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Pré-requisitos Necessários dos Sistemas Darwinianos
HYC-1979Lesson 2: Catalytic, Which, System
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A seleção darwiniana é um atributo global da matéria? Não é. A seleção e a evolução surgem apenas em sistemas que possuem um conjunto específico de propriedades moleculares, e este slide especifica as três que são necessárias: metabolismo, autorreprodução, e mutabilidade. A pergunta que orienta a unidade é exigente: "Qual é a base molecular da seleção e da evolução? Obviamente, tal comportamento não é um atributo global de qualquer forma arbitrária de matéria, mas sim a consequência de propriedades peculiares que precisam ser especificadas."

Três Pré-requisitos dos Sistemas Darwinianos MolecularesQual é a base molecular da seleção e da evolução?Seleção / Evolução DarwinianaMetabolismoFornece energia efluxo de material que impulsionama replicação e mantêm osistema longe do equilíbrioFonte de energia e matériaAutorreproduçãoPropaga a informaçãomolecular, de modo que uma linhagemsobrevive à moléculaindividual que a carregaPortadora de informaçãoMutabilidadeGera variaçãohereditária — as diferençasbrutas quea seleção classificaFonte de variaçãoNecessárias — mas não suficientesElas permitem o comportamento darwiniano; a integração e a estabilidade exigem organização de ordem superior.

Conceitos Fundamentais

  • Metabolismo: fornece a energia e o fluxo de material necessários à replicação e mantém o sistema longe do equilíbrio termodinâmico. Um replicador que apenas dissipa energia até o equilíbrio não consegue sustentar uma linhagem.
  • Autorreprodução: possibilita a propagação da informação molecular e assegura a continuidade da linhagem, de modo que uma organização molecular pode sobreviver à molécula individual que a representa.
  • Mutabilidade: gera variação hereditária. Sem variantes que difiram na taxa ou na fidelidade de replicação, a seleção não tem substrato sobre o qual atuar.

Por Que Estas Propriedades, e Não Outras

Os três pré-requisitos não são uma lista de verificação conveniente; cada um cobre um requisito logicamente distinto. O metabolismo responde à questão de de onde vêm a energia livre e os blocos de construção. A autorreprodução responde à questão de como a informação persiste ao longo das gerações. A mutabilidade responde à questão de de onde vêm as diferenças que a seleção classifica. Uma população que carece de qualquer um destes não pode exibir reprodução diferencial: sem impulso, sem memória ou sem variedade.

Necessárias, Mas Não Suficientes

É importante ler a afirmação com precisão. Os pré-requisitos são necessárias: remova um deles e o comportamento darwiniano desaparece. Eles são não suficientes: um sistema que satisfaz todos os três ainda pode não produzir uma entidade em evolução estável e integrada. A organização de ordem superior — por exemplo, os acoplamentos catalíticos cíclicos estudados mais adiante nesta lição — é o que trata da integração, da coexistência e da estabilidade a longo prazo. É por isso que os três pré-requisitos são uma condição inicial, e não uma teoria completa da evolução.

Exemplo Prático: Um Sistema Primordial Semelhante ao RNA
Imagine um sistema primordial semelhante ao RNA, no qual uma replicase utiliza energia ambiental e precursores de nucleotídeos (metabolismo) para copiar fitas molde (autorreprodução). Como a cópia é imperfeita, os erros de replicação criam sequências mutantes (mutabilidade). Alguns mutantes replicam-se mais rapidamente ou com maior fidelidade do que outros, e essas variantes acumulam-se — isto é a seleção molecular. Observe que os três pré-requisitos estão ativos simultaneamente, e que a seleção só se torna observável quando os mutantes diferem no seu comportamento de replicação.