Bioética - O que é Vida ?
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Bioética

O que é Vida ?

11/06/2003

O que é Vida ?


Todas as formas de vida evoluíram a partir de células bacterianas. Porém, como o processo que leva à vida é um continuum, uma definição inequívoca de vida é ainda um mistério.

Aquela velha questão, "O que é vida?", quando enfocada pela ciência, é traduzida para: "Quais são as características dos sistemas vivos?". E se olharmos ao redor, dentre a lar-ga variedade de sistemas vivos - como sistemas sociais, ecossistemas, animais, pessoas, plantas, microorganismos - nós podemos fazer uma primeira e importante descoberta: todas as coisas vivas consistem de células. Sem células, nada tem vida neste planeta.

Assim, o mais simples dos sistemas vivos é a célula. Mais precisamente, é a célula bacteriana. Hoje sabemos que todas as mais elevadas formas de vida evoluíram a partir da célula bacteriana. E então nós agora podemos perguntar:

    a. Como uma célula funciona?
    b. Quais são as características básicas de uma célula?

Quando nós olhamos uma célula, encontramos ali uma complexa rede de processos metabólicos que envolvem macromoléculas especiais - longas cadeias de centenas de átomos. Existem dois tipos, dessas macromoléculas, que estão presentes em todas as células: proteínas e ácidos nucleicos (DNA e RNA). Todo processo celular que for característico da vida está associado com esses dois tipos de macromoléculas - autoreplicação com DNA e RNA, e maioria dos demais processos com proteínas.

Tal análise sugere uma definição de vida em termos destas macromoléculas. Nós poderíamos simplesmente dizer: "Sistemas vivos são sistemas químicos que contém DNA.". O problema com tal definição é que células mortas também contém DNA. Podemos ler reportagens sobre espetaculares análises de DNA de um esqueleto de Neanderthal (New York Times, July 11, 1997), uma análise de DNA de células que morreram há mais de 100 mil anos atrás!

Isto significa que uma definição de vida não pode ser baseada unicamente na presença de DNA. Nossa definição teria de ser modificada para: "Sistemas vivos são sistemas químicos que contém DNA, e que não estejam mortos.". Mas então estaríamos dizendo, essencialmente, que "um sistema vivo é um sistema que está vivendo.", o que é uma tautologia.

Sabemos que os conteúdos, ou estruturas, da célula não são suficientes para a definição de vida. Precisamos também descrever os processos metabólicos - em outras palavras, os padrões de relacionamento entre as macromoléculas. Por este prisma, estaremos enfocando as células como um todo, em vez de por suas partes. A célula é caracterizada, primeiro de tudo, por uma membrana, a qual discrimina entre o sistema - o "self", se assim achamos melhor - e seu meio ambiente. Dentro dessas fronteiras existe um sistema metabólico. Tomando nutrientes do mundo externo, a célula sustenta a si mesma como uma cadeia de reações que tomam lugar dentro dessas fronteiras e produzem os componentes celulares, incluindo aqueles que estão agrupados como a própria membrana.

Isto, em essência, é a noção de autopoiese, proposta por Humberto Maturana e Francisco Varela. Toda a cadeia metabólica é auto-geradora. Uma célula "constrói a si mesma" devido a cadeia de reações ocorridas no interior de sua fronteira. Notem que o foco nesta definição de vida está no padrão de organização do sistema. Sua estrutura (materiais constituintes) é quase secundária, pois uma rede autopoiética pode ser criada com diferentes estruturas específicas.

Entretanto, a estrutura em questão não é de maneira alguma irrelevante. Minha descrição da célula como um todo começa com as palavras, "Absorvendo nutrientes do mundo externo, uma célula sustenta-se por uma cadeia de reações..." A teoria da autopoiese descreve o padrão de organização dessa cadeia de reações, mas também precisamos de uma descrição detalhada de como a célula absorve nutrientes do mundo externo.

Isto significa que precisamos definir a célula como um sistema aberto. Um sistema vivo é operacionalmente fechado (uma rede autopoiética), mas materialmente e energicamente aberto. Estudos detalhados da física e química deste fluxo de matéria e energia pelo sistema resultaram na teoria das estruturas dissipativas, desenvolvida por Ilya Prigogine. Uma estrutura dissipativa é um sistema aberto que se mantém longe do estado de equilíbrio. A dinâmica dessas estruturas dissipativas especificamente incluem a emergência espontânea de novas formas de ordenação no que diz respeito à estabilidade. Este fenômeno da emergência foi reconhecido como a origem dinâmica do crescimento, desenvolvimento e evolução.

Vemos que a teoria da autopoiese não faz nenhuma referencia ao crescimento físico, desenvolvimento ou evolução. Estes fenômenos, os quais são características essenciais da vida, são consequências de emergência, isto é uma parte integral da dinâmica de sistemas abertos, assim como foi dito. Chegamos então a uma importante conclusão, sistemas abertos crescem; sistemas abertos desenvolvem; sistemas abertos evoluem.

Vamos rever o que aprendemos sobre a célula como um sistema vivo. Ela é uma rede metabólica delimitada por uma fronteira; ela é auto-construtora; materialmente e energicamente aberta; ela opera longe do equilíbrio: fazendo isso, cria estruturas de emergência no processo de crescimento, desenvolvimento e evolução. Estas características são descritas por duas teorias diferentes, representando duas perspectivas sobre a vida – a teoria da autopoiese e a teoria de estruturas dissipativas.

Quando tentamos integrar estas duas teorias, descobrimos que existe um certo desemparelhamento. Enquanto todos os sistemas autopoiéticos são estruturas dissipativas, nem todas as estruturas dissipativas são sistemas autopoiéticos. Por exemplo, os ciclos catalíticos ("relógios químicos") estudados por Prigogine não formam sua própria fronteira semi-permeável, não são autopoiéticos.

Agora, como a emergência é parte integral da dinâmica das estruturas dissipativas, isto significa que todas as estruturas dissipativas tem o potencial de evoluir. Em outras palavras, a evolução começou antes que possamos falar em sistemas vivos. O pensamento de que matéria viva se originou a partir de matéria inanimada por um processo contínuo de "evolução molecular" e largamente aceito. Começando por pequenas moléculas, compostos com crescente complexidade molecular e com modernas propriedades emergentes teriam evoluído, formando ciclos catalíticos e então o também chamado "hiperciclos", que são capaz de auto-replicação. Eventualmente estes hiperciclos envolveram-se com membranas e finalmente a primeira célula surgiu.

Neste cenário de evolução molecular, no qual os detalhes estão longe de serem estabelecidos, surge a questão, podemos falar de "sistemas vivos" em algum estágio antes do aparecimento da célula. Em outras palavras, existe um meio de definir as características mínimas de um sistema vivo que poderia ter existido no passado, independente do que tenha evoluído subsequentemente?

Como o processo relacionado à vida é contínuo, uma definição inequívoca da vida é muito difícil. De acordo com Luisi, existem muitos pontos no caminho evolucionário onde a marca "vida mínima" poderia ser arbitrariamente imposta. Por exemplo, no nível da auto-replicação; no estágio onde a auto-replicação é acompanhada pela evolução química; no ponto o qual proteínas e ácidos nucleicos começaram a interagir; quando um código genético foi formado; ou quando a primeira célula foi formada. Diferentes definições de vida mínima, embora igualmente justificáveis, podem ser mais ou menos significativas, dependendo do propósito no qual estão sendo usadas.

Um problema similar surge quanto ao conceito de mente e consciência. A teoria de Santiago por Maturana e Varela vincula a cognição (o processo do conhecimento) com autopoiese, assim diferentes níveis de sistemas autopoiéticos correspondem a diferentes níveis de cognição. Para o nível que desejamos reservar, os termos "mente e consciência" ficam arbitrários.

Vamos ao mais simples sistema vivo e perguntar: qual é a origem de cognição no nível das células? Na teoria de Santiago, cognição esta associado com o processo de união estrutural. Perturbações do meio ambiente provocam mudanças estruturais no sistema. O sistema especifica sua própria mudança estrutural, e ele também especifica que perturbações do meio ambiente o provocam. Desse modo, o sistema "produz um mundo", cada mudança estrutural inicia um ato de cognição.

A dinâmica básica destas mudanças estruturais é o processo de emergência. Em outras palavras, a emergência de novas estruturas no ponto de instabilidade e as mudanças estruturais associadas com cognição são descrições diferentes do mesmo fenômeno. Assim, a origem da cognição no nível das células parece estar na confluência de duas características dos sistemas vivos – a abertura material e o fechamento operacional. Porque sistemas vivos são abertos para o fluxo de matéria e energia, eles podem criar estruturas emergentes; e porque eles são redes autopoiéticas auto-delimitadas por uma fronteira, eles podem determinar a que perturbações irão responder com a criação destas estruturas. Estas duas propriedades chaves – abertura material e fechamento operacional – capacitam todos os sistemas vivos a "produzir um mundo" no processo de cognição.

CAPRA, Fritjof. WHAT IS LIFE? The web page of Life.
The Tao of Physicand The Turning Point.
(traduzido da revista Ressurgence, pelo petiano Márcio Littleton, nov/98)

 

 acd.ufrj.br/consumo/disciplinas/tl_capra.htm

 

 


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