【掌健识】X医生谈血液 | 极地深寒的透明之血
2022/11/17 10:00:29 上海市医学会健康科普

    

    

     做健康的传播者，一路同行，一起成长

    

     南极黑鳍冰鱼

    

     在上面这张照片里，我们可以很容易判断出左边试管里是血液。那右边试管里呢？

     答案也是血液。

     这两个试管里，都是鱼的血液，而且还是关系很近的两种鱼类。

     右边试管里的这种透明血液，来自一种生活在南极周边的深海鱼类，叫做南极黑鳍冰鱼(Antarctic blackfin icefish)。

    

    也许有人会觉得，极地深海中怪异生物甚多，对于南极黑鳍冰鱼的透明之血，好像也无需为之大惊小怪。

     非也。

     南极黑鳍冰鱼极其独特。为什么它的血是透明的？因为它的血液中没有红细胞，也没有血红蛋白。在脊椎动物中独此一家。

     正因为此，南极黑鳍冰鱼引起研究者的极大兴趣和关注。

     血红蛋白

     没有血红蛋白就这么特别？

     还真是。

     人的血是红的，这是大家都知道的常识。事实上，所有哺乳动物的血都是红的。

     还可以再延伸一下，基本上所有脊椎动物的血都是红的。为什么血是红的呢？

     因为血里面有红细胞和血红蛋白。为什么要有血红蛋白？

     在生物的演化中，血红蛋白是一种历史久远且极其重要的蛋白质。

     地球上的生物获得能量的方式是对物质的氧化。氧对于生命的存在不可或缺。

     生命在诞生之初是单细胞生物。对一个细胞而言，获得氧很容易——通过气体分子的跨膜扩散就可以。实际上，我们的组织细胞通过毛细血管末端获得氧的方式与之相同。

     随着多细胞生物诞生并日渐复杂，体积和细胞数量不断增加，简单的气体扩散的方式就不能满足需求了。这时就需要有专门运输氧的载体：血红蛋白(Hemoglobin)。

    

    血红蛋白是一种含铁原子的蛋白四聚体。铁原子对于血红蛋白结合氧的能力至关重要。这一点我们从日常生活中也能感受到——金属生锈也就是与氧结合。含铁也是血红蛋白呈现红色的原因。

     从生物演化的角度看，血红蛋白在生命的早期就出现了，不然，复杂的多细胞生物是不可能诞生的。

     如果没有血红蛋白，氧就只能简单溶于血液之中。与之相比，血红蛋白将血液运输氧的能力提高了20-30倍。

     能结合氧的不仅仅是铁，还有其他金属，比如铜。不同的是，基于铜(蓝铜)的蛋白聚合物不是红色的，而是蓝色的——所以叫做血蓝蛋白(Hemocyanin)。软体动物，如贝类、乌贼、章鱼等，它们的血液中是血蓝蛋白，因此血呈蓝色。

    

     透明之血

     那么，为什么南极黑鳍冰鱼没有血红蛋白呢？

     这一点跟它的生活环境有关。

     南极黑鳍冰鱼生活在温度极低的深海中，周围环境的氧气十分缺乏，而血红蛋白结合氧的效率也随低温而降低。这就形成了一种选择压力。

     在演化过程中，可能由于突变造成了血红蛋白基因缺失，这在绝大多数情况下是致命的，但在极度深寒的南极海底，海水中溶解了更多的氧，而南极黑鳍冰鱼的祖先则已具有了某种适应机制，比如防止血液冰冻的蛋白质，从而得以存活并生息繁衍。

     透明之血的奇特，在于它是一种逆进化的现象。即已经获得的复杂生命的特征，在基因突变和自然选择之手“操纵”下消失。这也是令研究者着迷之处。

    

     (图片源于网络)

     供稿：上海市医学会输血专科分会

     作者：谢东甫上海市血液中心

     审核：邹峥嵘上海市医学会输血专科分会主任委员

     上海市医学会积极发挥自身优势，开拓医学科普新局面。持续开展“健康方向盘”、“架起彩虹桥”和“青年医学科普能力大赛”三大系列品牌活动。青年医学科普能力大赛已经成为沪上乃至全国最具影响力的医学科普比赛之一，培养了大批医学青年科普人才，为青年医学工作者打造了新时代“有情怀、有温度、有传承、有创新”的四有科普舞台，为全面建成小康社会的奋斗目标添砖加瓦。

    

    

    

    

     觉得好看，请点这里?

    源网页  http://weixin.100md.com
返回 上海市医学会健康科普 返回首页 返回百拇医药