Sergio Russo MatioliDepartamento de Genética e

Biologia evolutivaIB - USP

Histórico das Ciências Biológicas

Considerado como o fundador da medicina, uma das inúmeras aplicações das Ciências Biológicas.

Hipócrates (~460-~377 A.C.)

Filósofo grego dos mais influentes, geometrista, via as coisas como registros imperfeitos do mundo real, ideal, onde tudo seria resultado de formas geométricas perfeitas.

Platão 427-343 A.C.)

Por que todos os cavalos são iguais, Sofia? Talvez você ache que eles não são iguais. Mas existe algo que é comum a todos os cavalos; algo que garante que nós jamais teremos problemas para reconhecer um cavalo. Naturalmente, o “exemplar” isolado do cavalo, este sim “flui”, “passa”. Ele envelhece e fica manco, depois adoece e morre. Mas a verdadeira “forma do cavalo” é eterna e imutável. (…)

Platão acreditava numa realidade autônoma por trás do “mundo dos sentidos”. A esta realidade ele deu o nome de mundo das idéias. Nele estão as “imagens padrão”, as imagens primordiais, eternas e imutáveis, que encontramos na natureza. Esta notável concepção é chamada por nós de a teoria das idéias de Platão.

De “ O mundo de Sofia”, de Jostein Gaarder

Discípulo de Platão, imagina a Natureza como uma grande cadeia de complexidade. Propôs a geração espontânea, idéia que fez parte do senso comum por 2.000 anos.

Aristóteles (384-322 A.C.)

"Empedocles says that the greater part of the members of animals were generated by chance . . . What, then, hinders but that the parts in Nature may also thus arise [from necessity]? For instance, that the teeth should arise from necessity, the front teeth sharp and adapted to divide the food, the molars broad and adapted to breaking the food into pieces. It may be said that they were not made for this purpose, but that this purposive arrangement came about by chance; and the same reasoning is applied to other parts of the body in which subsistence for some purpose is apparent. And it is argued that where all things happened as if they were made for some purpose, being aptly united by chance, these were preserved, but such as were not aptly made, these were lost and still perish, according to what Empedocles says concerning the bull species with human heads. This, therefore, and similar reasoning, may lead some to doubt on this subject."

Aristóteles, Physics

Claudius Galenus. Médico nascido em Pergamon, que atuou na corte do império romano, escreveu centenas de livros que influenciaram a Medicina por cerca de 1500 anos.

Galeno (131-200)

A Idade Média (476-1453)

Idade Média

Albertus Magnus (1193/1206-1280) De Mineralibus

Matéria decomposta Virtus Matéria viva

(Santo) Tomás de Aquino (1225-1274) Summa Theologica

Matéria decomposta vermes, sapos, cobras

Pietro Damiani (1007-1072) frutos cracas patos e gansos

Alexander Neckam (1157-1217)

Resina da coníferas PássarosH2O-NaCl

vivificativa

Pintor, escultor, cientista e inventor italiano, comentou sobre a impossibilidade de que os fósseis de organismos marinhos encontrados em montanhas terem sido originados a partir do Dilúvio.

Leonardo da Vinci (1452-1519)

Página do livro de notas de da Vinci com suas considerações sobre fósseis.

Microscopista holandês, estudou o desenvolvimento de insetos, refutou algumas idéias de geração espontânea, e lançou a base para a teoria preformacionista. Visualizou céluals vermelhas no sangue

Jan Swammerdam (1637-1680)

Desenho de um mosquito em “Historia generalis insectorum”

Inglês, inventou o microscópio composto e escreveu o livro “Micrographia”, com ilustrações muito detalhadas. Contemporâneo de Isaac Newton.

Robert Hooke (1635-1703)

Médico italiano, mostrou, através de experimentos, que não haveria geração espontânea de insetos e ratos conforme acreditado anteriormente.

Francesco Redi (1626-1697)

Experimento de Redi (1668)

1. Frasco com carne deixado aberto

1. Frasco com carne coberto com gaze

1. Frasco com carne coberto com papel

Larvas

Larvas

Sem Larvas

Comerciante holandês muito curioso, desconhecedor das teorias vigentes, descobriu as bactérias, protozoários, células do sangue, e muitos outros organismos microscópicos.

Anton van Leeuwenhoek (1632-1723)

Primeiro desenho de bactérias, de Leeuwenhoek

Carolus Linnaeus ou Carl von Linné, naturalista sueco, escreveu a obra “Sistema naturae”, lançando um sistema de classificação que é, grosso modo, empregado até hoje.

Lineu (1707-1778)

Descrição de Deus no “Systema naturae”

Italiano, padre e professor universitário de lógica, metafísica e grego. Reconhecido por ter refutado a geração espontânea de micróbios, descobriu a fecundação e realizou a primeira inseminação artificial em cães.

Lazzaro Spallanzani (1729-1799)

When they are dead, what happens to their souls? During the time in which these animals are dead where do they go? Could we believe that every time they are dead the souls leave their bodies and subsequently go back during resurrection?… Even if we admit the existence of a soul in these portentous animals, the naturalist and the philosopher are both embarrassed. And if we try to get out of the problem by admitting that these animals do not have a soul, why can’t we say the same of many others?

Spalanzzani, em uma carta a Voltaire, sobre animais que secam e “ressuscitam”

Doutrina metafísica na qual os organismos vivos possuiriam algum tipo de energia não física que os distinguiriam de seres inanimados. Essa energia,

conhecida como “élan vital” começou a ser postulada no século 16, coincidindo com a

divulgação da teoria da gravitação universal de Newton, que postulava algo semelhante que existe

entre os corpos inanimados ou não. Doutrina contraposta pelo materialismo, onde os processos que ocorrem nos organismos não são diferentes

daqueles que ocorrem fora deles.

Vitalismo

Doutrina na qual os organismos vivos teriam aparecido na Terra por interferência divina e não teriam sofrido mudanças desde então. Por ter sido

apoiada pelo cristianismo, que é derivado do judaísmo, e por outras religiões que pregam uma

criação especial, influenciou profundamente o pensamento científico do ocidente.

Fixismo

Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon, naturalista francês. Escreveu 44 volumes da obra “Histoire naturelle”. Notou a extrema semelhança estrutural de homens e dos grandes macacos e chegou a postular a existência de um ancestral comum. Considerou a existência da evolução das espécies mas não propôs processo algum para isso.

Buffon (1707-1788)

In order to judge what has happened, or even what will happen, one need only examine what is happening ... Events which occur every day, movements which succeed each other and repeat themselves without interruption, constant and constantly repeated operations, these are our causes and our reasons.

Buffon (1749) “Histoire et théorie de la terre”

Avô de Charles Darwin e de Francis Galton,

Erasmus Darwin foi médico, filósofo, poeta e

naturalista, um dos intelectuais ingleses mais influentes de sua época

Erasmus Darwin (1731-1802)

Linnæus supposes, in the Introduction to his Natural Orders, that very few vegetables were at first created, and that their numbers were increased by their intermarriages, and adds, suadent haec Creatoris leges a simplicibus ad composita. Many other changes seem to have arisen in them by their perpetual contest for light and air above ground, and for food or moisture beneath the soil.

(…)would it be too bold to imagine, that in the great length of time, since the earth began to exist, perhaps millions of ages before the commencement of the history of mankind, would it be too bold to imagine, that all warm-blooded animals have arisen from one living filament,(…)

Erasmus Darwin, Zoonomia, 1794

Jean Baptiste Pierre Antoine de Monet, Chevalier de Lamarck, originariamente militar, estudou botânica e medicina. Inicialmente protegido de Buffon, propôs a evolução dos organismos através do mecanismo de herança de caracteres adquiridos. Foi depois perseguido por Buffon. Cunhou o termo “Biologia”.

Lamarck (1744-1829)

De grands changements dans les circonstances amènent pour les animaux de grands changements dans leurs besoins, et de pareils changements dans leurs besoins en amènent nécessairement dans leurs actions. Or, si les nouveaux besoins deviennent constants ou très durables, les animaux prennent alors de nouvelles habitudes, qui sont aussi durables que les besoins qui les ont fait naître.

Lamarck (1809) Philosophie zoologique.

A evolução tal qual imaginada por Lamarck

Charles Lyell (1797-1875)

Sir Charles Lyell, advogado e geólogo escocês. Filho de um advogado com interesse em Botânica, foi cedo influenciado pelo pai para o estudo das Ciências naturais. Entre outras obras, escreveu “Princípios de Geologia” em 1833, onde propunha a doutrina do uniformitarismo, onde as mudanças geológicas ocorreriam de forma gradual durante todo o tempo, ao contrário do catastrofismo.

Economista político inglês, preocupado com a degradação das condições de vida da Europa, escreveu “Essay on the principle of population”, onde observava que o potencial reprodutivo é sempre muito maior do que o realizado nos organismos e tecia considerações sobre organização das sociedades humanas que não poderiam eliminar a pobreza.

Thomas Malthus (1766-1834)

“I SAID that population, when unchecked, increased in a geometrical ratio, and subsistence for man in an arithmetical ratio.”

“THE positive check to population, by which I mean the check that represses an increase which is already begun, is confined chiefly, though not perhaps solely, to the lowest orders of society.”

Malthus (1798) An Essay on the Principle of Population

Alfred Russell Wallace (1823-1913)

Naturalista e antropólogo inglês, teve uma vida atribulada, repleta de percalços financeiros. De 1848 a 1852, viajou para a Amazônia e, de 1854 a 1862 para o arquipélago malaio. Correspondeu-se com Darwin e, foi co-autor de uma apresentação feita por Darwin dos princípios de evolução por seleção natural na Linnean Society de Londres em 1858, oito meses antes da publicação de “A origem das espécies”. Fundou a moderna Biogeografia.

Naturalista inglês, desistiu dos estudos de medicina para se dedicar às Ciências naturais. Baseado nas suas observações “in loco” de populações naturais de animais, propôs, com Wallace, a teoria da evolução por seleção natural, uma das teorias científicas mais revolucionárias de todos os tempos. Escreveu “A origem das espécies” um dos mais influentes livros de todos os tempos.

Charles Robert Darwin (1809-1882)

“I have called this principle, by which each slight variation, if useful, is preserved, by the term Natural Selection.”(…)“There is grandeur in this view of life, with its several powers, having been originally breathed into a few forms or into one; and that, whilst this planet has gone cycling on according to the fixed law of gravity, from so simple a beginning endless forms most beautiful and most wonderful have been, and are being, evolved”

Darwin (1859) The Origin of Species

A evolução tal qual imaginada por Darwin

August Weismann (1834-1914)

August Friedrich Leopold Weismann, Biólogo alemão discordou de Darwin quanto à possibilidade de haver evolução por herança de caracteres adquiridos, tal como proposto por Lamarck. Realizou um experimento com 22 gerações de camundongos com caudas cortadas falseando as idéias de Lamarck. Desenvolveu a teoria do plasma germinativo, que seria imortal em contraposição ao plasma somático que viveria por uma única geração.

Ernst Haeckel (1834-1919)

Ernst Heinrich Philipp August Haeckel, zoólogo alemão, foi um dos primeiros defensores das idéias de Darwn, lecionando-as na Alemanha já em 1860. Desenvolveu a teoria da recapitulação, na qual a ontogenia recapitula a filogenia.

Químico francês, demonstrou o papel de microorganismos em diversas doenças. Fundador da Microbiologia, é considerado um dos maiores benfeitores da humanidade por suas descobertas espetaculares e desenvolvimento de vacinas.

Louis Pasteur (1822-1895)

“wine is the healthiest and most hygienic one from all the drinks.”

“the chemical action of fermentation is essentially a correlative phenomenon of a life-generating event, which begins and ends in that event.”

"… there does not exist a category of science to which one can give the name applied science. There are science and the applications of science …"

“The microbe is nothing; the terrain, everything.”

“Science knows no country, because knowledge belongs to humanity, and is the torch which illuminates the world.”

Louis Pasteur, várias fontes

Monge austríaco, Mendel propôs, baseado em cruzamentos entre variedades de ervilha, duas leis da hereditariedade, uma das quais mostrou ser geral para organismos diplóides. A importância de suas descobertas somente veio a ser reconhecida após a sua morte, em 1900. Fundador da Genética.

Gregor Mendel (1822-1884)

“Aber auch diese rätselhaften Erscheinungen würden sich wahrscheinlich nach dem für Pisum geltenden Gesetze erklären lassen, wenn man voraussetzen dürfte, dass die Blumen- und Samenfarbe des Ph. multiflorus aus zwei oder mehreren ganz selbsständigen Farben zusammengesetzt sei, die sich einzeln ebenso verhalten, wie jedes andere constante Merkmal an der Pflanze. “

Gregor Mendel, em Versuche über Pflanzen-Hybriden (1865)

“Mesmo esses resultados enigmáticos, entretanto, poderiam provavelmente ser explicados pela lei que governa Pisum se assumirmos que as cores das flores e das sementes de Phaseolus multiflorus é uma combinação de duas ou mais cores completamente independentes, as quais agem individualmente como qualquer outro caráter da planta. “

Gregor Mendel, em Experimentos de hibridação de plantas. (1865)

Botânico holandês, De Vries, juntamente com Correns e Tschermak-Seysenegg, redescobriu as leis de Mendel em experimentos independentes, mas mantendo os créditos ao austríaco. Um dos mais influentes saltacionistas, trabalhou com a planta Oenothera lamarckiana.

Hugo De Vries (1848-1935)

Primo de Darwin, Galton foi um dos fundadores da escola biométrica do pensamento genético. Realizou pesquisas com herança de caracteres quantitativos, defendeu a hipótese gradualista da Evolução tal como Darwin a havia proposto. Contribuiu enormenmente com a Estatística tendo Karl Pearson como discípulo. Foi defensor da Eugenia.

Francis Galton (1822-1911)

Formado em história natural, fez seu doutorado com Evolução de Pantopodas. Passou a trabalhar com Embriologia experimental, acabou por liderar um laboratorio muito influente com pesquisas de Genética de Drosophila. Opunha-se ao darwinismo, encampando as idéias de De Vries.

Thomas Hunt Morgan (1866-1945)

Biólogo alemão, propôs, pouco após a redescoberta das leis de Mendel, conjuntamente com Walter Sutton, a teoria cromossômica da herança, na qual os fatores responsáveis pela hereditariedade estariam localizados nos cromossomos.

Theodor Boveri (1862-1915)

Médico inglês, propôs a hipótese um gene - uma enzima, através do estudo de doenças genéticas que causam deficiências metabólicas. Feito notável, pois realizado no início do século XX, quando as leis de Mendel mal haviam sido descobertas.

Archibald Garrod (1857-1936)

Matemático inglês, trabalhou numa estação experimental de agricultura, onde desenvolveu teorias e métodos estatísticos fundamentais. Um dos fundadores da Genética de populações, é considerado como um dos pesos-pesados na formulação da Teoria sintética da Evolução

Ronald Alymer Fisher (1890-1962)

Biólogo inglês, também um dos fundadores da Genética de populações. Extremamente criativo, contribuiu em vários aspectos da teoria da Evolução, tendo lançado várias idéias a respeito de Evolução molecular.

J. B. S. Haldane (1892-1964)

Biólogo norte-americano, terceiro dos fundadores mais importantes da Genética de populações. Esteve envolvido em uma disputa de natureza científica com Fisher, sobre a qual restam claras seqüelas até os dias de hoje.

Sewall Wright (1889-1998)

Biólogo russo, que trabalhou nos Estados Unidos e no Brasil, foi um dos mais produtivos evolucionistas experimentais. Suas populações de Drosophila mostraram inequivocamente os processos evolutivos que tinham sido postulados teoricamente.

Theodosius Dobzhansky (1900-1975)

Paleontólogo norte-americano, considerado como um dos responsáveis pela construção da teoria sintética da evolução. Mostrou, com seus estudos do registro fóssil, a compatibilidade com o arcabouço teórico da Evolução e da Genética.

George G. Simpson (1902-1984)

Zoólogo alemão, que trabalhou desde nos Estados Unidos, foi um dos responsáveis pelo grande desenvolvimento da Biogeografia evolutiva. Dedicou-se ao estudo das aves e desenvolveu o conceito de espécies mais influente até o momento.

Ernst Mayr (1904-2005)

Médico canadense, juntamente com os americanos Colin MacLeod e Maclyn McCarty, demonstraram que o DNA é o material genético em 1944.

Oswald Theodore Avery (1877-1955)

Experimento de Avery et al, 1944

Zoólogo americano e físico inglês, propuseram um modelo de estrutura do DNA baseados em difração de Raios X de cristais da molécula .

James Dewey Watson (1928-)Francis Harry Compton Crick (1916-2004)

Interpretação estrutural da difração de Raios X por cristais de DNA

Stanley Lloyd Miller (1930-2007)

Químico norte-americano, quando aluno de doutorado sob a supervisão de Harold Clayton Urey (1893-1981), demonstra, em 1953, através de um experimento simples, a formação abiótica de aminoácidos sob condições semelhantes àquelas da Terra primitiva.

Doutrina na qual uma Área da Ciência pode ser reduzida à outra, que estuda um nível de

complexidade inferior, se esta última for capaz de explicar os fenômenos da primeira. A Genética teria sido reduzida à Biologia molecular de acordo com essa doutrina. A doutrina oposta é a do holismo,

onde propriedades novas emergem quando se aumenta o nível de organização.

Reducionismo

Dobzhansky, 1973

“Nothing in Biology makes sense except in the light of

evolution”