Assunto:    Re: Salinidade do plasma sanguíneo para r norman
Data:       28 de maio de 2005
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No sábado, 28 de maio de 2005 16:52:15 +0200, "Uncle Davey" escreveu:

>R Norman escreveu:
>
>Acabei de conferir todas as postagens neste tópico que você (UD) escreveu e
>não consigo encontrar qualquer menção da salinidade do plasma sanguíneo. Como
>fisiologista comparativo, sei algo sobre esse
>assunto. Então, se você tem algum ponto sobre salinidade do plasma, publique-o
>e receba uma resposta. Eu preferiria que você iniciasse um
>novo tópico intitulado "salinidade do plasma sanguíneo" ou algo parecido.
>Não mude apenas o assunto numa resposta a isto -- os leitores de notícias ainda
>o catalogam pelo assunto original e há tanto lixo aqui (TalkOrigins) que eu nem
>tento ler todas as postagens.
>
>OK.
>
>Meu ponto é que a salinidade do plasma de humanos e da maioria dos outros
>animais - praticamente todos os vertebrados - é mais próxima da água doce do
>que da água salgada.
>
>Isso significa que em células de água salgada são necessários recursos adicionais aos
>necessários em água doce para realizar a osmorregulação.
>
>Meu ponto é que, se a evolução ocorreu, então o mar deve ter sido muito menos salgado
>na época em que a salinidade do plasma se tornou fixa nos animais superiores.
>
>Algumas pessoas inicialmente concordaram com esta afirmação, outras discordaram, mas
>um consenso não foi alcançado antes do tema seguir adiante.
>
>É basicamente isso. Qual é a sua opinião sobre isso?

Estou deixando a postagem cruzada para soc.singles e free.christians porque você, Uncle Davey, as incluiu. Não quero que ninguém tenha sequer um indício de que você saiba do que está falando ou de que sua proposição não possa ser contestada. No entanto, não consigo imaginar por que alguém em qualquer desses grupos teria o menor interesse no assunto.

Provavelmente a melhor e mais antiga exposição popular sobre a evolução dos fluidos corporais nos animais vertebrados é "From Fish to Philosopher" (John Wilkins, anote -- você tem muita competição de barbatanas) de Homer Smith. Acredito que foi originalmente publicado em 1953 pela Little, Brown. Minha cópia é uma edição especial em papel lançada pela Ciba Pharmaceuticals em 1959. O subtítulo é "The Story of Our Internal Environment" e descreve exatamente o problema que você levanta, bem como a evolução do rim de vertebrados e mamíferos. O Dr. Smith era um renomado fisiologista renal que dedicou mais de 30 anos estudando esse assunto específico. Para discussões mais atuais, veja "Animal Physiology: Adaptação and Environment" de K. Schmidt-Nielsen, 5ª edição, 1997, Cambridge U Press, embora eu tenha que confessar que possuo apenas a 4ª edição, 1990. O tema não foi modificado drasticamente nos últimos 15 anos. Outra excelente fonte é "Eckert Animal Physiology: Mechanisms and Adaptations", de Randall, Burggren e French, 5ª edição, 2002, Freeman. Esse eu tenho e já ensinei por muitos anos em várias edições. Estes dois são provavelmente os livros-texto de fisiologia animal mais usados. Muitos bons livros introdutórios de biologia, especialmente os enciclopédicos escritos para estudantes de biologia, também tratam do tema.

Para explicar a situação para você, temo que precise apresentar bastante contexto para prepará-lo para o argumento. Felizmente para mim, sou professor universitário e dar aula para você vem naturalmente. Infelizmente para você, se quiser entender o que digo, terá de ler tudo isso. Normalmente levaria pelo menos uma palestra de uma hora completa com explicações e exemplos e assim por diante. Você também ouviria minhas piadas atrozes. Vou tentar ser o mais breve possível, mas ainda assim procurar ser um pouco compreensível e deixar de fora minhas tentativas de humor.

O fato básico mais importante da fisiologia para se entender é que a regulação osmótica é um problema realmente importante para os animais. As células animais não têm parede celular e não resistem a uma diferença osmótica entre o fluido intracelular e o fluido extracelular. O fluido intracelular necessariamente deve ser bastante concentrado para manter sua atividade bioquímica e biofísica. Consequentemente, o fluido extracelular também deve ser concentrado de maneira equivalente. Os sais específicos dentro da célula são bem diferentes dos externos, mas a pressão osmótica é a mesma, de modo que as células estão em equilíbrio osmótico. A importância da "regulação do meio interno", que se refere em grande medida justamente a essa regulação osmótica, foi proposta por C. Bernard em meados do século XIX e é considerada um dos principais marcos no início da fisiologia como disciplina.

A interface entre o interior da célula e o exterior através da membrana celular é apenas parte do problema. A outra parte é a interface entre os fluidos extracelulares fora da célula, mas dentro do organismo (isto é, os fluidos corporais), e os fluidos externos; água doce ou salgada (animais terrestres são um caso especial e são tratados separadamente). Não há motivo especial para que os fluidos corporais (incluindo o plasma sanguíneo) tenham a mesma concentração osmótica que o ambiente externo, exceto pelo grande fato de ser um custo metabólico enorme regular os fluidos corporais se forem diferentes. Mesmo que se torne a superfície externa relativamente impermeável, as brânquias estão necessariamente expostas diretamente ao ambiente externo, têm grande superfície e são extremamente permeáveis a oxigênio e gás carbônico. Um dos exemplos de "desenho incrivelmente ruim" nos animais é nossa incapacidade de produzir uma membrana permeável a gases, mas não a sais e água. Como resultado, qualquer diferença entre os fluidos corporais e o ambiente significa uma enorme troca osmótica de água e uma difusão de sais que precisa ser compensada de alguma forma.

Existem, basicamente, três modos de viver na água. Se os fluidos corporais corresponderem ao ambiente, você não tem problema -- a vida é fácil. É assim que virtualmente todos os invertebrados marinhos vivem. Eles têm fluidos corporais praticamente iguais aos da água do mar. Podem ter concentrações de Ca++ e Mg++ um pouco diferentes da água do mar, mas a concentração de NaCl é muito próxima, assim como a pressão osmótica. Daí têm uma vida simples. Você esperaria que todas as criaturas marinhas vivessem assim, mas não — veja abaixo.

A segunda forma é ter fluidos corporais significativamente mais concentrados do que o ambiente. Essa é a situação de todos os animais de água doce. A água doce é tão diluída que não há como permitir que os fluidos corporais correspondam a ela, pois isso exigiria que os fluidos intracelulares também a correspondessem, o que parece incompatível com a vida. Portanto, para manter as células sadias, os fluidos corporais devem ser salinos, portanto mais concentrados que o ambiente. Assim, esses animais estão constantemente absorvendo água por osmose e perdendo sal. Como resultado, esses animais nunca bebem e buscam uma fonte de sal em sua comida. Também evoluíram órgãos excretores (rins, no caso dos vertebrados) especializados em produzir um volume muito grande de urina com mecanismos especiais para reabsorver o máximo possível de sal da urina. Eles também possuem mecanismos especiais em suas brânquias e intestino para transportar ativamente sais da água muito diluída em que vivem para os fluidos corporais mais concentrados. Essas bombas consomem uma fração significativa de sua energia metabólica, um ônus evolutivo severo. No entanto, não têm escolha e, além disso, todos os seus competidores em água doce têm exatamente o mesmo problema. Peixes de água doce e anfíbios vivem assim, assim como vermes de água doce, anelídeos, crustáceos e insetos. Note, em particular, duas coisas. Primeiro, esses vertebrados possuem rins especializados para produzir grande volume de urina muito diluída e sistemas de transporte ativo direcionados para o interior (em direção aos fluidos corporais) em rim e outros órgãos. (Invertebrados são semelhantes, mas seus órgãos excretores não são rins e funcionam um pouco de forma diferente). Segundo, esses vertebrados têm fluidos corporais significativamente menos concentrados que a água do mar, na verdade com concentração de cerca de 1/3 da água do mar. Esse fato significa que o problema não é tão grave quanto poderia ser se seus fluidos corporais fossem, de fato, tão concentrados quanto a água do mar.

A terceira forma de viver é ter fluidos corporais significativamente mais diluídos que o ambiente. Essa é a situação de virtualmente todos os peixes de água salgada, bem como répteis, aves e mamíferos com vida oceânica e que nunca encontram água doce. Por causa desse desequilíbrio, eles perdem continuamente água para o ambiente por osmose e absorvem sais por difusão. Para compensar, devem beber constantemente (somente peixes de água salgada realmente "bebem como um peixe", peixes de água doce nunca bebem!) e devem excretar um volume muito pequeno de urina extremamente concentrada. Também devem ter sistemas de transporte ativo direcionados para fora para eliminar o sal. Não é surpresa descobrir que esses animais existem — suas vidas seriam muito mais simples se apenas tivessem fluidos corporais iguais aos da água do mar. Mas acontece que seus rins são totalmente incapazes de produzir urina concentrada ou de transportar sais em qualquer direção para fora! Têm rins extremamente reduzidos que produzem volumes ínfimos de urina, mas essa urina tem mesma concentração que seus fluidos corporais. Possuem sistemas especializados de transporte ativo de sal em direção para fora em suas brânquias e intestino. Assim, a existência desses animais parece ser um problema.

Depois vem o problema dos animais terrestres. Para simplificar, considerarei apenas os vertebrados terrestres — anfíbios, répteis, aves e mamíferos (ok, eu sei que não existe "réptil", mas não importa, o argumento ainda vale). Todos esses animais têm fluidos corporais com osmolaridade aproximadamente igual à dos peixes de água doce, cerca de 1/3 da concentração da água do mar. Em outras palavras, isso explica completamente a pergunta original — por que humanos têm fluidos corporais significativamente menos salinos que a água do mar, embora a vida tenha surgido primeiro na água salgada. A resposta é, com certeza, NÃO, que os oceanos eram 1/3 tão salinos naquela época. É com certeza que os vertebrados mais antigos evoluíram em água salgada e depois migraram para água doce. Como uma adaptação para evitar o efeito osmótico de viver no "tipo dois" descrito acima, reduziram a salinidade de seus fluidos corporais tanto quanto puderam, mantendo suas células funcionalmente estáveis. A partir daí, toda a evolução dos vertebrados (incluindo o peixe de pulmão e os peixes de nadadeira lobada, os anfíbios, os répteis, as aves e os mamíferos) manteve a concentração ancestral dos fluidos corporais em cerca de 1/3 da água do mar. (Novamente, um detalhe técnico. Eu estou excessivamente simplificando a evolução de vertebrados e tetrápodes e usando termos incorretos para animais modernos para descrever formas de transição antigas e extintas. Mas esta é uma simplificação grosseira comumente usada em exposições introdutórias. Se quiser, substitua "peixe de pulmão, peixe de nadadeira lobada, anfíbio, réptil" pelo termo cladístico adequado, inclua dinossauros (embora não saibamos como eram seus fluidos corporais) e faça corretamente. Você ainda chegará ao mesmo resultado.)

Certo, a pergunta original agora está respondida. Entretanto, a história completa é tão bela e ilustra tão bem como a evolução está totalmente integrada à fisiologia, que preciso continuar.

Vertebrados terrestres, os tetrápodes (anfíbios, répteis, aves e mamíferos) com bom acesso à água doce não têm os mesmos problemas que os peixes porque (exceto para anfíbios larvais) esses animais não respiram com brânquias. Se você torna a pele impermeável, o que todos os demais, exceto anfíbios, já fizeram, realmente não existe problema de troca de água e sal. Contudo, todos esses animais ainda mantêm o mesmo padrão fisiológico que peixes de água doce: tendência a procurar fontes de sal na alimentação e rins especializados em produzir grandes volumes de urina bastante diluída usando mecanismos de transporte de sal para reabsorver o sal PARA o corpo a partir da urina. Como não absorvemos água continuamente por osmose pelas brânquias, há uma mudança: procuramos beber água continuamente. Exceto por beber água, temos rins e fisiologia "projetados" para viver em água doce.

Agora, o que dizer dos tetrápodes que vivem em desertos ou na água do mar e não têm acesso a água doce? Eles perdem água continuamente por evaporação e assimilam sal com a alimentação. Como resultado, compartilham o mesmo problema dos peixes de água salgada: como obter água suficiente e eliminar o excesso de sal. Infelizmente, esses animais ficam presos aos rins de água doce — rins que produzem urina diluída e sistemas de transporte de sal direcionados para o interior. Este é um exemplo REAIS DE um design absurdamente tolo nos animais. Os anfíbios não conseguem lidar — não vivem em ambientes marinhos. (Sim, Rana cancrivora vive em pântanos de manguezal salobro. É um caso especial, veja abaixo. Há sempre casos especiais!) Répteis e quase todas as aves, especialmente as aves verdadeiramente marinhas como pinguins, albatrozes, gaivotas, auks e frajolas, patos, etc., não podem produzir urina concentrada de modo algum. Eles evoluíram glândulas especializadas nos olhos, nariz e boca que excretam sal. (Claro que essas não são invenções totalmente novas, elas derivam de glândulas como as lacrimais e salivares). Pássaros cantores (Passeriformes) e mamíferos tomaram uma abordagem diferente. Eles desenvolveram um truque extremamente engenhoso na estrutura renal para permitir bombas de transporte de sal que realmente trazem o sal de volta PARA o corpo a partir da urina, mas ainda assim conseguem usá-las para produzir urina bem mais concentrada que seus fluidos corporais e, assim, excretar sal FORA do corpo. Não posso detalhar isso aqui — é um mecanismo contra-corrente de concentração que, para mamíferos, envolve as alças de Henle no rim. Aves e mamíferos usam um tipo semelhante de truque, porém de formas muito diferentes, indicando evolução independente nesses dois grupos.

A história fica ainda mais fascinante com outras exceções especiais entre vertebrados. O peixe-bruxa tem fluidos corporais iguais aos da água do mar, como os invertebrados. A lampreia tem fluidos corporais mais parecidos com peixes de água doce. A explicação é que os primeiros crânios evoluíram em água salgada, mas virtualmente toda a continuidade da evolução vertebrada após o estágio de peixe-bruxa ocorreu em água doce. Isso foi proposto muito cedo no início do século XX a partir de dados fisiológicos. Acredito que foi até antes de outras evidências paleontológicas demonstrassem que estava correto. (Embora eu saiba que os paleontólogos de vertebrados deste grupo — se chegaram a ler até aqui — certamente me corrigirão prontamente). E, mais interessante, isso demonstrou que peixes-bruxas e lampreias não eram tão próximos entre si, embora tenham sido agrupados como "ciclóstomos" até relativamente recentemente. Em outras palavras, os fluidos corporais de peixes-bruxas e lampreias ilustram lindamente a evolução de vertebrados. Então a maior parte dos demais vertebrados, tendo evoluído em água doce, desenvolveu fluidos corporais muito mais diluídos que a água do mar. Isto é, a salinidade do plasma sanguíneo humano é outra ilustração bela da evolução, exatamente contrária à alegação criacionista de Uncle Davey de que ela não pode ser explicada! Mas espere, fica ainda melhor! Os tubarões são virtualmente todos peixes de água salgada, mas têm fluidos corporais cuja concentração é até ligeiramente MAIS concentrada que a água do mar! Como poderia ser assim se vertebrados depois das lampreias evoluíram em água doce? Descobre-se que a concentração de SAL da de seus fluidos corporais é bastante compatível com a de peixes de água doce, muito mais DILUÍDA que água salgada. Mas eles compensam a diferença acumulando ureia em seus fluidos corporais para fazer a compensação osmótica. Como resultado, eles têm o mesmo problema de água que animais de água doce (fluidos corporais mais concentrados que seu ambiente), de modo que seus rins funcionam bem. No entanto, têm um problema de SAL justamente oposto. Seus rins não conseguem realizar o trabalho — lembre-se, herdaram um rim de água doce. Então evoluíram glândulas retais especializadas para excretar sal. Mais interessante ainda, o Coelecanth, esse "fóssil relíquia" de um peixe de nadadeira lobada descoberto em águas oceânicas profundas, faz o mesmo truque com ureia. O mesmo ocorre com aquele anfíbio estranho, Rana cancrivora, o único anfíbio que tolera sal concentrado. Esses casos ilustram convergência evolutiva — um mecanismo semelhante evoluindo de forma relativamente independente em grupos diferentes para resolver o mesmo problema. Claro que não há "complexidade irredutível" envolvida — os rins de vertebrados são muito bons em produzir ureia e ordinariamente muito eficientes em excretá-la. Não é necessário muita mudança para reter a ureia, e a ureia não é tão tóxica ou perigosa, de modo que desenvolver tolerância celular a ela não é tão difícil. Peixes de água salgada têm uma solução melhor (veja abaixo), mas evoluíram separadamente desses outros. A evolução nem sempre escolhe a melhor solução, apenas uma que funcione suficientemente bem para manter você no jogo. Outra boa ilustração de princípios evolutivos.

Então, e os peixes de água salgada? Como derivaram de peixes de água doce que depois migaram de volta para o oceano, herdaram rins e fluidos corporais totalmente inadequados para essa função. Assim, muitos deles simplesmente fizeram seus rins encolherem até ficar insignificantes — eles não são tão úteis. Bebem para repor água e possuem brânquias e intestino com sistemas de transporte voltados para fora para eliminar o sal. Isso parece muito mais eficaz que o truque com ureia. A única maneira de entender bem essa situação é perceber que, de fato, eles tiveram origem em água doce. De novo, o padrão evolutivo corresponde exatamente à fisiologia. Ainda mais: existem peixes de água doce com rins extremamente reduzidos e mecanismos ainda mais estranhos para regular os fluidos corporais. Descobre-se que esses bichos evoluíram de peixes de água salgada que migraram de volta para água doce! Em outras palavras, o padrão evolutivo foi da água do mar (craniatas mais antigos) para água doce (craniatas posteriores e teleósteos), para água salgada (teleósteos marinhos) e de novo para água doce (estes "estranhos").

Já cobri a situação extremamente estranha de mamíferos de deserto e de água salgada. Mesmo humanos vivem em climas relativamente áridos e frequentemente têm pouca água doce disponível. Podemos produzir urina concentrada (embora não quase tão concentrada quanto mamíferos de deserto e marinhos), mas lembre-se de que também herdamos rins totalmente inadequados para essa tarefa. Lembre-se de que o padrão básico de água doce é produzir muita urina diluída, mas os habitantes de desertos precisam produzir pequena quantidade de urina concentrada. Novamente, a evolução nos resgata: construa uma alça de Henle e use as bombas de sal direcionadas PARA DENTRO para simular um sistema de transporte direcionado para fora, daí obter urina concentrada. A evolução vence, novamente!

Sim, estou ficando um pouco firme, mas esse é um assunto que realmente amo. Tudo em biologia, inclusive a fisiologia humana, é um belo produto do processo evolutivo. Leia Homer Smith para uma discussão mais moderada e articulada de tudo isso.

Então, Uncle Davey, sua alegação criacionista de que "o mar deve ter sido muito menos salgado do que é hoje" está completamente errada. Você aponta que "em células de água salgada são necessários recursos adicionais aos necessários em água doce para fazer a osmorregulação" e isso é totalmente incorreto para invertebrados marinhos, para peixes-bruxas e para qualquer outro animal que tenha evoluído em água salgada e permanecido nele. É verdade para peixes de água salgada porque eles evoluíram de variedades de água doce. O padrão de salinidade do plasma sanguíneo em humanos e em todos os animais vertebrados e, de fato, em todos os animais é uma bela exposição de princípios evolutivos, não uma contradição das previsões da evolução.

A propósito, se algum dia ficar preso no meio do oceano em uma jangada com falta de água, eu sugiro que você NÃO beba a água do mar. Não é apenas muito salgada; a alta concentração de Mg tende a causar diarreia, o que piora ainda mais sua situação. Em vez disso, capture peixes e beba o fluido corporal deles! É significativamente menos salino que a água do mar. Não capture invertebrados marinhos e beba seus fluidos corporais — eles são tão salgados quanto o oceano.

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Assunto:    Ciência, religião, verdade e mentiras: uma comparação de padrões.
Data:       4 de maio de 2005
Message-ID: 1115232311.411650.243850@g14g2000cwa.googlegroups.com

Como sabemos, muito do conflito no debate evolução versus criacionismo vem do fato de os dois lados frequentemente falarem sem se ouvir porque partem de referenciais radicalmente distintos. Existem diferenças reais no peso moral que as culturas da ciência e da religião atribuição a certas ideias. Penso que "verdade" é uma dessas ideias. Também penso — e acho que posso sustentar isso — que a ciência tem padrões morais muito, muito mais rígidos no que diz respeito à verdade do que a religião.

Para começar, grupos criacionistas como AiG e ICR usam uma definição de "verdade" que eu não chamaria de científica nem religiosa, mas política. (Se você acha que com essa palavra estou sugerindo um padrão moral mais baixo, está bem atento.)

Por esse padrão, a realidade é o que você consegue escapar de admitir. É por isso que se vê coisas como citações retiradas de contexto http://www.talkorigins.org/faqs/quotes/mine/project.html repetidas repetidamente como se não fossem uma representação totalmente enganosa do que o palestrante original disse. É por isso que a lista de argumentos que criacionistas não devem usar http://www.answersingenesis.org/home/area/faq/dont_use.asp fala em termos de "você pode ser pego e perder o argumento, se usar estes" em vez de "é moralmente errado usar argumentos que sabemos ser imprecisos." Leia no próprio site deles.

Mas, deixando de lado a desonestidade deliberada, ainda há diferença de mentalidade entre ciência e formas mais autênticas de religião. Definições diferentes de "fé" e "verdade" são grandes partes disso.

Em um contexto religioso, 'fé' e 'verdade' são quase sinônimos. E a fé é automaticamente algo bom. Se uma ideia é considerada verdade em sua religião e você não tem fé nela, isso reflete um fracasso seu como portador de fé, em vez de uma falha da ideia em ser verdadeira. Se você não tem fé suficiente sobre um determinado assunto, deveria se esforçar mais.

Nas ciências, esse tipo de fé não é uma virtude; é uma falha pessoal. Imagine um engenheiro de pontes sendo convidado a "ter mais fé" de que um projeto tem aço suficiente para impedir o colapso da ponte. Sua fé não tem nada a ver com isso; ou a ponte fica em pé, ou cai. Fé no sentido de "deixar-se persuadir sem evidência adequada" é moralmente errada nesse contexto. Se o engenheiro faz isso e pessoas morrem no colapso, ele as matou.

Cientistas, ou os bons, sentem-se da mesma forma sobre suas teorias que bons engenheiros sobre seus projetos. É seu trabalho fazer com que elas estejam certas, não convencer-se, para conforto emocional próprio, de que já estão certas o suficiente.

Se um cientista diz "tenho fé de que esta teoria é verdadeira", ele não quer — e não deve — querer dizer isso no sentido religioso de "comprometo-me com isto independentemente do que a evidência diga, para sempre. Não tentem mudar minha opinião, aqui estou."

Em vez disso, ele quer ou deveria querer dizer "eu testei esta teoria e vi os resultados dos testes de outras pessoas, e estou tão seguro quanto posso com base nas evidências disponíveis de que esta teoria está tão próxima do que podemos chegar de verdade. A menos que algo realmente radical apareça. Mantenha-me informado."

Isso, a propósito, é uma das razões pelas quais cientistas em suas personas profissionais são muito parcimoniosos com palavras como "fé" e "verdade". Assim como o engenheiro de pontes deve saber as tensões de ruptura exatas em vez de "provavelmente o suficiente", cientistas devem ser capazes de afirmar com exatidão o quão confiantes estão em uma dada proposição e por que sentem essa confiança. Fé e verdade implicam absolutos, e em contexto científico isso implica ignorar detalhes pequenos que possam contradizer esses absolutos.

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