Thursday, August 02, 2007

NOS JOGOS, UMA PISTA SOBRE AS REGRAS DA EVOLUÇÃO

Carl Zimmer
The New York Times

Quando Martin Nowak estava no colégio, seus pais pensavam que ele seria um bom garoto e se tornaria um médico. Mas quando partiu para a Universidade de Viena, ele abandonou a medicina por algo chamado bioquímica. Para seus pais, era algo que tinha a ver com levedo e fermentação. Eles ficaram um pouco preocupados. Quando o filho deles entrou no curso de doutorado, eles ficaram ainda mais preocupados. Ele anunciou que agora estava estudando jogos.

No final, Nowak se saiu bem. Ele agora é diretor do Programa de Dinâmicas Evolucionárias de Harvard. Os jogos eram na verdade modelos matemáticos versáteis que Nowak podia usar para fazer importantes descobertas em campos tão variados quanto economia e biologia do câncer.

"Martin tem uma paixão por pegar idéias informais que pessoas como eu consideram teoricamente importantes e emoldurá-las como modelos matemáticos", disse Steven Pinker, um lingüista de Harvard que está colaborando com Nowak no estudo da evolução da linguagem. "Ele permite que nossas intuições sobre o que leva a o quê sejam testadas".

Na superfície, os muitos projetos de Nowak podem parecer aleatoriamente espalhados por várias ciências. Mas há um tema por trás de seu trabalho. Ele deseja entender uma das características mais fundamentais, porém mais enigmáticas da vida: a cooperação.

Quando biólogos falam em cooperação, eles falam mais amplamente do que o restante de nós. Cooperação é o que acontece quando alguém ou algo se beneficia porque outra pessoa ou coisa pagou o preço. O benefício pode assumir muitas formas, como dinheiro ou sucesso reprodutivo. Um amigo deixa o trabalho para pegar você no hospital. Uma abelha operária estéril cuida dos ovos em uma colméia. Mesmo as células no corpo humano cooperam. Em vez de se reproduzirem o mais rápido que podem, cada célula respeita as necessidades do corpo, ajudando a formar o coração, pulmões ou outros órgãos vitais. Mesmo os genes em um genoma cooperam para trazer um organismo à vida.

Em recentes estudos, Nowak argumentou que a cooperação é um dos três princípios básicos da evolução. Os outros dois são a mutação e seleção. Sozinhos, mutação e seleção podem transformar uma espécie, gerar novas características como membros e olhos. Mas a cooperação é essencial para a vida evoluir a um novo nível de organização. Protozoários unicelulares precisaram cooperar para dar surgimento aos primeiros animais multicelulares. Os seres humanos tiveram que cooperar para o surgimento de sociedades complexas.

"Nós vemos este princípio em toda parte na evolução onde coisas interessantes estão acontecendo", disse Nowak.

Mas apesar da cooperação poder ser central para a evolução, ele apresenta questões que não são fáceis de responder. Como indivíduos competidores começam a cooperar para o bem maior? E como continuam cooperando diante da exploração? Para responder estas perguntas, Nowak joga jogos.

Seus jogos são descendentes intelectuais de um quebra-cabeça chamado Dilema do Prisioneiro. Imagine que é oferecido a dois prisioneiros separados o mesmo acordo: se um deles testemunhar e o outro não falar, o que testemunhar ficará livre e o outro ficará na cadeia por 10 anos. Se ambos se recusarem a falar, o promotor só poderá mantê-los na cadeia por seis meses. Se um acusar o outro, ambos receberão sentenças de cinco anos. Sem saber o que o outro prisioneiro fará, como cada um deve agir?

A forma como o Dilema do Prisioneiro coloca a cooperação contra a delação revela uma característica importante da evolução. Em qualquer encontro entre dois membros da mesma espécie, cada um pode cooperar ou delatar. Certas espécies de bactérias, por exemplo, espalham uma enzima que quebra os alimentos, que todas as bactérias podem então absorver. Custa energia produzir tais enzimas. Se um dos micróbios deixa de cooperar e não produz enzimas, ele ainda assim pode desfrutar da refeição. Ele pode ganhar uma vantagem reprodutiva potencial sobre as bactérias que cooperam.

O Dilema do Prisioneiro pode parecer abstrato, mas este é o motivo para Nowak gostar dele. Ele o ajuda a entender regras fundamentais da evolução, assim como Isaac Newton descobriu que objetos em movimento tendem a permanecer em movimento. "Se ele estivesse obcecado com a fricção, ele nunca teria descoberto esta lei", disse Nowak. "Da mesma forma, eu tento me livrar do que não é essencial para encontrar o essencial. A verdade é simples".

Nowak encontrou suas primeiras pistas para a origem da cooperação no curso de doutorado, colaborando com seu orientador de Ph.D., Karl Sigmund. Eles construíram uma versão do Dilema do Prisioneiro que capturava mais a essência de como os organismos se comportavam e evoluíam.

No jogo deles, toda uma população de jogadores entra em uma competição em rodízio. São formados pares aleatórios de jogadores e cada um escolhe se cooperará ou delatará. Para fazer a escolha, eles podem lembrar suas experiências anteriores com outros jogadores individuais. Alguns jogadores podem usar uma estratégia na qual tinham 90% de chance de cooperar com um jogador com o qual já cooperaram no passado. Os jogadores são recompensados com ase em suas escolhas. Os jogadores mais bem-sucedidos reproduzirão. Cada novo jogador tinha uma pequena chance de fazer uma mutação aleatória de sua estratégia. Se tal estratégia se revelasse mais bem-sucedida, ele poderia dominar a população, eliminando seus ancestrais.

Nowak e Sigmund observaram este torneio ao longo de milhões de rodadas. Freqüentemente os vencedores usavam uma estratégia que Nowak chamou de "vencedor mantém, perdedor muda". Caso fossem bem-sucedidos na rodada anterior, eles repetiam a mesma coisa. Caso não se saíssem tão bem, eles mudavam. Sob certas condições, esta estratégia fez com que a cooperação se tornasse comum entre os jogadores, apesar do lucro a curto prazo da delação.

Visando estudar esta nova versão do Dilema do Prisioneiro, Nowak teve que desenvolver novas ferramentas matemáticas. Estas ferramentas provaram ser úteis também no estudo do câncer. Câncer e Dilema do Prisioneiro podem parecer não ter nada a ver, mas Nowak vê uma ligação íntima entre os dois. "O câncer é uma quebra da cooperação", ele disse.

Às vezes surgem mutações nas células que as fazem replicar rapidamente, ignorando os sinais para parar. Algumas de suas descendentes adquirem as novas mutações, permitindo que se tornem ainda mais bem-sucedidas que as células cancerosas. Em outras palavras, elas evoluem em delatoras ainda mais bem-sucedidas. "O câncer é uma evolução que não queremos", disse Nowak.

Mas para estudar o câncer, Nowak teve que dar alguma estrutura para seus modelos. No Dilema do Prisioneiro, os jogadores normalmente encontram uns aos outros aleatoriamente. No corpo humano, por outro lado, as células só interagem com as células de sua vizinhança.

Um exemplo notável destas vizinhanças pode ser encontrado nos intestinos, onde o tecido é organizado em milhões de bolsas minúsculas. Uma única célula-tronco no fundo de uma bolsa se divide e suas células filhas são elevadas para as paredes da bolsa. As células que chegam ao topo são eliminadas.

Nowak adaptou um ramo da matemática conhecido como teoria de gráficos, que possibilita o estudo de redes, para analisar como o câncer surge nestas vizinhanças locais. "Nosso tecido é na verdade organizado para adiar o início do câncer", ele disse.

As bolsas de células intestinais, por exemplo, só podem conter algumas poucas gerações de células. Isto reduz as chances de que qualquer uma se tornará cancerosa. Todas as células em cada bolsa são descendentes de uma única célula-tronco, de forma que não há competição entre linhagens para assumir o controle da bolsa. Enquanto Nowak desenvolvia este modelo de vizinhança, ele percebeu que ajudaria estudar a cooperação humana. "A realidade é que há uma probabilidade muito maior de eu cooperar com meus amigos, e é muito mais provável que interajam com seus amigos", disse Nowak. "Logo, é muito mais parecido com uma rede".

Nowak e seus amigos descobriram que quando colocavam os jogadores em uma rede, o Dilema do Prisioneiro se desenvolvia de forma diferente. Surgiam núcleos firmes de cooperadores e os delatores em outros pontos da rede não conseguiam minar o altruísmo deles. "Mesmo quando fora de nossa rede há trapaceiros, nós ainda assim conseguimos ajudar muito uns aos outros", disse Nowak. Isto sem contar que a cooperação sempre emerge. Nowak identificou as condições em que pode surgir com uma equação simples: B/C>K. Isto é, a cooperação surgirá se a razão benefício-custo (B/C) for maior que o número médio de vizinhos (K).

"É a coisa mais simples possível que se pode esperar e é completamente espantosa", ele disse.

Outro estímulo para a cooperação vem das reputações. Quando decidimos se vamos cooperar, nós não apenas nos apoiamos em nossas experiências anteriores com uma pessoa em particular. As pessoas podem ganhar reputações que as precedem. Nowak e seus colegas foram pioneiros de uma versão do Dilema do Prisioneiro na qual os jogadores adquirem reputações. Eles descobriram que se as reputações se espalharem rápido o bastante, elas podem aumentar as chances de ocorrer cooperação. As chances passavam a ser menores dos jogadores serem enganados por delatores e maiores de se beneficiarem com a cooperação. Nas experiências realizadas por outros cientistas com pessoas e animais, os modelos matemáticos de Nowak parecem se enquadrar. A reputação tem um efeito poderoso em como as pessoas jogam jogos. As pessoas que têm reputação de não cooperarem tendem a ser excluídas ou punidas por outros jogadores. Os jogadores cooperativos são recompensados.

"Você ajuda porque sabe que lhe dá a reputação de uma pessoa que ajuda, que será ajudada", disse Nowak. "Você também olha para outros e os ajuda de acordo com a forma como ajudaram".

O tema da cooperação humana é importante não apenas para biólogos matemáticos como Nowak, mas para muitas pessoas envolvidas no atual debate sobre religião e ciência. Alguns alegam que é improvável que a evolução pudesse ter produzido o senso de moralidade dos seres
humanos, o altruísmo de heróis e santos. "O altruísmo desinteressado representa um grande desafio para o evolucionista", escreveu o dr. Francis S. Collins, diretor do Instituto Nacional de Pesquisa do Genoma Humano, em seu livro de 2006, "A Linguagem de Deus".

Nowak acredita que os biólogos evolucionários deveriam estudar o comportamento médio em vez de alguns poucos casos extremos de altruísmo. "O comportamento santo infelizmente não é a norma", disse Nowak. "A atual teoria pode certamente explicar uma população onde algumas pessoas agem de forma extremamente altruísta".

Mas isto não torna Nowak um ateísta. "A evolução descreve as leis fundamentais da natureza segundo as quais Deus decidiu desdobrar a vida", ele declarou em março em uma palestra intitulada "Evolução e Cristianismo" na Escola de Teologia de Harvard. Nowak está colaborando com teólogos de lá em um projeto chamado "A Evolução e a Teologia da Cooperação", para ajudar os teólogos a abordarem a biologia evolucionária em seus próprios trabalhos.

Nowak às vezes vê seus colegas cientistas surpresos quando ele defende a religião. Mas ele acredita que a surpresa vem da incompreensão dos papéis da ciência e da religião. "Como a matemática, muitas declarações teológicas não precisam de confirmação científica".

"Assim que você tem a prova do Último Teorema de Fermat, não é preciso esperar pelos cientistas nos dizerem se está certo. É aquilo".

http://noticias.uol.com.br/midiaglobal/nytimes/2007/08/

1 Comments:

Blogger Bicho Solto said...

Um abraço!!!

NáJung
http://macacoalfa.blogspot.com/

10:52 AM  

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