Витамин С: почему животные производят его сами, а люди нет

Большинство животных производят витамин С самостоятельно. Человеку приходится получать витамин С извне. разобрался, почему люди утратили способность синтезировать витамин С и как это связано с эволюцией приматов.

Витамин С — это аскорбиновая кислота. У большинства позвоночных он синтезируется в печени или почках из глюкозы посредством цепочки биохимических реакций. Ключевую роль в этом процессе играет фермент L-гулонолактоноксидаза (GULO). Именно он отвечает за последний этап превращения глюкозы в аскорбиновую кислоту.

Этот механизм не работает у людей. Ген GULO присутствует в нашей ДНК, но он поврежден и фактически стал псевдогеном – «сломанной» частью генома, которая больше не производит работающий фермент. Этот механизм подробно описан в исследованиях молекулярной эволюции, опубликованных в журнале BMC Ecology and Evolution.

Кто еще потерял эту способность?

Человек в этом смысле не уникален. Неспособность синтезировать витамин С также включает:

у других человекообразных обезьян;

морские свинки;

некоторые виды летучих мышей;

отдельные классы рыб;

некоторые птицы.

Почему мыши и хомяки постоянно жуют предметы: что говорит нейробиология

Это показывает, что потеря функции происходила независимо в разных эволюционных линиях. Считается, что у приматов мутация, отключающая GULO, возникла около 40–60 миллионов лет назад у общего предка обезьян Старого Света.

Почему эволюция «допустила» потерю витамина С?

Витамин С жизненно важен для синтеза коллагена, сосудистой функции, заживления тканей, иммунной системы и защиты клеток от окислительного стресса. Почему эволюция не сохранила столь важную функцию?

Основное объяснение связано с рационом древних приматов. Предполагается, что предки человека жили в среде, где постоянно потребляли большое количество фруктов и растений, богатых витамином С. Из-за этого их собственный синтез уже не имел решающего значения для выживания.

Если мутация отключала фермент, но животное продолжало получать достаточное количество витамина с пищей, естественный отбор не исключал такую ​​мутацию из популяции. Со временем поврежденный ген зафиксировался.

Почему организм не вернул ген обратно?

Эволюция не работает как инженерная система, автоматически исправляющая ошибки. Если организм способен выживать и воспроизводиться без функции, сильного давления на выздоровление может вообще не возникнуть. На самом деле человеческий организм миллионы лет существовал в условиях, когда дефицит витамина С был редкостью, поэтому эволюция не видела необходимости в восстановлении утраченной функции.

Кроме того, восстановить сломанный ген гораздо сложнее, чем потерять его. Это потребует серии редких мутаций, чтобы вернуть ферменту полную функцию.

Почему некоторые животные производят огромное количество витамина С?

Интересно, что многие животные синтезируют гораздо больше витамина С, чем получает среднестатистический человек. Например:

козы могут производить десятки граммов аскорбиновой кислоты в день;

у собак синтез увеличивается при стрессе;

У некоторых животных уровень продуктивности меняется во время болезни.

Это связано с тем, что витамин С участвует в антиоксидантной системе организма. Исследование, опубликованное в MDPI, показывает, что синтез аскорбиновой кислоты может увеличиваться во время воспаления и физиологического стресса.

Была ли неспособность синтезировать витамин С полезной?

Некоторые исследователи предполагают, что потеря синтеза может иметь побочные преимущества. Одна из гипотез заключается в том, что аскорбиновая кислота влияет на метаболизм железа и функционирование антиоксидантных систем. Есть идеи, что потеря самосинтеза может изменить энергетический обмен или адаптацию к определенной диете.

Однако эти гипотезы остаются спорными. Большинство ученых считают, что утрата GULO, скорее всего, была нейтральной мутацией, установившейся из-за отсутствия давления отбора.

Ранее мы писали, что ученые воспроизвели кору головного мозга на компьютере.