Las celulasas pueden haber evolucionado varias veces de forma independiente (y / o diseminadas por transferencia lateral de genes) en la historia de la vida en la Tierra, pero, hasta donde se sabe actualmente, no estaban presentes en el ancestro común de todos los vertebrados.
Por lo tanto, ningún mamífero podría haber heredado genes de la enzima celulasa de sus antepasados.
Para que un mamífero desarrolle su propia enzima celulasa, las mutaciones necesarias requeridas para todos los pequeños pasos necesarios para producir una enzima celulasa tendrían que ocurrir primero, y luego seleccionarse.
O esas mutaciones no ocurrieron, o no fueron seleccionadas para cuando ocurrieron.
Si las mutaciones no ocurrieron (y recuerden que su ocurrencia es un evento fortuito) entonces ninguna cantidad de ventaja selectiva alguna vez podría dar como resultado un mamífero que secrete su propia celulasa, ya que la selección natural simplemente no tendrá variantes para seleccionar.
Si las mutaciones sucedieron, entonces podemos ver cómo podrían competir teóricamente en un sistema rival que involucra bacterias simbióticas, desde el punto de vista de la ventaja de la selección.
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Aunque digerir celulosa directamente no requiere compartir recursos y energía con bacterias, las bacterias ya han desarrollado sus propias enzimas celulasa, que han sido perfeccionadas por la selección natural a un cierto nivel de eficiencia, mucho antes de que los mamíferos aparecieran en la tierra.
Cualquier enzima pre-celulasa naciente que un mamífero pueda evolucionar de novo no sería, en sus primeras iteraciones, tan eficiente como las celulasas de bacterias ya evolucionadas. Al evolucionar la simbiosis con estas bacterias, un mamífero tendría acceso inmediato a estas celulasas de bacterias evolucionadas de mayor eficiencia. La diferencia en la eficiencia probablemente superará cualquier ventaja al no compartir recursos con simbiontes (muchos de los recursos que utilizan estos tipos de bacterias simbióticas son productos de desecho que un mamífero habría descartado de todos modos). Por lo tanto, la simbiosis evolutiva de los mamíferos puede haber tenido una ventaja inicial de cualquier competidor hipotético que estuviera desarrollando sus propias celulasas.
Los primeros pasos de la evolución de la simbiosis también son probablemente mucho más fáciles y mucho más probables que los primeros pasos de la evolución de la propia celulasa. Las bacterias productoras de celulasa ya están presentes en el material de la planta que los mamíferos estaban comiendo, y por lo tanto entrarían automáticamente en las tripas del animal simplemente por el acto de comer la planta. Mientras un pequeño número de esas bacterias lograron sobrevivir y producir celulasas por un período corto de tiempo dentro del intestino del animal, el mamífero habría sido capaz de dar los primeros pasos hacia la evolución de la simbiosis simplemente comenzando a comer las plantas.
Finalmente, hay algunas ventajas para un sistema simbiótico sobre la fabricación de las celulasas propias también. En realidad, hay muchas más células bacterianas en el intestino de un animal que las células intestinales de los animales. Y no todas las células intestinales del animal se pueden dedicar a secretar celulasas solas. Las células intestinales también deben estar dispuestas en una lámina, en el revestimiento del intestino, es decir, un espacio 2D, mientras que las bacterias en la cavidad intestinal pueden crecer en un espacio tridimensional. Mediante el empleo de bacterias simbióticas, es posible obtener un número mucho mayor de células productoras de celulasa, con una superficie total mucho mayor para la secreción de celulasa y una mayor intimidad de los secretores de celulasa con la superficie del alimento. Esto bien puede terminar siendo mucho más eficiente, al final, que la secreción de la propia celulasa, y dar como resultado una digestión superior de la celulosa, para su mamífero típico.
Cabe señalar que a través de los dominios de la vida en la Tierra, hay muchos más organismos que digieren con éxito la celulosa a través de la simbiosis con los productores de celulasa que productores de celulasa desarrollados independientemente. Dada la evolución inicial de los primeros productores de celulasa, la evolución de una simbiosis con los descendientes de esos productores de celulasa parece haber sido un camino evolutivo más fácil que la evolución de nuevas enzimas de celulasa de novo. (Dicha simbiosis también facilitaría la posibilidad de transferencias génicas laterales de genes de celulasa)
