Warum haben wir kein Enzym, um Zellulose zu verdauen?

Es stimmt zwar, dass Zellulose voller Kalorien ist, aber es ist sehr schwierig, die Kalorien herauszubekommen.

Symbiotische Bakterien brauchen ewig, um Zellulose zu verdauen, und infolgedessen haben Tiere, die Zellulose mit spezialisierten symbiotischen Bakterien verdauen, einen riesigen Darm, in dem sie untergebracht werden können.

Es ist wahrscheinlich, dass Menschen Zellulose nicht verdauen können, weil Säugetiere dies im Allgemeinen nicht können. Und Säugetiere können das im Allgemeinen nicht, weil es viel zu viel Arbeit ist und wir es nicht müssen.

Dies scheint eine Form einer häufigen Frage zur Evolution zu sein.

Das heißt: „Eigenschaft X scheint ein Vorteil zu sein, also warum können sich Organismen nicht an X anpassen?

Das heißt, warum haben wir überhaupt nicht alle Eigenschaften, die vorteilhaft sind? Warum nicht einfach Zellulose verdauen, aber vielleicht auch Lignin? Warum sollten wir unsere Nahrung nicht selbst photosynthetisieren? Was ist mit Sonar und Augen? Wir wissen, dass ein Lebewesen all diese Dinge tun kann.

Die Antwort, die hier an anderer Stelle etwas erwähnt wurde, lautet, dass einige Vorteile nicht ausreichen, damit die Anpassung greifen kann. Sie müssen bedenken, dass jede dieser Fähigkeiten auch mit Kosten verbunden ist.

Zellulose ist energiearm und jedes Tier, das auf Zellulose angewiesen ist, müsste sich so weit auf den Zellstoffstoffwechsel spezialisieren, dass es möglicherweise nicht mehr mit anderen Tieren konkurrieren kann, die ihre Nahrung aus anderen Quellen wie Fleisch oder Gemüse beziehen.

danke für den Kommentar unten: Nachtrag:

Energiearm ist in diesem Fall eine Kombination davon, wie häufig das Material ist, wie vorteilhaft es zu verdauen ist (Holzpflanzen wachsen nicht sehr schnell nach, wenn Sie sie aufgegessen haben). Ich weiß nicht, warum ich geschrieben habe, dass es keine Cellulasen gibt. Es gibt viele davon und wir verwenden sie oft, aber sie stammen in der Regel von langsam wachsenden Pilzen ...

Wenn Sie Ihrer Frage zu dem Schluss folgen wollen: "Zelluloseverdauung ist in jeder Hinsicht ein großer Vorteil", dann stellt sich die Frage, warum sind sie nicht in jedem Bakterium, das um Pflanzen herum wächst? weil Cellulasen nicht durch Evolution entstehen?

Tatsächlich enthalten Holzpflanzen andere Materialien, die ihre Struktur unterstützen, um diese Eventualität zu verhindern. Lignin ist eine kohlenhydratfreie halbzufällige Faser auf der Basis von Phenolen, die in der Tat sehr langsam verdaulich und mit einem Enzym schwer zu erreichen ist ... im Moment scheint es auszureichen, um zu verhindern, dass sich Pflanzen und Papierzellulose auflösen und gegessen werden. .

Warum haben wir kein Enzym, um Zellulose zu verdauen?

Warum sollten wir? Wir verwenden es nicht als Energiequelle, also warum sich die Mühe machen? Sogar Tiere, die Zellulose „verdauen“, wie Wiederkäuer, tun dies nur wegen symbiotischer Bakterien; es wäre in der Tat ein schlechtes System, in dem jeder Organismus dieselbe Ressource nutzt. Wir besetzen schon genug von der Nahrungskette.

Die Frage vergisst, dass Organismen Materialien aus zwei Gründen verbrauchen: Um chemische Energie einzufangen (auf die sie sich konzentriert) und um Moleküle zu gewinnen, die der Organismus sonst nicht produzieren kann. Zellulose dient in Organismen, die sie verdauen, effektiv nur einem Zweck: der Energiegewinnung. _{Schließlich wird es in H 2} O und CO ₂ zerlegt , die beide ausgeschieden werden.

Während der Jahrtausende war es nicht so schwierig, Kalorien zu sich zu nehmen, aber genügend essentielle Mikronährstoffe (Vitamine, Mineralien und Aminosäuren) zu bekommen, als sich Menschen in verschiedene Umgebungen bewegten, war ein Bereich, in dem es einen selektiven Druck gab. Selektiver Druck für andere Kalorienquellen wie Zellulose hat es nie wirklich gegeben. Darüber hinaus gibt es ein Verhältnis von optimaler Kalorienaufnahme zu optimaler Nahrungsaufnahmeein Mensch sollte von seiner Ernährung für diesen Menschen und die Menschheit im Allgemeinen erhalten. Eine Mutation oder plötzliche Symbiose mit Darmbakterien, die die Zelluloseverdauung ermöglichen, würde es noch schwieriger machen, dieses Verhältnis aufrechtzuerhalten, aber es sind nicht optimale Situationen, in denen selektiver Druck auftritt. Das Problem hier ist meiner Meinung nach, dass dies ein zu großer selektiver Druck wäre, den Bedarf an Mikronährstoffen zu senken. Der Mensch würde viel zu leicht Kalorien bekommen und müsste ein Vielfaches an Kalorien zu sich nehmen, was er benötigt, um die notwendige Ernährung zu erhalten. Es besteht also tatsächlich ein selektiver Druck gegen die Zelluloseverdauung. Darüber hinaus scheint diese plötzliche Mutation oder Symbiose aufgrund der Art und Weise, wie Menschen und andere große Primaten gebaut sind, sehr unwahrscheinlich.

Außerdem erfüllt Zellulose bereits im Darm einen lebenswichtigen Zweck. Es wird allgemein Ballaststoffe genannt und sorgt dafür, dass der Kot im Dickdarm feucht genug bleibt, um ausgeschieden zu werden. Manche Säugetiere haben einen angepassten Dickdarm, der sehr trockenen Kot ausscheiden kann (der Kot des Kamels ist so trocken, dass man damit ein Feuer machen kann), aber sie sind typischerweise Arten mit trockenem Klima, bei denen Wasser bei weitem die wertvollste Ressource ist. Der selektive Druck lag also auf der Wasseraufnahme, nicht auf der Kalorienaufnahme.

Es gab also keinen selektiven Druck auf den Menschen, Zellulose zu verdauen, und wird es nie geben, solange der Bedarf an Vitaminen, Mineralstoffen und essentiellen Aminosäuren so hoch ist. Ein solcher selektiver Druck würde die Form annehmen, dass es zuerst supernährstoffreiche Lebensmittel (im Vergleich zum Menschen) gibt und dann dasselbe Lebensmittel kalorienarm wird. Grundsätzlich müssten Menschen damit beginnen, ein oder zwei Mahlzeiten pro Tag nur durch Vitaminpräparate zu ersetzen. Trotzdem verwenden die einzigen mir bekannten Säugetiere, die Zellulose verdauen, tatsächlich symbiotische Darmbakterien, um dies zu tun. Ich kann mir nicht vorstellen, wie clever Menschen diese Bakterien in ihren eigenen Darm bekommen könnten. Eigentlich kann ich.