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Mar. 19 2015

動物世界的繽紛「血色」

  • 動物世界的繽紛「血色」

    動物世界的繽紛「血色」

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血並不一定都是紅色的——不同動物的血液因為演化而有了不同的顏色。

南極章魚(如圖)的血液因為有一種富含銅的蛋白質而呈現藍色。
Photograph by Tomas Lundälv

並非只有社會菁英才是「藍血」分子。有些章魚物種的血管中流動的血液並不是紅色,而是藍色的。

血液的藍顏色來自一種稱為「血青素」(hemocyanin)的蛋白質;這種富含銅的蛋白質會將氧從肺部攜入血流中,抵達章魚身上的細胞。其他動物——包括人類——血液中所含的血紅素(hemoglobin)負責同樣的輸氧工作,但血紅素含鐵,會讓血液呈現紅色。

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然而對一種學名為Pareledone charcoti的南極章魚而言,在低於冰點的溫度下透過血青素來運送氧氣,卻會引發問題。那是因為在極地的海水中,氧和血青素結合地非常緊密,無法輕易釋出。如果身體組織得不到氧氣,章魚就會死。

一份本月發表於《動物學前線》(Frontiers in Zoology)期刊的新近研究論文指出,這種生活在冰冷海水中的特殊動物藉由製造出過多的血青素來克服這個障礙。

為了解開這個冷冰冰的謎,本身是德國魏格納極地研究所(Alfred Wegener Polar Institute)生態生理學者的研究計畫主持人Michael Oellermann將這種章魚與其他兩種生活在較暖的水域,而血液中同樣含有血青素的章魚Octopus pallidusEledone moschata互相比較。他發現平均而言,P. charcoti血中的血青素含量比O. pallidusE. moschata都還要多了40%。

「我們根本沒想到會有這個發現,」Oellermann說。

 

清清如水
還有另一件讓人驚奇的事:血液不是紅色的動物,其實還有很多。

舉個例子,眼斑雪冰魚(ocellated icefish)雖然和南極章魚生活在同樣的寒冷棲地,但血液顏色卻相差甚遠。牠的血是完全透明的。這種極地動物體內既沒有血紅素,也沒有血青素,所以血液沒有顏色。「冷水的溶氧量比暖水高出許多。在眼斑雪冰魚生活的深度,溶氧量已經足夠,所以牠不需要像血青素這種活躍的氧載體,」Oellermann表示。

這種冰魚還有其他的奇特之處。牠有別於大多數的魚類,身上完全沒有鱗片。科學家認為缺少鱗片能幫助氧氣滲透眼斑雪冰魚的皮膚,再由比例異常碩大的心臟灌注到身體各部位。

 

綠血蜥蜴
巴布亞紐幾內亞是綠血石龍子(green-blooded skink)的原產地,美國路易斯安納州立大學生物學者Christopher Austin就致力於研究這種動物。

綠血石龍子利用血紅素來輸送氧氣,也和許多種動物一樣,會透過肝臟來將使用過的血紅素分解成膽紅素(bilirubin)和膽綠素(biliverdin)這些副產品。人體通常會將這些副產品排入腸道內,因為它們若在血液中累積,可能會導致黃疸症狀。

不過,綠血石龍子的血液中則似乎含有高濃度的膽綠素,所以血液呈現出綠色。「如果人類的血液中也含有這麼多膽綠素,人就會死掉,」Austin說。

現在Austin正在設法找出是哪些因素迫使綠血石龍子適應了這麼高的膽綠素濃度。他目前的假設是,這種化學成分能保護牠們免於感染寄生蟲,例如會引發瘧疾的那些。

待研究的物種還有很多,所以有件事是肯定的:一定會見血(科學家才能繼續研究動物的血液)。

 

撰文:Carrie Arnold, National Geographic
編譯:向淑容

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