Пять животных, чья кровь не красная
Красный цвет является особенным. Этот цвет чаще остальных используется в национальных флагах по всему миру. Также ученые доказали, что красный цвет может значительно повышать уровень уверенности в себе. Один из экспериментов показал, что люди, носящие красную одежду, чувствуют себя более привлекательными. С другой стороны, согласно одному исследованию, проведенному в 2013 г., глядя на красный цвет, некоторые люди могут сильнее ощущать боль. Так что одним красный цвет приносит пользу, а другим — вред.
Возможно, красный цвет не провоцировал бы наш мозг так сильно, если бы он не был цветом человеческой крови. В этом отношении Homo sapiens далеко не уникален. У большинства позвоночных животных, от лесных волков до тигровых акул, в жилах течет малиновая кровь. Этот оттенок обусловлен гемоглобином — белком, который помогает нашей крови переносить 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 болезнетворными микроорганизмами. Также у нас есть тромбоциты — специалисты по контролю за повреждениями, которые позволяют нашей крови свертываться. И последние, но не менее важные, — эритроциты. Их главная задача — переносить кислород, но они также доставляют углекислый газ в легкие, откуда мы его выдыхаем.
Гемоглобин позволяет им выполнять обе задачи. Являясь основным компонентом эритроцитов, он связывается с кислородом и углекислым газом. Гемоглобин частично состоит из атомов железа, которые придают этому белку и, соответственно, нашим эритроцитам малиновый цвет. Поскольку тромбоциты и белые кровяные тельца значительно превосходят по количеству красные, кровь человека выглядит красной.
Однако в природе существует не только красная кровь. Естественный отбор создал голубокровных беспозвоночных, зеленокровных рептилий и рыб с прозрачной жидкостью в венах. Сегодня мы познакомимся с некоторыми из этих любопытных существ.
Зеленокровные сцинки
Герпетологи не знают, зачем этим мелким тропическим рептилиям понадобилась зеленая кровь. Но не так давно в поисках ответа на этот вопрос был обнаружен интересный факт. В Новой Гвинее обитает множество видов ящериц из семейства сцинковых с кровью цвета зеленого лайма. Соответственно, язык, мышцы и кости у таких ящериц имеют различные оттенки зеленого.
Как и у людей, у рептилий есть красные кровяные тельца, богатые гемоглобином. Эти клетки имеют определенный срок жизни, и когда они разрушаются (как в нашем организме, так и в организме ящериц), образуется зелено-пигментированный продукт отходов — биливердин. Большинство позвоночных животных отфильтровывают этот продукт из своей кровеносной системы. Для их клеток, нейронов и ДНК биливердин представляет опасность.
Люди не могли бы выдержать такой уровень биливердина в крови, какой бывает у ящериц. Пигмент настолько плотно сконцентрирован, что перекрывает гемоглобин и делает кровь ящериц зеленой.
Крокодиловая белокровка
Известно 16 видов этих необычных существ, обитающих в океанических водах вокруг Аргентины. Эти экстремофилы созданы для того, чтобы процветать в условиях, которые убили бы большинство других позвоночных. Крокодиловые белокровки обитают в очень холодных участках моря, где температура воды может опускаться до 2°C — это ниже точки, при которой замерзает пресная вода.
В настолько холодной воде красные кровяные тельца превращаются в помеху. Кровь с высоким содержанием этих клеток становится слишком густой и плохо циркулирует в организме. Вот почему у рыб, живущих в холодных водах, эритроцитов пропорционально меньше, чем у их собратьев из теплых вод.
Белокровки доводят это приспособление до крайности. В отличие от всех остальных известных видов позвоночных животных, у них вообще нет эритроцитов или гемоглобина. Это поразительно!
Сейчас вы, возможно, думаете: «Секундочку. Как тогда кислород циркулирует по организму без гемоглобина или эритроцитов?» Чтобы справиться с этой задачей, они обращаются за помощью к самому океану. Холодная вода богаче кислородом, чем теплая. Крокодиловые белокровки поглощают часть этого кислорода прямо из океана и всасывают его в свою кровь. Сама кровь представляет собой бесцветную жидкость, что очень удивило первооткрывателя этих рыб, биолога Дитлефа Рустада, когда он препарировал одну из них в 1928 г. Кислорода в холодной воде настолько много, что после его поглощения ему не нужно пересаживаться на красные кровяные тельца, чтобы передвигаться по организму. Вместо этого он может перемещаться из точки А в точку Б внутри плазмы крови рыбы, не содержащей гемоглобина.
Осьминоги
Гемоглобин — ключевой компонент кровеносной системы почти всех позвоночных животных. Однако многие беспозвоночные существа используют альтернативный белок — гемоцианин.
Оба они способны связываться с кислородом и переносить его. Но в то время как гемоглобин содержит атомы железа, гемоцианин использует медь. В результате кровь, содержащая гемоцианин, внешне заметно отличается от нашей, человеческой. Когда кровь насыщается кислородом, медь окрашивает ее в синий цвет.
Список беспозвоночных, которые используют гемоцианин вместо гемоглобина, очень длинный. Например, ракообразные, пауки и скорпионы. В список также входят некоторые моллюски, например, всеми любимые многорукие мозгляки — осьминоги. Да, друзья, у осьминогов кровь имеет голубоватый оттенок. Что еще более странно, у них есть три сердца, с помощью которых они перекачивают эту «жидкость».
В бедной кислородом глубоководной среде гемоцианин лучше, чем гемоглобин, переносит драгоценный кислород по венам животного. Осьминоги используют этот белок, содержащий медь, чтобы оставаться в живых в глубоких, холодных водах. Кроме того, гемоцианин помогает осьминогам регулировать содержание соли в крови, чтобы оно соответствовало содержанию соли в воде, в которой они плавают.
Эта схема не лишена недостатков. Осьминоги с трудом приспосабливаются к колебаниям кислотности воды. Ученые используют шкалу pH, чтобы определить кислотность. Исследования показали, что даже небольшое изменение уровня pH может ослабить способность гемоцианина связываться с кислородом в кровеносной системе осьминогов, что может быть смертельно опасным для них.
Мечехвосты
Человечество в большом долгу перед мечехвостами. Совершенно неосознанно эти морские беспозвоночные стали нашими союзниками в нелегкой борьбе с тяжелыми заболеваниями. И все это благодаря их замечательной крови. Эти существа являются дальними родственниками пауков, поэтому они обладают голубой кровью, наполненной гемоцианином.
Но в их крови есть кое-что еще интересное. У мечехвостов нет белых кровяных телец, что должно делать их уязвимыми для многих вредных бактерий и вирусов, обитающих в океане. Но не стоит беспокоиться: эволюция подарила им другой способ борьбы с микроорганизмами, переносящими болезни.
В крови мечехвостов есть подвижные клетки под названием амебоциты, они выделяют быстро свертывающийся гель. Когда эти клетки находят бактерии, он обволакивает «нарушителей» и препятствует их распространению. Этот гель ученые называют коагулогеном,и он является настоящей находкой для современной медицины. По законам США все экспериментальные внутривенные препараты должны проходить тест на заражение кровью мечехвоста. Этот тест подразумевает смешивания образца лекарства с голубой кровью беспозвоночного. Если в течение 45 минут появляются коагулогенные сгустки, то ученые понимают, что препарат содержит потенциально вредные бактерии. Это означает, что он еще не готов к использованию на людях. Чтобы удовлетворить спрос, некоторые лаборатории отправляют сотрудников на сбор мечехвостова, затем берут образцы крови животных. Тех, кто выдерживает это испытание, выпускают обратно в океан.
Брахиоподы
Любители окаменелостей знают о них все. Брахиоподы — обитающие в океане животные, внешне напоминающие моллюсков. Они имеют две сочлененные раковины. Эти существа встречаются в самых разных морских средах, они питаются, извлекая мелкие частицы пищи из воды, фильтруя ее. Хотя существует более 300 видов брахиоподов, они ассоциируются у большинства людей с доисторическими временами, поскольку эти существа с твердым панцирем непропорционально широко представлены среди окаменелостей.
Дожившие до наших дней брахиоподы не используют гемоглобин или гемоцианин для переноса кислорода в крови. Эта задача возложена на гемеритрин, еще один пигментный белок. Как и гемоглобин, он содержит атомы железа, хотя и в другом расположении. Благодаря гемеритрину дезоксигенированная кровь выглядит бесцветной или бледно-желтой. Однако как только кровь начинает получать кислород, она приобретает фиолетово-розоватый оттенок.
Такую кровь можно также увидеть у морских червей сипунуклидов, их еще называют «арахисовыми червями» за внешний вид. Эти жуткие черви обитают в песке, иле, расщелинах и незанятых раковинах.
У других червей, обитающих в океане, система кровообращения устроена иначе. Если бы дайвер увидел живую полихету, плывущую по волнам, он мог бы принять ее за разумную пернатую тряпку. Большинство этих червей покрыты щетинками и щупальцами, назначение которых варьируется от вида к виду. У одних кровь красная, у других — зеленая. Последние используют вместо гемоглобина связывающий кислород белок хлорохурион. В концентрированном виде он приобретает зеленый оттенок. У новогвинейских сцинков, очевидно, появилась компания...
По материалам статьи «5 Animals Whose Blood Isn’t Red» HowStuffWorks