Почему у нас нет фермента для переваривания целлюлозы?

Как известно, целлюлоза является самым распространенным полисахаридом в природе. Почему у нас нет фермента для переваривания целлюлозы?

Эволюция не делает все идеальным.
Я удалил строчку о том, что эволюция делает вещи совершенными. Это явно неправильно. Попробуйте, например, понаблюдать за приземлением альбатросов и скажите мне, что они идеальны.
@terdon или взлетай, если уж на то пошло...
Потому что в организме человека нет соответствующих ферментов для расщепления бета-ацетальных связей.
Если бы мы могли переваривать целлюлозу, которая защищает нас от рака толстой кишки, не думаете ли вы, что многие из нас умерли бы от рака толстой кишки? Вероятно, мы потеряли ген, отвечающий за выработку целлюлазы, фермента, расщепляющего целлюлозу, в ходе эволюции в нашу пользу.
На самом деле возникает вопрос: «Почему люди ИЛИ бактерии не могут легко переваривать целлюлозу». Это очень сложно! Жвачным животным нужен большой специализированный биореактор, а чтобы пережевывать пищу часами, «обычный» кишечник и микробы не годятся. Если бы бактерия нашла быстрый и эффективный способ переваривания целлюлозы, она и животное-хозяин (животные) выкосили бы леса (пока деревья не разовьют другую защиту).

Ответы (4)

Хотя верно то, что целлюлоза полна калорий, вывести калории очень трудно.

Симбиотическим бактериям требуется время, чтобы переварить целлюлозу, и в результате животные, которые переваривают целлюлозу с помощью специализированных симбиотических бактерий, имеют огромный кишечник для их размещения.

Вполне вероятно, что причина, по которой люди не могут переваривать целлюлозу, заключается в том, что млекопитающие, как правило, не могут. А млекопитающие, как правило, не могут, потому что это слишком много работы, а нам это не нужно.

"млекопитающие вообще не могут"?
Даже жвачные животные, которые едят траву и так далее, в основном просто позволяют бактериям есть целлюлозу, а затем переваривают бактерии.
Существуют ли животные, способные переваривать целлюлозу без помощи бактерий?
Какие-то термиты , но я думаю, что все.
@Resonating imho, ваш ответ улучшится, если вы включите свои комментарии.

Это кажется одной из форм общего вопроса об эволюции.

Это означает: «Признак X может показаться преимуществом, так почему же организмы не могут адаптироваться к X?

То есть, почему у нас вообще нет всех полезных черт? Почему бы не просто переварить целлюлозу, но, может быть, и лигнин? Почему мы не должны фотосинтезировать нашу собственную пищу? Что насчет сонара и глаз? Мы знаем, что некоторые живые существа могут делать все это.

Ответ, упомянутый здесь в другом месте, заключается в том, что некоторых преимуществ недостаточно для того, чтобы адаптация закрепилась. Вы должны учитывать, что каждая такая способность также имеет свою цену.

Целлюлоза бедна энергией, и любое животное, которое полагалось на целлюлозу, должно было бы специализироваться на метаболизме целлюлозы до такой степени, что оно не могло бы конкурировать с другими животными, которые получали пищу из других источников, таких как мясо или овощи.

спасибо за комментарий ниже: добавление:

Энергетическая бедность в данном случае — это сочетание того, насколько материал распространен, насколько он удобен для переваривания (деревянные растения не очень быстро отрастают, если их съесть). не знаю, почему я написал, что целлюлаз нет. их много, и мы часто их используем, но они, как правило, из медленно растущих грибов...

если вы хотите довести свой вопрос до вывода: «переваривание целлюлозы является огромным преимуществом во всех отношениях», то вопрос в том, почему их нет во всех бактериях, которые растут вокруг растений? потому что эволюция - это не то, как создаются целлюлазы?

на самом деле древесные растения включают другие материалы, поддерживающие их структуру, чтобы предотвратить эту возможность. лигнин - это неуглеводное полуслучайное волокно на основе фенолов, которое действительно очень медленно переваривается и его трудно получить с помощью фермента ... на данный момент кажется, что его достаточно, чтобы предотвратить растворение и употребление в пищу растений и бумажной целлюлозы. .

Ты делаешь доброе дело. Я думаю, что эти вопросы также возникают из-за неправильного восприятия (которое было очевидно в исходной версии вопроса), что эволюция завершает путь к тому, чтобы сделать вид «совершенным».
мы совершаем ту же ошибку, когда покупаем автомобили - 2-тонный пикап V8 с задними сиденьями, и у меня будет идеальная машина - она ​​может все! Но с точки зрения биологии крошечная муха идеальна, как и лишайник, цепляющийся за камень... они просто делают то, что им нужно, достаточно хорошо.
shigeta, я согласен с nico, эволюция не делает вещи "идеальными". Отнюдь не. Живые организмы — это беспорядок, пронизанный безнадежно неэффективными механизмами. Вспомните машины Руба Голдберга. Это далеко не то, что придумал бы приличный дизайнер, но это то, что вы получаете от случайной мутации + отбора. Этот более общий вопрос, вероятно, заслуживает ответа сам по себе...
здесь много смысловых оттенков, о которых, безусловно, интересно поговорить. Организмы настолько оптимальны по выбранным чертам, что они изумляют и поражают нас — во многих случаях лучше, чем мы можем создать сами. Там, где отбор не подвергался такому давлению (например, долгая жизнь, устойчивость к повреждениям и болезням, эмпатия, скорость, интеллект), может показаться, что они странно уязвимы.
"Целлюлоза не содержит энергии" Простите? Вы в основном говорите, что глюкоза бедна энергией. Вы должны указать, что он «энергетически беден» в том смысле, что он устойчив к ферментативному расщеплению или чему-то еще (я не знаю, является ли это реальной причиной, это просто то, что я предполагаю, основываясь на другие ответы в этой теме.)
Энергетическая бедность в данном случае — это сочетание того, насколько материал распространен, насколько он удобен для переваривания (деревянные растения не очень быстро отрастают, если их съесть). не знаю, почему я написал, что целлюлаз нет. их много, и мы часто их используем, но они, как правило, из медленно растущих грибов...

Почему у нас нет фермента для переваривания целлюлозы?

Почему мы должны? Мы не используем его как источник энергии, так зачем беспокоиться? Даже животные, которые «переваривают» целлюлозу, например жвачные животные, делают это только благодаря симбиотическим бактериям; это была бы действительно плохая система, в которой каждый организм использовал бы один и тот же ресурс. Мы и так занимаем достаточно места в пищевой цепочке.

В вопросе забывают, что организмы потребляют материалы по двум причинам: для захвата химической энергии (на которой он фокусируется) и для получения молекул, которые иначе организм не может производить. Целлюлоза эффективно служит только одной цели в организмах, которые ее переваривают: производству энергии. В конце концов, он расщепляется на H 2 O и CO 2 , которые выводятся из организма.

На протяжении тысячелетий получать калории было не так уж сложно, но получение достаточного количества необходимых микроэлементов (витаминов, минералов и аминокислот) по мере того, как люди перемещались в другую среду, подвергалось избирательному давлению. Избирательного давления на другие источники калорий, такие как целлюлоза, на самом деле никогда не было. Помимо этого, существует соотношение оптимального потребления калорий к оптимальному потреблению питательных веществ.человек должен получать из своего рациона для этого человека и человечества в целом. Мутация или внезапный симбиоз с кишечными бактериями, которые позволили переваривать целлюлозу, еще больше затруднили бы сохранение этого соотношения, но это неоптимальные ситуации, когда возникает избирательное давление. Проблема здесь, на мой взгляд, в том, что это было бы слишком сильным избирательным давлением на снижение потребности в микронутриентах. Человек слишком легко получал бы калории, и ему нужно было бы съедать во много раз больше калорий, чем ему нужно для получения необходимого питания. Так что на самом деле существует избирательное давление на переваривание целлюлозы. Кроме того, из-за того, как устроены люди и другие великие приматы, эта внезапная мутация или симбиоз кажется очень маловероятной.

Кроме того, целлюлоза уже выполняет жизненно важную функцию в кишечнике. Его обычно называют клетчаткой, и он позволяет фекалиям в толстой кишке оставаться достаточно влажными, чтобы их можно было пройти. У некоторых млекопитающих толстая кишка приспособлена для выделения очень сухих фекалий (фекалии верблюдов настолько сухие, что с их помощью можно разжечь огонь), но они, как правило, обитают в засушливом климате, где вода является самым ценным ресурсом. Таким образом, выборочное давление было на потреблении воды, а не на потреблении калорий.

Таким образом, не было и никогда не будет селективного давления на людей с целью переваривания целлюлозы, пока существует такая высокая потребность в витаминах, минералах и незаменимых аминокислотах. Такое избирательное давление будет принимать форму, когда сначала будут появляться продукты, богатые питательными веществами (по сравнению с людьми), а затем эта же пища становится бедной калориями. По сути, людям придется начать заменять один или два приема пищи в день только витаминными добавками. Даже при этом единственные известные мне млекопитающие, которые переваривают целлюлозу, на самом деле используют для этого симбиотические кишечные бактерии. Я не могу себе представить, каким хитрым способом люди могут занести эти бактерии себе в кишечник. На самом деле я могу.

Я не хочу натыкаться на редактирование, но я помню критику этого ответа, в которой обвинялась строка о соотношении питания и потребления калорий, основанная на той распространенной ошибке, которую эволюция делает идеальной. Я хочу уточнить, что я не это имею в виду. Я хочу отметить, что в настоящее время, из-за известных эволюционных давлений, существует оптимальное соотношение, и адаптация к перевариванию целлюлозы серьезно повлияет на это, поэтому и этому придется адаптироваться.