Você com certeza já reparou nas formas simétricas espalhadas pela natureza. Na semelhança entre o lado esquerdo e o direito do seu corpo, na simetria radial de uma flor ou nos cinco braços da estrela-do-mar.
Certamente é satisfatório notar um aspecto matemático nas formas naturais, e até nos parece natural que seja assim. Nos dá a impressão de uma certa engenharia envolvida no design dos seres vivos. Mas a verdade é que não entendemos como um processo confuso como a evolução acaba priorizando formas simétricas.
Seriam as formas simétricas em geral mais funcionais? Em alguns casos nos parece que sim, por argumentos mecânicos. Seria complicado andarmos em linha reta se uma de nossas pernas fosse completamente diferente da outra.
Mas outros casos são menos óbvios. Nada impediria que uma flor tivesse várias pétalas diferentes, por exemplo. Assim como seu coração também não está bem no meio do seu peito.
Um estudo recente da Inglaterra (com participação do brasileiro Chico Camargo) sugere que a razão da prevalência das formas simétricas na natureza não seja porque são necessariamente mais funcionais, mas simplesmente porque são mais fáceis de serem construídas.
Basicamente, o uso de formas simétricas seria uma maneira de se obter maior complexidade com menos instruções.
Nós tendemos a pensar na evolução como algo que molda as formas naturais para executar alguma função. Afinal, evoluímos olhos porque precisamos enxergar. Mas na realidade a evolução molda essas formas apenas indiretamente.
O que a evolução faz é alterar as instruções para a construção das formas naturais, codificadas no DNA.
As formas resultantes depois são julgadas pela seleção natural. Assim, a maneira como as formas são codificadas é uma parte importante do processo evolutivo.
Além disso, essas instruções vão sendo escritas de maneira aleatória no DNA. Para incrementar as formas naturais, temos que esperar que codificações para as inovações surjam meio que por acaso, para depois serem selecionadas pelo processo evolutivo. Portanto, é interessante pensar numa versão algorítmica da evolução.
Uma analogia interessante é a do macaco na máquina de escrever, pressionando teclas aleatórias. Se o dermos tempo suficiente, por fim o macaco acabará escrevendo as obras completas de Shakespeare (assim como todos os livros possíveis em todas as línguas possíveis).
Obviamente, o macaco necessitaria de uma vida extremamente longa para tal empreitada. Porém, se abaixássemos nossas expectativas para “apenas” um parágrafo, provavelmente não precisaríamos esperar tanto.
Dessa maneira, é esperado que a evolução priorize algoritmos mais curtos, simplesmente porque são mais prováveis. E a maneira mais simples de se conseguir isso é pela utilização repetida de módulos funcionais.
Ao invés de se planejar cada pétala, pega-se o código para gerar uma pétala e dá-se uma instrução para repetir ao redor de toda a flor.
E é assim em todas as escalas da vida.
No nível molecular, complexos de proteínas, capsídeos virais, e até mesmo estruturas de RNA apresentam formas simétricas.
Os autores do estudo simularam a evolução dessas estruturas moleculares a partir das instruções para gerá-las. No caso de um complexo de proteínas com mais de 13 milhões de formas possíveis, em 30% das vezes o algoritmo resultou em uma das cinco formas simétricas organizadas num quadrado.
Simetrias em níveis mais complexos são herdadas do nível molecular.
A complexidade de organismos mais desenvolvidos geralmente resulta da quebra de simetrias.
Nós mesmos não temos a mesma simetria radial de uma água-viva ou de uma minhoca. Mas ainda assim conservamos as mesmas simetrias no nível molecular e a maneira parcimoniosa de escrever nosso DNA.
Entendendo a simplicidade das regras de nossa construção no nível mais básico, podemos começar a entender as origens de nossa complexidade.
