Breve histórico das Ciências Biológicas no ocidente Sergio Russo Matioli Departamento de Biologia IB - USP

Hipócrates (~460-~377 A.C.) Considerado como o fundador da medicina, uma das inúmeras aplicações das Ciências Biológicas.

Juramento de Hipócrates " Eu juro, por Apolo médico, por Esculápio, Hígia e Panacea, e tomo por testemunhas todos os deuses e todas as deusas, cumprir segundo meu poder e minha razão, a promessa que se segue: estimar, tanto quanto a meus pais, aquele que me ensinou esta arte; fazer vida comum e, se necessário for, com ele partilhar meus bens; ter seus filhos por meus próprios irmãos; ensinar-lhes esta arte, se eles tiverem necessidade de aprendê-la, sem remuneração e nem compromisso escrito; fazer participar dos preceitos, das lições e de todo o resto do ensino, meus filhos, os de meu mestre e os discípulos inscritos segundo os regulamentos da profissão, porém, só a estes.

Aplicarei os regimes para o bem do doente segundo o meu poder e entendimento, nunca para causar dano ou mal a alguém. A ninguém darei por comprazer, nem remédio mortal nem um conselho que induza a perda. Do mesmo modo não darei a nenhuma mulher uma substância abortiva. Conservarei imaculada minha vida e minha arte. Não praticarei a talha, mesmo sobre um calculoso confirmado; deixarei essa operação aos práticos que disso cuidam. Em toda a casa, aí entrarei para o bem dos doentes, mantendo-me longe de todo o dano voluntário e de toda a sedução sobretudo longe dos prazeres do amor, com as mulheres ou com os homens livres ou escravizados.

Àquilo que no exercício ou fora do exercício da profissão e no convívio da sociedade, eu tiver visto ou ouvido, que não seja preciso divulgar, eu conservarei inteiramente secreto. Se eu cumprir este juramento com fidelidade, que me seja dado gozar felizmente da vida e da minha profissão, honrado para sempre entre os homens; se eu dele me afastar ou infringir, o contrário aconteça."

Platão 427-343 A.C.) Filósofo grego dos mais influentes. Geometrista, via as coisas como registros imperfeitos do mundo ideal, onde tudo seria resultado de combinações de formas geométricas perfeitas.

De “ O mundo de Sofia”, de Jostein Gaarder Por que todos os cavalos são iguais, Sofia? Talvez você ache que eles não são iguais. Mas existe algo que é comum a todos os cavalos; algo que garante que nós jamais teremos problemas para reconhecer um cavalo. Naturalmente, o “exemplar” isolado do cavalo, este sim “flui”, “passa”. Ele envelhece e fica manco, depois adoece e morre. Mas a verdadeira “forma do cavalo” é eterna e imutável. (…) Platão acreditava numa realidade autônoma por trás do “mundo dos sentidos”. A esta realidade ele deu o nome de mundo das idéias. Nele estão as “imagens padrão”, as imagens primordiais, eternas e imutáveis, que encontramos na natureza. Esta notável concepção é chamada por nós de a teoria das idéias de Platão.

Aristóteles (384-322 A.C.) Discípulo de Platão, imagina a Natureza como uma grande cadeia de complexidade. Propôs a geração espontânea, idéia que fez parte do senso comum por 2.000 anos.

Aristóteles, A geração dos animais, www.esp.org Everything then exists for a final cause, and all those things which are included in the definition of each animal, or which either are means to an end or are ends in themselves, come into being both through this cause and the rest. But when we come to those things which come into being without falling under the heads just mentioned, their course must be sought in the movement or process of coming into being, on the view that the differences which mark them arise in the actual formation of the animal. An eye, for instance, the animal must have of necessity (for the fundamental idea of the animal is of such a kind), but it will have an eye of a particular kind of necessity in another sense, not the sense mentioned just above, because it is its nature to act or be acted on in this or that way.

Galeno (131-200) Claudius Galenus. Médico nascido em Pergamon, que atuou na corte do império romano, escreveu centenas de livros que influenciaram a Medicina por cerca de 1500 anos.

Manuscrito de Galeno

A Idade Média (476-1453)

Leonardo da Vinci (1452-1519) Pintor, escultor, cientista e inventor italiano, comentou sobre a impossibilidade de que os fósseis de organismos marinhos encontrados em montanhas terem sido originados a partir do Dilúvio Universal.

Página do livro de notas de da Vinci com suas considerações sobre fósseis.

Jan Swammerdam (1637-1680) Microscopista holandês, estudou o desenvolvimento de insetos, refutou algumas idéias de geração espontânea, e lançou a base para a teoria preformacionista. Visualizou as células vermelhas no sangue

Desenho de um mosquito em “Historia generalis insectorum”

Robert Hooke (1635-1703) Inglês, inventou o microscópio composto e escreveu o livro “Micrographia”, com ilustrações muito detalhadas. Contemporâneo de Isaac Newton.

Francesco Redi (1626-1697) Médico italiano, mostrou, através de experimentos, que não haveria geração espontânea de insetos e ratos conforme acreditado anteriormente.

Experimento de Redi

Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) Comerciante holandês, desconhecedor das teorias vigentes, descobriu as bactérias, protozoários, células do sangue, e muitos outros organismos microscópicos.

Primeiro desenho de bactérias, de Leeuwenhoek

Lineu (1707-1778) Carolus Linnaeus ou Carl von Linné, naturalista francês, escreveu a obra “Systema naturae”, lançando um sistema de classificação que é, grosso modo, empregado até hoje.

Descrição de Deus no Systema naturae

Lazzaro Spallanzani (1729-1799) Italiano, professor universitário de lógica, metafísica e grego. Reconhecido por ter refutado a geração espontânea de micróbios, descobriu a fecundação e realizou a primeira inseminação artificial em cães.

Spalanzzani, em uma carta a Voltaire, sobre animais que secam e “ressuscitam” When they are dead, what happens to their souls? During the time in which these animals are dead where do they go? Could we believe that every time they are dead the souls leave their bodies and subsequently go back during resurrection?… Even if we admit the existence of a soul in these portentous animals, the naturalist and the philosopher are both embarrassed. And if we try to get out of the problem by admitting that these animals do not have a soul, why can’t we say the same of many others?

Vitalismo Doutrina metafísica pela qual os organismos vivos possuiriam algum tipo de energia não física que os distinguiriam de seres inanimados. Essa energia, conhecida como “élan vital” (termo cunhado pelo filósofo francês Henri Bergson [1859-1941]) começou a ser postulada no século 16, coincidindo com a divulgação da teoria da gravitação universal de Newton, que postulava algo semelhante ao que existe entre os corpos que se atraem à distância. Doutrina contraposta pelo materialismo, onde os processos que ocorrem nos organismos não são diferentes daqueles que ocorrem fora deles.

Fixismo Doutrina na qual os organismos vivos teriam aparecido na Terra por interferência divina e não teriam sofrido mudanças desde então. Por ter sido apoiada pelo cristianismo, que é derivado do judaísmo, e por outras religiões que pregam uma criação especial, influenciou profundamente o pensamento científico do ocidente.

Buffon (1707-1788) Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon, naturalista francês. Escreveu 44 volumes da obra “Histoire naturelle”. Notou a extrema semelhança estrutural de homens e dos grandes macacos e chegou a postular a existência de um ancestral comum. Considerou a existência da evolução das espécies mas não propôs processo algum para isso.

In order to judge what has happened, or even what will happen, one need only examine what is happening ... Events which occur every day, movements which succeed each other and repeat themselves without interruption, constant and constantly repeated operations, these are our causes and our reasons. Buffon

Erasmus Darwin (1731-1802) Avô de Charles Darwin e de Francis Galton, Erasmus Darwin foi médico, filósofo, poeta e naturalista, um dos intelectuais ingleses mais influentes de sua época

Linnæus supposes, in the Introduction to his Natural Orders, that very few vegetables were at first created, and that their numbers were increased by their intermarriages, and adds, suadent haec Creatoris leges a simplicibus ad composita. Many other changes seem to have arisen in them by their perpetual contest for light and air above ground, and for food or moisture beneath the soil. (…)would it be too bold to imagine, that in the great length of time, since the earth began to exist, perhaps millions of ages before the commencement of the history of mankind, would it be too bold to imagine, that all warm-blooded animals have arisen from one living filament,(…) Erasmus Darwin, Zoonomia, 1794

Lamarck (1744-1829) Jean Baptiste Pierre Antoine de Monet, Chevalier de Lamarck, originariamente militar, estudou botânica e medicina. Inicialmente protegido de Buffon, propôs a evolução dos organismos através do mecanismo de herança de caracteres adquiridos. Foi depois perseguido por Buffon. Cunhou o termo “Biologia”.

De grands changements dans les circonstances amènent pour les animaux de grands changements dans leurs besoins, et de pareils changements dans leurs besoins en amènent nécessairement dans leurs actions. Or, si les nouveaux besoins deviennent constants ou très durables, les animaux prennent alors de nouvelles habitudes, qui sont aussi durables que les besoins qui les ont fait naître. (Lamarck, Philosophie zoologique)

Thomas Malthus (1766-1834) Economista político inglês, preocupado com a degradação das condições de vida da Europa, escreveu “Essay on the principle of population”, onde observou que o potencial reprodutivo é sempre muito maior do que o realizado nos organismos e teceu considerações sobre organização das sociedades humanas que não poderiam eliminar a pobreza.

Malthus, An Essay on the Principle of Population I SAID that population, when unchecked, increased in a geometrical ratio, and subsistence for man in an arithmetical ratio. THE positive check to population, by which I mean the check that represses an increase which is already begun, is confined chiefly, though not perhaps solely, to the lowest orders of society.

François Magendie (1783-1855) Médico francês, é considerado como o fundador da Fisiologia experimental. Por seus estudos com os efeitos de alcalóides, também é considerado como o fundador da Farmacologia experimental. Teve Claude Bérnard como discípulo.

(…)Enfin, je coupais les racines antérieures en laissant intactes les postérieures. Comme dans les expériences précédentes, je ne fis la section que d’un côté, afin d’avoir un terme de comparaison. Le membre était complètement immobile et flasque tandis qu’il conservait une sensibilité. J’ai coupé à la fois les racines postérieures et antérieures : il y eut perte de sentiment et de mouvement. Magendie, 1822

Charles Robert Darwin (1809-1882) Naturalista inglês, desistiu dos estudos de medicina para se dedicar à Biologia e Geologia. Baseado nas suas observações “in loco” de populações naturais de animais, propôs, com Alfred Russell Wallace, em 1858, a teoria da evolução por seleção natural, uma das teorias científicas mais revolucionárias de todos os tempos. Escreveu “A origem das espécies”.

“I have called this principle, by which each slight variation, if useful, is preserved, by the term Natural Selection.” Charles Darwin, The Origin of Species, 1859

Theodor Schwann (1810-1882) Médico alemão, isolou a primeira enzima (pepsina). Propôs, com Matthias Jakob Schleiden, a teoria celular, que propunha que todos os organismos são formados por células.

Louis Pasteur (1822-1895) Químico francês, demonstrou o papel de microorganismos em diversas doenças. Fundador da Microbiologia, é considerado um dos maiores benfeitores da humanidade por suas descobertas espetaculares e desenvolvimento de vacinas.

“wine is the healthiest and most hygienic one from all the drinks.” “the chemical action of fermentation is essentially a correlative phenomenon of a life-generating event, which begins and ends in that event.” “The microbe is nothing; the terrain, everything.” "… there does not exist a category of science to which one can give the name applied science. There are science and the applications of science …" “Science knows no country, because knowledge belongs to humanity, and is the torch which illuminates the world.” Louis Pasteur

Gregor Mendel (1822-1884) Monge austríaco, Mendel propôs, baseado em cruzamentos entre variedades de ervilha, duas leis da hereditariedade, uma das quais mostrou ser geral para organismos diplóides. A importância de suas descobertas somente veio a ser reconhecida após a sua morte, em 1900. Fundador da Genética.

Theodor Boveri (1862-1915) Biólogo alemão, propôs, pouco após a redescoberta das leis de Mendel, conjuntamente com Walter Sutton, a teoria cromossômica da herança, na qual os fatores responsáveis pela hereditariedade estariam localizados nos cromossomos.

“If we consider first of all the formation of the egg, then there is only one statement which can be put forth as certain and generally valid, that the reduction must take place, at the latest, in the primordial germ cell. Therefore, by the formation of the first maturation spindle the chromosomes already are present in the reduced number.” Boveri, 1890

Archibald Garrod (1857-1936) Médico inglês, propôs, em 1902, a hipótese um gene - uma enzima, através do estudo de doenças genéticas que causam deficiências metabólicas. Cunhou o termo “erros inatos do metabolismo”.

"I believe that no two individuals are exactly alike chemically any more than structurally.” Garrod

Oswald Theodore Avery (1877-1955) Médico canadense, juntamente com os americanos Colin MacLeod e Maclyn McCarty, demonstrou que o DNA é o material genético em 1944.

O Princípio transformante de Griffith

Experimento de Avery et al, 1944

Alan Turing (1912-1954) Matemático inglês, demonstrou como padrões morfológicos complexos podem emergir de substâncias difusíveis. Com o matemático húngaro John Louis Von Neuman (1903-1957), que também se interessava por fenômenos biológicos tais como as propriedades de entidades replicantes, fundou uma área atualmente influente da Biologia, conhecida como Ciências da computação.

Diagramas de Turing que representam o processo de formação de manchas distribuidas em círculos

Francis Harry Compton Crick (1916-) James Dewey Watson (1928-) Francis Harry Compton Crick (1916-) Zoólogo americano e físico inglês, propuseram um modelo de estrutura do DNA baseados em difração de Raios X de cristais da molécula .

Interpretação estrutural da difração de Raios X por cristais de DNA

HUGO (1988-) O “Human Genome Organisation” foi proposto em 1988. O primeiro rascunho do genoma humano foi publicado em 2000 e o genoma completo em 2003. Foi posto em prática com o apoio do Congresso Norte-americano com o argumento de que o conhecimento da seqüência de nucleotídeos de um genoma propiciaria a cura de doenças.

Cariótipo humano

Reducionismo Doutrina pela qual uma área da Ciência pode ser reduzida à outra, que estuda um nível de complexidade inferior, se esta última for capaz de explicar os fenômenos da primeira. A Genética teria sido reduzida à Biologia molecular de acordo com essa doutrina. A doutrina oposta é a do holismo, onde propriedades novas emergeriam quando se aumenta o nível de organização, sem que tais propriedades possam ser previstas a partir daquelas do nível de organização inferior.