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ReevviissttaaddaaSSBBEEnnBBiioo––NNúúmmeerroo0033..OOuuttuubbrrooddee22001100.. 1876 O CONCEITO DE ADAPTAÇÃO E A COMPREENSÃO DA TEORIA
DARWINISTA DA EVOLUÇÃO:
UM ESTUDO DE CASO NO ENSINO SUPERIOR
Mariangela Cerqueira Almeida Universidade Estadual de Feira de Santana Claudia Sepúlveda Departamento de Educação da Universidade Estadual de Feira de Santana
Resumo Este estudo procurou caracterizar a interpretação que formandos do curso de ciências biológicas da UEFS apresentam do conceito de adaptação e de seu papel na pesquisa e no ensino de biologia. Foram aplicados questionários estruturados com base em cenários sobre a origem da forma orgânica. A análise dos dados fundamentou-se em estudos epistemológicos sobre o conceito de adaptação. Foi possível diagnosticar de que forma estes estudantes entendem a teoria darwinista de evolução e o quão estão informados das inovações teóricas e empíricas da biologia evolutiva. Constatou-se predominância de uma perspectiva adaptacionista. Implicações dos resultados para o ensino médio são discutidas.
Introdução:
Desde a publicação de Origem das Espécies, o conceito de adaptação tem mantido uma forte relação com a teoria da seleção natural, a ponto de ser considerado por historiadores e filósofos da biologia como um dos pilares básicos do darwinismo e o coração da biologia evolutiva (AMUNDSON, 1996, P. 11; MAYR, 1988).
Atualmente, o conceito de adaptação e seu estatuto epistemológico estão no centro de um dos debates mais polêmicos e produtivos da biologia evolutiva, aquele travado entre “adaptacionistas” e seus críticos. Os adaptacionistas consideram a adaptação o fenômeno prioritário da biologia evolutiva, e sua produção pela seleção natural como a explicação causal primária para origem e diversificação da forma orgânica (DAWKINS, 1996). De outro lado, os críticos da visão adaptacionista, enfatizam a importância de se ter em conta
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ReevviissttaaddaaSSBBEEnnBBiioo––NNúúmmeerroo0033..OOuuttuubbrrooddee22001100.. 1877 outros fenômenos tão importantes para a explicação da forma orgânica quanto à adaptação, a exemplo, da deriva genética, o reaproveitamento de estruturas pré-existentes (exaptações) e as restrições filogenéticas do desenvolvimento e físicas ao processo evolutivo (GOULD; LEWONTIN, 1979; GOULD, VRBA, 1982).
Este debate tem impulsionado a implementação de ferramentas teóricas e modelos matemáticos que nos permitem testar tanto o papel de fatores adaptativos, quanto o das restrições genéticas e epigenéticas na evolução fenotípica (PIGLIUCCI e KAPLAN, 2000) e deste modo contribuído para favorecer não só o aumento de conhecimento empírico acerca dos fenômenos relacionados à origem e diversificação da forma orgânica, como para o enriquecimento da estrutura conceitual da biologia evolutiva.
Tendo em vista a centralidade do conceito de adaptação no pensamento darwinista e sua relação com as inovações teóricas e conceituais que a biologia evolutiva vem alcançando em decorrência em parte das críticas ao programa adaptacionista iniciadas na década de 1960, decidimos investigar de que modo os estudantes formandos na graduação em Ciências Biológicas da UEFS interpretam o conceito de adaptação e seu papel na pesquisa e no ensino de biologia.
Consideramos que ao fazê-lo, se estará contribuindo para um diagnóstico acerca da compreensão que estes estudantes apresentam da Teoria Darwinista da Evolução, e por outro lado, do grau com que se encontram informados acerca da polissemia que o conceito apresenta mesmo no âmbito das ciências biológicas e da sua relação com as controvérsias entre adaptacionistas e anti-adaptacionistas.
Quadro teórico:
A crítica a abordagem adaptacionista tem exposto os problemas enfrentados pelo conceito de adaptação, dentre os quais, um pluralismo de significados no arcabouço teórico mais amplo da biologia, e mesmo no âmbito mais restrito da biologia evolutiva, gerando confusões semânticas e ambigüidades que apresentam implicações tanto para a pesquisa como para o ensino de biologia (SEPÚLVEDA e EL-HANI, 2007).
No contexto de produção de conhecimento da biologia funcional o termo “adaptação” é empregado para designar ajustes fisiológicos de curto prazo por indivíduos fenotipicamente plásticos (adaptabilidade). Diferentemente, no contexto da teoria sintética da evolução, uma “adaptação” pode ser entendida como uma característica do organismo, porém é também a
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ReevviissttaaddaaSSBBEEnnBBiioo––NNúúmmeerroo0033..OOuuttuubbrrooddee22001100.. 1878 denominação dada ao processo que modifica evolutivamente uma característica. Outra imprecisão a respeito do conceito de adaptação que permanece na biologia evolutiva atualmente é a questão de qual é o critério necessário e suficiente para designar uma característica de adaptação: se o critério da gênese histórica – ser moldada por seleção natural – ou se o critério da utilidade corrente – apresenta vantagem adaptativa para os organismos que a possuem. Ou ainda, se ambos os critérios são necessários para definir adaptação (GOULD e VRBA, 1982).
Identificamos dois esforços para resolver este problema: (1) a criação do conceito de exaptação por Gould e Vrba (1982), de modo a restringir o significado do termo ‘adaptação’; e (2) a definição de adaptação proposta por Sober (1993), de modo a restringir o uso deste termo à perspectiva darwinista, segundo a qual a seleção natural é necessária e suficiente para caracterizar uma característica como uma ‘adaptação’, de modo independente de seu valor adaptativo e do incremento da aptidão darwinista ou fitness.
Sober propõe a seguinte caracterização da adaptação:
A é uma adaptação para a tarefa T na população P se e somente se A se tornou prevalente em P porque houve seleção para A, sendo que a vantagem seletiva de A foi devida ao fato de A ter auxiliado no desempenho da tarefa T (SOBER, 1993, p.208)
Sepúlveda e El-Hani (2007) consideram que o tratamento dado por Sober (1993) à adaptação não incorre no viés da concepção adaptacionista de supervalorizar o poder causal e explicativo da seleção natural, ao tempo em que, conserva o conteúdo explicativo do conceito darwinista, a saber, o de explicar a origem histórica e a permanência de certas (não de todas) características nas populações de organismos vivos a partir de uma perspectiva naturalística. Por estas razões, adotamos esta definição como parâmetro para o que será considerada, neste estudo, uma definição compatível com o conceito darwinista de adaptação e com os avanços empíricos e conceituais da biologia evolutiva contemporânea.
Metodologia
A pesquisa realizada configura-se em um estudo de caso. A unidade investigada constituiu um grupo de estudantes formandos, que cursavam sétimo semestre, do curso de Ciências Biológicas da Universidade Estadual de Feira de Santana (BA).
Foram aplicados dezessete questionários, dos quais quinze foram respondidos por licenciandos e dois por bacharelandos.
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ReevviissttaaddaaSSBBEEnnBBiioo––NNúúmmeerroo0033..OOuuttuubbrrooddee22001100.. 1879 O instrumento de pesquisa apresentava perguntas abertas e de múltipla escolha acerca de cenários que discorriam sobre origem e diversificação da forma orgânica, discutidos na literatura sobre evolução e adaptação biológica. Nesses cenários, por exemplo, os estudantes deveriam mobilizar conhecimentos referentes às inovações teóricas da biologia evolutiva como EVO-DEVO, para explicar o desenvolvimento rápido do olho e posterior degeneração deste órgão em diferentes fases embrionárias do desenvolvimento do peixe cego de caverna Phreatichtys andruzzii, a ideia de cooptação de estruturas (exaptação), no caso do cenário que problematizava a formação da estrutura complexa do marsúpio em forma de peixe do molusco do gênero Lampsilis. Em seguida, o estudante era solicitado a responder perguntas abertas sobre o conceito de adaptação e o papel que o mesmo exerce na pesquisa e no ensino das ciências biológicas.
As respostas aos questionários foram analisadas a partir de uma perspectiva qualitativa, pautada em informações disponíveis em estudos históricos e epistemológicos sobre o conceito de adaptação e sua relação com o pensamento darwinista. A compreensão dos estudantes acerca da adaptação foi caracterizada a partir de uma matriz epistemológica de significação deste conceito elaborada por Sepúlveda, Mortimer e El-Hani (2007).
Resultados
Os estudantes em sua maioria (13 estudantes) se apresentam compromissados com a perspectiva adaptacionista, segundo a qual adaptação por seleção natural tem primazia causal na explicação da origem de todos os traços funcionais, presentes nos organismos. O tipo de raciocínio apresentado por estes estudantes é o de que se uma característica é adaptativa, supõe-se, logicamente, que a mesma teve origem pela ação direta da seleção natural, desconsiderando-se completamente qualquer outro mecanismo que possa estar envolvido na origem de um caráter funcional que contribui, atualmente, com o fitness dos indivíduos de uma população, a exemplo de cooptação para novas funções. Guardada as proporções, este modo de pensar é semelhante à prática de alguns biólogos evolutivos caracterizada por Gould e Lewontin (1978) e designada programa adaptacionista.
Esta perspectiva estruturou a justificativa de um estudante para afirmação de que os chifres capitais e torácicos encontrados em besouros do gênero Onthophagus consistiam uma adaptação: Se os chifres existem e ainda são utilizados atualmente é porque conferem
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ReevviissttaaddaaSSBBEEnnBBiioo––NNúúmmeerroo0033..OOuuttuubbrrooddee22001100.. 1880 aos animais que os possuem certa vantagem em relação aos demais no contexto em que estão inseridos (relações estabelecidas entre eles mesmos e seu habitat).
Houve uma forte tendência em significar o conceito de adaptação a partir de uma visão prospectiva que se distancia do conceito darwinista tal como definido por Sober (1993). Cerca de sete estudantes produziram respostas nas quais adaptação era concebida como uma propensão presente em organismos ou na estrutura orgânica de ser preservado(a) pela seleção natural pelo suposto valor adaptativo que apresenta. De modo que é essa propensão que explica quais organismos e quais características fenotípicas são selecionadas e fixadas na população. Desta perspectiva prospectiva, a adaptação é vista não como o resultado de um processo evolutivo, mas como uma condição a priori para que este processo se dê.
Diferente dos estudantes citados acima, o estudante 06 apresenta claramente uma visão retrospectiva da adaptação, condizente com a definição de Sober (1993). Segundo este estudante, a adaptação “É um fenômeno natural que ocorre através da seleção natural[...]”, “É um fenômeno ocasionado pela seleção natural”.
Três estudantes apresentaram narrativas alternativas à darwinista para explicar, em termos etiológicos, as mudanças adaptativas. Nestes casos, a adaptação é explicada a partir de uma perspectiva transformacional, segundo a qual a adaptação resulta de transformações de membros individuais de uma espécie, ou de caráter teleológico, em que o fim ou meta (télos) é suficiente para explicar a ocorrência da adaptação. Uma perspectiva desta natureza é evocada para explicar o desenvolvimento rápido do olho e posterior degeneração deste órgão em diferentes fases embrionárias do desenvolvimento do peixe cego de caverna Phreatichtys andruzzii, por estudante que menciona o princípio de uso e desuso:
Provavelmente em todos os indivíduos dessa espécie há o desenvolvimento do olho, mas como habitam locais sem luminosidade alguma, este olho perde a sua função e se torna vestigial.
O uso da linguagem teleológica foi um aspecto freqüente nas interpretações dos estudantes acerca da origem e diversificação da forma orgânica. Alguns estudantes persistiram no uso da linguagem teleológica, ainda que as usem para fazer narrativas em que conceitos darwinistas, como seleção natural, são utilizados para explicar a mudança adaptativa. Estes estudantes produziram enunciados em que o “modo de falar” demonstra certo compromisso com a perspectiva finalista, como o descrito abaixo:
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ReevviissttaaddaaSSBBEEnnBBiioo––NNúúmmeerroo0033..OOuuttuubbrrooddee22001100.. 1881 Adaptação biológica são as diferentes estratégias criadas pelo organismo para apresentar um sucesso reprodutivo na população, com características diferenciais e peculiares a fim de transmitir seus genes às suas gerações (grifos nossos).
Os estudantes investigados não demonstram estar informados dos avanços teóricos e empíricos da biologia evolutiva que impõe limites ao poder causal da seleção natural e desafia o conceito de adaptação, tal qual definido na teoria sintética.
A maioria dos estudantes quando não declararam claramente desconhecer conceitos e modelos explicativos atuais em biologia evolutiva nas questões especificas, como a questão que requeria a definição do termo exaptação e sua relação com o conceito de adaptação, não acessavam estas noções para interpretar cenários que as requeriam.
Nenhum dos estudantes investigados revelou ter clareza acerca do papel da biologia do desenvolvimento nos processos evolutivos (EVO-DEVO), a exemplo das restrições que as regras do desenvolvimento podem impor à formação de variantes fenotípicas, restringindo assim a “matéria prima” sob as quais a seleção natural age. Entre os 17 estudantes participantes desta pesquisa, apenas três tentaram mobilizar a noção de indução embrionária, a partir de informações dadas pelo cenário relativo ao desenvolvimento do olho na embriogênese do peixe cego de caverna, para interpretar tal fenômeno. No entanto, eles demonstram não compreender o papel que tal restrição ao desenvolvimento representa no processo evolutivo.
Outras noções alternativas e complementares à adaptação por seleção natural, como a idéia de reaproveitamento de estruturas pré-existentes, a mudança de função de determinada estrutura em regime seletivo diferente ou cooptação de uma estrutura não funcional (exaptação, GOULD E VRBA, 1982) e a idéia de bricolagem (JACOB, 1977) também não foram acessadas para interpretar cenários em que o gradualismo darwinista se mostrava insuficiente para explicar a origem de estruturas orgânicas complexas. A maioria dos estudantes considerou suficiente o gradualismo Darwinista para explicar a complexidade da forma orgânica e, parece não ter em conta o problema da funcionalidade das formas insipientes.
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ReevviissttaaddaaSSBBEEnnBBiioo––NNúúmmeerroo0033..OOuuttuubbrrooddee22001100.. 1882 Considerações finais
Uma vez que diagnosticamos qual a compreensão que os formandos apresentam da teoria darwinista de evolução a partir da interpretação do conceito de adaptação, cabe analisar as implicações destes resultados para o ensino médio de evolução, uma vez, que em sua maioria, estes estudantes estão sendo formados para exercer a prática docente no ensino médio.
A maioria dos formandos investigados reconhece a centralidade do conceito de adaptação no pensamento evolutivo e a importância dele para o ensino e pesquisa em biologia. No entanto, apenas alguns poucos estudantes têm idéia da polissemia do conceito na linguagem social da ciência e do senso comum e da necessidade de organizá-la para não trazer prejuízos ao entendimento do pensamento evolutivo darwinista.
Para o ensino de evolução, a consciência dos problemas enfrentados pelo conceito de adaptação por parte dos professores, nesse caso os formandos, auxilia no entendimento das concepções alternativas que os estudantes do ensino médio possam apresentar em sala de aula, uma vez que há também uma polissemia em torno do conceito de adaptação instalada no “senso comum”, além de poder apresentar-lhes os diferentes significados do conceito nas ciências biológicas ressaltando seus contextos de aplicação.
Em relação à predominância da perspectiva adaptacionista nos discursos dos estudantes é importante ter em vista as conseqüências dessa forma de pensar para a compreensão do processo evolutivo. A abordagem teórico-metodológica adaptacionista atribui onipotência à seleção natural no sentido dela explicar satisfatoriamente a origem de todas as estruturas funcionais presentes nos organismos, o que além de tornar as hipóteses adaptativas infalsificáveis (Gould e Lewontin, 1979), não permite a compreensão da evolução a partir de um pluralismo de processos e, dessa forma, não leva em conta os avanços teóricos e empíricos em si da biologia moderna e dos limites que tais avanços impõem ao poder causal e explicativo da seleção natural.
Provavelmente, ao atuarem como docentes, a maioria dos participantes dessa pesquisa considerará a visão adaptacionista como apropriada para o ensino e reproduzirão o discurso adaptacionista ao ensinarem evolução biológica, sem considerar os debates atuais acerca desta perspectiva. Nosso reclame é que, o reconhecimento da polêmica em torno não só do conceito de adaptação, mas também de outros conceitos importantes para a biologia como o de gene e de raça, assim como o conhecimento relativo à dinâmica da produção do
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ReevviissttaaddaaSSBBEEnnBBiioo––NNúúmmeerroo0033..OOuuttuubbrrooddee22001100.. 1883 conhecimento científico a partir da abordagem da história e filosofia da ciência, podem contribuir para o amadurecimento de uma concepção mais adequada não só dos conceitos científicos, mas inclusive, da natureza da própria ciência pelos estudantes do ensino médio.
Outro aspecto a ser destacado é o de que, os estudantes formandos usarem com freqüência uma linguagem teleológica para falar da origem da forma orgânica, ainda que combinado com o uso dos termos darwinistas. Este modo de falar em sala de aula pode reforçar as concepções alternativas dos estudantes do ensino fundamental e médio. Como Bishop e Anderson (1990) apontam, um dos fatores que contribui para a persistência de concepções alternativas é a linguagem utilizada na popularização do pensamento evolutivo. Segundo estes autores, tanto os relatos filmados como escritos, na tentativa de simplificar conceitos para o público leigo, usam uma linguagem que tende a reforçar estas concepções errôneas.
Por fim, gostaríamos de chamar atenção para importância de esforços nos currículos da graduação em biologia em promover a tomada de consciência pelos estudantes acerca da polissemia em torno do conceito de adaptação, de suas raízes históricas e dos contextos aos quais são aplicáveis. Sepúlveda e El-Hani (2007) propõem que tal empreendimento pode ser realizado a partir da aplicação do modelo de perfis conceituais (Mortimer, 2000).
Referências:
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BISHOP, B.A., ANDERSON, C.W. Student conception of natural selection and its role in evolution. Journal of Research in Science Teaching, v. 27, n. 5 , pp.415-427.1990.
DAWKINS, R. The blind watchmaker. 2ed. New York: Norton. 1996.
GOULD, S.; LEWONTIN, R. The spandrels of San Marco and the Panglossian paradigm: a critique of the adaptationist programme. Proceedings of The Royal Society of London v.205, pp. 581-598. 1979
GOULD, S.; VRBA, E.S. Exaptation – a missing term in the science of form. Paleobiology, v. 8, pp.4-15.1982.
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ReevviissttaaddaaSSBBEEnnBBiioo––NNúúmmeerroo0033..OOuuttuubbrrooddee22001100.. 1884 MAYR, E. Toward a New Philosophy of Biology: Observations of an Evolutionist. Cambridge: Harvard University Press. 1988. 563p.
MORTIMER, E. F. Linguagem e formação de conceitos no ensino de ciências. Belo Horizonte: Editora UFMG.2000.
PIGLIUCCI,M.; KAPLAN,M. The fall and rise of Dr. Pangloss: adaptationism and the Spandrels paper 20 years later. Trends in Ecology and Evolution, v.15, p.66-70. 2000.
SEPULVEDA, C.; MORTIMER, E.F.; EL-HANI, C.N. Construção de um perfil para o conceito de adaptação evolutiva. EM MORTIMER, E. F. (ORG.). Anais do VI Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências. Belo Horizonte: ABRAPEC. 2007. CD-ROM.
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SOBER, E. The Nature of selection: evolutionary theory in philosophical focus. Chicago: The University of Chicago Press. 1993. 383p.
