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血液颜色趣多多

2017-03-29文梓妍

大科技·百科新说 2017年2期
关键词:色素蓝色原子

文梓妍

不小心手被小刀划了个口子,鲜红的血就出现在了皮肤表面。人的血液毋庸置疑是红色的,不过不要以为血液只有红色的,在动物世界里,血液还有蓝色、绿色、紫色以及无色等许多种类。血液之所以可以呈现不同的颜色,是血液中的一些特殊化学成分在发挥作用。

最常见的红色血液

人类的血液以及绝大多数其他脊椎动物的血液都是红色的。在血液的红细胞中包含一种叫做血红蛋白(负责运载氧)的蛋白质。血红蛋白是一种呼吸色素,内部含有铁原子,在我们的身体里发挥着重要作用。

血红蛋白就像是公司的班车,把从肺部通过呼吸而吸收到的新员工——氧,运送到身体各个岗位去,同时把已经下班的二氧化碳带回肺部,让它们通过呼吸离开身体。血红蛋白在氧含量高的地方,容易与氧结合;在氧含量低的地方,又容易与氧分离。一个血红蛋白中含有4条分子链(2条α链和2条β链),每个分子链上都有一个环状的血紅素,血红素中有一个铁原子,血红素和铁原子的组合就像为氧设置的专用座位一样。氧气分子在肺部一上车就被固定在铁原子上,与之结合,随着血液前往身体各个需要氧供应的位置,再把这些新员工放开,让它们去需要它们的岗位发挥所长。

铁原子的存在导致血红细胞呈现红色。每一个血红素都是共轭分子——它们的结构中含有大量单键、双键交替排列的碳原子——这使得它们能够吸收可见光波,从而产生颜色。铁原子的存在略微改变了这种吸收作用,当血红蛋白与氧结合时呈现鲜红色,当血红蛋白脱氧时,呈现暗红色。

古老的蓝色血液

有些生物的血液则是蓝色的。甲壳动物、蜘蛛、乌贼、章鱼以及一些软体动物的血液都是蓝色的,因为它们拥有另外一种呼吸色素。它们的血液中没有血红蛋白,但是有一种类似的载氧物质——血蓝蛋白,仅仅凭名字就能够猜到,这便是它们拥有蓝色血液的原因所在了。血蓝蛋白的结构与血红蛋白不同,内部不含铁,但是含铜,两个铜原子可以和一个氧分子结合。血蓝蛋白在与氧结合后显蓝色,脱氧时则无色。

鲎(音hòu)是一种古老的生物,早在3亿多年前的泥盆纪就生活在地球上,至今仍保持其形态,素有“生物活化石”之称。它的血液就是淡蓝色的。不过鲎的血液比其他动物的更加特别,因为它们的血液一遇到细菌就会凝固。根据鲎血液的这种特殊反应,人们制出了一种特殊的检验试剂——“鲎试剂”,它能够准确、快速地检测人体内部组织是否因细菌感染而致病。

绿色血液

另外,水蛭和一些蠕虫的血液是绿色的,它们的血液中含有血绿蛋白。血绿蛋白中的色素物质和血红蛋白十分相似,但是,它们所造就的血液颜色却不一样。含有血绿蛋白的血液在脱氧时呈浅绿色,与氧结合后呈深绿色。比较特别的是,如果浓度过高,血绿蛋白也能让血液呈现浅红色。许多血液中含有血绿蛋白的动物血液中也有血红蛋白,这时候血液整体看上去是红色的。

使血液变绿的也不总是血绿蛋白。就拿巴布亚新几内亚的绿血石龙子蜥蜴来说,尽管它们的血液像其他脊椎动物一样含有血红蛋白,却呈现出一种特殊的绿色。产生这种现象的原因是由于它们的身体在回收血红蛋白的时候与其他动物有差异。人类的血红蛋白在肝脏进行回收,先把血红蛋白分解成胆绿素,然后再把胆绿素分解成胆红素。但是,这种蜥蜴的身体没有分解胆绿素的机制,所以胆绿素在它们的血液中不断累积,浓度很高,使得血液中的的绿色非常强烈,盖过了血红蛋白造就的红色。

紫色血液

紫色的血液也是有可能产生的,不过仅出现在极少的海洋蠕虫体内。这种血液颜色是由另一种呼吸色素——蚯蚓血红蛋白造成的。这种呼吸色素包含多个独立的部分,每个部分都含有铁原子。当脱氧时,血液无色,当蚯蚓血红蛋白与氧结合时,则呈现明亮的粉紫色。它输送氧的效率很低,有些情况下效率只有血红蛋白的1/4。

完全透明的血液

在南极深海零度以下无污染的水域生活着一种眼斑雪冰鱼,这种鱼的血液是完全透明的,因为它们的血液中几乎没有呼吸色素。南极极地冷水的溶氧量比普通温度的水高出许多,水中含有丰富的氧。眼斑冰雪鱼身上完全没有鳞片,氧气更容易渗透眼斑雪冰鱼的皮肤。而它们的心脏非常大,动力十足,有助于将这些氧灌注到身体各部位。所以,对眼斑雪冰鱼来说,这些优势条件让它们已经能够获得充足的氧,血液中不需要活跃的载氧物质(比如血红蛋白和血蓝蛋白)。

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