Automontagem de máquinas de proteínas: evidência de evolução ou criação?

Estrutura de molécula de proteína (imagem de Easy-Peasy, CC BY 4.0)

por Fazale Rana

17 de abril de 2019

Eu finalmente atualizei meu iPhone algumas semanas atrás de um 5s para um 8 Plus. Eu tinha pouca escolha. A bateria do meu celular não segurava mais a carga.

Eu adiaria a compra de um novo o máximo possível. Simplesmente não fazia sentido gastar dinheiro perseguindo a mais recente e melhor tecnologia quando a tecnologia atual de celulares funcionava perfeitamente bem para mim. Tirando a duração da bateria e uma câmera menos que ideal, eu estava feliz com meu iPhone 5s. Agora estou realmente feliz por ter feito a troca.

Então, outro dia, me peguei olhando melancolicamente para o iPhone X. E, hoje, descobri que a Apple está preparando o lançamento do iPhone 11 (ou XI ou XT). Para onde as atualizações tecnológicas da Apple nos levarão? Mal posso esperar para descobrir.

Eu me tornei um viciado em tecnologia?

É impressionante a rapidez com que a tecnologia de celulares avança. Também é impressionante o quão atraente a nova tecnologia pode ser. A próxima coisa que você sabe é que a Apple lançará um iPhone que se montará sozinho quando sair da caixa.... Provavelmente não.

Mas, se o trabalho dos engenheiros do MIT algum dia se concretizar, é possível que os fabricantes de smartphones um dia passem a depender de um processo de automontagem para produzir celulares.

Um Telefone Celular Automontável

O Self-Assembly Lab (Laboratório de Automontagem) do MIT desenvolveu um processo piloto para fabricar celulares por automontagem.

Para fazer isso, eles projetaram seu celular para consistir em seis partes que se encaixam em uma maneira encaixe preciso e único. Ao colocar as peças do celular em um tambor que gira na velocidade certa, as peças se combinam automaticamente umas com as outras, pouco a pouco, até que o celular esteja montado.

Poucos erros ocorrem durante o processo de montagem. Somente peças projetadas para se encaixarem combinam umas com as outras por causa da fabricação encaixe preciso e único.

Automontagem e O Caso de Um Criador

É bem provável que o trabalho do Laboratório de Automontagem do MIT (e de outros laboratórios semelhantes) um dia revolucione a fabricação — não apenas de iPhones, mas também de outros tipos de produtos.

Por mais atraente que essa nova tecnologia possa ser, estou mais intrigado com suas implicações para a controvérsia criação-evolução. O que os processos de automontagem têm a ver com o debate criação-evolução? Mais do que podemos perceber.

Acredito que os processos de automontagem fortalecem o Argumento do relojoeiro para a existência de Deus (e papel na origem da vida). Ou seja, essa tecnologia de ponta torna possível responder a uma objeção comum levantada contra esse argumento de design.

Para entender por que esse avanço da engenharia é tão importante para o Argumento do relojoeiro, é necessário um pouco de contexto.

O Argumento do Relojoeiro

O teólogo natural anglicano William Paley (1743–1805) propôs o Argumento do relojoeiro no século XVIII. Ele se tornou um dos argumentos mais conhecidos para a existência de Deus. O argumento depende da comparação que Paley fez entre um relógio e uma pedra. Ele argumentou que a existência de uma pedra pode ser explicada pelo resultado de processos naturais — o que não ocorre com um relógio.

As características de um relógio — especificamente a interação complexa de suas peças de precisão com o propósito de dizer as horas — implicavam o trabalho de um projetista inteligente (intelligent designer, em inglês). Empregando uma analogia, Paley afirmou que, assim como um relógio requer um relojoeiro, a vida também requer um Criador. Paley observou que os sistemas biológicos exibem uma ampla gama de aspectos caracterizados pela interação precisa de peças complexas projetadas para interagir para propósitos específicos. Em outras palavras, os sistemas biológicos têm muito mais em comum com um relógio do que com uma pedra. Sendo essa semelhança o caso, segue-se logicamente que a vida deve derivar do trabalho de um Relojoeiro Divino.

Bioquímica e O Argumento do Relojoeiro

Como discuto em meu livro The Cell's Design (O design da célula) os avanços na bioquímica revigoraram o argumento do Relojoeiro. As características marcantes dos sistemas bioquímicos são precisamente as mesmas propriedades exibidas em objetos, dispositivos e sistemas projetados e criados por humanos.

As células contêm complexos de proteínas que são estruturados para operar como motores e máquinas biomoleculares. Algumas biomáquinas de nível molecular são análogos estritos de máquinas produzidas por designers humanos. De fato, em muitos casos, existe uma relação um-para-um entre as partes de máquinas fabricadas e os componentes moleculares de biomáquinas. (Alguns exemplos dessas máquinas biomoleculares são discutidos nos artigos listados na seção Recursos.)

Sabemos que as máquinas se originam em mentes humanas que compreendem e então implementam designs. Então, quando cientistas descobrem, exemplo após exemplo, de máquinas biomoleculares dentro da célula com uma similaridade assustadora e surpreendente com as máquinas que produzimos, faz sentido concluir que essas máquinas e, portanto, a vida, também devem ter se originado em uma Mente.

O Desafio de Um Cético

Como você pode imaginar, os céticos têm levantado objeções contra o argumento do Relojoeiro desde sua introdução nos anos 1700. Hoje, quando os céticos criticam a versão mais recente do argumento do Relojoeiro (com base em designs bioquímicos), a influência do cético escocês David Hume (1711–1776) pode ser vista e sentida.

Em sua obra de 1779, Diálogos sobre a religião natural, Hume apresentou várias críticas aos argumentos do design. A mais importante se centrou na natureza do raciocínio analógico. Hume argumentou que as conclusões resultantes do raciocínio analógico são sólidas somente quando as coisas comparadas são altamente semelhantes entre si. Quanto mais semelhantes, mais forte é a conclusão. Quanto menos semelhantes, mais fraca é a conclusão.

Hume rejeitou a versão original do argumento do Relojoeiro ao sustentar que organismos e relógios não são nada parecidos. Eles são muito diferentes para uma boa analogia. Em outras palavras, o que é verdade para um relógio não é necessariamente verdade para um organismo e, portanto, não se segue que organismos requerem um Relojoeiro Divino, só porque um relógio requer.

Na verdade, esta é uma das principais razões pelas quais alguns céticos hoje descartam o argumento bioquímico do Relojoeiro. Por exemplo, o filósofo Massimo Pigliucci insistiu que a analogia de Paley é puramente metafórica e não reflete uma verdadeira relação analógica. Ele sustenta que qualquer similaridade entre máquinas biomoleculares e designs humanos reflete analogias meramente ilustrativas que os cientistas da vida usam para comunicar a estrutura e a função desses complexos de proteínas por meio de conceitos e linguagem familiares. Em outras palavras, é ilegítimo usar as “analogias” entre máquinas biomoleculares e máquinas fabricadas para defender um Criador. [1]

Uma Resposta Baseada em Revelações da Nanotecnologia

Eu respondi a essa objeção apontando que os nanotecnólogos isolaram máquinas biomoleculares da célula e incorporaram esses complexos de proteínas em nanodispositivos e nanosistemas com o propósito explícito de tirar vantagem de suas propriedades semelhantes às de máquinas. Essas biomáquinas transplantadas alimentam o impulso e os movimentos nos dispositivos, o que, de outra forma, seria impossível com a tecnologia atual. Em outras palavras, os nanotecnólogos veem esses sistemas biomoleculares como máquinas reais e os utilizam como tal. Seu trabalho demonstra que as máquinas biomoleculares são máquinas literais, não metafóricas. (Veja a seção Recursos para artigos que descrevem esse trabalho.)

A Automontagem É Evidência de Evolução ou Design?

Outra crítica — inspirada por Hume — é que máquinas projetadas por humanos não se automontam, mas máquinas bioquímicas sim. Os céticos dizem que isso enfraquece a analogia do Relojoeiro. Já ouvi essa crítica no passado, mas ela surgiu recentemente em um diálogo que tive com um cético em um grupo do Facebook.

Eu escrevi que “O que descobrimos quando calculamos a estrutura e a função dos complexos de proteínas são características semelhantes às de um motor de automóvel, não a um afloramento de rochas”.

Um cético chamado Maurice respondeu: “Sua analogia é falsa. Carros não se automontam espontaneamente — nesse caso, há uma barreira energética proibitiva. Mas rochas de lava hexagonais podem e o fazem — não há barreira energética que proíba isso de acontecer.”

Maurice argumenta que minha analogia é ruim porque os complexos de proteínas na célula se automontam, enquanto os motores de automóveis não conseguem. Para Maurice (e outros céticos), essa distinção serve para tornar as máquinas manufaturadas qualitativamente diferentes das máquinas biomoleculares. Por outro lado, padrões hexagonais em rochas de lava dão a aparência de design, mas na verdade são formados espontaneamente. Para céticos como Maurice, essa característica indica que o design exibido pelos complexos de proteínas na célula é um design aparente, não verdadeiro.

Maurice acrescentou: “Dado que a natureza pode fazer blocos de lava hexagonais parecerem 'projetados', ela certamente pode fazer outros objetos parecerem 'projetados'. Design não é um termo científico.”

Automontagem e O Argumento do Relojoeiro

É aqui que o trabalho fascinante dos engenheiros do MIT entra em jogo.

Engenheiros continuam a fazer progressos significativos em direção ao desenvolvimento de processos de automontagem para fins de fabricação. É bem possível que no futuro uma série de máquinas e dispositivos seja projetada para automontagem. Com base no trabalho dos pesquisadores, fica evidente que parte da estratégia para projetar máquinas que se automontam se concentra na criação de componentes que não apenas contribuem para a função da máquina, mas também interagem precisamente com os outros componentes para que a máquina se monte sozinha.

A palavra operativa aqui é projetada. Para que as máquinas se automontem, elas devem ser projetadas para se automontarem.

Esse requisito também é verdadeiro para máquinas bioquímicas. As subunidades de proteína que interagem para formar as máquinas biomoleculares parecem ser projetadas para automontagem. Locais de ligação proteína-proteína na superfície das subunidades mediam esse processo de automontagem. Esses sítios de ligação exigem interações de alta precisão para garantir que a ligação entre subunidades ocorra com um alto grau de exatidão — da mesma forma que os engenheiros do MIT projetaram as peças do telefone celular para combinar precisamente por meio de interações de encaixe preciso e único.

Figura: ATP sintase do bacilo sp. PS3 (Hui Guo, Toshiharu Suzuki e John L Rubinstein, 2019)
ATP Sintase é um motor biomolecular que é literalmente um motor rotativo alimentado eletricamente. Esta biomáquina é montada a partir de subunidades de proteína.
(A imagem usada por Reasons to Believe no artigo original não pode ser reproduzida aqui. Veja-a aqui.)

O nível de design necessário para garantir que as subunidades de proteína interajam precisamente para formar complexos de proteínas semelhantes a máquinas está apenas começando a ficar totalmente visível. [2] Bioquímicos que trabalham na área de design de proteínas ainda não entendem completamente os mecanismos biofísicos que ditam a montagem de subunidades de proteínas. E, embora possam projetar proteínas que se automontarão, eles lutam para replicar a complexidade do processo de automontagem que ocorre rotineiramente dentro da célula.

Graças aos avanços na tecnologia, a capacidade das máquinas biomoleculares de se automontarem não deve mais contar contra o argumento do Relojoeiro. Em vez disso, a automontagem se torna mais uma característica que fortalece o ponto de Paley.

A Previsão do Relojoeiro

Avanços na automontagem também satisfazem a previsão do Relojoeiro, fortalecendo ainda mais o caso para um Criador. Em conjunto com minha apresentação do Argumento revitalizado do relojoeiro em The Cell's Design, propus a Previsão do relojoeiro. Eu afirmo que muitos dos sistemas moleculares da célula atualmente não são reconhecidos como análogos aos designs humanos porque a tecnologia correspondente ainda precisa ser desenvolvida.

A possibilidade de que os avanços na tecnologia humana irão, em última análise, espelhar a tecnologia molecular que já existe como parte integrante dos sistemas bioquímicos leva à previsão do Relojoeiro. À medida que os designers humanos desenvolvem novas tecnologias, exemplos dessas tecnologias, embora anteriormente não reconhecidos, se tornarão evidentes na operação dos sistemas moleculares da célula. Em outras palavras, se o argumento do Relojoeiro realmente serve como evidência para a existência de um Criador, então é razoável esperar que a maquinaria bioquímica da vida antecipe os avanços tecnológicos humanos.

Na verdade, os desenvolvimentos na tecnologia de automontagem e seu uso prospectivo em futuras operações de fabricação cumprem a previsão do Relojoeiro. Nessa linha, é ainda mais provocativo pensar que os processos de automontagem celular estão fornecendo revelações aos engenheiros que estão trabalhando para desenvolver tecnologia semelhante.

Talvez eu seja um viciado em tecnologia, afinal. Acho notável que, à medida que desenvolvemos novas tecnologias, descobrimos que elas já existem na célula, e por isso o argumento do Relojoeiro se torna cada vez mais convincente.

Você consegue me ouvir agora?

Recursos

• Cell's Design: How Chemistry Reveals the Creator's Artistry (O Design da célula: Como a química revela a arte do Criador) por Fazale Rana (Livro)

O Argumento do Relojoeiro Bioquímico {Artigos traduzidos e já publicados aqui no blog.}

• “Um relógio bioquímico encontrado em uma célula” por Fazale Rana (artigo)
• “O caso provocativo do design: nova descoberta destaca o caráter semelhante ao de uma máquina do flagelo bacteriano” por Fazale Rana (artigo)
• “A estrutura do flagelo bacteriano reforça o caso do design” por Fazale Rana (artigo)
• “Estruturas de proteínas revelam ainda mais evidências de design” por Fazale Rana (artigo)
• “Nova descoberta reforça evidências de design” por Fazale Rana (artigo)
• “Complexos de proteínas da cadeia de transporte de elétrons reforçam o caso de um criador” por Fazale Rana (artigo)

Desafios ao Argumento do Relojoeiro Bioquímico {Artigos traduzidos e já publicados aqui no blog, com exceção daquele marcado com *.}

• “Abordando as preocupações de um crítico e o caso do design” por Fazale Rana (artigo)
• “Nanodevices Make Megascopic Statement”* (Nanodispositivos fazem uma declaração megascópica) por Fazale Rana (artigo)
• “Uma cornucópia de evidências para o design: embalagem de DNA do vírus T4” por Fazale Rana (artigo)

Notas de Fim

1. Massimo Pigliucci e Maarten Boudry, “Why Machine-Information Metaphors are Bad for Science and Science Education”, Science and Education 20, n.º 5–6 (maio de 2011): 453–71; doi:10.1007/s11191-010-9267-6.
2. Por exemplo, veja Christoffer H. Norn e Ingemar André, “Computational Design of Protein Self-Assembly”, Current Opinion in Structural Biology 39 (agosto de 2016): 39–45, doi:10.1016/j.sbi.2016.04.002.

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Traduzido de Self-Assembly of Protein Machines: Evidence for Evolution or Creation? (RTB)

Etiquetas:

evolucionismo - argumento a partir do design