ビタミンを作る側のメリット

質問

ビタミンK、パントテン酸、ビオチンなど、
人間は多くのビタミンを、腸内細菌からもらっているそうですが、
与える側の細菌にとってのメリットってあるのでしょうか。

多くの生物にとって、これらの物質は自分で作れるのに、
腸内細菌を共存させて入れば、わざわざ代謝経路を保持するコストもかからないので、
人間を含む少数派の生物が作れない。
そして、細菌にとってはとくにメリットはないが、自分に必要なので作っていて、
その一部を体外に放出するとか、死んでから放出されるということでしょうか。

とくにビタミンKなどは血液凝固にかかわる因子のようですが、
これを腸内細菌が作るのは不思議に思います。

回答No.3

yanachu · ベストアンサー

＃２です。

たまたま腸内細菌が作る、自身のために必要な代謝経路での産物が、たまたま人間の凝固因子にマッチした、と＃２でも述べたのですが。

細菌が、たとえばビタミンＫを作るメリット（？）は、自身が生きていくために必要だから。
細菌たちは、人間を生かすためにわざわざビタミンＫを作っているわけではありません。

（ざっと調べてみたら、ビタミンＫ（メナキノン）は電子伝達系の補因子のようですね、コエンザイムＱ（ユビキノン）のような）

（メナキノンに代わる補因子がほかになければ、メナキノン欠損株は死にます、競争以前の問題で）

決して「余分なことにエネルギーを使っている」訳ではないはずです。

お礼

ご回答ありがとうございました。

あなたも私も、はじめから、
細菌が、わざわざ人間のためにビタミンを作るなんてありえないことだと思っていますし、
なにか細菌にとって利用価値がなければビタミンなんて作らないと思っているんですよ。

回答No.2

yanachu

>与える側の細菌にとってのメリット

安定した生息環境（温度と栄養）、細菌にとってこれに勝るメリットはないのではないでしょうか。

>ビタミンKなどは血液凝固にかかわる因子のようですが、これを腸内細菌が作るのは不思議

人間の都合から見たら不思議かもしれませんが、別に細菌は人間の血液凝固を助けようと思ってわざわざ作ってあげてるわけじゃないでしょう。
詳しくは分かりませんが、細菌が生きていくうえでの代謝産物か何かではないですか？

たまたま血液凝固を助ける物質を作っていた細菌が、たまたま動物（人間）の腸内に入ったとき、人間の都合にあったから共生が始まって今に至るだけでしょう。

補足

お二人からのご回答のおかげで、より自分の疑問点が明らかになりました。
私が知りたいのは細菌のメリットというよりも、細菌がビタミンをつくる代謝経路を持ち続けられるメリットでした。

つまり、一部の果実食の哺乳類や鳥類は食物からビタミンCを食物から十分に摂取することができるので、本来、自分で合成できるビタミンCの合成経路を失ってしまったようです。
合成するにはそれなりのコストもかかるでしょうから、食べ物から摂れるのなら作らない方が得策なのです。
そして
合成に関わる遺伝子に突然変異が起きても不利にならない状況ならば、その遺伝子の機能は失われて当然でしょう。

ヒトにビタミンK、パントテン酸、ビオチンなどを与えている腸内細菌も、
もしも、自分にとってのメリットがなければ、これらのビタミンの合成経路を進化させたり維持することはできないはずです。
余分なことにエネルギーをつかう余裕はないはずです。
同じ腸内で、これらのビタミンを作らない株と作る株の間で競争すれば、前者が勝つことになりますから。

それなのに腸内細菌は、なぜビタミンを作っているのでしょうか。
自分で使うならわかりますが、血液凝固因子なんて・・・ということです。

回答No.1

nezusuke

生育するのに必要な栄養分が豊富な環境、一定した温度、微生物には　うれしい環境ではないでしょうか？

人間が　自ら作らなくても微生物との共存によって栄養素を獲得できたから、逆に　自ら作る方向には進化しなかったと考えられないでしょうか？

補足

回答ありがとうございます。
多くの哺乳類ではビタミンCは作れるのに、霊長類やモルモットなどではそれが失われているようです。
ビタミンAも多くの後生動物では合成できないが、より系統樹の基部で分かれた生物では作れるようです。
つまり、ビタミンの多くは「ヒトは作れないが、先祖をたどれば作れるもの」のようです。
だから「作る方向に進化しなかった」というよりも「わけがあって失った」と考えた方がよさそうです。

腸内細菌がビタミンを作れるようになるには、ビタミンを作るのに必要な代謝経路の遺伝子を進化させないといけません。
こういう遺伝子を持つようになるには、腸内細菌自信にとってのメリットが必要だと思います。

これらのビタミンが、現在の腸内細菌にも必要なものだとすれば、まだ納得できるのですが、血液凝固にかかわる物質を、単細胞の腸内細菌がつくってもしかたがないように思えます。
何か他の用途でもあるのでしょうか。