我們為什麼要進化出不合成維生素的能力呢?

我們本來用於製造維生素C的基因(即「L-古洛糖酸內酯氧化酶基因」gene for L-gulonolactone oxidase GULO)發生了嚴重突變,所以我們無法合成蛋白質GULO酶,也就無法製造維生素C。

我們為什麼要進化出不合成維生素的能力那?

是因為可以節省合成維生素時的能量么?

維生素需要的量一般都是極少量的,能節省多少能量那?

為什麼會產生選擇的壓力那?

不是在探討「維生素」叫法的由來,所以回答「因為是人體必須的」的答案好像沒什麼意義吧。


看見有高票答案說維生素合成酶系要幾十個酶,非常浪費,其實對於VC來說沒那麼複雜,人類只缺了一個酶,L-gulono-γ-lactone oxidase (GLO) L-古洛糖酸內酯氧化酶,就是催化下圖VC合成最後一步的那個酶,這個基因發生了大量exon(外顯子)缺失,失去了轉錄的能力,成了一個假基因(pseudogene)。也就是說只差臨門一腳就有VC了。

GLO基因的突變,x表示已經缺失的外顯子。

上一半: 類人靈長類

下一半:豚鼠

所有脊椎動物都可以自行合成VC,除了硬骨魚,類人靈長類動物,豚鼠,以及一些蝙蝠和啄木鳥失去了這一能力。所以問題不是未能進化出,而是在進化中丟棄了。對人類來說,這個突變發生得很早,在猴子中就已經沒有GLO了,而狐猴(Lemur)倒是有這個基因。可見這個基因的突變已經存在數千萬年了,可能在恐龍時代結束不久就存在了,當時連猿人都還不存在,顯然不是因為人或猿人的生活行為方式而造成的。

灰色是失去GLO的物種。

神奇的是,所有這些物種,它們的VC合成酶系突變全都發生在這一個基因GLO上面,無一例外。這是因為這條反應鏈前面的產物還有其他作用。這些物種又有一個共同的特點:平時攝入的VC遠遠超出需要。猩猩食物中的VC可以達到需求的20-30倍,猴子、蝙蝠更是上百倍。有實驗給豚鼠的食物中加入額外的VC,但是沒有產生任何作用,都排泄掉了.......

有人說GLO合成VC的過程中會產生過氧化氫,會造成自由基等問題。但是者缺乏實證的支持,因為仍然有大量草食和雜食性的動物保留著GLO,而且並沒有發現導致GLO突變的選擇壓,GLO的突變很可能就是隨機的。很多互相之間十分相似的物種,有的有GLO,有的沒有,有的物種食用著足夠的VC但是GLO卻隨機恢復了活性,跟相似物種比起來它們的生存能力也完全不受影響。可見GLO的突變對於從食物中攝取足夠VC的物種來說,是中性的,既不產生正向也不產生反向的選擇壓。

畢竟,脊椎動物種類這麼多,植食性和雜食性物種這麼多,只有個別幾類失去了GLO,從整個脊椎動物的範圍來看確實是比較隨機的事件。

ref. Guy Drouin, Jean-Rémi Godin, and Beno?t Pagé. The Genetics of Vitamin C Loss in Vertebrates. Curr Genomics. 2011 Aug; 12(5): 371–378.

我來吐個槽

不是所有生物都是自養生物,即使自養生物也不是全保留所有酶系。生物是負熵體系,如果一個基因突變了也不能產生反向的選擇壓,慢慢有可能就年久失修漂變掉了。進化是不以主觀意志為轉移的,不會主動"廢退",遺傳基因沒有360一鍵清理。

攝入大量VC的草食和雜食動物中,乃至靈長類中,有的有GLO,有的GLO突變了,有的突變了又突變回來,看上去確實十分隨機。人類只能看到人類自己,但人類只是靈長類的一支,人類全都沒有GLO那是因為人類是從幾個祖先繁衍過來的,最早的祖先沒有就所有人都沒有。靈長類先祖這個群體,有的有GLO,有的沒有,結果有的繁衍出了猴子,有的繁衍出了猩猩,有的繁衍出了狐猴。它們的子孫就帶上了這個印記。

你們都期盼著我像某位大V一樣腦洞大開幻想一通硬找個理由,恐龍、火山什麼的都來了,但在沒有任何數據支持的情況下我更傾向於保持嚴謹,僅僅基於我能得到的信息進行有限度的推論,知之為知之,不知為不知。Glo酶雖然產生H2O2,但是在生物界實際生存狀況里找不到它對生存有任何不利的地方,要不你出資開個課題我們做一下GLO產生的H2O2在氧化應激條件下會對細胞產生什麼影響,也許能找個驚天發現出來。


答案很簡單:因為丟掉這個東西對我們適應有利

先列三個證據,由於缺乏人類這個基因的進化分析,所以我找到了一篇翼手目的研究論證了選擇而非隨機。

蝙蝠也不能合成維C

1,翼手目失去維生素C合成能力和靈長目不是一個時間

翼手目是在300萬年前,而靈長目是5800萬年前

2,很多物種都出現,似乎並非是隨機事件

目前鳥類中的雀形目,動物中的豚鼠均出現了維C不能合成的現象。

3,基因失活過程是一個假基因化,而且呈現選擇壓力

——————正文部分——————

我們本來能合成維生素,但是我們進化過程中,把這個東西給選擇掉了。

第一部分,我們何時丟掉了這個合成基因?

關於維生素C本身的合成,其實很多答案講的非常完善了,我們就看一下,什麼時候,我們喪失了維生素C的合成能力?

答案是恐龍滅絕的那個時候。

這是我們近親們的比較,LGO也就是維生素c合成的一個關鍵酶失效的時間如下圖所示。

在大約為6300-6000萬年前,早期靈長類分化出簡鼻亞目(Haplorrhini)以及原猴亞目(Strepsirhini)兩大類[1]。

前者是我們的直系祖先,特點就是上嘴唇沒有直接連著鼻子,所以可以做很多面部表情哈哈

而另一類是這樣子的

很快的,前者隨即喪失了維生素合成能力,而後者卻保留有該能力。當然了,進一步,最早喪失了維生素C合成的簡鼻亞目是5800萬年前分化的,也就意味著, 我們維生素C的合成能力是在6300-5800萬年前[2]

這是巧合嗎?

二、並非巧合!

偶然嗎?巧合嗎?

要是只有某個族群缺乏維生素C合成能力,你可以用隨機漂變建立者效應之類的解釋,對於一大類生物,都缺乏,用偶然來解釋,不管你信不信,我是不信!!!

其實第一部分給大家反覆看到的時間節點,就是一個最為關鍵的時間點

大部分人都知道,大概在6500萬年前,地球發生了一次超級災難,有人說是小行星撞地球,有人說是火山噴發,有人說是恐龍放屁,反正結局只有一個,恐龍(除了雞之類)大部分滅絕了。

恐龍的滅絕,最大的好處在於:籠罩在哺乳類頭頂上的烏雲徹底消失了。

要知道,跟絕大多數人認識相反的是,地球上每一次生命的巨大改變,並非進化起作用,而是地球變化的作用。

在天地的力量之下,生命其實很微小的,所以進化只是做了一點小貢獻而已。

如果沒有奧陶紀大滅絕,寒武紀的統治者們會是地球的王,爬行類根本無法統治地球;

如果沒有白堊紀大滅絕,存活1.6億年的恐龍依然漫步地球,哺乳類永遠只是躲在陰暗的角落裡。

哺乳類,從出現在地球,到登上地球的統治舞台,沉默了2億多年。

我們一直戰戰兢兢的在地球霸主恐龍的夾縫裡求生存,如履薄冰,如臨深淵。

直到有一天,地球給了我們機會。

那個恐龍時代只有老鼠大小的哺乳類,最終成長為人類,成為地球的主宰之一。

當恐龍滅絕後,哺乳類贏來了人生的第二春,在沉積了2億年後,哺乳動物開始大爆發。

而大爆發的時候,給我們帶來機會。

第三、並非偶然的進化

事實上,進化上雖然有很多隨機事件,這一點 @趙三川說的很好。

但是,突變之後,選擇也是很重要滴。

如果我們合成維生素C的能力丟失後使得我們本身不利於生存了,那麼必然會被淘汰,從而留下可以合成維生素C的猴子。

那麼維生素C的喪失有什麼意義呢?

1、被替代,減少了消耗

有一點非常值得注意,那就是靈長類喪失維生素合成能力是與喪失分解尿酸能力同時進行[3,4]。

大家經常去醫院體檢會知道有一項尿酸指標,這東西人體無法分解,經常大量食用海鮮肉類或者喝水少會導致尿酸高!

尿酸是一種很重要的強還原劑,它可以發揮部分維生素的功能。而人類的尿酸酶基因失活的時間大致和維生素C失活一致。

好處在哪裡?

尿酸可是代謝產物,而維生素C是合成產物。

如果一個代謝產物可以替代合成產物,那麼,人體何必選擇去合成呢?

對於高等靈長類而言,分別喪失了古洛糖酸內脂氧化酶與尿酸酶對早期靈長類適應變化的環境,以及保護機體降低癌變速率,延長壽命等起到了推動性的作用

2、穩定後促進進化。

請注意穩定後這三個字哈。

維生素C的重要作用之一是抗氧化,而當靈長類度過了最初的艱難時刻後,缺乏維生素C大大的加速了靈長類的分化。由於相對抗氧化劑的減少,導致機體內氧化自由基增多,於是基因突變更加活躍,最終推動了古人類從靈長類中出現[5,6]。

至於如果靈長類缺了維生素C怎麼辦?吃唄,自然界那麼多維C。

如果吃不到怎麼辦呢?死唄,所以過去航海很不容易。

進化就這麼殘酷,人類成為雜食性動物的優勢之一,擴大了我們的食譜,不至於像太單一的某些生物因為食物鏈受到影響,所以大熊貓吃竹子,在山裡活,而人類卻可以生活在撒哈拉沙漠,在青藏高原,在北極,更別提廣袤的平原地帶。

我們身體不必事事親為,合成所有的東西,比如必需氨基酸我們就不需要合成,這可比VC關鍵多了。

如果我們把大量的精力和能量消耗在了合成這些東西上,那人類就別想著九天攬月、五洋捉鱉了。

這就是進化,進化從來不是走向高大全,而是走向最利於本身的傳承。每種生物都有自己的策略。

就像人類不能光合作用一樣,這本身就是一種選擇的結果。

最後,談進化不談選擇那就是耍流氓!

ref.

[1]Pollock J I, Mullin R J. Vitamin C biosynthesis in prosimians: evidence for the anthropoid affinity of Tarsius[J]. American journal of physical anthropology, 1987, 73(1): 65-70.

[2]Goodman M, Porter C A, Czelusniak J, et al. Toward a phylogenetic classification of primates based on DNA evidence complemented by fossil evidence[J]. Molecular phylogenetics and evolution, 1998, 9(3): 585-598.

[3]Johnson R J, Gaucher E A, Sautin Y Y, et al. The planetary biology of ascorbate and uric acid and their relationship with the epidemic of obesity and cardiovascular disease[J]. Medical hypotheses, 2008, 71(1): 22-31.

[4]Wu X W, Lee C C, Muzny D M, et al. Urate oxidase: primary structure and evolutionary implications[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1989, 86(23): 9412-9416.

[5]Bánhegyi G, Braun L, Csala M, et al. Ascorbate metabolism and its regulation in animals[J]. Free Radical Biology and Medicine, 1997, 23(5): 793-803.

[6]Challem J J. Did the loss of endogenous ascorbate propel the evolution of Anthropoidea and Homo sapiens?[J]. Medical hypotheses, 1997, 48(5): 387-392.

ps:

a Serena Yu批判我「腦洞大開幻想一通硬找個理由」,真的不至於,不就是觀念之爭,至於嘛

以後再也不指出別人錯誤了——打臉有風險 - 生生不息 - 知乎專欄

我可真的不是腦洞大開,我的主要觀點來自於《evolution study on vitaminiC synthesis of chiropterans》

1,恐龍滅絕的節點和維C失活的節點是在一起的

2,恐龍滅絕涉及到了哺乳動物獲取生態位的問題。

至於恐龍滅絕理論,隨手Google scholar,這種研究不要太多,我提到的火山,小行星和廢氣問題都是有正規的研究論文的

b關於蛋白質產生尿酸的問題

原文我用蛋白質來替代是方便理解,不過有人覺得不嚴謹,我就修改一下,另說明:蛋白質代謝是有嘌呤的,有興趣的去翻生物化學教材


因為,合成維生素是一個非常複雜的過程。

比如合成維生素b12,就要動用二十二種蛋白質,而製造這些蛋白質需要經過很多道工序。但蛋白質卻具有專一性,所以這些蛋白質是一次性用品,如果需要的量太少,就會造成浪費。

還有些維生素即使動物本身也不能合成,需要相應細菌的參與才可以。為了某些微量維生素,人體還要養一群細菌,重新進化腸道菌群,甚至再進化個胃出來作為細菌的溫床,這就有點得不償失。

而這些需要很多的能量成本,物料成本,最重要的還有時間成本和場地成本。如果我們可以從外界攝入維生素,我們就可以把這些資源用來干更有意義的事,比如提高智商。

而且我們攝入維生素極其簡單,比如我們靈長類動物的祖先,早就開始食用果實和葉子。這些食物為它們提供了豐富的維生素C,遠遠超過實際需要。

古代猿人之所以更聰明的原因之一,也是因為他們吃東西「挑三揀四」,沒營養的不吃,不好消化不吃,有毒性副作用不吃,所以寶貴的時間和體力資源就可以用來研究科技,比如鋒利的骨刀,貼身舒適的皮毛衣服。

要知道,思考可是很費體力的。

更何況,生物的進化其實就是一點點小優勢經過時間累計所導致的。

看似節省了一點點,但每一天節省一點,一輩子就節省了非常多。每個個體節省一點,整個物種就能節省出巨大優勢。

同樣的環境,我能活下去你就活不下去。我能存活100個,你只能存活10個。一場大災難發生,比如瘟疫,數量多的物種能延續下去,數量少的可能就絕種了,這就是優勝劣汰,物競天擇。


進化並非完全來自直接的選擇壓力,群體中基因的隨機飄變也能影響基因頻率。翻譯成人話就是,趕巧碰上了。

維生素或是機體所需的其他什麼玩意兒,從頭合成往往涉及到一條長長的生化反應鏈。你知道,工藝流程越長的,可靠性就越低,也就是出閃失的概率更大。

有些重要的物質,比如代謝相關的一些多肽呀脂類呀寡糖啥的,一旦供應商出了啥閃失,人就掛了。所以在漫長的歲月中,這類關鍵物質的合成途徑經過殘酷的篩選,進化成了網狀而不是單鏈。出現了若干補救途徑,極大降低了供貨中斷的風險。

然而有些物質,就拿維生素C為例,它的合成中斷並不會讓人掛掉,因為食物中富含大量VC。所以,突變個體還是和其他猿人一樣活蹦亂跳。既然沒有針對它們的篩選壓力,那它們就會活下去。

這時候可以分兩方面考慮了。一方面,基因的突變是隨機的,所以猿人合成維生素C的能力是有一定概率會壞掉的。然而,氣人的是,這些壞掉的個體仍然身體倍兒棒子孫滿堂,子孫不合成VC也照樣活得精彩。好了,現在你考慮下,一個東西壞了,嘛事兒沒有;沒壞呢,也沒啥優勢。貌似跟遺傳飄變里說的中性突變是一個意思嘛。所以,天長日久,不合成維生素的基因頻率可以變高,而且可以越來越高。在這個群體中的某個家族碰巧成了現代人的祖宗,也沒什麼好奇怪的了。

另一方面,也許合成維生素也消耗不了太多營養和能量,但這一點浪費,也可以聚沙成塔呀。突變個體哪怕只省下一點資源,也許只提高了0.01個百分點的生存優勢,但這優勢在世代傳遞中是可以利滾利的呀!世代積累下來的總量就不得了了!最終可以佔據絕對數量優勢的。這也可以是我們失去合成維生素的重要原因呀。


人類的進化過程並不是一條單線,而是多線一起並進的,其中有很多很多種的人種,因為各種原因,失敗了,消失了,就像國家一樣,或者與其他的人種,同化而消失。

所以你說的,可能確實存在著這一種可以合成維生素的人種,但是不幸被滅絕了?被其他 的人種消滅?或者同化的可能性也是存在的。

至於你說的一種可能是因為早期人類存在可以合成維生素的能力,但是因為這種能力導致人類減少了因為進食而補充維生素的壓迫性,也就導致人類減少了對打獵,和收集失誤的動力,導致人類因為不需要吃更多的食物來補充維生素,但是產生的惡果是人類進食量少,身體瘦弱,打獵的技能退化,最後因為敵不過身體更壯,捕獵技能也就是早期軍事技能的其他人種,而消失。

反過來說,當時人類都存在這維生素合成的能力,但是有一個人,基因變異,沒有了這種能力,或者這種能力比較弱,使得他因為身體的本能而花更多的時間和精力捕食獵物,提高自己的打獵能力,因而身體更壯,族群的軍事技能更強,而吞併了其他的種族,種族中這種勇武好鬥的性格導致所有人都習慣於獵捕食物,補充維生素,因而外部的能量和維生素補充更加穩定和充足,人類對自身合成維生素的需求更低,久而久之,人類合成維生素的能力越來越弱了。最後逐步消失。

還有就是不存在一個人種有合成的能力,另一種沒有,所有的人種都有,但是由於人類捕獵技術都是同步的提高,分布在世界各地的人都學會了更加有效的捕獵技巧和種植植物的能力,補充的維生素和其他的營養更加多元化和充足,導致所有的人類合成維生素的能力都退化了。最後消失。

這種過程持續了幾百萬年。消弭了世界各地人的維生素合成的退化速度的差異性。


人不僅「放棄」了自我合成維生素,還「放棄」了光合作用呢!按題主的想法,咱自己光合作用,自己轉化光能多好?

題主這樣想,是忽略了一條自然法則「生物與環境無法分割」。舉個栗子吧:

你要用車,並不意味你要從鑄鐵開始,生產一輛車。而是從環境入手,有賣車的4S店,也有計程車,公交車??,環境滿足你用車的需求,你就不必從頭生產。

維生素雖然對題主很重要,但環境里有供應者啊!你只需要知道如何獲取就好。

至於維生素合成機制是如何消失的,科學界暫無答案,因為這事情發生在多細胞生物早期,且基因丟失需要繁衍許多代才完成,而且現在還沒有從古生物化石中獲取大量基因信息的有效手段,所以難以捉摸。但是從現有的基因操縱手段中,隱約能猜測一些:

1,基因調控中,最早最廣泛出現的是「操縱子」一類。這類調控大意是:當產能過剩時,停止生產。對於維生素合成角度而言,就是當體內維生素不缺乏時,就停止合成維生素。試想,當多細胞生物與產維生素的微生物行成互利共生關係時,操縱子起作用,並且維生素合成相關基因的其中一步或幾步處於「常關」狀態。

2,由於環境能供給維生素,導致這些多細胞生物,即使維生素合成的基因突變,也不影響其生存,使得突變基因得以保留和傳承。

3,由於突變是隨機的,同種多細胞生物的不同個體,他們突變位點也會不相同。攜帶不同突變位點的同類雜交,將產生種類越來越多的突變形式。

4,由於維生素合成基因突變不影響生存,也就不存在以生存和繁衍為代價的篩選,非突變個體與突變個體的雜交也會正常進行。

5,然後就是數學問題了,非突變型只有一種,但數量多。突變型可能有許多種(考慮到維生素合成涉及到幾十個基因,種類著實不會少),且突變型雜交子代必為突變型,突變種與非突變種雜交子代也會攜帶一份突變基因。然後,許多代後,突變型越來越多……


正是人體自身不能合成,但是又離不開,才叫維生素的啊!

那問,為什麼偏偏不能合成這幾類物質?

答案是:需求量很少,一個人個把月也就需要幾毫克甚至不到一毫克(比一毛錢紙幣的百分之一還要輕),很容易從自然界獲取。而合成它們牽扯的反應鏈又很複雜,耗費人體的能量就越多,於是長久生存優勢的選擇下,沒有那些繁贅基因的群體活得比較容易,佔了大多數。

你問道,那些節省的能量才多少,不至於吧?

我就問你:你挨過餓嗎?差不多餓死那種?

另外和這位朋友@葛蘭西和孤獨的討論也是值得注意的,許多人應該也會有相同的疑惑,我來統一作答。

他質疑:你這進化論學跑偏了。不能合成維生素C是個中性性狀,或者是個有小害但選擇壓不大的性狀,它就能遺傳下來。我們的祖先恰好有這種缺陷,但因為有別的優點而活下來,不能因此把缺陷說成是優點。這個問題的最簡答案應該是:碰巧。

我的回答:和能量代謝有關的基因型都是很重要的,缺一不可,因為大腦的消耗實在太大了,你可能還無法接受這個現實,人類進化大腦而被「進化」掉的基因還有很多很多,比如油性汗腺、體毛。巧合是有,但是維生素族類的化合物成分很多,這幾十種化合物(數目這麼多)的「中性漂變」都是巧合?這用巧合解釋是不是有點欽定的味道?


應該說,並非我們的祖先「進化出」不合成維生素C的能力,而是在進化過程中偶然丟失了這個能力才對。

由於我們祖先的主要食物中富含維生素C,且我們祖先的消化系統能夠從食物中吸收維生素C,所以帶有這種有害缺陷突變基因的個體沒有被大自然淘汰,於是無法合成維C的基因就流傳下來了。但這個時候我們的祖先中仍有人能合成維生素C。

然後,在此後另一個偶然進化事件中,我們祖先族群出現某種差點全部滅絕的危機事件,整個族群只有少數個體存活下來。很巧,倖存下來的那一批個體,都是帶有這個基因缺陷的。從此我們先祖的族群中,就再也沒有能合成維生素C的基因了。

沒有建立淘汰機制的基因留存並取代原有基因,這種事情在進化史上應該很常見。


沒那麼複雜。

其實很大可能就是有個生活在石器時代也可能生活在古猿時代或者更早的某位人類的祖先,他碰巧基因突變失去了合成維生素的能力(之所以失去可能根源在控制合成維生素的基因比較不穩定,待查資料),由於人類祖先食譜上水果肉類等比較全面,保證了他沒有因為失去合成維生素的能力而受到任何損害,當時的人也根本不存在維生素這個概念,吃好喝好,能生孩子足矣。

更巧的是他能征善戰,是人類歷史上的大英雄之一,戰神之一。征伐了不少部落,留下無數野種。所以他的後代都失去了這種能力。

所謂優勝劣汰,沒有絕對的優,也沒有絕對的劣,有時候不過就是蝴蝶效應,有時候就是一念天上一念地下。

基因既可能在千百代人身上緩慢積累變化,也可能由於一代梟雄的無數野種而瞬間有所不同。

要知道現在所有人的祖先都能追溯到非洲的某位祖先,那麼他身上的某個優點或者某個缺陷就會出現在今天所有人身上。

縱使此人有無數缺點,一招鮮吃遍天,可能是因為他能生,也可能他能打,也可能他善於洗腦精神控制,無論如何他的後代存活了下來直到今天。


如果關鍵基因突變,個體致死或生存堪憂,還沒生娃,該個體掛了,該突變沒法代代相傳。

然而,生物可以從外界攝入Vc,Vc合成重要基因GLO即便突變,一些哺乳動物自身無法合成Vc,也不影響生存。GLO突變可以遺傳下去。

為什麼GLO突變會傳遞下去?

從進化來講,這兩種說法都合適:

1.GLO有害,導致GLO突變傳遞下去。

Vc可通過食物獲得後,GLO變得不重要。合成一個不重要的基因,需要耗能,因此生物體把GLO突變掉更節約資源。

同時GLO合成的Vc和外界攝入的Vc加一起,Vc太多,還原性強,產生大量H2O2和自由基,有害健康(對這說法表示懷疑,不知目前過量補充Vc的人,是否體內自由基也過量)。

如果是這樣,第一個產生GLO突變的個體,減少了耗能,和它的同類相比更有優勢。微小優勢隨時間推移,逐漸放大,導致攜帶GLO突變的後代更適合生存。

因此,如果是這個假設,GLO突變最早可以追溯到單位點突變,追溯到一個祖先。

2.GLO不重要,導致GLO突變傳遞下去。

某個體GLO突變,基因不重要,突變不突變無所謂,突變通過後代傳下來。隨後,突變GLO代代相傳,上面累積的突變越來越多,這個基因徹底退出歷史舞台。

沒用就會淘汰。如果是這樣,GLO並非通過一個突變個體往下傳。而是一段時間內,很多吃瓜果蔬菜攝入Vc的個體都能容忍GLO出現不同位點突變,每個突變位點都能傳遞下去。所以能看到GLO的突變追溯到多個祖先。

在進化中,一個基因因有害而突變,是強選擇,可以追溯到少數祖先。一個基因因無用而突變,是弱選擇,可以追溯到很多祖先。通過這個方式,可以確定GLO突變如何傳下去,Vc為何變成維生素。

在沒做這些分析前,這兩種說法都合適。


部分答案對進化論有點擰吧了。

VC合成能力的喪失是一個可以確定的基因缺陷,不要一臉這不是缺陷這就是我們進化出來的優勢。至少缺失這種能力嚴重影響了原始人在寒帶地區的生存能力。

所以這不是優勢基因而是影響不大的劣勢基因。

VC合成能力不僅僅是人類沒有,相近的幾種靈長類都沒有,應該就是共同祖先發生了某種異常突變。靈長類之所以帶著這個基因活的好好的單純是因為食譜覆蓋了缺陷。至於為什麼這種基因缺陷能擴散開來,可能有其他原因,但是隨機事件的概率也很大。我舉個例子,單眼皮基因是隱性純合子缺陷基因(單眼皮等同於提瞼肌發育不良,對比雙眼皮),但是在黃種人里一樣擴散開了。


我想,哲學地,可以問:為什麼我們進化出了需要依賴維生素的身體?

(圖文無關)


進化都是倒逼的

所謂進化的壓力

就是說,你不進化出這個功能,你就會死,你這個物種就會團滅

而上古猿人喪失了合成VC的能力

不要緊

上古猿人還有一張嘴,可以食用各種漿果

——漿果里的VC可是大大的有

既然從外界攝入的VC已經滿足了機體的需求,那就不存在這方面的進化壓力了


很多答案都是「隨機說」,就是說能否合成VC對生存沒影響,所以人類在某次突變失去了這種能力的個體也會很容易的生存從而把突變留給後代。

我不是很贊同,如果對生存的影響是完全中性的,那麼有無突變的個體應該都能以同等機會生存下來,我們看到的就是一部分人群可以合成,一部分不能合成。這種現象其實很常見,比如大家都熟悉的乙醛脫氫酶突變,無論是有突變還是無突變的人群數量都很大,但是因為對生存的影響中性,所以兩者都可以觀察到。

但是回到合成VC這個突變,事實上是只有有突變的人生存下來,無突變的一個不剩。這樣極端的結果是否說明這個突變會帶來某些生存優勢,只是我們不知道呢?我覺得是有可能的。

此外,除了人類,對於合成VC能力的喪失都是以物種為單位的,從來沒有觀察到一個物種同時包含兩種基因型,也削弱了「中性說」的理論。


同意高票答案的看法,食物中維生素C含量實在太豐富,自己能不能合成基本是無所謂的,可以看成隨機事件……

補充一點,人類並不是所有維生素都不能自己合成。在陽光充足的情況下,人體自身可以合成維生素D3。並且現在認為,人體自身合成的維生素D是人體內獲取維生素D的主要途徑。維生素D3由紫外線照射7-脫氫膽固醇經光照後進行光化學反應轉變成,動物皮膚細胞中含有7-脫氫膽固醇,所以多曬日光是獲取維生素D的簡易方法。寒冷地區的人們由於衣服厚重,受陽光照射少,所以更容易維生素D缺乏。

維生素D跟維生素C相比,食物中含量沒那麼豐富,通過曬太陽又很容易合成,所以合成能力就很有必要保留吧。


1、人類可以選擇通過食物獲取足夠的VC,選擇合適的食物就可以,反正都必須想辦法獲取食物,那就順便把相應食物中的VC也利用上。

2、可以選擇自身合成VC,需要身體保留所有關於VC合成的相關維持系統,但還是要想辦法獲取食物,而獲取的食物中通常都能提供足夠的VC,於是VC合成功能經常性待機。

3、VC合成功能待機了好久......

4、VC合成功能確定多餘

5、出現了排除了VC合成功能的個體

6、排除了VC合成功能的個體活得很好

7、越來越多的『排除VC合成功能的個體』出生,並且活得很好

8、『排除VC合成功能』成為了人類繁衍和進化過程中的共同趨勢

於是就成了現在的樣子。

就人類自身而言,只要是確定可以通過外部環境or附屬工具替代的功能,就會在繁衍進化的過程中漸漸消失。

這個道理也適用於絕大多數生命體。把需求的事物都儘可能地和自身關聯起來,在所有這些圍繞需求展開的事物和關聯中,不能確切的依靠外部獲取的部分以及最核心的部分都會成為『自我』;而其中確定可以依靠外部獲取的部分以及非核心的部分都會被漸漸排除到『自我』之外成為『我的』。


你吃吃辣么方便,幹嘛還要人家進化


我也有個類似的問題以及自己不那麼靠譜的解釋

人類因為不能繼續氧化尿酸有可能會得痛風。但是其他哺乳類不會因為它們是氧化到尿囊素。

我就很想知道為啥人類不氧化尿酸到尿囊素呢,那樣不受痛風影響啊……

然後我自己找到的理由是繼續氧化產生大量的活性氧。正常情況下人體內尿酸積累不會出大問題,但是活性氧多了那就要命了,所以人類選擇痛苦地多活幾年。

強行回答…希望提供給題主一個思路。


我們為什麼要進化出……

=========================================

你對進化論的理解有誤。

一直到基因技術出現以前,進化是一種篩選,是優勝劣汰,而不是主觀意願。

並不是你想擁有什麼好的基因就會得到什麼好的基因。

而是大量生育,隨機漂變,優勝劣汰。

優和劣並不是簡單的物理參數上的高大強,而是能不能適應環境。

一個差一點,但還能生存的物種,仍然還算適應環境。

因為猿人的基因突變了,喪失了合成維生素的能力。

但是由於猿人大量吃蔬菜水果,所以還能活下來而不是絕種。

反正都要吃蔬菜水果,能合成維生素的猿人比不能合成的優勢在哪裡?能淘汰掉對方嗎?不能?那就不具備進化的意義。

當然,反過來講,為什麼能合成維生素的猿人被不能合成的淘汰了,我想只能歸結為偶然因素,或者我們還沒有研究透徹的某種必然因素吧。


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