O tecido de dinossauro desafia escalas de tempo evolutivas? Uma resposta a Kevin Anderson, Parte 1

Imagem de air em PNG Tree

Leia a Parte 2

por Fazale Rana

11 de janeiro de 2017

Existe um desafio científico de boa-fé para a idade da Terra, que é medida em 4,5 bilhões de anos? Como um criacionista da terra velha (CTV), eu responderia que não. Mas, houve um argumento científico para uma Terra jovem que me deu uma pausa para pensar: a descoberta de restos de tecidos moles nos restos fossilizados de dinossauros (e outros organismos). Os paleontólogos descobriram restos de vasos sanguíneos, glóbulos vermelhos, células ósseas e fragmentos de proteínas, como colágeno e queratina, nos restos fossilizados de dinossauros com mais de 65 milhões de anos.

Essas descobertas inesperadas se tornaram centrais para o caso feito pelos criacionistas da Terra Jovem (CTJ) para uma Terra de 6.000 anos. Na verdade, o argumento é o seguinte: os tecidos moles não deveriam sobreviver por milhões de anos. Em vez disso, esses materiais devem se degradar prontamente em alguns milhares de anos. Consequentemente, a descoberta de restos de tecidos moles associados a fósseis é um desafio prima facie à confiabilidade dos métodos de datação radiométrica usados para determinar a idade desses fósseis e, junto com eles, a antiguidade da Terra. Os CTJs argumentam que essas descobertas fornecem evidências científicas convincentes para uma Terra jovem e apóiam a ideia de que o registro fóssil resulta de uma recente inundação global (mundial).

Como detalho em meu livro Dinosaur Blood and the Age of the Earth (Sangue de Dinossauro e a Idade da Terra), há boas razões para pensar que os métodos de datação radiométrica são confiáveis. E, sendo esse o caso, deve haver uma explicação para a sobrevivência dos tecidos moles. Apesar das alegações feitas pelos CTJs, existem mecanismos científicos que podem explicar a sobrevivência de materiais de tecidos moles por milhões de anos, conforme discutido em Dinosaur Blood and the Age of the Earth.

Em resposta ao meu livro (e outros desafios recentes) ao argumento do tecido mole para uma Terra jovem, o criacionista da Terra jovem Kevin Anderson escreveu um artigo para o Answers in Depth, o jornal do Answers in Genesis, intitulado: “Dinosaur Tissue: A Biochemical Challenge to the Evolutionary Timescale (Tecido de Dinossauro: Um Desafio Bioquímico à Escala de Tempo Evolucionária).”

Nesta peça tecnicamente rigorosa, Anderson argumenta que os paleontólogos agora veem os restos de tecidos moles associados aos restos fossilizados de dinossauros (e outros organismos) como lugar-comum. Nesse ponto, Anderson e eu concordamos. No entanto, Anderson reclama que a comunidade científica ignora as implicações preocupantes das descobertas de tecidos moles. Ele afirma: “Apesar de um grande corpo de evidências para a autenticidade do tecido, ainda existe um padrão de negação dentro da comunidade evolucionista – presumivelmente para minimizar as ramificações desta descoberta. . . . Aparentemente, muitos acham a evidência do tecido mole muito mais fácil de descartar do que entender e explicar. Talvez isso não deva ser muito surpreendente. O tecido é certamente difícil de explicar dentro da escala de tempo geológica popular”. [1]

No entanto, em Dinosaur Blood and the Age of the Earth, explico como os remanescentes de tecidos moles associados a fósseis são contabilizados dentro da “escala de tempo geológica popular”.

Sobrevivência de tecidos moles em fósseis

Uma vez enterrados dentro de um “revestimento” mineral (que ocorre como resultado do processo de fossilização), os remanescentes de tecidos moles podem sobreviver por longos períodos de tempo. A chave: os tecidos moles devem ser preservados até que o sepultamento aconteça. Em Dinosaur Blood and the Age of the Earth, identifico vários fatores que promovem a preservação de tecidos moles durante o processo de fossilização. Uma diz respeito à estrutura das moléculas que compõem os tecidos moles. Algumas moléculas são muito mais duráveis do que outras, tornando-as muito mais propensas a sobreviver até o sepultamento.

Essa durabilidade explica em parte o perfil químico dos compostos associados aos remanescentes de partes moles. Por exemplo, os paleontólogos descobriram fragmentos de colágeno e queratina associados a fósseis de dinossauros. Essas descobertas fazem sentido porque essas moléculas são fortemente reticuladas. E ocorrem em níveis elevados nos ossos (colágeno) e penas, pele e garras (queratina). Os pesquisadores também acreditam que o ferro liberado da hemoglobina e a eumelanina liberada dos melanossomos associados às penas funcionam como fixadores para estabilizar ainda mais essas moléculas, retardando sua decomposição.

Mas e as taxas de decomposição de colágeno medidas?

Kevin Anderson concorda que algumas moléculas, como o colágeno, resistem à rápida degradação. No entanto, ele rejeita o argumento de durabilidade que apresento em Dinosaur Blood and the Age of the Earth como parte da explicação para a capacidade de sobrevivência do colágeno (e da queratina), citando um trabalho publicado em 2011 por pesquisadores da Universidade de Manchester, no Reino Unido. [2]

Neste estudo, os investigadores monitoraram a perda de colágeno em bovinos e ossos humanos a 90 °C (194 °F). Embora essa alta temperatura não se aplique diretamente ao processo de fossilização, os pesquisadores empregaram uma temperatura próxima ao ponto de ebulição da água para coletar dados de taxa em um período de tempo razoável. Ainda assim, eles levaram cerca de um mês para gerar os dados necessários, mesmo com essa alta temperatura. Por sua vez, eles usaram esses dados para calcular a perda óssea a 10 °C (50 °F), que corresponde à temperatura média de um sítio arqueológico típico de um país como a Grã-Bretanha. Esses cálculos fizeram uso da equação de taxa de Arrhenius. Essa equação permite que os cientistas calculem a taxa de um processo químico (como a quebra do colágeno) em qualquer temperatura, uma vez que a taxa tenha sido determinada experimentalmente para uma única temperatura. A única suposição é que as propriedades físicas e químicas do sistema (neste caso, colágeno) são as mesmas que a temperatura usada para medir a taxa de reação e a temperatura usada para calcular a taxa de reação.

Mas, como discuto em Dinosaur Blood and the Age of the Earth, se as condições forem diferentes, ocorrerá um fenômeno conhecido como quebra de enredo de Arrhenius. Esta descontinuidade impossibilita o cálculo da velocidade da reação.

Com base nisso, questionei se os dados gerados pelos cientistas da Universidade de Manchester para a degradação do colágeno no osso perto do ponto de ebulição da água são relevantes para as taxas de degradação para temperaturas abaixo de 37,8 °C, muito menos para temperaturas próximas a 10 °C. Eu especulei que em temperaturas tão altas, o colágeno sofreria mudanças estruturais (por exemplo, quebra de pontes de hidrogênio entre as cadeias que interligam as cadeias de colágeno), tornando essa biomolécula muito mais suscetível à degradação química do que em temperaturas mais baixas, onde o colágeno permaneceria em seu estado nativo. Em outras palavras, as condições empregadas pela equipe de pesquisa da Universidade de Manchester podem não ser relevantes para a preservação do colágeno em restos fósseis.

Kevin Anderson contestou minha alegação, afirmando: “Dr. Rana especula que altas temperaturas podem alterar inesperadamente como o colágeno se degrada, então talvez a equação de Arrhenius não possa ser aplicada adequadamente. No entanto, ele falha em oferecer qualquer suporte experimental para sua conclusão. Se ele quiser desafiar esses estudos de decaimento, ele precisa fornecer evidências experimentais de que o decaimento do colágeno é, de alguma forma, uma exceção a essa equação”. [3]

Justo. No entanto, foi relativamente fácil para eu encontrar os dados experimentais de que ele precisa. Uma rápida pesquisa na literatura produziu um trabalho publicado no início dos anos 1970 por uma equipe de pesquisadores do USDA em Beltsville, MD, descrevendo os perfis de desnaturação térmica do colágeno intacto de uma variedade de fontes animais. [4] As temperaturas de início do processo de desnaturação geralmente começam perto de 60 °C (140 °F), atingem o ponto médio da desnaturação em torno de 70 °C (158 °F) e terminam em torno de 80 °C (176 °F). Em outras palavras, a desnaturação do colágeno ocorre em temperaturas bem abaixo das temperaturas utilizadas pelos cientistas da Universidade de Manchester em seu estudo.

A partir dos perfis de desnaturação, esses pesquisadores determinaram que a perda da estrutura nativa envolve principalmente o desvendamento da tripla hélice de colágeno. Esse desdobramento exporia a espinha dorsal da proteína, tornando muito mais fácil sofrer degradação química.

Em Dinosaur Blood and the Age of the Earth, discuto outra razão pela qual os resultados do estudo obtidos pelos cientistas da Universidade de Manchester não contradizem a recuperação de colágeno de restos de dinossauros de 70 a 80 milhões de anos. Na verdade, esta equipe de pesquisa estava abordando uma questão diferente. Ou seja, quanto tempo pode durar o colágeno em restos de animais em uma forma que possa ser isolada e usada como fonte de informação genética sobre os organismos encontrados em sítios arqueológicos e fósseis?

Em outras palavras, eles não estavam interessados em quanto tempo os fragmentos de colágeno alterados quimicamente e fisicamente persistiriam em restos fósseis, mas, em vez disso, por quanto tempo o colágeno reterá uma forma útil que pode fornecer informações sobre a história natural de organismos passados. Especificamente, eles estavam interessados na sobrevivência dos “telopeptídeos de colágeno não helicoidais localizados nas extremidades de cada cadeia e recentemente considerados potencialmente úteis para a identificação de espécies em tecidos arqueológicos”. [5]

Os pesquisadores lamentam que essa região das moléculas de colágeno seja “perdida para o ambiente de sepultamento em um período relativamente curto de tempo geológico”. [6] Como eles apontam, as partes da molécula de colágeno mais úteis para caracterizar a história natural de organismos passados e suas relações com criaturas existentes, infelizmente, são “regiões da proteína que não se beneficiam de tantas pontes de hidrogênio intercadeias quanto a região helicoidal e, portanto, provavelmente serão as primeiras a se degradar”. [7]

Os pesquisadores também apontam que esperam que o colágeno persista por muito mais de 700.000 anos, mas em um estado quimicamente alterado devido a reações de reticulação e outros tipos de modificações químicas. Eles afirmam: “O colágeno pode ser detectado plausivelmente em concentrações mais baixas [que 1 por cento das quantidades originais] em material muito mais antigo, mas provavelmente em um estado diageneticamente alterado e em níveis em que a separação de contaminações endógenas e exógenas é muito mais demorada, cara e talvez aplicável apenas a táxons atipicamente grandes que podem oferecer material fóssil suficiente para análise destrutiva”. [8]

Em outras palavras, formas quimicamente alteradas de colágeno persistirão em restos de animais muito além de um milhão de anos, especialmente se forem criaturas grandes como os dinossauros. E isso é precisamente o que os paleontólogos descobriram associados aos fósseis de dinossauros – fragmentos de colágeno (e queratina) diageneticamente alterados.

Mas e os fragmentos moleculares derivados de proteínas não duráveis isoladas a partir de restos de dinossauros?

Outro desafio relacionado levantado por Anderson diz respeito à recuperação de fragmentos moleculares de outras proteínas de fósseis de dinossauros que são muito menos duráveis que o colágeno. Anderson escreve: “Várias dessas proteínas (por exemplo, miosina, actina e tropomiosina) não são tão estruturalmente 'resistentes' quanto o colágeno. . . . Mesmo que houvesse uma base bioquímica que permitisse aos fragmentos de colágeno sobreviver milhões de anos, isso não pode ser dito sobre todas essas outras proteínas de dinossauros”. [9]

Como aponto em Dinosaur Blood and the Age of the Earth, além da durabilidade molecular, existem vários outros fatores que contribuem para a preservação dos tecidos moles. Um se relaciona com a abundância. As biomoléculas que ocorrem em níveis elevados nos tecidos moles terão maior probabilidade de deixar vestígios em restos fossilizados do que as moléculas que ocorrem em níveis relativamente baixos.

Nesse sentido, colágeno e queratina teriam sido algumas das proteínas mais abundantes em dinossauros e pássaros antigos, constituindo tecido conjuntivo e penas, pele e garras, respectivamente. Da mesma forma, actina, miosina e tropomiosina também teriam ocorrido em níveis elevados em dinossauros e pássaros antigos, porque essas proteínas são os principais componentes do músculo. Portanto, embora essas proteínas não sejam tão duráveis quanto o colágeno ou a queratina, ainda faz sentido que fragmentos dessas biomoléculas sejam associados a fósseis de dinossauros por causa de sua abundância.

Em suma, a durabilidade e abundância de proteínas fornecem uma explicação crível para a ocorrência de restos de tecidos moles nos restos fossilizados de dinossauros. Mas essas duas características não são totalmente responsáveis pela preservação dos tecidos moles. Acontece que há fatores adicionais a serem considerados.

Em seu artigo, Anderson também questiona o que chama de “a explicação mais popular para a preservação prolongada” de tecidos moles. Ou seja, o “modelo de ferro”. [2] Na parte 2 da minha resposta a Kevin Anderson, descreverei e responderei à sua crítica ao modelo de ferro e outros mecanismos de preservação.

Recursos

• Dinosaur Blood and the Age of the Earth por Fazale Rana (livro)
• “Can Keratin in Feathers Survive for Millions of Years?” por Fazale Rana (artigo)
• “Structure of Dinosaur Collagen Unravels the Case for a Young Earth” por Fazale Rana (artigo)

Notas de fim

1. Kevin Anderson, “Dinosaur Tissue: A Biochemical Challenge to the Evolutionary Timescale”, Answers in Genesis 11 (2016): https://answersingenesis.org/fossils/dinosaur-tissue/.
2. Mike Buckley e Matthew James Collins, “Collagen Survival and Its Use for Species Identification in Holocene-Lower Pleistocene Bone Fragments from British Archaeological and Paleontological Sites”, Antiqua 1 (2011): e1, doi:10.4081/antiqua.2011.e1.
3. Anderson, “Dinosaur Tissue”
4. Philip E. McClain e Eugene R. Wiley, “Differential Scanning Calorimeter Studies of the Thermal Transitions of Collagen: Implications on Structure and Stability”, Journal of Biological Chemistry 247 (fevereiro de 1972): 692–97, https://www.jbc.org/content/247/3/692.full.pdf.
5. Buckley and Collins, “Collagen Survival”
6. Ibid.
7. Ibid.
8. Ibid.
9. Anderson, “Dinosaur Tissue”

________________________

Traduzido de Does Dinosaur Tissue Challenge Evolutionary Timescales? A Response to Kevin Anderson, Part 1

Etiquetas:

tecidos moles em fóssil de dinossauro - paleontologia - criacionismo (progressivo) da Terra velha