Красный цвет вызывает сильную реакцию. Во всем мире это, безусловно, самый часто используемый цвет в национальных флагах. Это может значительно 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 заставить нас испытывать боль более интенсивно. Что-то выигрываешь, что-то теряешь.
Возможно, красный цвет не провоцировал бы наш мозг так сильно, если бы не был цвета человеческой крови. В этом отношении Homo sapiens далеко не уникален. В жилах большинства позвоночных животных, от лесных волков до тигровых акул, течет алая кровь. Этот оттенок вырабатывается гемоглобином, белком, который помогает нашей крови распределять кислород.
В начальной школе вы, вероятно, узнали, что кровь содержит три типа клеток. Белые кровяные тельца — или лейкоциты — помогают нам бороться с вирусами, вредными бактериями и другими патогенами. Затем у нас есть тромбоциты, специалисты по контролю повреждений, которые позволяют нашей крови сворачиваться. Последнее, но не менее важное - это красные кровяные тельца. Их главная цель в жизни - переносить кислород, хотя они также доставляют углекислый газ в легкие, где газ может быть выдыхаем.
Гемоглобин позволяет им выполнять обе задачи. Основной ингредиент красных кровяных телец, он связывается с кислородом и углекислым газом. Гемоглобин частично состоит из атомов железа, которые придают этому белку — и, следовательно, нашим красным кровяным тельцам — малиновый вид. Поскольку тромбоцитов и белых кровяных телец значительно больше, чем красных, человеческая кровь сама по себе выглядит красной.
Но жизненно важная жидкость существует в цветовом спектре. Естественный отбор создал беспозвоночных с голубой кровью, зеленокровных рептилий и рыб с прозрачными жидкостями в венах. Сегодня мы познакомимся с некоторыми из этих любопытных созданий.
1. Новогвинейские сцинки с зеленой кровью
Герпетологи не знают, зачем группе мелких тропических рептилий нужна зеленая кровь, но поиск ответа только что принял неожиданный оборот.
В Новой Гвинее обитает множество видов ящериц из семейства сцинковых с лимонно-зеленой кровью. (Следовательно, их языки, мышцы и кости имеют различные оттенки зеленого.)
Как и у людей, у рептилий есть эритроциты, богатые гемоглобином. Такие клетки не вечны, и когда они разрушаются (в нашем организме, а также в организме ящериц), образуются отходы с зеленой пигментацией - биливердин. Большинство позвоночных отфильтровывают это вещество из своей кровеносной системы. У них избыток биливердина может повредить клетки, нейроны и ДНК.
Тем не менее, у ящериц уровень биливердина в венах такой, что убил бы человека. Более того, пигмент настолько концентрирован, что вытесняет гемоглобин и придает их крови зеленый оттенок.
16 мая 2018 года в журнале Science Advances была опубликована статья на эту тему. Его авторы провели генетическое исследование 51 различных сцинков в Австралии, Азии и на островах между ними. В процессе были проанализированы шесть новогвинейских видов с зеленой кровью. Оказывается, эти пресмыкающиеся, накачанные биливердином, не являются близкими родственниками друг другу. Теоретически, зелено-кровность у них развилась независимо — и каждый из них произошел от красно-кровных предков.
Такая необычная черта не эволюционировала бы шесть раз подряд, если бы она не приносила какую-то пользу. Но ученым еще предстоит определить преимущество наличия зеленой крови. Хищники, которые едят ящериц, впоследствии не болеют, а сцинки маскируются не лучше, чем их двоюродные братья с дефицитом биливердина. Возможно, что особая кровь помогла их предкам убивать паразитов, но потребуются дополнительные исследования, чтобы подтвердить или опровергнуть это.
2. Крокодиловая ледяная рыба
Названные так из-за их длинных зубастых морд, крокодиловые ледяные рыбы (из которых было распознано 16 видов) обитают в океанских водах вокруг Антарктиды. Экстремофилы созданы для того, чтобы процветать в условиях, которые убили бы большинство других позвоночных. Крокодиловая ледяная рыба часто встречается в жестоко холодных районах моря, где температура воды может резко упасть до 28,5 градусов по Фаренгейту (1,9 градуса Цельсия). Это ниже точки, при которой пресная вода замерзает.
В чрезвычайно холодной воде эритроциты превращаются в помеху. Кровь с высоким содержанием этих клеток становится опасно густой, и ее трудно циркулировать, когда температура снаружи становится слишком низкой. Вот почему у рыб, живущих в холодных водах, пропорционально меньше красных кровяных телец, чем у их собратьев в теплых водах.
Ледяные рыбы-крокодилы доводят это до крайности. В отличие от любого другого известного вида костистых животных, у них вообще нет красных кровяных телец — или гемоглобина. Это удивительно!
Сейчас вы, возможно, думаете "Подождите секунду. Как без гемоглобина или красных кровяных телец рыба обеспечивает циркуляцию кислорода по своему организму?" Чтобы выполнить свою работу, они привлекают к работе сам океан. Холодная вода, естественно, богаче полезным кислородом, чем теплая. Ледяные рыбы-крокодилы поглощают часть этого кислорода непосредственно из океана и отправляют его в свои кровеносные сосуды. Сама кровь представляет собой бесцветную жидкость, что по-настоящему удивило первооткрывателя этих рыб, биолога Дитлефа Рустада, когда он препарировал одну из них в 1928 году. В холодной воде так много кислорода, что после поглощения ему не нужно добираться до красных кровяных телец, чтобы передвигаться. Вместо этого она может перемещаться из точки А в точку В внутри плазмы рыбы, не содержащей гемоглобина.
3. Осьминоги
Гемоглобин является ключевым компонентом системы кровообращения почти всех позвоночных животных. Тем не менее, многие бесхребетные существа используют альтернативный белок: гемоцианин.
Оба способны связываться с кислородом и транспортировать его. Но в то время как гемоглобин содержит атомы железа, гемоцианин содержит 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, длинный. Ракообразные используют белок, содержащийся в их кровотоке, так же, как пауки и скорпионы. В список также входят определенные моллюски, такие как любимые всеми многорукие умники - осьминоги. Да, друзья, у осьминогов — или, если вы предпочитаете, "осьминогов" — кровь голубоватого цвета. Что еще более странно, у них есть три сердца, с помощью которых они перекачивают эту жидкость.
В глубоководных условиях с низким содержанием кислорода гемоцианин лучше, чем гемоглобин, переносит драгоценный кислород по венам животного. Осьминоги используют богатый медью белок, чтобы оставаться в живых в глубоких, холодных и полностью бескислородных водах. Кроме того, гемоцианин помогает существам с щупальцами регулировать содержание соли в их крови, чтобы оно соответствовало содержанию соли в воде, в которой они плавают.
Установка не лишена недостатков. Осьминогам трудно адаптироваться к колебаниям кислотности воды. Ученые используют шкалу pH, чтобы определить, насколько основным или кислым является данный образец воды. Исследования показали, что даже небольшое изменение локального уровня pH может ослабить способность гемоцианина связываться с кислородом в кровотоке осьминога. Последствия могут быть фатальными.
4. Мечехвосты
Человечество в большом долгу перед подковообразными крабами в мире. Совершенно невольно эти морские беспозвоночные стали нашими союзниками в бесконечной борьбе с медицинскими заболеваниями. И все это благодаря их замечательной крови. Несмотря на вводящее в заблуждение общее название, мечехвосты не являются настоящими крабами. Они больше похожи на пауков — и точно так же, как у тех паукообразных, мечехвосты имеют голубую кровь, наполненную гемоцианином.
Но в их крови есть и что-то еще. Видите ли, мечехвосты не имеют белых кровяных телец, что должно делать их уязвимыми для многих типов вредных бактерий и вирусов, обитающих в океане. Не волнуйтесь: эволюция дала существам с твердым панцирем другой способ борьбы с болезнетворными микроорганизмами.
У мечехвостов в крови есть подвижные клетки, называемые амебоцитами. Когда одно из них обнаруживает бактерию, оно выделяет быстро свертывающийся гель, который обволакивает нарушителя. Известное ученым как коагулоген, вещество препятствует распространению нежелательных бактерий.
Для медицинского сообщества это находка. Теперь по законодательству США все экспериментальные препараты для внутривенного введения должны проходить тест на заражение кровью мечехвоста. В нем образец лекарства смешан с лазурной кровью беспозвоночного. Если в течение 45 минут появятся какие-либо сгустки коагулогена, исследователи будут знать, что препарат содержит (возможно, вредные) бактерии. Как таковой, он не готов к применению на пациентах-людях. Чтобы удовлетворить спрос, некоторые лаборатории собирают этих крабов и берут образцы крови. Тех, кто переживает это испытание, выпускают обратно в океан.
5. Плеченогие
Энтузиасты ископаемых знают все об этих парнях. Брахиоподы - обитающие в океане животные, внешне напоминающие моллюсков. У каждой из них по два сочлененных панциря, или "клапана": один находится под животным, а другой прикрывает его сверху. Обитающие в различных морских средах обитания, эти существа отфильтровывают из воды мельчайшие частицы пищи. Хотя существует более 300 ныне живущих видов, большинство людей ассоциируют брахиопод с доисторическими временами, потому что существа с твердым панцирем непропорционально широко представлены в большей части летописи окаменелостей.
Существующие плеченогие моллюски не полагаются на гемоглобин или гемоцианин для переноса кислорода в крови. Эта задача возложена на гемеритрин, еще один пигментированный белок. Как и гемоглобин, она содержит атомы железа, хотя и в другом расположении. Гемеритрин придает крови, обогащенной кислородом, бесцветный или слегка желтый вид. Однако, как только кровь начинает насыщаться кислородом, она приобретает фиолетово-розоватый оттенок.
Вы также увидите этот вид крови у морских червей Sipuncula. Прозванные "арахисовыми червями" из-за своего сегментированного вида, жуткие ползучие существа обитают в песке, грязи, расщелинах и незанятых раковинах среди других мест.
У других океанических червей другая система кровообращения. Если дайвер увидит живую полихету, плывущую по волнам, он или она может принять ее за разумную метелку из перьев. Большинство этих червей покрыто щетинками и щупальцами, функция которых варьируется от вида к виду. У некоторых красная кровь, но в других течет зеленая. Последние используют связывающий кислород белок хлорохурион вместо гемоглобина. При концентрации вещество кажется зеленым. У этих новогвинейских сцинков, по-видимому, появилась компания...
Источник
.
72.2к
