La lactosa es poco común en la naturaleza. Solo se encuentra en la leche de mamíferos (solo mamíferos placentarios); en ningún otro lugar. No es del todo obvio por qué los mamíferos desarrollaron la capacidad de producirlo. ¿Por qué los mamíferos no usan otro azúcar?
No sabemos cuándo los primeros animales comenzaron a producir lactosa. El primer animal que produjo leche fue el ancestro común de todos los mamíferos modernos (placentales, marsupiales y monotremas). Alguna evidencia sugiere que los primeros animales que produjeron algo parecido a la leche fueron los Cynodonts, que probablemente secretaron un líquido nutritivo de su piel (el origen y la evolución de la lactancia).
Cynodonts, en caso de que se lo pregunte, podría haberse visto así:
¿Por qué los animales no producen frutos en su cuerpo?
¿Qué pasaría si un polluelo naciera un día antes de lo previsto?
La evolución de la lactosa en la leche presenta un problema. Cuando los primeros mamíferos o cinodontes comenzaron a poner lactosa en su leche, su descendencia no podría haberlo digerido porque no habrían tenido la enzima lactasa. No habrían tenido la enzima lactasa porque la lactosa no existe en ningún otro lugar que no sea en la leche y la evolución elimina las enzimas que no cumplen una función útil.
Si la única función de la lactosa fuera alimentar a los primeros bebés, la glucosa o la sacarosa serían más eficaces porque los bebés podrían digerirlos. La glucosa, en particular, ya está presente en los cuerpos de los animales, por lo que sería fácil.
Otra razón para no usar lactosa es que hacerla es energéticamente costoso. La galactosa debe ser sintetizada y luego fosforilada por el trifosfato de adenosina y los azúcares deben ser activados por el trifosfato de uridina, que requiere más energía química (Composición Láctea – Lactosa).
Entonces, ¿por qué los mamíferos evolucionaron una secuencia complicada y costosa de reacciones bioquímicas para producir lactosa si no hace más que proporcionar carbohidratos?
La respuesta a esta pregunta proviene de considerar la evolución de la leche. Se cree que la glándula mamaria ha evolucionado a partir de glándulas apocrinas en la piel. En los animales modernos estas glándulas secretan sustancias antimicrobianas (glándula sudorípara ecrina – Wikipedia). La leche de los mamíferos modernos produce carbohidratos relacionados con la lactosa (galactooligosacáridos) que tienen propiedades antimicrobianas o prebióticas. Los prebióticos favorecen a los microbios saludables sobre los no saludables (leche humana y oligosacáridos relacionados como prebióticos).
Esto hace que parezca probable que las leches tempranas contengan oligosacáridos antimicrobianos y prebióticos, incluidas pequeñas cantidades de lactosa. Los niveles de lactosa aumentaron gradualmente a medida que aumentaban los niveles de la enzima necesaria, α-lactalbúmina. Los bebés desarrollarían gradualmente la capacidad de digerir la lactosa a medida que se volviera más abundante. Una vez que los bebés pudieran digerir fácilmente la lactosa, las madres podrían desarrollar la capacidad de producir mucha cantidad (Evolución de los oligosacáridos de la leche y la lactosa: una hipótesis | animal | Cambridge Core, El origen y la evolución de la lactancia).
Los marsupiales y los mamíferos monotremas nunca pasaron de la etapa de oligosacáridos y todavía incluyen aquellos como los carbohidratos principales en su leche con poca o ninguna lactosa.
En resumen: la leche contiene lactosa porque impide bacterias dañinas o fomenta bacterias saludables en los primeros ancestros de los mamíferos. Gradualmente, los niveles de lactosa en la leche aumentaron y los bebés desarrollaron la capacidad de digerirlo.
