Ученые утверждают, что наши предки потеряли способность производить витамин C за ненадобностью. Теперь выяснилось, что в этом был и эволюционный резон.
Большинство животных синтезируют витамин C с помощью L-гулонолактоноксидазы (GULO). Около 60–70 миллионов лет назад у наших предков-приматов ген GULO мутировал, и фермент работать перестал. То же самое произошло и у некоторых других групп животных, включая многих летучих мышей и грызунов, таких как морские свинки, передает naukatv.ru
Традиционное объяснение заключается в том, что если животные получают достаточное количество витамина C с пищей, то нарушение работы GULO не вредит — поэтому естественный отбор не сохраняет этот фермент, «считая» такую мутацию нейтральной.
Биолог-онколог Михалис Агатоклеус из Юго-западного медицинского центра Техасского университета (UT Southwestern) усомнился в этом еще в 2017 году, когда его команда обнаружила, что витамин C играет важную роль в кроветворных стволовых клетках. Если потеря GULO действительно нейтральна, рассуждал он, почему тогда у многих животных, получающих достаточно аскорбиновой кислоты с пищей, этот фермент все еще работает?
У способности самостоятельно синтезировать витамин C есть как минимум одно преимущество. У животных с работающим ферментом уровень аскорбиновой кислоты в крови остается постоянным, тогда как у людей он колеблется и может сильно снижаться, например, при голодании.
Но если синтез витамина C полезен, почему некоторые животные все же утратили эту способность? Когда речь идет об утрате полезного признака, очевидное эволюционное объяснение — это защита от болезней или паразитов.
Коллеги Агатоклеуса из UT Southwestern обнаружили, что паразитические плоские черви шистосомы продуцируют больше яиц, если получают дополнительный витамин C. Эти пресноводные паразиты могут проникать через кожу и развиваться внутри организма. Многие симптомы вызываемого ими шистосомоза обусловлены иммунной реакцией на яйца, которые откладывают взрослые особи.
Чтобы проверить защитную роль нехватки витамина C, у некоторых мышей удалили ген GULO. Результаты экспериментов приведены на сервере препринтов bioRxiv.
На диете с низким содержанием витамина C зараженные шистосомами мыши не проявляли симптомов и не выделяли яйца с фекалиями. В то же время их сородичи с работающим ферментом GULO выделяли много яиц и в большинстве случаев погибали.
«Мы предоставили доказательства того, что в этом состоит преимущество», — резюмирует Агатоклеус.
Доказать, что утрата GULO у наших предков была положительно отобрана именно для защиты от паразитов, невозможно, но эта гипотеза как минимум правдоподобна.
«Хотя во многих учебниках говорится, что это мог быть случай «используй или потеряешь» для гена GULO, многие ученые, включая меня, считают, что есть достаточно доказательств эволюционного преимущества такой потери. Защита от паразитов могла быть одним из таких преимуществ», — прокомментировала молекулярный генетик Дебора Гуд из Вирджинского политехнического института.