為什麼大多數動物血液都是紅色的?裸猿的故事2017-05-06 13:27:53

血液的顏色是怎麼回事?

只需將血液加入抗凝劑之後稍微放置一段時間,伴隨著血液的分層,其顏色的秘密就一目瞭然。血液的顏色主要由其中一種數量最多的細胞所賦予,因為它是紅色的,所以理所當然的我們將其稱為紅細胞。

為什麼大多數動物血液都是紅色的?

紅細胞為何那麼紅?

進一步的追根溯源,那麼我們會發現紅細胞的紅色,由一種蛋白質所提供,而它的名字就叫血紅蛋白,其含義也一目瞭然,就是它讓我們以及諸多動物的血液呈現出紅色的根源就是因為紅細胞富含這種蛋白。而進一步追問下去的話,答案則是血紅蛋白的紅色,由一種和蛋白質結合在一起的較小的有機分子提供,嗯,這種有機分子被稱為血紅素。你看,

從紅血到紅細胞到血紅蛋白再到血紅素

,我們經歷了一連串的發現,而血紅素的顏色來源,則和我們的生活經驗一致了,它來自於被氧化後的鐵,就像鐵鏽的顏色一樣。事實上,血液不僅是紅色的還有腥味,這種腥味正是鐵離子對我們的嗅覺和味覺的刺激所產生。

為什麼大多數動物血液都是紅色的?

那麼這些鐵離子對我們有什麼用呢?如果你瞭解紅細胞的功能,那就大致能猜出答案了,我們的身體利用鐵離子(準確的說法是亞鐵離子,因為鐵有兩種氧化狀態)來運輸氧氣。現在,我們可以開始討論題主的問題了,為什麼動物要用亞鐵離子而不使用別的金屬離子呢?有什麼特別的歷史原因嗎?注意,所謂生物演化,本質就是生命的歷史發展過程。

動物能用別的金屬離子來運輸氧氣嗎?

答案是能。事實上,除了亞鐵離子之外,還有另一種金屬離子(亞銅離子)也被某些動物用來運輸氧氣,由於亞銅離子被氧化成銅離子後是藍色的,因此這些動物的血液就不是紅色的而是藍色的。

為什麼大多數動物血液都是紅色的?

照片中是正被取血的活化石級別動物——鱟。它的血液正是藍色的,而相應的運輸氧的蛋白也被稱為血藍蛋白。鱟的藍色血液在醫學上很有用,因此現在一些地方開始養殖鱟這種古老的生物。除了鱟之外,許多軟體動物也使用血藍蛋白來運輸氧,因此它們的血液也同樣是藍色的。

而題主所說的一般動物,恐怕就是指哺乳類鳥類這些動物了,而從演化的角度看,目前只能認為,當初上岸的始祖四足動物,恰好就是使用紅血蛋白運輸氧氣的動物,因此我們這些後代子孫——爬行類\哺乳類\鳥類等等,都繼承了祖先的遺產,成為紅血動物。但也有科學家認為血紅蛋白與血藍蛋白各有所擅長的地方,比如,血藍蛋白在低氧濃度下比血紅蛋白更好用。所以,少數節肢動物如鱟以及軟體動物使用血藍蛋白未必是因為純粹的偶然因素。而這兩種蛋白的起源都可以推到大約六億年前。那時候正是前寒武紀,複雜生命起源的前夜,這兩類運輸氧氣的蛋白出現,為構建更復雜的身體提供了重要保障。

為什麼大多數動物血液都是紅色的?