas tem que ser feito com cuidado.

As plantas, quando processam a informação para responder ao ambiente, utilizam informação armazenada em seu “hardware”, ou seja, nos processos que irão ativar ou desativar genes no seu DNA (programa formado durante o processo evolutivo) gerando comportamentos individuais. Como os programas permitem um grande número de opções de comportamento frente às variáveis ambientais, o processo decisório é a ferramenta usada para responder e se adaptar ao entorno. Em outras palavras, se quisermos podemos usar isto para comparar com os animais e dizer que ao lançar mão de mecanismos de reconhecimento das alterações no ambiente ao redor, um indivíduo específico pode tomar certas decisões em um determinado sentido que o levam a reagir de forma a evitar perdas. Com isto, este indivíduo, de uma certa forma, tem a capacidade de “se reconhecer” como aquele indivíduo específico naquela condição específica. Isto não deixa de ser uma espécie de consciência.


EMERGÊNCIA E CONSTRIÇÃO EVOLUTIVA – UMA RÉPLICA

11 de janeiro de 2009
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Wanderley Dantas dos Santos (wds@usp.br)

 O texto abaixo é uma réplica e síntese ao artigo CONSTRIÇÃO DO DESENVOLVIMENTO…, que postei em 5 de janeiro

 Embora eu esteja prestes a oferecer uma visão alternativa a alguns de seus argumentos quero, antes, firmar meu entusiasmo diante do tema central proposto, como ficará claro no final. Nosso interesse comum pela Mecânica da Emergência, ou seja, pelos processos responsáveis pelo surgimento de diversidade na natureza, bem como sua relação com a criatividade humana, é especificamente o ponto que nos une e move nossas mais profundas indagações.

 Vejo nossos processos criativos em si como providencialmente complementares. O seu mais abdutivo e o meu mais analítico. Vou exercitar esta minha vocação detalhista, esmiuçando ipsis literis suas proposições generalistas em busca do modus operandi da emergência.

 Para facilitar a recapitulação retomarei suas afirmações (teses) na forma de subtítulos das minhas réplicas (ou antíteses) para, no final arrematar com minhas conclusões (síntese). Então mãos à obra.

 Réplica um. Logo no início de sua proposição você afirma que:

 Temos discutido a idéia de que a vida apareceu quando a capacidade de auto-organização se tornou possível, correto? (Digressão um, parágrafo primeiro).

 Não exatamente. Segundo a teoria autopoiética, os seres (ou sistemas) vivos se caracterizam pela autoconstrução. Ou seja, o sistema tem uma composição química tal que é capaz de transformar seu alimento nos componentes necessários para o funcionamento do sistema. Ou seja, transformar as moléculas do alimento em moléculas iguais àquelas já existentes no sistema. Esse processo resulta num ciclo virtuoso: como todo o alimento é convertido em novas peças do sistema, ele está constantemente substituindo as peças velhas e se reconstruindo. Desse modo o processo se mantém estável, desde que haja disponibilidade de alimento.

 De fato, a capacidade de manter um estado estacionário utilizando os componentes e a energia das partículas que entram no sistema é justamente a definição de auto-organização. Mas o processo específico que caracteriza a auto-organização autopoiética é apenas um dos vários mecanismos de auto-organização possível. Um vórtice como o formado pela água que escoa pelo ralo da pia é, por exemplo, um outro tipo de auto-organização não autopoiética, entre vários outros, em geral envolvendo apenas processos cinéticos.

 Portanto, desde que houve partículas (matéria) dotadas de energia cinética (movimento) já era possível haver algumas formas de auto-organização, mas não a autopoiética. Portanto, seria mais correto dizer que o que temos discutido é a idéia de que a vida surgiu quando um tipo de auto-organização se tornou possível, a autopoiese.

 Réplica dois. Na seqüência você afirma admitir que:

 “A capacidade de construção de réplicas (…) seja talvez o próprio processo de auto-organização.”

 Também não estamos de acordo nisso. Tenho defendido a tese de que um sistema auto-organizado caracteriza-se por estabilizar a si mesmo através de algum mecanismo de retro-alimentação. No caso da autopoiese, Maturana e Varela perceberam que o sistema vivo se estabiliza devido à sua capacidade de reconstruir continuamente seus componentes utilizando as estruturas e a energia das moléculas que tomam como alimento.

 Isto significa que a reprodução (uma propriedade dos seres vivos que é fundamental para a evolução) é acessória e não “definitória” do ser vivo. Podemos constatar esse fato analisando que um organismo estéril (uma mula, por exemplo) ainda assim deve ser considerado vivo. Assim, a capacidade de produção de réplicas é prescindível na definição de vida e menos ainda se confunde com auto-organização. Representa apenas uma forma de retro-alimentação, nominalmente, a ecológica (que é uma forma de auto-organização supra-biológica).

 Réplica três. Ainda na digressão um você menciona que:

 “(…) o processo de auto-organização exige fluxo de informação. (…) o nível de comunicação dos átomos em uma pedra não forma redes hierárquicas (…).”

 Aqui devo concordar (afinal, bebemos na mesma fonte). Entretanto, acho essencial definir inambiguamente conceitos como informação e comunicação, já que são termos emprestados de outra área, para esclarecer o que estes termos significam fora do seu contexto original, i.e., o que eles significam do ponto de vista físico, químico e biológico.

 Sucintamente, proponho definir informação física como a formação interna i.e. a disposição dos componentes de um sistema sólido (átomo, molécula, minério, etc.) conforme sugere a termodinâmica probabilística de Boltzmann, ou a organização funcional (célula, vórtice, convecção, etc.) no caso de sistemas dissipativos de Prigojine. Já a comunicação pode ser tentativamente definida como a interação entre dois corpos que provoca uma alteração na informação de um corpo (receptor), causada pela influência de outro (transmissor). Assim, dois sistemas que apenas se aproximassem ou se afastassem por influência mútua não estariam propriamente se comunicando. Haveria comunicação apenas quando um corpo alterasse o estado ordenado de outro.

 Desse modo, a comunicação é um fenômeno característico dos sistemas dissipativos, uma vez que eles dependem do influxo de energia e matéria que, necessariamente, alteram o conteúdo informacional (organização) do sistema. É por isso que a formação de redes hierárquicas só é possível em processos dinâmicos (dissipativos) que exige fluxo de informação i.e., comunicação.

 Réplica quatro. Você então conclui então que haja uma continuidade no processo de desenvolvimento (ou evolução do universo) e que a vida não teria começado com a autopoiese, mas com o surgimento das regras do universo em si que você chama de leis matemáticas.

 Ainda apelando para a necessidade imprescindível de definirmos os conceitos de forma clara para evitar ambigüidades, eu discordo também desse ponto de vista, mas desta vez protesto por um princípio de caráter pragmático. Concordo que haja uma continuidade no processo de organização que se inicia com a instituição das regras, seja no big bang ou em algo que o valha. Mas discordo de que isso signifique que a vida em si, ou qualquer outro tipo de sistema emergente possível tenha começado naquele instante.

 O que as regras iniciais definiram foi apenas a possibilidade da vida. Admito até que dados a quantidade de matéria e tempo disponível, que as leis primordiais já determinavam o surgimento da vida, assim como determinavam o aparecimento de átomos e sistemas planetários, necessários à vida. Minha discordância é que mesmo se admitirmos que a existência de todos os sistemas estivesse, digamos, probabilisticamente determinada, isto não implica que devamos assumir que tais sistemas “já existiam”. Porém do ponto de vista filosófico, sua posição pode ser defendida, no sentido em que, embora elas não existissem em ato elas existiam em potência.

 Este ponto de vista pode ser bastante profícuo no âmbito da teoria da emergência que é o tema do nosso debate. Por outro lado, essa admissão não é muito construtiva do ponto de vista do estudo da origem da vida em si. O papel da ciência, neste caso é justamente descobrir qual foi a história do surgimento dos sistemas vivos (ontogênese) o que passa pela definição de qual é a essência desses sistemas (sua ontologia).

 Neste sentido, a definição de um sistema vivo como um sistema autopoiético é um passo muito importante, embora ela provavelmente mereça retoques na medida em que aprofundarmos a questão.

 [Para citar um exemplo, Pier Luisi Luige em Emergence of Life demonstra um tipo especial lipossomas que ele desenvolveu que  preenchem os requisitos da escola de Santiago para serem considerados autopoiéticos. E vão até mesmo além, pois se reproduzem! No entanto, tais lipossomas são incapazes de evoluir, pois não possuem um mecanismo específico de reconhecimento da informação que possa variar e gerar uma progênie diversificada sujeita ao mecanismo de adaptação por seleção natural. A catálise que converte o alimento em componentes do sistema é promovida pelo ambiente lipofílico no interior do lipossoma. Em função disso, Luisi sugere que a vida deva ser definida como autopoiese cognitiva].

 Em conclusão, acho pertinente discutir e estudar o que é e como a vida se inicia em ato e não apenas em potência com você propõe.

 Réplica cinco. Estou quase pronto para sintetizar algo novo a partir nossas teses e antíteses. Mas antes preciso fazer mais uma digressão a respeito de sua proposta de que as regras primeiras do universo sejam matemáticas.  Essa discordância é essencial para a formulação de uma resposta a questão em que a inseriu.

 Podemos dizer a priori que uma lei matemática seja inviolável. Por exemplo, 1 + 1 = 2. Entretanto, esta regra só é de fato válida quando delimitamos sua aplicação a um campo específico e muito bem definido. Como contra-exemplo tome um átomo de hidrogênio (H). Ele é uma estrutura bem definida de matéria com suas propriedades características. Sabemos que se um átomo livre de H interagir com outro ele estabelecerá um associação (ligação covalente) uma vez que essa estrutura é mais estável que a do átomo livre. Neste caso, temos matematicamente que H + H = 2H. No entanto, a estrutura que se forma de fato é H2, isto é, uma molécula de hidrogênio e em termos químicos H2 é diferente de 2H. A molécula de H2 tem propriedades físico-químicas absolutamente diferentes das propriedades que apresentam dois átomos de H. Até mesmo sua massa é levemente menor que a de dois átomos de H.

 Este fenômeno jaz no cerne do princípio da emergência e o considero uma evidência da relatividade das leis matemáticas. Mas existem outros exemplos como o da quebra da lei geométrica que afirma que a soma dos ângulos de um triângulo é 180°, que deixa de valer em um espaço curvo einsteniano. Diante dessa constatação, as leis matemáticas podem ser reajustadas e definir melhor as condições em que ela se aplica. Mas isto só prova que a matemática é um construto humano, uma ferramenta útil para o homem e não a essência última das coisas.

 Síntese

 Isto posto, vou reestruturar a questão proposta por você: as leis da física são fechadas ou podem evoluir?

 O princípio da emergência pode ser compreendido na expressão 1 + 1 ≠ 2 ou H + H ≠ 2H. Na medida em que as leis físicas são determinadas pela matéria existente no universo e que a matéria se associa dando origem novos tipos de matéria com novas propriedades físicas, as leis que imperam naquele nível de interação dão origem a novas leis. Isto significa que de um ponto de vista bem concreto, as leis da física de fato evoluem! Embora as novas leis não eliminem aquelas válidas no nível mais fundamental, novas leis podem emergir no nível mais complexo de interação da matéria, fazendo com que os sistemas de maior complexidade se comportem de modos que não são possíveis no nível inferior.

 [A meu ver, é por isso que as leis da mecânica quântica nos parecem tão estranhas. Nosso cérebro evoluiu pelo benefício que nos concedia ao processar informações em situações típicas da escala em que estão os seres vivos, e têm dificuldade para processar as leis que imperam em níveis tão diferentes do nosso cotidiano como as da escala subatômica e cosmológica].

 Isto não significa que qualquer conjunto de regras seja possível. As possibilidades de emergência nas escalas de complexidade superiores são restringidas pelas possibilidades definidas nas escalas imediatamente inferiores que lhes dão origem. Por outro lado, este processo de constrição não impede que o espectro de possibilidades de emergirem novas leis aumente na medida em que se formam sistemas mais e mais complexos que se tornam componentes de sistemas progressivamente complexos.

Por exemplo: não falamos em habilidades de átomos em moléculas, dizemos que eles têm propriedades interativas. Já uma célula tem habilidades como a de converter CO2 e H2O em carboidratos utilizando a energia solar, ou de se reproduzir, ou ainda sintetizar esta ou aquela substância, etc. Tais habilidades dependem fundamentalmente das propriedades interativas dos átomos que constituem as células o que de fato restringe o número de processos que a célula pode efetuar.

No entanto, as células podem formar organismos pluricelulares e estes formarem sociedades e assim sucessivamente numa escalada infinita de novas habilidades cada vez mais abrangentes. Cada nova habilidade gera novas regras com as quais os seres daquela escala deverão lidar e respeitar para continuarem existindo. Os físicos provavelmente não concordarão que essas sejam novas leis físicas, visto que se aplicam a um grupo limitado de seres e não ao universo todo, mas eu gostaria de dar um outro exemplo em minha defesa.

 Podemos supor que venhamos a descobrir que na escala quântica ou subquântica não haja certas leis como a atração gravitacional entre os corpos e que essa lei só passou a existir em um dado nível de associação entre as partículas mais fundamentais da natureza que ainda não conhecemos. Poderíamos ainda supor que houvesse regiões, no limite do universo, em essas associações nunca ocorreram. Nestes casos, as leis sob as quais a física atua seriam também, ou no espaço ou no tempo, casos particulares das leis mais fundamentais. De fato, é o que as evidências desses primórdios da física quântica nos sugere: as leis que conhecemos são emergentes e há leis completamente diferentes “lá embaixo”. Sendo assim, as leis da economia ou da sociologia, uma vez constatadas, são tão legitimamente leis da física quanto quaisquer outras leis mais fundamentais.

 De qualquer modo, a questão da constrição que você provocou é definitivamente brilhante, pois, este horizonte progressivamente maior de habilidades emergentes é, a meu ver, o fenômeno mais excitante da natureza (no que poderá resultar?), mas continua inextrincavelmente adstrito à segunda lei da termodinâmica e a todas as demais leis da física fundamental e da química e da biologia e da sociologia e ecologia, ad infinitum

Leia o artigo CONSTRIÇÃO DO DESENVOLVIMENTO…, que deu origem à discussão.


PLATAR ÁRVORES OU NÃO, EIS A QUESTÃO

11 de janeiro de 2009
1 Comentário

Marcos S. Buckeridge (msbuck@usp.br)

Será que este é um bom conselho? Algumas pessoas, jornais, revistas, programas de rádio e de televisão estão “pregando” isto como a cura do aquecimento global.

Em princípio é verdade, pois as árvores realmente seqüestram carbono com grande eficiência, mas como isto tem que ser feito? Plantando a esmo? Em qualquer lugar? Qualquer tipo de árvore?

Há sites na Internet que calculam quantas árvores se deve plantar para “neutralizar” a sua emissão. Você acredita nisso? Acredita que os cálculos estejam corretos? Como isto é possível se ainda não sabemos a taxa de seqüestro de carbono por árvores tropicais?

Mais perguntas? Plantar onde? Árvores com qual arquitetura? Que taxa de crescimento?

São muitas perguntas não?

Não haveria problema em simplesmente desprezar estas perguntas se as conseqüências de um plantio de árvores sem qualquer critério não tivessem qualquer efeito adverso.

De fato, em alguns casos isto é perfeitamente válido e pode gerar não só o desejado seqüestro de carbono, mas também condições extremamente favoráveis à população urbana. Em março de 2007 o programa Repórter Eco da TV Cultura de São Paulo mostrou um exemplo de sucesso no plantio desenfreado. Sr. Antônio e Sr. João começaram a plantar árvores, e o fazem até hoje, no canteiro central da Av. Brás Leme na Zona Norte de São Paulo. Veja a reportagem, meu grupo estava lá. Hoje o resultado de 25 anos de plantio e cuidado com as plantas gerou um trecho extremamente agradável e bonito para se caminhar. E o hábito de caminhar evoluiu junto com o crescimento das árvores, o que mostra que nossos dois heróis urbanos não pensaram nos benefícios que as árvores teriam hoje.

Ter árvores no meio urbano tem prós e contras. Elas às vezes sombreiam demais o ambiente e, a noite, criam nichos para esconder ações condenáveis, como o tráfico e o consumo de drogas e prostituição nas ruas. Árvores podem cair sobre carros sem aviso e machucar pessoas. Elas jogam folhas e galhos na calçada, que são carregadas pelas enxurradas e adentram aos bueiros. Suas flores podem cair e fazer com que pessoas mais velhas escorreguem e se machuquem. Pior ainda, elas atraem insetos e lagartas que podem invadir as nossas casas e ainda por cima funcionam como suportes para muitas aranhas construírem as suas teias.

Tudo isto quer dizer que árvores são ruins para as cidades? Vamos ver o que há de bom em ter árvores no ambiente urbano:

Árvores diminuem a incidência da luz em mais de 90%, diminuindo a temperatura e a incidência de luz direta sobre quem caminha ou se exercita debaixo delas. Áreas com mais árvores, em São Paulo, por exemplo, podem ter a temperatura até 10oC abaixo de áreas não arborizadas no mesmo horário. Mas este efeito não é só direto sobre os humanos. Há uma cadeia de eventos que leva a benefícios coletivos inimagináveis.

Comecemos por lembrar o que acontece se colocarmos um ramo de qualquer planta em um saco plástico. Em pouco tempo se verá água sendo condensada. Se deixarmos para olhar no outro dia praticamente nem veremos mais o ramo, de tanta condensação dentro do saco plástico. Este é um fenômeno chamado de evapotranspiração. Uma única árvore de carvalho pode transpirar 150 mil litros em um ano, ou seja, uma média de 0,5 litro de água por dia por dia. Isto é pouco ou é muito?

Comparemos:  a primeira coisa a saber é que os estoques de água na atmosfera são tremendamente desiguais. Os oceanos, geleiras e outros corpos d´água em terra correspondem a 90% da água enquanto a evapotranspiração lida com apenas 10% da água. Sobrando uma fração assim tão pequena para as plantas manipularem, será que elas teriam alguma importância nas cidades?

As árvores que vemos todos os dias ao circularmos pelas cidades abrem bilhões de poros (os estômatos) em suas folhas e através deles, enquanto o CO2 entra, a água sai. Temos que lembrar que se o solo estivesse limpo ou todo asfaltado, o índice de evaporação seria máximo, diminuindo o tempo de residência de uma molécula de água para a ordem de minutos. No entanto, se a água penetrar no solo à sombra de uma árvore, a menor temperatura fará com o tempo de residência aumente consideravelmente. E não é só isso, se uma molécula de água for absorvida pela raiz da nossa árvore, ela terá que seguir um caminho extremamente longo por entre as células e tecidos do vegetal até chegar a um estômato e voltar para a atmosfera.  Nossa molécula de água poderá ficar então dias ou até semanas antes de conseguir sair.

É fácil de ver, portanto, que as árvores ajudam a reter a água.

Mas e as enchentes? Será que por ter mais água se aumentam as enchentes? Ao contrário! As raízes das árvores tornam o solo menos compacto e mais permeável. Com isto há mais espaço para a água. Se considerarmos que 70% da água que cai com as chuvas volta para a atmosfera se tivermos árvores, num raciocínio simplista, talvez isto signifique que, nas cidades, tenhamos 30% a menos de probabilidade de ter enchentes somente devido à presença de árvores? Obviamente não, pois não há como tomarmos todos os espaços da cidade com árvores, mas se considerarmos que as enchentes são aumentos nos níveis de água em lugares mais baixos antes que haja drenagem para os rios, a existência de árvores ao longo do percurso que a água (Matas Ciliares) faz para escorrer e chegar às bacias de drenagem devem ajudar consideravelmente!

No quesito saúde humana, as árvores podem ser mais prós do que contras. É certo que o plantio de poucas espécies leva a uma inundação da cidade com pólen de um único tipo e os alérgicos podem sofrer com isto. Mas isto talvez possa ser minimizado com o plantio de maior diversidade de árvores.

Um ponto que será crucial com as mudanças climáticas por vir é que o aumento esperado na temperatura poderá causar vários tipos de enfermidades, incluindo infecções se a temperatura passar de um determinado limiar. Além dos problemas de saúde, gastaremos uma verdadeira fortuna para equipar e manter hospitais e serviços médicos para a proporção maior de idosos que deveremos ter por volta de 2050. Com o plantio de árvores agora e de forma estratégica, estaríamos garantindo  a minimização dos impactos negativos causados pelo aumento de temperatura nos próximos 20-30 anos.

Além dos efeitos diretos, tem sido mencionado constantemente que pessoas que vivem em cidades arborizadas têm menor tendência ao estresse e à depressão, o que equivale a dizer que uma cidade arborizada seria mais tranqüila e mais feliz. Se considerarmos os gastos que não teremos para tratar de enfermidades resultantes do estresse, temperatura e depressão, seríamos também coletivamente mais ricos!

Mas calma, não saia já plantando árvores por aí. O plantio de uma árvore é algo que deve ser planejado. Você pode estar comprando um cão da raça São Bernardo para viver com você e sua família em um apartamento de 50 metros quadrados. É preciso pensar bem e, principalmente, aprender mais sobre o assunto. Em primeiro lugar é preciso conhecer ao máximo sobre a espécie que se quer plantar. É uma planta de sombra ou de sol? Cresce rápido ou lentamente? Qual o tamanho final? Como tem que ser podada enquanto cresce? Como se comportam as raízes e ramos? Qual a densidade da madeira? Perde total ou parcialmente as folhas? Quando dá flores? Os frutos são muito pesados?

Tudo isto é importante para que se acompanhe o desenvolvimento da árvore. E isto quer dizer que não adianta sair por aí jogando sementes e plantando árvores de qualquer tipo em qualquer lugar. Você pode estar plantando em seu jardim (ou no do vizinho) uma espécie de árvore que irá desenvolver as raízes até atingirem sua tubulação de esgoto. A mesma árvore poderá atingir os fios que lhe fornecem energia e produzir frutos tão pesados que ao caírem amassarão o teto de seu carro. O resultados aí serão desastrosos, pois daqui a alguns anos seu carro viverá amassado, você ficará sem banheiro em algum momento (e terá que reformá-lo) e sob risco de ficar sem energia elétrica após tempestades. Nesse caso, sua decisão de matar a árvore será pautada pela defesa de seus bens e os riscos aos seus familiares.

É preciso, portanto, planejar antes de plantar uma árvore. Tão importante quanto a ação de plantar é a de adquirir a responsabilidade sobre ela, o que significa acompanhar o desenvolvimento, podar, adubar etc. É provável que as prefeituras assumam uma parte desta responsabilidade no futuro, mas ainda assim, os habitantes no entorno têm que compreender que se trata de um ser vivo e que merece carinho e cuidados similares aos de um animal de estimação. 

Post Scriptum – se quiser ler outro artigo (Abrindo o guardachuva verde) ao qual este deu origem, veja na minha coluna Neotropias no site da Revista FAPESP. Veja também algumas informações interessantes sobre design consciente e o site da A3SP


A INFINITA BELEZA DA FOTOSSÍNTESE

11 de janeiro de 2009
2 Comentários

Marcos Buckeridge (msbuck@usp.br)

Apesar de complexa e muitas vezes difícil de compreender, a fotossíntese, às vezes, é cantada em versos, como na canção de Caetano Veloso Luz do sol, que inicia com a frase…..

Luz do sol,  que a folha traga e traduz

Além de ser a forma mais eficiente de “empacotar” carbono, seqüestrando-o da atmosfera e armazenando este átomo por um longo tempo nos corpos de animais plantas e microorganismos, a fotossíntese é o processo por traz não somente de toda a produção de alimentos para nós e todos os organismos vivos em nosso planeta. Até mesmo o petróleo, para ser formado, necessitou do processo fotossintético para ocorrer!

Em verde novo, em folha, em graça, em vida, em força, em luz.

Para que o verde das folhas seja traduzido em força, ao entrar nos cloroplastos (organelas que têm clorofila e dão a cor verde às plantas) o  C, ou seja, carbono do CO2, é bioquimicamente ligado a compostos de carbono (ácidos) já existentes nas folhas, de forma que a cadeia de carbono vai aumentando até formar moléculas de 6 carbonos (a glicose e a frutose). Estes açúcares podem ser ligados entre si, formando sacarose e serem transportados para o resto da planta usar para crescer. Alternativamente, as glicoses podem ser encadeadas entre si e formam grânulos de amido que serão guardados para uso durante a noite ou no outro dia. A energia para fazer tudo isso vem da luz. A energia da luz é inicialmente guardada em ligações que envolvem átomos de fósforo que é um componente tão importante quanto o carbono para que a planta consiga realizar a fotossíntese.

Céu azul, que vem até onde os pés,

Tocam a terra e a terra inspira e exala os seus azuis

O papel da terra é armazenar a água, que tem uma função extremamente interessante na fotossíntese. Para que a energia da luz seja processada, os elétrons vêm da água. A primeira reação que ocorre é a quebra de uma molécula de água formando duas moléculas de hidrogênio (2 x H2) e uma de oxigênio (1x O2).  Portanto, sem água, não pode haver fotossíntese. Uma conseqüência importante desse processo de “quebra da água” é que o oxigênio produzido volta para a atmosfera. Portanto, plantas realizando fotossíntese, além de retirarem o gás carbônico do ar, devolvem o oxigênio. De um ponto de vista humano, melhoram a qualidade do ar que respiramos. É daí que vem a idéia de que as florestas funcionam como pulmões do mundo.

Reza, reza o rio, córrego pro rio, rio pro mar

Reza a correnteza, roça, beira, doura a areia

As reações da fotossíntese realmente são como uma correnteza que empurra as moléculas e as transforma. Como a fotossíntese de uma planta inteira tem que “dar lucro”, isto é, o processo tem que produzir mais açúcares do que consome (senão a planta não cresce), a liberação de oxigênio no transporte de elétrons acaba sendo maior do que o consumo de oxigênio consumido na respiração das plantas. Fazer a fotossíntese dar lucro não é nada fácil e é por isto que as plantas respiram tão pouco e se movimentam tão lentamente. Elas não poderiam ter músculos e se movimentarem rápido, pois como o gasto de energia para a movimentação de músculos nos animais é enorme e com todo este gasto nenhuma planta conseguiria crescer e se reproduzir.

Marcha o homem sobre o chão, leva no coração uma ferida acesa

A marcha da humanidade abriu uma ferida sem precedentes, que vem gerando o aquecimento global. Desse ponto de vista, o papel da fotossíntese em produzir oxigênio e consumir gás carbônico é ótimo, pois as plantas trocam um gás que provoca o efeito estufa (o CO2) por um gás que não provoca este efeito (o O2). A conseqüência é de apenas amenizar o aumento do aquecimento, pois nós emitimos uma grande quantidade de CO2 devido à queima de combustíveis fósseis.

A água vem lá debaixo, ou seja, da raiz e é transportada para as folhas. A planta é um sistema aberto, ou seja, enquanto parte da água é usada na fotossíntese, uma grande parte é perdida através dos estômatos que têm que ficar abertos para deixar entrar o CO2. Portanto, para poder obter energia, a planta tem que perder água. Transportar água constantemente das raízes para o topo da planta é super importante porque os nutrientes (cálcio, potássio, fósforo etc) vão para cima com ela.

Assim, os estômatos abertos e a própria fotossíntese funcionam como bombas que puxam água e nutrientes para cima.  As plantas podem ser comparadas a ares condicionados, que borrifam vapor de água na atmosfera durante o dia.

Mas o que é mais interessante ainda é que a produção e o transporte dos açúcares e seu bombeamento para baixo levam a sacarose a todas as partes da planta. Este transporte funciona como uma bomba no sentido inverso. Quando a planta cresce ela consome os açúcares para suprir os processos com a energia que ficou guardada nas ligações entre os carbonos que a fotossíntese fez. É isto que chamamos de respiração, um processo que libera CO2 de volta para a atmosfera.

Dono do sim e do não  diante da visão da infinita beleza

As duas bombas (para cima e para baixo) estão interligadas na planta e formam uma circulação que liga o solo à atmosfera. Isto é o que possibilita a vida no planeta. Daí a profundidade ainda maior da frase do Caetano, pois a força a que ele se refere não é só a da fotossíntese, mas a de toda a biodiversidade.

Veja que uma parte do carbono assimilado como CO2 fica na planta como sacarose outra parte vira amido e outra vira celulose. Quando um átomo de C vira sacarose e é transportado e respirado rapidamente, podemos dizer que o C deu um “passeio rápido” pela planta e voltou à atmosfera. Nesse caso, o seqüestro de carbono de curtíssimo prazo. Quando o C fica armazenado alguns dias ou até alguns meses (no caso das plantas que perdem as folhas durante o inverno) como amido o seqüestro de carbono é mais longo. Mas quando o C vai parar na celulose fica guardado no tronco da árvore pelo resto da vida da planta. Este é um tipo de seqüestro de carbono que é característico das árvores e é por isso que elas são tão importantes no contexto das mudanças climáticas globais. 

A fotossíntese acontece de dia, somente enquanto há luz acima de um determinado nível. O uso do amido que foi guardado geralmente ocorre à noite, de forma que quando amanhece a planta já degradou parcial ou totalmente o amido, transformou-o em sacarose e transportou-o para outras partes.

Para que a planta se mantenha viva, seu balanço “econômico” tem que ser mantido “no lucro” ou com “perdas mínimas”. O que ocorre com várias espécies de árvores da Mata Atlântica e do cerrado é que durante o inverno chove muito pouco e com isto o transporte de água cai drasticamente. Como sem água não dá para fazer fotossíntese, mesmo que haja luz, muitas espécies jogam fora as folhas total ou parcialmente. Isto faz com que o metabolismo desacelere consideravelmente. Porém, antes mesmo da água voltar a fluir, a produção de novas folhas exigirá carbono e energia. Como não há folhas, para fazê-las a planta lança mão das reservas de amido guardadas “na poupança” (geralmente nos ramos) no fim último período favorável.

Finda por ferir com a mão essa delicadeza

Em tempos de aquecimento global induzido pelas mãos do homem, a vida pode estar ameaçada e por isto, a fotossíntese se tornou crucial para a sobrevivência da civilização, pois ela é o único meio de manter a biodiversidade e a vida no planeta. Mesmo assim, apesar de ser um dos processos bioquímicos mais estudados da história da civilização, é ainda um mistério para muitas pessoas, que por não a conhecerem não podem apreciar sua infinita beleza, que reside no fato de que só existimos por causa dela.

A coisa mais querida, a glória da vida

 

Post Scriptum – Se quiser ler um texto bem legal sobre a fotossíntese visitem o blog do Herton Escobar, reporter de ciência do Estadão. Uma nota que tenho que fazer sobre isto é que vemos, com um texto assim, porque a corbertura do Estadão na parte de ciência tem sido tão boa e tão séria. É a paixão que faz as coisas serem bem feitas e o artigo no blog do Herton é um exemplo de quem realmente gosta do que faz.


A CONSTRIÇÃO DO DESENVOLVIMENTO. Ou, Deus pode ajudar um ateu a pensar, graças a Deus!

5 de janeiro de 2009
1 Comentário

Marcos Buckeridge (msbuck@usp.br)

 Lendo o Deus: um delírio do Dawkins, na pf 65 me deparei com o seguinte: “O Deus deísta é um físico que encerra toda a física, o alfa e ômega dos matemáticos, a apoteose dos projetistas: um hiperengenheiro que estabeleceu as leis e as constantes do universo, ajustou-as com uma precisão e uma antevisão extraordinárias, detonou o que hoje chamamos de big bang, aposentou-se e ninguém nunca mais soube dele.

Primeiro alguns comentários:

1)    esta é uma das idéias mais maçônicas com a qual me deparei. A idéia deste deus me parece ser exatamente o que a Maçonaria Chama de Grande arquiteto do Universo;

2)    não concordo que ninguém nunca mais ouviu falar dele. O cara é o mais falado. Só hoje (05 de janeiro de 2009) o Google dá 59 milhões de hits, enquanto o pobre “diabo” só tem 4.250 mil! Meros 7,2%.

A leitura deste parágrafo me remeteu a uma outra que ainda não tinha consciência.           

            Temos buscado a origem da vida em algum ponto nos últimos 8 bilhões de anos quando moléculas de aminoácidos se combinaram formando moléculas mais complexas que possibilitaram o aparecimento de estruturas organizadas e capazes de produzirem réplicas de si próprias. Sei que é simplista, mas estou tentando ser conciso.

Gostaria de colocar uma idéia sobre o que eu acho que poderia ser a origem da vida, pois me parece que há algumas confusões. Para isto, terei que fazer algumas digressões e retornar ao texto principal.

Digressão 1 :

Temos discutido a idéia de que a vida apareceu quando a capacidade de auto-organização se tornou possível, certo? Deste conceito nós chegamos à conclusão de que a auto-organização seria o que o Maturana e Varela chamaram de autopoiese. Concordo que a capacidade de produção de réplicas (mesmo que não exatamente iguais, e ainda bem que não!) seja talvez o próprio processo de auto-organização.

Discutimos também que o processo de auto-organização exige fluxo de informação. Em outras palavras, o nível de comunicação entre os átomos de uma pedra não forma redes hierárquicas, mas redes ao acaso ou então, se houver cristais, redes altamente repetitivas, com as células cristalinas se repetido a intervalos fixos.

No entanto, numa célula viva, as redes são dinâmicas e hierárquicas, mudando o padrão de hierarquia continuamente.

Portanto, a vida não é só auto-organização, mas um tipo de organização em redes hierárquicas dinâmicas que se intercomunicam. Talvez, inclusive, possamos dizer que quando um organismo morre, ele, na realidade, só passa a informação adiante (ou comunica) o seu padrão de organização em redes hierárquicas dinâmicas (vou chamar de ORHD para facilitar). Se for assim, poderíamos dizer que a vida pode ser vista somente através da comunicação. O que a reprodução dos organismos passa para as outras gerações é a chave de como manter um padrão ORHD em si próprio e se isto persistir e conseguir se moldar ao ambiente (que se considerarmos dentro do conceito de GAIA seria um ORHD), se manterá no sistema. Note que o sistema é, na realidade, um só: um ORHD está dentro do outro, que está dentro do outro até chegar na biosfera, ou seja, GAIA. Agora saiamos da digressão.

Na idéia do Deus matemático do Dawkins está embutida a idéia de que a vida, na realidade, pode ter começado no big bang. Explico:

Para que o sistema ORHD discutido na digressão 1 exista, foi preciso um planejamento. Sei que isto é contra as idéias da mutação ao acaso e soa religioso bla bla bla bla bla bla, mas, não estou evocando um deus não. Estou dizendo que qualquer coisa no universo, para se organizar de qualquer forma (e a auto-organização na forma de ORHD não dependeria de um deus no sentido teísta, certo?) são necessárias leis. São elas que determinam como os elementos do ORHD devem se comunicar. Aí vai a digressão 2.

Digressão 2:

Para explicar porque os ORHDs têm que apresentar uma dinâmica, chamo aqui a atenção para a idéia do John Holland (no livro Emergence) de que as propriedades emergentes de um sistema dependem de uma característica que ele denomina “constraining generation mechanism”. Eu, uns dois anos antes de ler o livro, tinha inventado algo que chamo de “constrição do desenvolvimento”, que essencialmente é a mesma coisa. Fiquei, portanto, maravilhado quando encontrei a idéia no livro do Holland, explicada com rigor matemático e tudo. Bom, qualquer sistema que se desenvolve tem que seguir um conjunto de regras que são regidas pelos chamados autômatos celulares (veja em um dos meus artigos uma explicação sobre autômatos celulares). Um exemplo simples: se decidirmos construir uma casa e determinarmos como primeira regra que nossa casa terá 100 m2, automaticamente estaremos excluindo todos os projetos acima e abaixo de 100 m2, certo? Há aí uma constrição enorme de possibilidades. Agora, se na segunda regra concordarmos que a casa terá cinco cômodos (sala, cozinha, banheiro e dois quartos) excluiremos todos os projetos com mais de um banheiro, apenas um quarto, sem sala etc. A constrição severa que se impõe sobre o processo de desenvolvimento o molda e resulta em algo determinado pelas regras assumidas.

Por outro lado, quebra das regras estabelecidas podem ocorrer dependendo o estado do sistema. É aí que eu acho que entra a idéia da comunicação como sendo uma espécie de “éter”, ou o “meio” onde os elementos flutuam em um sistema. Um exemplo de como isto muda: numa situação normal, ao viajar para o litoral de São Paulo, é proibido o tráfego pelo acostamento. No entanto, em situações extremas, como um feriado prolongado onde milhares de carro se dirigem para lá ao mesmo tempo, esta regra pode ser quebrada para fazer com que o fluxo de carros seja facilitado. Isto quer dizer que as regras podem se alterar dependendo o estado do sistema. Este é o estado dinâmico a que me referi na digressão 1. Agora voltemos ao texto principal:

 Muito bem! Se admitirmos que a vida consiste de elementos que se comunicam conforme regras pré-estabelecidas, mas que têm uma dinâmica que nos permite pensar em supra e sub-regras que brotam conforme a situação e/ou o nível de emergência, qualquer processo de desenvolvimento começaria quando as regras passam a existir.

Com base nisto, a vida teria começado não quando os sistemas autopoiéticos (ou com padrões ORHD) passaram a existir, mas quando as regras foram criadas.

Agora, se pensarmos que o universo deve ter se iniciado quando as regras matemáticas para a sua existência passaram a existir, então primeiro veio a matemática que quando integrada deu origem à física, em seguida à química e através da evolução pré-biótica, deu origem à autopoiese.

Como conclusão, a vida teve início não como a biologia quer descrever, ou seja com os aminoácidos etc, mas quando as regras para a existência de sistemas ORHD foram criadas. Isto admite inclusive que qualquer sistema autopoiético no universo é originário do mesmo sistema de regras inicial que seria a matemática.

Mas será que as leis da matemática são fechadas? Ou seja, há um conjunto de leis fixas?

Em oposição a isto, poderíamos pensar que o aparecimento de novas regras seria infinito. Pode-se criar qualquer regra ou conjunto de regras que se queira? Ou o universo em si já apresenta constrição?

Há uma continuidade espacial das regras? Ou seja, elas valem para todo o universo? Ou há lugares no universo em que elas mudam?

Sabemos que há situações em que as regras mudam. Será que poderíamos considerar as cordas e as singularidades espaço-temporais como “dobras” nestas  regras? Se for assim,  que significado isto tem para os sistemas autopoiéticos? Será que há autopoiese no nível quântico? Ou acima da velocidade da luz? Será que podem haver sistemas ORHD nestes níveis de emergência?

Comentários Post Scriptum – Há uma discussão interessante sobre as questões levantadas pelo Dawkins que podem ser apreciadas em um vídeo do U-tube. Aqui vai um link para o vídeo que é uma discussão entre o Dawkins e o McGrath.  Está no Blog do Charles Fernando Gomes.

Leia a réplica de Wanderley dos Santos, postada em 11 de janeiro de 2009