Красный вызывает сильную реакцию. Во всем мире это, безусловно, наиболее часто используемый цвет национальных флагов. Это может повысить уверенность в себе: исследователи обнаружили, что ношение красной одежды заставляет людей чувствовать себя более привлекательными. С другой стороны, согласно одному исследованию 2013 года, взгляд на красные предметы может вызвать более сильную боль. Что-то выигрываешь, что-то проигрываешь.
Возможно, красный не раздражал бы наш мозг так сильно, если бы он не был цветом человеческой крови. В этом отношении Homo sapiens далеко не уникален. От лесных волков до тигровых акул, у большинства позвоночных животных в жилах течет малиновая кровь. Этот оттенок создается гемоглобином, белком, который помогает нашей крови распределять кислород.
В начальной школе вы, наверное, узнали, что кровь состоит из трех типов клеток. Белые кровяные тельца - или лейкоциты - помогают нам бороться с вирусами, вредными бактериями и другими патогенами. Затем у нас есть тромбоциты, специалисты по борьбе с повреждениями, которые позволяют нашей крови свертываться. И последнее, но не менее важное: красные кровяные тельца. Их главная цель в жизни - переносить кислород, хотя они также доставляют углекислый газ в легкие, откуда его можно выдыхать.
Гемоглобин позволяет им выполнять обе задачи. Основной ингредиент эритроцитов, он связывает кислород и углекислый газ. Гемоглобин частично состоит из атомов железа, которые придают этому белку и, соответственно, нашим эритроцитам малиновый цвет. Поскольку тромбоцитов и лейкоцитов значительно меньше, чем красных, человеческая кровь сама по себе выглядит красной.
Но жизненная жидкость существует в цветовом спектре. Естественный отбор создал беспозвоночных с голубой кровью, рептилий с зеленой кровью и рыб с прозрачными жидкостями в венах. Сегодня мы познакомимся с некоторыми из этих любопытных тварей.
5: Зеленокровные сцинки Новой Гвинеи
Герпетологи не знают, зачем группе мелких тропических рептилий нужна зеленая кровь, но поиск ответа принял неожиданный оборот.
Новая Гвинея является домом для нескольких видов ящериц из семейства сцинков с лимонно-зеленой кровью. (Следовательно, их языки, мышцы и кости окрашены в различные оттенки зеленого.)
Как и у людей, у рептилий эритроциты богаты гемоглобином. Такие клетки не вечны, и когда они разрушаются (как в нашем организме, так и в организме ящериц), образуется биливердин, окрашенный в зеленый цвет. Большинство позвоночных отфильтровывают этот материал из своей системы кровообращения. Для них избыток биливердина может нанести вред клеткам, нейронам и ДНК.
И все же уровень биливердина в венах ящериц может убить человека. Более того, концентрация пигмента настолько высока, что он превосходит гемоглобин и делает их кровь зеленой.
16 мая 2018 года в журнале Science Advances была опубликована статья на эту тему. Его авторы провели генетическое обследование 51 вида сцинков в Австралии, Азии и на островах между ними. При этом были проанализированы шесть зеленокровных видов Новой Гвинеи. Оказывается, эти загруженные биливердином рептилии не имеют близкого родства друг с другом. Теоретически они развили зеленокровность независимо друг от друга, и каждый из них произошел от краснокровных предков.
Такая необычная черта не эволюционировала бы шесть раз, если бы не давала какой-то пользы. Но ученым еще предстоит определить преимущество наличия зеленой крови. Хищники, которые едят ящериц, не заболевают после этого, а сцинки маскируются не лучше, чем их родственники с дефицитом биливердина. Возможно, особая кровь помогала их предкам убивать паразитов, но для подтверждения или опровержения этого потребуются дополнительные исследования.
4: Ледяная рыба-крокодил
Названная так из-за своей длинной зубастой морды, ледяная рыба-крокодил (которых известно 16 видов) обитает в океанских водах вокруг Антарктиды. Экстремофилы устроены так, чтобы процветать в условиях, которые убили бы большинство других позвоночных. Крокодиловая ледяная рыба часто посещает очень холодные участки моря, где температура воды может упасть до 28,5 градусов по Фаренгейту (1,9 градуса по Цельсию). Это ниже точки замерзания пресной воды.
В необычайно холодной воде эритроциты превращаются в помеху. Кровь с высоким процентом этих клеток становится опасно густой и с трудом циркулирует, когда наружная температура становится слишком низкой. Вот почему у рыб, живущих в холодных водах, пропорционально меньше эритроцитов, чем у их тепловодных собратьев.
Крокодиловая ледяная рыба доводит это до крайности. В отличие от любого другого известного типа позвоночных животных, у них вообще нет ни эритроцитов, ни гемоглобина. Это потрясающе!
Теперь вы можете подумать: «Подождите секунду. Без гемоглобина или эритроцитов, как рыбы циркулируют кислород через свое тело?» Чтобы выполнить работу, они вербуют сам океан. Холодная вода естественно богаче полезным кислородом, чем теплая вода. Крокодиловые ледяные рыбы поглощают часть этого кислорода непосредственно из океана и направляют его в кровоток. Кровь сама по себе представляет собой бесцветную жидкость, и этот факт очень удивил первооткрывателя этих рыб, биолога Дитлефа Рустада, когда он препарировал одну из них в 1928 году. ездить на эритроцитах, чтобы передвигаться. Вместо этого он может перемещаться из точки А в точку Б внутри свободной от гемоглобина плазмы рыбы.
3: Осьминоги
Гемоглобин является ключевым компонентом системы кровообращения почти всех позвоночных животных. Однако многие бесхребетные существа используют альтернативный белок: гемоцианин.
Оба способны связывать и транспортировать кислород. Но в то время как гемоглобин содержит атомы железа, гемоцианин включает медь. В результате кровь, содержащая последний белок, выглядит заметно иначе, чем наша человеческая кровь. Когда кровь, богатая гемоцианином, насыщается кислородом, медь окрашивает ее в синий цвет.
Список беспозвоночных, которые полагаются на гемоцианин вместо гемоглобина, очень длинный. Ракообразные используют белок в своей крови, как и пауки и скорпионы. В список также входят некоторые моллюски, такие как всеми любимые многорукие умники, осьминоги. Да, друзья, у осьминогов - или, если хотите, у «осьминогов» - голубоватая кровь. Что еще более странно, у них есть три сердца, которыми они перекачивают эту жидкость.
В бедных кислородом глубоководных средах гемоцианин лучше, чем гемоглобин, переносит драгоценный кислород по венам животного. Осьминоги используют насыщенный медью белок, чтобы выжить в некоторых глубоких, холодных и полностью бескислородных водах. Кроме того, гемоцианин помогает щупальцам регулировать содержание соли в крови, чтобы оно соответствовало содержанию соли в воде, в которой они плавают.
Установка не лишена недостатков. Осьминоги с трудом приспосабливаются к колебаниям кислотности воды. Ученые используют шкалу pH, чтобы определить, насколько щелочной или кислой является данная проба воды. Исследования показали, что даже небольшое изменение локального уровня pH может ослабить способность гемоцианина связываться с кислородом в кровотоке осьминога. Последствия могут быть фатальными.
2: Мечехвосты
Человечество в большом долгу перед мечехвостами. Совершенно невольно эти морские беспозвоночные стали нашими союзниками в бесконечной борьбе с болезнями. И все благодаря их чудесной крови. Несмотря на вводящее в заблуждение общее название, мечехвосты не являются настоящими крабами. Они больше похожи на пауков - и, как и у этих паукообразных, мечехвосты имеют голубую кровь, наполненную гемоцианином.
Но в их крови есть и кое-что еще. Видите ли, мечехвосты не имеют лейкоцитов, что должно сделать их уязвимыми для многих видов вредоносных бактерий и вирусов, бродящих по океану. Не беспокойтесь: эволюция дала существам с твердым панцирем новый способ борьбы с болезнетворными микроорганизмами.
У мечехвоста в крови есть движущиеся клетки, называемые амебоцитами. Когда один из них находит бактерию, он выделяет быстро свертывающийся гель, покрывающий злоумышленника. Это вещество, известное ученым как коагулоген, препятствует распространению нежелательных бактерий.
Для медицинского сообщества это находка. Законодательство США теперь требует, чтобы все экспериментальные внутривенные препараты проходили тест на загрязнение с участием крови мечехвоста. В нем образец лекарства смешивается с лазурной кровью беспозвоночного. Если какие-либо сгустки коагулогена появятся в течение 45 минут, исследователи узнают, что препарат содержит (возможно, вредные) бактерии. Таким образом, он не готов к использованию на людях. Чтобы удовлетворить спрос, некоторые лаборатории собирают этих крабов и берут образцы крови. Тех, кто пережил это испытание, отпускают обратно в океан.
1: Брахиоподы
Любители ископаемых знают об этих ребятах все. Брахиоподы - обитающие в океане животные, внешне напоминающие моллюсков. У них есть две сочлененные раковины - или «клапаны» - каждая: одна находится под животным, а другая покрывает его сверху. Эти существа, обитающие в различных морских средах обитания, отфильтровывают из воды крошечные частицы пищи. Хотя существует более 300 живых видов, большинство людей связывают плеченогих с доисторическими временами, потому что существа с твердым панцирем непропорционально хорошо представлены в большей части палеонтологической летописи.
Существующие брахиоподы не полагаются на гемоглобин или гемоцианин для доставки кислорода в кровь. Эта задача возложена на гемеритрин, еще один пигментированный белок. Как и гемоглобин, он содержит атомы железа, хотя и в другом расположении. Гемеритрин делает дезоксигенированную кровь либо бесцветной, либо слегка желтоватой. Однако, как только кровь начинает насыщаться кислородом, она приобретает оттенок от фиолетового до розоватого.
Вы также можете увидеть такую кровь у морских червей Sipuncula. Прозванные «арахисовыми червями» из-за их сегментированного вида, жуткие ползучие обитают в песке, грязи, расщелинах и незанятых раковинах среди других мест.
У других морских червей система кровообращения другая. Если ныряльщик заметит живую полихету, плывущую по волнам, он или она может принять ее за разумную перьевую тряпку. Большинство этих червей покрыты щетинками и щупальцами, функция которых варьируется от вида к виду. У одних кровь красная, а у других зеленая. Последние используют кислородсвязывающий белок хлорохурион вместо гемоглобина. В концентрированном виде вещество кажется зеленым. У этих новогвинейских сцинков явно есть компания
Часто задаваемые вопросы о крови разного цвета
У животных есть голубая кровь?
У некоторых животных голубая кровь. Это происходит, когда в крови животного содержится большое количество меди.
У какого животного пурпурная кровь?
Арахисовые черви, разновидность морских червей, имеют фиолетовую кровь. Это связано с наличием гемеритрина, белка, связывающего кислород.
У каких животных кровь разного цвета?
Некоторые виды пауков, ящериц и морских животных имеют синюю, зеленую или даже фиолетовую кровь в зависимости от белков в их телах.
Кровь какого цвета у осьминога?
Осьминоги эволюционировали с кровью на основе меди, а не на основе железа, как у людей. По этой причине их кровь синего цвета.
Кровь осьминога черная?
Нет. У брахиопод черная кровь. У осьминогов есть кровь на основе меди, называемая гемоцианином, которая может поглощать все цвета, кроме синего, который он отражает, поэтому кровь осьминога кажется синей.