A formação de pesquisadores ocorre pela superação dos obstáculos do conhecimento da ciência a que se estuda. O conhecimento científico é construído pela ruptura dos velhos conhecimentos por uma nova construção do saber. Para que a construção do conhecimento científico, ou a Epistemologia de uma determinada Ciência, possa ser compreendida faz-se necessário, inicialmente, conhecer alguns pressupostos básicos que orientam esta construção.
As discussões epistemológicas da Ciência permitem compreender os conceitos, métodos e teorias que fundamentam cada área. Os diferentes domínios científicos têm como objetos de sua pesquisa diferentes níveis de organização da realidade, possuindo conjuntos de termos, conceitos, metodologias e estratégias de investigações próprias. Desta forma, neste capítulo, serão apresentados dois eixos que orientam as discussões epistemológicas deste trabalho: (1) o que caracteriza a Biologia como ciência autônoma e (2) uma proposta hierárquica para a compreensão dos fenômenos biológicos.
2.1- Biologia como ciência autônoma
O estabelecimento da Biologia como campo específico do conhecimento é recente (STERELNY e GRIFFITHS, 1999; GRENE e DEPEW, 2004; MAYR, 2005). Até o início do século XX, a construção do conhecimento sobre os fenômenos do mundo vivo, ou seja, a Epistemologia da Biologia foi baseada nas Ciências Físicas e Químicas. Durante o século XIX e início do século XX mesmo com a teoria de Charles Darwin influenciando trabalhos de alguns filósofos – como Herbert Spencer e Charles Peirce – e o desenvolvimento de novos conhecimentos sobre os fenômenos naturais, a Filosofia desta ciência, no âmbito das universidades de língua inglesa – o que representava parte significativa das instituições acadêmicas - ainda tinha uma visão muito diferente, assim como o exemplo abaixo:
[...] no início do século XX, Bertrand Russel declarou que a teoria da evolução não teve grandes implicações filosóficas. As ciências que tinham algo a ensinar à filosofia eram a matemática (particularmente a lógica matemática) e a física (STERELNY e GRIFFITHS, 1999, p. 03).
A Física foi, até o final dos anos de 1950, a Ciência que mais influenciou o modelo de compreenção dos fenômenos biológicos, com implicações que repercurtem até o conhecimento atual. Com a ascensão do positivismo lógico, logo rebatizado empirismo lógico, a Filosofia da Ciência foi principalmente uma filosofia voltada para a Física, as ciências da vida eram geralmente ignoradas ou tratadas como um embaraço a ser explicado (GRENE e DEPEW, 2004).
As primeiras reações de naturalistas à visão dos organismos vivos como máquinas, compreensíveis a partir de leis do mundo inanimado, configuraram-se nas explicações vitalistas e teleológicas. Para o vitalismo, a vida dos organismos era controlada por uma força invisível que “guiava” o desenvolvimento dos seres vivos; já o pensamento teleológico explicava que os processos naturais conduziam-se automaticamente para um fim ou uma meta (MAYR, 2005).
Na linguagem biológica, ainda hoje, é comum o uso de afirmações com caráter teleológico: “a tartaruga apareceu sobre a terra para colocar ovos” este exemplo remete a uma visão do mundo vivo como se os fenômenos biológicos possuíssem uma intencionalidade. Tal confusão, segundo Sterelny e Griffiths (1999), ocorre porque o homem olha um processo como se tivesse uma consciência intencional. Entende-se que, na linguagem acadêmica, estas frases são necessárias enquanto partes de explicações analíticas de determinados processos. Cabe, entretanto, a superação epistemológica da compreensão desses fenômenos de uma visão intencional para uma visão na qual os fenômenos são resultados de interações de diversos fatores e que sofrem a ação do acaso.
Os movimentos vitalistas e teleológicos foram perdendo espaço entre os naturalistas pelo fato das pesquisas não conseguirem comprovar tais suposições e pelo desenvolvimento das teorias evolucionistas.
Para Mayr (1998), o período entre o XVIII e XIX caracterizou-se como as primeiras “intimações provocativas do evolucionismo” (p. 385). Este período também pode ser considerado importante pelo aparecimento de teorias e descobertas – estudos sobre anatomia comparada, geologia, paleontologia, sistemática (GRENE e DEPEW, 2004) - que possibilitaram subsídios para o novo pensamento sobre a diversidade dos organismos. O desenvolvimento do pensamento evolutivo teve nos trabalhos de Buffon (1707 – 1788), Lamarck (1744 – 1829), Darwin (1809 – 1882) e Wallace (1823 – 1913), reflexões decisivas para que naturalistas compreendessem o desenvolvimento dos organismos vivos.
O trabalho de Lamarck teve importância significativa para a evolução, pois, “substituiu essa imagem de um mundo estático pela de um mundo dinâmico, onde não apenas as espécies, mas toda a corrente do ser e o inteiro da natureza estavam em fluxo constante” (MAYR, 1998, p. 395).
Os trabalhos de Darwin e Wallace acrescentaram ao conhecimento sobre o desenvolvimento dos organismos o papel do acaso.
[...] Darwin não foi o primeiro a propor uma teoria da evolução, mas foi o primeiro a propor não apenas um mecanismo exequível, a saber, a seleção natural (...), mas também a reunir evidências tão esmagadoras que, no espaço de dez anos após 1859, dificilmente restou um biólogo competente que não aceitasse o fato da evolução (MAYR, 1998a, p. 477).
Foi apenas na segunda metade do século XX que a Epistemologia da Biologia surgiu como uma sub-disciplina da Filosofia acadêmica (GRENE e DEPEW, 2004), entretanto, como aponta Mayr (2005), mesmo entre os meados de 1970 e 1980 vários filósofos, tais como Hull (1974), Ruse (1973) e Sober (1993)8, ainda escreviam Filosofia da Biologia baseados principalmente no quadro conceitual das Ciências Físicas. Para o autor, esse monopólio exercido pelas Ciências Físicas foi sendo deixado por alguns autores ao perceberem que os fundamentos estritamente fisicalistas (determinismo, o reducionismo e ausência de leis universais) não eram adequados para a Filosofia da Biologia.
Sobre o determinismo, Mayr conclui que “uma das consequências da aceitação de leis deterministas newtonianas foi que não restou espaço para a variação ou eventos casuais” (MAYR, 2005, p. 43) na compreensão sobre o desenvolvimento dos fenômenos biológicos. Uma versão caricata do determinismo biológico é a visão de que há fatores biológicos (geralmente genes), cuja presença em um organismo significa que, não importa que outros fatores estejam presentes, um determinado resultado será consequência da ação desse determinado fator (STERELNY e GRIFFITHS, 1999). Esta visão determinista ainda perciste na compreenção dos organismos vivos. Entende-se que deve-se superar a idéia do determinismo biológico daquela de potencial biológico, ou seja, das caracteristicas genéticas como limites aos atributos de uma espécie e não o seu comportamento (GOULD, 1999).
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HULL, D. L. Philosophy of biological science. Englewood Cliffs, Nova Jersey, Prentice-Hall, 1974. RUSE, M. The philosophy of biology. Londres, Hutchinson, 1973.
O reducionismo caracteriza-se como uma explicação de um sistema pelas suas partes, tendência das explicações atomistas. Grene e Depew (2004), referindo-se as possíveis formas reducionistas de analisar e explicar os fenômenos biológicos, apresentam duas tendências de reducionismo: o ontológico e o metodológico. O ontológico refere-se à negação ao vitalismo, ou seja, que os sistemas vivos são sistemas materiais. Neste caso, a redução ontológica não apresenta desvantagens para o conhecimento biológico. Entretanto, na redução metodológica, ou seja, na redução efetiva dos sistemas em partes (dos ecossistemas ás moléculas), tudo indica que algo importante da complexidade do todo é perdida, mesmo que o todo seja composto por partes. Para os autores, mesmo que os métodos analíticos possam ser importantes para a compreensão do todo, há a necessidade de se superar o entendimento dos sistemas pelo reducionismo metodológico.
Mesmo a constituição da Biologia como Ciência sendo recente - e, ainda hoje muitos fenômenos próprios desse conhecimento serem compreendidos a partir de ciências que se consolidaram antes da Biologia, como a Física e a Química - no desenvolvimento da Epistemologia da Biologia tem-se acentuado as discussões sobre princípios e características próprias do conhecimento biológico que lhe conferem autonomia. Este processo de mudança sobre o conhecimento do mundo vivo teve início, segundo Grene e Depew (2004), pelo interesse de filósofos e biólogos sobre os problemas conceituais associados à afloração da síntese evolutiva. Entretanto, mesmo que o conhecimento biológico atual só faça sentido, nas palavras de Dobzhansky (1973), à luz da evolução, outras questões indiretamente relacionadas a esta teoria também constituem a Epistemologia desta Ciência.
Compreende-se que, mesmo a Biologia possuindo características próprias e não devendo ser reduzida ao corpo conceitual e teórico de outras ciências, não significa que esta ciência não dependa dos estudos realizados em outros campos do conhecimento científico, tais como a Física e a Química. A Biologia ao mesmo tempo em que está intrinsecamente relacionada com as outras ciências e é dependente dos estudos desenvolvidos por elas, apresenta características que lhe conferem autonomia. Portanto, sem deixar de considerar a interdependência existente entre as diversas Ciências, não podemos seguir na Biologia o mesmo modelo de ensino e de compreensão conceitual de outras áreas do conhecimento, uma vez que o conhecimento biológico apresenta uma estrutura lógica própria.
Ernst Mayr (2005) aponta princípios básicos significativos que regem o conhecimento e a forma de interpretarmos os fenômenos biológicos. Segundo o autor, para uma abordagem satisfatória da Filosofia da Biologia, seria necessário recorrer aos conceitos específicos da própria Biologia. O autor sugere que o entendimento da Biologia como uma Ciência individual do mundo vivo ocorre, entre outros motivos, pelo reconhecimento da existência de princípios específicos, tais como a complexidade dos sistemas vivos, a Biologia evolucionista como Ciência Histórica, o papel do acaso, o pensamento holístico e a limitação dos estudos dos fenômenos ao mesocosmo.
Para Mayr, os sistemas biológicos se diferenciam de sistemas inanimados pela sua alta complexidade, pois são dotados de qualidades como reprodução, metabolismo, replicação, regulação, adaptação, crescimento e organização hierárquica. Além disso, são sistemas ricos em propriedades emergentes, pois novas características ou propriedades podem surgir em cada novo nível de integração hierárquica. Outro conceito biológico específico é o de evolução, no qual se inserem as ideias de variedade populacional e de seleção natural, conceito introduzido por Darwin e gerador de discussões até os dias atuais. Esta variabilidade que conhecemos atualmente é uma representação limitada das diferentes formas de vidas que já existiram e das inúmeras outras formas que nunca chegaram, ou chegarão a existir (STERELNY e GRIFFITHS, 1999).
Mayr destaca que para diferenciar os processos biológicos daqueles que ocorrem no mundo inanimado, precisa-se compreende-los pela causalidade dual, na qual os sistemas vivos apresentam um duplo controle, ou seja, estão sujeitos tanto às leis naturais quanto aos programas genéticos que possuem, sendo que estes foram construídos ao longo do processo evolutivo.
Pela inviabilidade de experimentos que possam reproduzir os fenômenos biológicos e dar respostas às questões evolucionistas, foi introduzido na Biologia o método de narrativas históricas, o qual consiste na construção de narrativas sobre a história evolutiva de determinado grupo de seres vivos. Essas narrativas caracterizam-se como estudos interdisciplinares que buscam compreender a história evolutiva de espécies, comportamentos, adaptações entre outros dos organismos vivos por meio de estudo de fósseis, evidências físicas e estudos computacionais. Depois de construídas, essas narrativas têm seus valores explicativos testados tanto pela lógica como pela presença de novas evidências.
Outro aspecto a ser considerado é que as leis presentes nas Ciências Físicas9 perdem espaço nas Ciências Biológicas devido à complexidade e a aleatoriedade envolvendo os seres vivos. Para Mayr (2005, p.50):
[...] o produto de um processo evolutivo é em geral o resultado de uma interação de inúmeros fatores secundários. O acaso, no que diz respeito ao produto funcional e adaptativo, é o grande gerador de variação.
Dessa forma, Mayr (2005, p. 46) destaca que os conceitos biológicos não carregam o caráter de lei como nas ciências exatas:
[...] uma das diferenças mais fundamentais entre Biologia e as chamadas ciências exatas é que nelas as teorias são usualmente baseadas em conceitos, enquanto nas ciências físicas são baseadas em leis naturais.
Assim, o pensamento reducionista tão presente no discurso fisicalista não dá conta de explicar os sistemas biológicos, pois os últimos apresentam interações entre todos os níveis de organização dos sistemas. Portanto, decompor em partes menores oferece apenas uma explicação parcial dos mesmos, “é precisamente essa interação das partes que fornece suas características mais pronunciadas à natureza, como um todo, ou ao ecossistema, ao grupo social, aos órgãos de um simples organismo” (MAYR, 2005, p.51).
A Biologia, para Mayr, encontra relevância nos fenômenos que ocorrem no mesocosmos. O autor ainda descreveu outros dois mundos, no que concerne à acessibilidade para os órgãos dos sentidos: o microcosmo, das partículas elementares e suas combinações e o macrocosmo, de dimensões cósmicas.
Em resumo, Mayr considerou que fazer uma Filosofia da Biologia implica concebê-la como uma Ciência que apresenta elementos que a caracterizam como uma forma única de olhar o mundo vivo, com características que a diferenciam de outras Ciências, como a Física, por exemplo.
A construção da Biologia como ciência autônoma trouxe à interpretação dos fenômenos biológicos conceitos, modelos e teorias específicas sobre o mundo vivo. Associado aos fatores já apresentados neste capítulo destaca-se, também, a organização do conhecimento dos sistemas vivos por meio de hierarquias. Neste sentido, este
trabalho adotou como modelo de compreensão dos sistemas vivos, uma proposta hierárquica triádica do conhecimento biológico.
2.2- Proposta hierárquica triádica para a compreensão dos fenômenos biológicos
A organização hierárquica é comum no conhecimento biológico (MACMAHON et al., 1978), mas a interação entre os diferentes níveis de organização não tem sido ressaltada. Portanto, ao se dividir os diversos níveis de organização dos seres vivos em sistemas, tais como células, órgãos, organismos, populações, comunidades, ecossistemas, a fim de melhor estudá-los, a interdependência presente entre eles não é considerada, evidenciando uma visão estereotipada deste conhecimento, como um amontoado de conceitos dispersos, sem conexão uns com os outros e sem aplicabilidade na vida real.
O entendimento dos seres vivos a partir de níveis hierárquicos de complexidade é comum na perspectiva biológica (RUIZ-MIRAZO et al, 2000). O desenvolvimento do conhecimento biológico organiza-se pelo estudo de uma ampla gama de fenômenos, distribuídos desde os níveis molecular e celular até os níveis das populações, dos ecossistemas e da biosfera. A compreensão dos níveis hierárquicos de complexidade pode facilitar o entendimento de uma unidade do conhecimento biológico e a proposição de estratégias de ensino e aprendizagem que favoreçam uma visão integrada dos sistemas e fenômenos estudados pela Biologia.
A representação hierárquica do mundo está associada à noção de que é possível distinguir diferentes níveis de organização da natureza
[...] esses níveis de organização estão relacionados à percepção de que a natureza não é um todo homogêneo, mas que é formada por entidades que se distinguem uma das outras e que podem ser constituídas por unidades menores. Em outras palavras, as entidades da natureza podem ser consideradas sistemas constituídos por unidades menores que se combinam para formar um todo. (MEGLHIORATTI et al, 2008, p. 121).
Neste sentido, a compreensão de uma representação hierárquica da natureza requer, segundo Meglhioratti et al (2008) e Meglhioratti (2009): a apresentação de uma concepção de sistema, a delimitação de sistemas para a compreensão dos fenômenos, a escolha de um sistema de interesse e a identificação do papel da emergência de propriedades nos diferentes níveis.
Sistemas podem ser definidos por duas abordagens (JOSLYN, 2000): padrão ou estrutural e construtivista. A abordagem estrutural enfoca a relação entre múltiplas entidades para formar uma nova entidade com novas propriedades em níveis hierárquicos distintos. Estas novas propriedades não são consideradas como resultado da simples união das partes, mas por uma relação particular para que o todo seja formado (JOSLYN, 2000, p. 68); na abordagem construtivista, segundo o autor, a definição de sistema se dá pela distinção de uma região no espaço, essa situação resulta de uma distinção e significação de um sujeito. “Conseqüentemente, a barreira que delimita o sistema é imposta pela percepção humana. Nessa perspectiva, os sistemas não são compostos de coisas, mas são definidos nas coisas” (MEGLHIORATTI et al, 2008, p. 122).
Para Joslyn (2000) um movimento de síntese entre as duas visões torna-se significativo para uma dimensão ontológica e também epistemológica para a definição e compreensão de sistemas. Como salienta Meglhioratti (2009) um ponto importante é a necessidade do estabelecimento dos limites dos sistemas.
Segundo Salthe (1985) o estabelecimento dos limites dos sistemas segue algumas orientações: o limite do sistema é observado a um tempo limitado; escala, uma coisa só pode ser percebida como maior ou menor em relação à outra; integração do sistema, ou seja a existência de uma coesão mantida por redes de relações; e a observação de duas ou mais partes do sistema devem ser compreendidas ao longo do tempo como co-variantes.
Entendendo que a descrição hierárquica constitui um discurso típico no conhecimento biológico e que lhe confere certa autonomia em relação aos estudos físico-químicos, Meglhioratti et al (2006) e Meglhioratti (2009) propõem uma estrutura hierárquica escalar (Figura 01) para orientar a compreensão dos fenômenos biológicos.
Este modelo de hierarquia foi organizado segundo a proposta de Salthe (1985; 2001). Para a utilização desta hierarquia, é necessário estipular – a partir do contexto pragmático de um programa de pesquisa – um nível focal (no qual ocorre o fenômeno de interesse), bem como níveis superior e inferior, compondo um sistema triádico. O nível superior estabelece condições de contorno para os processos no nível focal, enquanto o nível inferior estabelece condições iniciadoras potenciais para os processos focais. Esta hierarquia escalar pode ser representada da seguinte forma: [nível superior [nível focal [nível inferior]]]. Entretanto como aponta Meglhioratti et al (2008), o reconhecimento da existência de níveis distintos de organização implica também reconhecer a emergência de propriedades em níveis específicos de complexidade.
Odum (1988, p.03) destaca que numa hierarquia escalar da natureza “à medida que os componentes ou subconjuntos se combinam para produzir sistemas funcionais maiores, emergem novas propriedades que não estavam presentes no nível inferior”. Para MacMahon et al (1978), em cada nível de complexidade aparecem algumas propriedades emergentes, no entanto, as estruturas e funções de um determinado nível não são explicadas apenas pelas propriedades emergentes, ou seja, na interpretação de um sistema deve-se considerar, além das propriedades sistêmicas os níveis inferiores e superiores que interagem com ele. Uma propriedade emergente como irredutível, ou
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