У позвоночных кровь обычно красная — её окрашивает гемоглобин, белок с железом. Но в природе встречается настоящая палитра: у осьминогов кровь синяя, у плеченогих — фиолетовая, у некоторых ящериц Новой Гвинеи — зелёная, а у антарктических ледяных рыб — почти белая. За этим разнообразием стоит эволюция.
У плеченогих и сипункулид (арахисовых червей) кровь фиолетовая: их кислородный белок гемэритрин богат железом, а гемоцианина у них нет. Источник: Wikimedia
У осьминогов, кальмаров, креветок, крабов и мечехвостов кислород переносит гемоцианин: в нём вместо железа медь, и в связанном с кислородом виде он синий. Он хуже гемоглобина связывает кислород, но хорошо работает в холодной воде, а ещё, возможно, помогает иммунитету и заживлению ран.
У плеченогих и сипункулид (арахисовых червей) кровь фиолетовая: их кислородный белок гемэритрин богат железом, а гемоцианина у них нет. У морских асцидий гемоглобина нет совсем, а жёлто-зелёный цвет объясняют двумя нерешёнными гипотезами: ванадием, который они накапливают в крови, или каротиноидами из фитопланктона. А у нескольких видов ящериц Новой Гвинеи кровь зелёная: они расщепляют гемоглобин до биливердина и накапливают его, пока зелёный пигмент не перебьёт красный. Тот же пигмент окрашивает кожу желтовато-зелёным при желтухе у людей.
Самый необычный случай — антарктические ледяные рыбы семейства Channichthyidae: единственные известные позвоночные без гемоглобина и красных кровяных клеток. Их кровь белая, почти прозрачная, а кислород растворён прямо в плазме. Сердца и капилляры у них крупнее, чем у других антарктических рыб, а сами они — хищники из засады и тратят мало кислорода.
Недавнее исследование Джона Постлетуэйта из Университета Орегона и коллег сравнило геномы нескольких рыб, чтобы понять, почему у ледяных рыб исчезли гены гемоглобина. Одна из версий: в богатой кислородом холодной воде Южного океана гемоглобин стал не нужен. Что исчезло раньше — красные клетки или гемоглобин — и что запустило потерю, пока неясно.
У позвоночных кровь красная из-за гемоглобина — белка с железом. Источник: Unsplash
Высокогорные мыши (малые оленьки) живут на высоте до 4,3 км, и их гемоглобин прочнее связывает кислород; похожие изменения нашли у андских колибри и лягушек. За это приходится платить: кислород труднее отдаётся тканям, и мыши компенсируют это большим числом митохондрий в мышечных волокнах.
Исследователи допускают, что такие находки пригодятся для лечения заболеваний с нехваткой кислорода, например ХОБЛ, а ледяные рыбы теоретически дадут подсказки для лечения анемии, которой страдает почти 2 млрд человек.