Czy krew zawsze jest czerwona?

Co łączy ludzką krew z powierzch­nią dale­kie­go Marsa? Jedno i drugie koja­rzy­my oczy­wi­ście z czer­wie­nią. Nie jest to przy­pa­dek, ponie­waż zarówno szkar­łat posoki, jak i rdzawy odcień planety łazików, mają dokład­nie to samo źródło. Są nim atomy żelaza ochoczo wiążące ze sobą tlen.

W przy­pad­ku krwi żelazo odnaj­dzie­my w skła­dzie hemo­glo­bi­ny – pod­sta­wo­we­go białka zawar­te­go w ery­tro­cy­tach, czyli krwin­kach (rzecz jasna) czer­wo­nych. To właśnie czą­stecz­ki hemo­glo­bi­ny umoż­li­wia­ją proces oddy­cha­nia, odbie­ra­jąc tlen w płucach, a następ­nie roz­no­sząc go do wszyst­kich komórek ciała. Dodajmy od razu, że wbrew temu co mogłoby się wydawać, krew zawsze zawiera w sobie nieco atomów tlenu, tyle tylko, że w przy­pad­ku ciem­niej­szej krwi “odtle­no­wa­nej” wysy­ce­nie jest o około 1/4 mniej­sze niż tej “natle­no­wa­nej”, świeżo opusz­cza­ją­cej płuca.

Krótko mówiąc, czer­wień juchy ciek­ną­cej z roz­bi­te­go nosa, zwią­za­na jest z obec­no­ścią czer­wo­nych krwinek, te nato­miast są bar­wio­ne przez hemo­glo­bi­nę, która z kolei skrywa w sobie struk­tu­rę che­micz­ną nazy­wa­ną hemem, obu­do­wa­ną wokół atomów żelaza wychwy­tu­ją­cych z oto­cze­nia atomy tlenu.

Tak to wygląda w przy­pad­ku więk­szo­ści zwie­rząt, w tym niemal wszyst­kich krę­gow­ców i nas samych.

Rozumiem dlaczego krew jest czerwona, ale czy musi taka być?

Żeby otrzy­mać inny kolor krwi, musie­li­by­śmy zmo­dy­fi­ko­wać jej skład che­micz­ny. Fani Star Treka kojarzą na pewno kosmicz­ną rasę Wol­ka­nów. Do ich znaków roz­po­znaw­czych nale­ża­ła zielona krew, co miało wynikać z oparcia jej budowy o związki miedzi. Podobno reżyser chciał w ten sposób uza­sad­nić spe­cy­ficz­ną cerę kapi­ta­na Spocka, ale pomysł bronił się również od strony naukowej.

Okazuje się bowiem, że na Ziemi rze­czy­wi­ście ist­nie­ją orga­ni­zmy posia­da­ją­ce w swoim krwio­bie­gu atomy miedzi. Dokład­niej rzecz biorąc, nie­któ­re ścieżki ewo­lu­cji dopro­wa­dzi­ły do wykształ­ce­nia białka zwanego hemo­cy­ja­ni­ną. Struk­tu­ral­nie bardzo podob­ne­go do hemo­glo­bi­ny, również słu­żą­ce­go do trans­por­tu tlenu, ale opar­te­go o miedź zamiast żelaza. Twórcy Star Treka pomy­li­li się tylko co do jednego: krew zawie­ra­ją­ca hemo­cy­ja­ni­nę jest nie zie­lon­ka­wa, jak u Wol­ka­nów, lecz niebieska.

Po Ziemi biega coś, co krwawi na niebiesko?!

Biega oraz pływa. Nie­bie­sko­kr­wi­ste gatunki znaj­dzie­my przede wszyst­kim wśród mię­cza­ków i sta­wo­no­gów – głównie mor­skich, ale nie tylko. Przy­kład sta­no­wią ośmior­ni­ce (hemo­cy­ja­ni­nę odkryto po raz pierw­szy u ośmior­ni­cy zwy­czaj­nej w XIX wieku), część krabów, pająków, skor­pio­nów, śli­ma­ków, a także skrzy­pło­cze (zwane też mieczogonami). 

Zatrzy­maj­my się na moment przy tych ostat­nich, ponie­waż ich krew jest szcze­gól­nie inte­re­su­ją­ca. Nie dość, że cha­rak­te­ry­zu­je ją nie­ty­po­wa barwa, to jeszcze zawiera cenny skład­nik, pod posta­cią ame­bo­cy­tów – komórek o uni­ka­to­wych zdol­no­ściach anty­sep­tycz­nych. Spra­wi­ło to, że skrzy­pło­cze stały się cichymi boha­te­ra­mi współ­cze­sne­go prze­my­słu far­ma­ceu­tycz­ne­go. To dla tych sta­ro­żyt­nych sta­wo­no­gów miła odmiana, ponie­waż jeszcze kilka dekad temu naj­czę­ściej były mielone i doda­wa­ne do nawozów. Obecnie nikt nie myśli o ich masowym uśmier­ca­niu, a po pobra­niu krwi cenne zwie­rza­ki wracają do oceanu.

A co z zieloną krwią?

Hemo­glo­bi­na i hemo­cy­ja­ni­na to naj­pow­szech­niej­sze biał­ko­we trans­por­te­ry tlenu, ale bio­lo­dzy odkryli też inne. Jednym z nich jest chlo­ro­kru­ory­na, bar­dziej roz­bu­do­wa­na wersja hemo­glo­bi­ny, która zależ­nie od warun­ków barwi na czer­wo­no lub zielono. Można ją zaob­ser­wo­wać przede wszyst­kim u pier­ście­nic, jak morskie wie­losz­cze­ty oraz pospo­li­te dżdżownice.

A tak w ogóle to… Jedy­ny­mi przed­sta­wi­cie­la­mi skrzy­pło­czy, jakie dotrwa­ły do naszych czasów są cztery gatunki kraba pod­ko­wia­ste­go (atlan­tyc­ki, chiński, namo­rzy­no­wy, indo­ne­zyj­ski). Jednak wbrew nazwie, stwo­rze­nia te ani nie przy­po­mi­na­ją krabów, ani nie są z nimi zbyt blisko spo­krew­nio­ne. Ewo­lu­cyj­nie bliżej im choćby do pajęczaków.