人體緣何失去合成維生素C能力?
參考消息網8月15日報道 據英國《新科學家》週刊網站8月12日報道,一些教科書說,我們之所以失去了合成維生素C的能力,是因爲飲食結構讓我們不再需要這種能力。但對動物的研究顯示,失去這種能力實際上曾幫助我們的祖先抵禦寄生蟲感染。
大多數動物會利用一種名爲GULO的酶來合成維生素C。但大約6000萬到7000萬年前,我們的靈長類祖先體內負責產生GULO的基因發生了突變,合成維生素C的能力也因此喪失。其他一些動物羣體也出現了同樣的情況,包括許多蝙蝠以及豚鼠等部分齧齒動物。
傳統的解釋是,只要動物能從飲食中獲取足夠的維生素C,破壞GULO酶的突變就不會造成不利影響,因此自然選擇就不會介入以保留這種酶,這種變化被認爲是不好不壞的。
得克薩斯大學達拉斯西南醫學中心的米凱利斯·阿加索克勒烏斯早在2017年就開始思考這個問題,因爲他的團隊發現維生素C在造血幹細胞中發揮着重要作用。他想知道,如果失去GULO真的是一種中性變化,爲什麼很多能從飲食中獲取大量維生素C的動物仍然擁有功能正常的這種酶呢?
擁有這種酶似乎至少還有一個額外好處。對於體內有功能正常的GULO酶的動物來說,其血液中維生素C的水平會保持穩定,而人類血液中維生素C的水平會波動,比如,當人們幾天沒有進食時,其水平就會變得很低。
但如果能夠合成維生素C有好處,那爲什麼有些動物會失去這種能力呢?當涉及到失去一種看似有利的特性時,最明顯的進化解釋是,這樣做有助於抵禦疾病或寄生蟲。
隨後,阿加索克勒烏斯在得克薩斯大學達拉斯西南醫學中心的同事發現,如果給一種名爲血吸蟲的寄生扁形蟲額外補充維生素C,它們會產下更多卵。
這些淡水寄生蟲能鑽進皮膚,並在動物體內生長。血吸蟲病的諸多症狀都是由對成蟲所產蟲卵的免疫反應引起的。
爲了弄清楚缺乏維生素C是否有助於抵禦這種寄生蟲,阿加索克勒烏斯及其同事刪除了一些小鼠體內的GULO基因。
當給這些小鼠提供低維生素C的飲食時,它們在感染血吸蟲後沒有出現症狀,糞便中也沒有排出蟲卵。而體內有功能正常的GULO酶的小鼠排出了大量蟲卵,而且大多死亡了。
阿加索克勒烏斯說:“我們所做的是提供證據,證明這種能力的喪失是有好處的。”他說,無法證明我們祖先體內GULO的喪失是爲了抵禦疾病而受到了正向選擇,但這些結果顯示有關想法至少是合理的。
弗吉尼亞理工大學的德博拉·古德沒有參與這項研究。古德說:“雖然很多教科書確實指出,GULO基因可能存在‘用進廢退’的情況,但包括我在內的許多科學家認爲,有充分證據支持這種基因的缺失具有進化優勢。抵禦寄生蟲可能就是其中之一。” (編譯/朱捷)