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人类的红血和章鱼的蓝血,除了颜色不同,本质区别在哪?

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说到血,我们的脑海中马上就会浮现出那种红色液体的画面,但其实血液并不一定都是红色的。

我们人类以及身边的猪、狗、牛、羊等各类哺乳动物、天上的鸟儿、水里的鱼儿,的确都拥有红色的血液,但自然界中也有很多其它颜色的血,比如螃蟹无色透明的血、蚱蜢绿色的血、以及鲎和章鱼蓝色的血。血在生物体内的作用就是为各个组织器官输送氧气,为什么大自然还要给不同的动物整出这么多种颜色不同的血呢?其实颜色的差异只是表象,本质上不同颜色的血蕴含着截然不同的生理密码。



人类的血液之所以是红色的,是因为在我们的血液之中存在着一种名为血红蛋白的蛋白质分子。

这种蛋白质分子的核心是一个非常特殊的卟啉环结构,在这个环状结构的正中央锁定着一个铁原子。铁这种元素具有一个特点:容易生锈。当铁暴露在空气中时,与空气中的氧气和水分接触后,会生成氧化铁,氧化铁为明显的红色,也就是我们俗称的铁锈。铁质物品生锈,这对我们来说不是一件好事,但我们的身体却非常需要铁的这种特性。



在我们呼吸时,大量的氧气会涌入肺泡,然后进入微小的毛细血管之中,在这里氧气会与血红蛋白相遇,因为血红蛋白的中央是铁原子,所以氧气会与之发生结合,于是血液也像那些暴露在空气中的铁器一样,发生了颜色的改变,由暗红变为了鲜红。

装载好氧气之后,接下来就是运输了,想要将氧气快速运送到身体的各个部分,就不能让这些血红蛋白在血管里随意漂浮,而是要将其打包统一运输,而打包的工具就是红细胞。



在我们看来,红细胞是非常微小的,但每一个红细胞之中都能装载数以亿计的血红蛋白分子,它就如同一个巨大的集装箱,随着心脏的每一次跳动,将结合了氧气的血红蛋白分子运送到身体各处。

大自然中有这么多种元素,为什么就独独选中了铁这种元素呢?因为铁不仅结合氧气的能力强,释放氧气的效率也很高,这一点保证了当血液流经身体中缺氧的组织时,能够快速地把氧气释放出来。正是由于铁原子这种高效率的氧气搬运能力,才支撑起了人类高耗能的体力和脑力活动。



既然以铁为核心的红血这么好,为什么还会有其他颜色的血液呢?

大自然的奇妙就在于此,在不同的生活环境之下,氧气运输的最佳方式也会发生改变。章鱼的血液之所以是蓝色的,是因为它们体内负责运送氧气的不是血红蛋白,而是血蓝蛋白,其核心不是铁,而是铜。章鱼生活在较深的海底,这里黑暗、寒冷,而且氧气匮乏,在低温的环境下,虽然铁原子依然能够结合氧气,却会把氧气抱死,不肯释放出来,而铜运输氧气的效率虽然不如铁,却可以在低温环境下保持稳定,所以也就成为了章鱼的最佳选择。



不过以铜为核心的血蓝蛋白要比以铁为核心的血红蛋白大多了,大到根本没有细胞可以装下它们,所以章鱼体内并没有蓝细胞来装载这些血蓝蛋白,而是直接让它们漂浮在血液中。

这就使得章鱼的血浆像糖浆一样粘稠。一方面是血浆过于粘稠,另一方面是血蓝蛋白的运氧效率只有血红蛋白的四分之一,所以要想让身体器官获得充足的氧气供给,就必须要有一套强大的泵血装置,所以章鱼拥有三个心脏,两颗位于鳃部的鳃心和一颗位于身体中央的体心,靠着这三台发动机,章鱼这无比粘稠的蓝血才能在四通八达的血管中顺畅流淌。

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