Culoarea sângelui: de ce unii animali au sânge albastru, verde sau violet
Sângele roșu nu este o regulă universală în regnul animal. La unele creaturi, lichidul vital este violet, la altele galben, verde sau chiar alb. Culoarea este dată, în mare parte, de proteinele care transportă oxigenul sau de alți pigmenți acumulați în sânge.
Roșul caracteristic al sângelui vertebratelor provine din hemoglobină, o proteină din celulele roșii care conține atomi de fier. Aceștia se leagă de oxigen și dau sângeleui o nuanță roșu aprins atunci când oxigenul este legat, și un roșu-maroniu atunci când cantitatea de oxigen este mai mică.
Albastru și violet, datorită cuprului și fierului
Multe animale nu folosesc hemoglobină. Caracatițele, calmarii și crustaceele precum creveții și crabii se bazează pe o proteină numită hemocianină, care conține atomi de cupru în loc de fier. Legată de oxigen, hemocianina apare albastră. Ea nu leagă oxigenul la fel de eficient ca hemoglobina, dar funcționează bine la temperaturi scăzute, cum sunt cele din adâncurile oceanelor. Cercetările sugerează că hemocianinele pot avea și un rol imunitar, ajutând la vindecarea rănilor.
Alte creaturi marine, precum brahiopodele asemănătoare scoicilor și viermii de mare care trăiesc pe fundul oceanului, au sânge violet. Culoarea nu vine însă de la hemocianină, ci de la hemocitrină, un pigment proteic bogat în fier, de culoare violet, care transportă oxigenul prin sânge.
Verde și galben, de la vanadiu, dietă și biliverdină
Unele ascidii — animale marine moi, în formă de cartof — au sânge galben-verzui. Ele nu produc hemoglobină, iar specialiștii dezbat încă ce anume le dă această nuanță. O explicație posibilă este elementul vanadiu, pe care multe ascidii îl concentrează în sânge. O altă teorie trimite la dietă: când ascidiile metabolizează fitoplanctonul marin, produc carotenoizi, pigmenți galbeni, roșii sau portocalii.
Există și mecanisme care fac animalele să aibă sânge verde de-a dreptul. Mai multe specii de șopârle din Noua Guinee folosesc hemoglobina pentru transportul oxigenului, ca majoritatea vertebratelor, dar apoi o descompun într-un pigment verde natural numit biliverdină — aceeași moleculă care, în concentrații mari, dă aspectul galben-verzui al icterului la oameni. Spre deosebire de majoritatea vertebratelor, care transformă biliverdina în alți compuși mai șterși, aceste șopârle acumulează pigmentul în sânge până când nuanța verde o acoperă pe cea roșie a hemoglobinei.
Albicios și translucid: peștii de gheață
Peștii de gheață cu aripioare negre din Antarctica, din familia Channichthyidae, sunt singurele vertebrate cunoscute care nu produc hemoglobină și nu au celule roșii. Sângele lor este alb, lăptos și translucid. În loc să se bazeze pe hemoglobină sau pe o altă proteină care leagă oxigenul, ei folosesc oxigenul care se dizolvă direct în fluxul sanguin. Au, de asemenea, inimi și capilare mai mari decât alți pești antarctici, capabile să pompeze și să circule cantități mai mari de sânge.
Peștii de gheață sunt prădători care pândesc, nu aleargă după hrană, ceea ce le reduce consumul de energie și nevoia de oxigen. Un studiu recent a analizat genomurile mai multor specii de pești pentru a înțelege de ce genele pentru producerea hemoglobinei au fost șterse din ADN-ul acestor creaturi. Rămâne un mister dacă peștii de gheață au pierdut mai întâi celulele roșii și apoi hemoglobina, sau invers. O ipoteză avansată de cercetători este că apele reci ale Oceanului Sudic, bogate în oxigen, au făcut inutil rolul de intermediar al hemoglobinei.
Hemoglobina „supraalimentată” a animalelor de altitudine
În ecosistemele de mare altitudine, multe specii trebuie să facă față nivelurilor scăzute de oxigen, iar acest lucru a împins hemoglobina unor locuitori montani spre performanțe superioare. Șoarecele de câmp, de exemplu, poate trăi la peste 4.300 de metri altitudine, cu mult peste nivelul la care mulți oameni încep să dezvolte rău de altitudine. Hemoglobina sa a evoluat astfel încât formează legături foarte strânse cu oxigenul. Colibrii andini și broaștele cu pete negre de altitudine au adaptări similare.
Adaptările vin însă mereu cu compromisuri. Șoarecele de altitudine are dificultăți în a elibera oxigenul din hemoglobină către țesuturi și compensează prin cantități mai mari de mitocondrii care eliberează oxigen în fibrele musculare.
Cu cât cercetătorii privesc mai atent, cu atât descoperă mai multe variații ale acestor mecanisme. Studiul sângelui neobișnuit din regnul animal poate oferi indicii și pentru sănătatea umană: evoluția hemoglobinei la șoarecele de câmp ar putea inspira terapii pentru boli care provoacă hipoxie, iar pentru persoanele cu anemie, animalele antarctice cu sânge transparent ar putea ascunde indicii pentru noi tratamente.
