文梓妍
不小心手被小刀劃了個(gè)口子,鮮紅的血就出現(xiàn)在了皮膚表面。人的血液毋庸置疑是紅色的,不過(guò)不要以為血液只有紅色的,在動(dòng)物世界里,血液還有藍(lán)色、綠色、紫色以及無(wú)色等許多種類(lèi)。血液之所以可以呈現(xiàn)不同的顏色,是血液中的一些特殊化學(xué)成分在發(fā)揮作用。
最常見(jiàn)的紅色血液
人類(lèi)的血液以及絕大多數(shù)其他脊椎動(dòng)物的血液都是紅色的。在血液的紅細(xì)胞中包含一種叫做血紅蛋白(負(fù)責(zé)運(yùn)載氧)的蛋白質(zhì)。血紅蛋白是一種呼吸色素,內(nèi)部含有鐵原子,在我們的身體里發(fā)揮著重要作用。
血紅蛋白就像是公司的班車(chē),把從肺部通過(guò)呼吸而吸收到的新員工——氧,運(yùn)送到身體各個(gè)崗位去,同時(shí)把已經(jīng)下班的二氧化碳帶回肺部,讓它們通過(guò)呼吸離開(kāi)身體。血紅蛋白在氧含量高的地方,容易與氧結(jié)合;在氧含量低的地方,又容易與氧分離。一個(gè)血紅蛋白中含有4條分子鏈(2條α鏈和2條β鏈),每個(gè)分子鏈上都有一個(gè)環(huán)狀的血紅素,血紅素中有一個(gè)鐵原子,血紅素和鐵原子的組合就像為氧設(shè)置的專(zhuān)用座位一樣。氧氣分子在肺部一上車(chē)就被固定在鐵原子上,與之結(jié)合,隨著血液前往身體各個(gè)需要氧供應(yīng)的位置,再把這些新員工放開(kāi),讓它們?nèi)バ枰鼈兊膷徫话l(fā)揮所長(zhǎng)。
鐵原子的存在導(dǎo)致血紅細(xì)胞呈現(xiàn)紅色。每一個(gè)血紅素都是共軛分子——它們的結(jié)構(gòu)中含有大量單鍵、雙鍵交替排列的碳原子——這使得它們能夠吸收可見(jiàn)光波,從而產(chǎn)生顏色。鐵原子的存在略微改變了這種吸收作用,當(dāng)血紅蛋白與氧結(jié)合時(shí)呈現(xiàn)鮮紅色,當(dāng)血紅蛋白脫氧時(shí),呈現(xiàn)暗紅色。
古老的藍(lán)色血液
有些生物的血液則是藍(lán)色的。甲殼動(dòng)物、蜘蛛、烏賊、章魚(yú)以及一些軟體動(dòng)物的血液都是藍(lán)色的,因?yàn)樗鼈儞碛辛硗庖环N呼吸色素。它們的血液中沒(méi)有血紅蛋白,但是有一種類(lèi)似的載氧物質(zhì)——血藍(lán)蛋白,僅僅憑名字就能夠猜到,這便是它們擁有藍(lán)色血液的原因所在了。血藍(lán)蛋白的結(jié)構(gòu)與血紅蛋白不同,內(nèi)部不含鐵,但是含銅,兩個(gè)銅原子可以和一個(gè)氧分子結(jié)合。血藍(lán)蛋白在與氧結(jié)合后顯藍(lán)色,脫氧時(shí)則無(wú)色。
鱟(音hòu)是一種古老的生物,早在3億多年前的泥盆紀(jì)就生活在地球上,至今仍保持其形態(tài),素有“生物活化石”之稱。它的血液就是淡藍(lán)色的。不過(guò)鱟的血液比其他動(dòng)物的更加特別,因?yàn)樗鼈兊难阂挥龅郊?xì)菌就會(huì)凝固。根據(jù)鱟血液的這種特殊反應(yīng),人們制出了一種特殊的檢驗(yàn)試劑——“鱟試劑”,它能夠準(zhǔn)確、快速地檢測(cè)人體內(nèi)部組織是否因細(xì)菌感染而致病。
綠色血液
另外,水蛭和一些蠕蟲(chóng)的血液是綠色的,它們的血液中含有血綠蛋白。血綠蛋白中的色素物質(zhì)和血紅蛋白十分相似,但是,它們所造就的血液顏色卻不一樣。含有血綠蛋白的血液在脫氧時(shí)呈淺綠色,與氧結(jié)合后呈深綠色。比較特別的是,如果濃度過(guò)高,血綠蛋白也能讓血液呈現(xiàn)淺紅色。許多血液中含有血綠蛋白的動(dòng)物血液中也有血紅蛋白,這時(shí)候血液整體看上去是紅色的。
使血液變綠的也不總是血綠蛋白。就拿巴布亞新幾內(nèi)亞的綠血石龍子蜥蜴來(lái)說(shuō),盡管它們的血液像其他脊椎動(dòng)物一樣含有血紅蛋白,卻呈現(xiàn)出一種特殊的綠色。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是由于它們的身體在回收血紅蛋白的時(shí)候與其他動(dòng)物有差異。人類(lèi)的血紅蛋白在肝臟進(jìn)行回收,先把血紅蛋白分解成膽綠素,然后再把膽綠素分解成膽紅素。但是,這種蜥蜴的身體沒(méi)有分解膽綠素的機(jī)制,所以膽綠素在它們的血液中不斷累積,濃度很高,使得血液中的的綠色非常強(qiáng)烈,蓋過(guò)了血紅蛋白造就的紅色。
紫色血液
紫色的血液也是有可能產(chǎn)生的,不過(guò)僅出現(xiàn)在極少的海洋蠕蟲(chóng)體內(nèi)。這種血液顏色是由另一種呼吸色素——蚯蚓血紅蛋白造成的。這種呼吸色素包含多個(gè)獨(dú)立的部分,每個(gè)部分都含有鐵原子。當(dāng)脫氧時(shí),血液無(wú)色,當(dāng)蚯蚓血紅蛋白與氧結(jié)合時(shí),則呈現(xiàn)明亮的粉紫色。它輸送氧的效率很低,有些情況下效率只有血紅蛋白的1/4。
完全透明的血液
在南極深海零度以下無(wú)污染的水域生活著一種眼斑雪冰魚(yú),這種魚(yú)的血液是完全透明的,因?yàn)樗鼈兊难褐袔缀鯖](méi)有呼吸色素。南極極地冷水的溶氧量比普通溫度的水高出許多,水中含有豐富的氧。眼斑冰雪魚(yú)身上完全沒(méi)有鱗片,氧氣更容易滲透眼斑雪冰魚(yú)的皮膚。而它們的心臟非常大,動(dòng)力十足,有助于將這些氧灌注到身體各部位。所以,對(duì)眼斑雪冰魚(yú)來(lái)說(shuō),這些優(yōu)勢(shì)條件讓它們已經(jīng)能夠獲得充足的氧,血液中不需要活躍的載氧物質(zhì)(比如血紅蛋白和血藍(lán)蛋白)。