ニシムラさま

みんなの広場へのご質問有難うございました。頂いたご質問の回答を、細胞壁成分に詳しい大阪市立大学の保尊隆享先生にお願いしましたところ、以下のような回答をお寄せ下さいました。私自身も勉強になりましたが、きっとお役に立つものと思います。

ご質問のように、動物はふつうセルラーゼを生産しません。しかし、必ずしもセルラーゼ遺伝子を持たないわけではありません。セルラーゼは糖質加水分解酵素の中でも非常に大きなグループを形成しており、12（14）のファミリーをあわせると、数百以上のセルラーゼ遺伝子があります。近縁のキシラナーゼやキチナーゼ、さらには基本的な反応を共有するβ－グルコシダーゼを含むと、その遺伝子の数は膨大であり、生物界に広く分布しています。動物でも、シロアリや二枚貝、そして線虫の仲間は、明らかにセルラーゼ遺伝子を持っています。したがって、動物が進化上セルラーゼ関連遺伝子を全く持ち合わせなかったというより、遺伝子は獲得したが進化の過程でその活性を発現しないようになったと考える方がよいと思います。
動物がなぜセルラーゼ活性を発現しないようになったのか。残念ながら、その答えはわかりません。１つの可能性として、栄養獲得上の必然性がなかったせいかも知れません。動物の体の主成分はタンパク質ですから、まずタンパク質を直接摂取するのが効率的です。また、エネルギー獲得の観点からは、結晶化していて難分解性のセルロースより、分解しやすいデンプン（あるいは脂質）の方が効果的な食糧です。この説明は純粋な草食動物にはあてはまりませんが、彼らはかなり初期からセルラーゼを生産する細菌と共生してきたと考えられます。
植物もふつうセルラーゼ活性を発現しません。しかし、その遺伝子はたくさん持っています。そして、器官脱離や果実軟化、あるいは通気組織形成時のアポトーシスの際のようにそれが必要な時にはセルラーゼ活性を発現し、自分の細胞や細胞壁を積極的に分解します。したがって、少なくとも植物に関しては、「ふだんはセルラーゼを生産すると自分の体を危険にさらすので活性を持たないが、必要が生じればその遺伝子を発現して利用する」と説明することができます。

保尊　隆享（大阪市立大学）