Разноцветная кровь

Разноцветная кровь

Откуда появилась кровь? Почему она красная? И почему у некоторых организмов кровь бывает желтая, фиолетовая и даже бесцветная?

Все началось с фотосинтеза. Первыми его освоили цианобактерии, причем менее миллиарда спустя после появления жизни. Сперва они научились использовать энергию солнечных фотонов, чтобы отнимать электроны у молекул сероводорода (окислять их) и в конечном итоге производить органику, а в качестве отходов создавали отложения серы. Однако сероводород доступен далеко не везде, тем более там где достаточно света. Поэтому новая революция была связана с заменой сероводорода на аналогичное соединение кислорода – воду, которой на Земле предостаточно.

Этот шаг изменил все и позволил фотосинтезирующим микробам процветать. Но он же привел к тому, что в окружающую среду стали поступать все большие количества свободного кислорода. Его появление оказалось серьезной проблемой для организмов, неприспособленных к присутствию этого мощного и опасного окислителя. Простейший способ обезвредить его – позволить кислороду атаковать не важные для жизни молекулы, а что-нибудь ненужное, например, ион металла.

Живые организмы уже неплохо освоились в использовании металлов для проведения различных окислительно-восстановительных реакций. Они уже имели молекулы порфиринов – сложные органические комплексы, похожие на бублики и великолепно приспособленные для удержания различных металлов в своей центральной «дырке». Такие порфирины содержатся в активных центрах фотосинтетических пигментов, у растений они несут марганец. А в составе других белков порфирины могли участвовать в нейтрализации кислорода у древних организмов.

Все цвета крови

Красная кровь людей и большинства других беспозвоночных содержит гемоглобин, связывающий кислород с помощью атома железа. Древнейший образец гемоглобина обнаружен в пищеварительном тракте комара, погибшего 46 млн лет назад, накануне Мел-палеогенового вымирания, – хотя сказать, из кого он высосал эту кровь, трудно. Некоторые беспозвоночные также используют гемоглобин, причем не для транспортировки кислорода, а для накопления запасов его в тех тканях, которые время от времени нуждаются в усиленном дыхании. В мускулах нашего тела такую роль играет миоглобин.

Голубой цвет крови паукообразных, ракообразных, многих насекомых и головоногих моллюсков обусловлен присутствием меди, посредством которой гемоцианины их крови (гемолимфы) разносят кислород по телу. Порфириновое кольцо гема присутствует и в зеленой крови, характерной для некоторых кольчатых червей – многощетинковых и пиявок. У них гем содержится в составе пигмента хлорокруорина, окраска которого в норме зеленая, хотя при больших концентрациях становится ярко-красной.

Самые необычные и редкие варианты окраски демонстрируют некоторые примитивные хордовые – такие как асцидии и морские огурцы (оболочники) с их желтой кровью. Для транспортировки кислорода они используют также очень примитивные молекулы, лишенные гема и вообще порфиринов, – ванабины, которые связаны не с железом или медью, а с редким металлом ванадием. Примитивны и переносящие кислород пигменты гемэритрины, которые встречаются у морских брахиопод и крошечных червеобразных сипункулид, – зато благодаря им их кровь становится густо-фиолетовой.

Лишь в некоторых случаях окраска крови не связана с металлами переносящих кислород пигментов. Например, зеленая кровь экзотических ящериц-сцинков содержит вполне обычный гемоглобин, а цвет ей придает аномально высокое содержание биливердина. Это – пигмент желчи, который образуется при распаде гемоглобина и у зеленокровных сцинков играет, по-видимому, защитную функцию.

А в ледяных водах Антарктики и Субантарктики обитают крошечные рыбки Channichthyidae с бесцветной кровью. Эти необычные животные утратили и эритроциты, и гемоглобин вообще. Уникальный случай: их метаболизм нетороплив, размеры невелики, а кислорода в холодном океане так много, так «белокровным» рыбам оказалось достаточно и простой диффузии кислорода, – почти как примитивным предкам, вовсе не имевшим крови.

Пожалуйста, оцените запись

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *