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多彩的血液:生命奥秘的启示

2024-06-14梁爽

莫愁·小作家 2024年6期
关键词:生物体蠕虫蚯蚓

在宇宙的角落,生命以其多姿多彩的形式绽放着独特的魅力。在这无尽的生命长河中,血液作为生命之源,承载着无数生物的遗传密码和生存智慧。从深邃的海洋到巍峨的山川,从炎热的沙漠到寒冷的极地,生物们演化出了形态各异、功能独特的血液。这些血液不仅为生物体提供了源源不断的能量,更是它们适应环境、抵御外敌的有力武器。

科幻爱好者们不难注意到,在科幻电影的经典之作《异形》系列中,外星生物“异形”的血液是墨绿色的。这种血液具有高度的腐蚀性,几乎能侵蚀所有已知的材料。这种强大的防御机制,使得“异形”在充满未知与危险的宇宙中占据了生存的优势。而在詹姆斯·卡梅隆执导的电影《阿凡达》中,潘多拉星球上的纳美族人则有着独特的蓝色血液。影片中,这种蓝色血液富含铜元素,赋予了纳美族人强大的生理机能,使之能够在潘多拉星球的恶劣环境中自由驰骋。

在科幻作品建构的奇幻世界里,血液的颜色成为生物体独特生理特征的象征。蓝色、绿色、黄色、红色乃至无色,每一种颜色背后都隐藏着生物体与环境互动的深层秘密。这些色彩斑斓的血液,不仅丰富了我们的想象力,更促使我们去探索现实世界中生物血液的奥秘。

比尔·布莱森在其著作《血液的故事》中写道:“我们每个人的体内都流淌着数百万年的进化史。”从最早的单细胞生物到复杂得多细胞生物,再到拥有高度发达血液循环系统的哺乳动物和人类,血液见证了生命演化的壮丽历程。

正如我们所熟悉的,在地球生物的宏大叙事中,红色血液是最为普遍的存在。它主要由血红蛋白组成,血红蛋白中含有铁元素,因而呈现出鲜艳的红色。红色血液拥有高效的氧气输送能力,而这是生命活动不可或缺的一部分。

在数亿年前,地球上的大气含氧量逐渐增加,生物体对氧气的需求也越来越大。在这样的背景下,一些生物开始演化出含有血红蛋白的红色血液,以便更有效地从空气中摄取氧气。这种适应性特征在随后的演化过程中得到了保留和强化,最终使得红色血液成为大多数生物的共同特征。

在红色血液的大家族中,人类和其他哺乳动物的血红蛋白具有相似的结构和功能。然而,在一些特殊的生物中,红色血液也展现出了一些独特的适应性特征。例如,一些高原动物如藏羚羊和牦牛,得益于血红蛋白分子结构的特殊演化,它们能够在低氧的高原环境中更有效地摄取氧气,在极端环境中生存下来。

而蓝色血液的形成则要归功于一种名为血丝虫的古老海洋生物。血丝虫体内含有一种名为血蓝蛋白的特殊蛋白质,负责运输氧气。与人类依赖的铁基血红蛋白不同,铜基的血蓝蛋白使血液呈现出蓝色,并且在生物体内发挥着至关重要的作用。

随着演化历程的推进,一些血丝虫的后代,如章鱼、乌贼和蜗牛等软体动物,继承了这种蓝色血液的特性。相较于人类的红色血液,蓝色血液的优势是使生物体能在特定环境中具有更高的生存竞争力。例如,在深海高压、低温、低氧的极端环境中,蓝色血液能更有效地为生物体输送氧气,维持生命活动。同时,其出色的抗氧化性也能在深海环境中有效抵抗自由基的侵害,从而保护生物体免受氧化应激的伤害。

由此可见,生物血液的颜色主要是由其血液中携带氧气的化合物决定的,而这与它们的生理结构和生存环境息息相关。

在湿润的土壤中,蚯蚓如同一位勤劳的园丁,默默无闻地翻动着泥土。它们的血液呈现出一种清新的绿色,这是因为在它们的循环系统中流淌着一种名为血绿蛋白的神奇物质。血绿蛋白是一种能够与氧气结合的蛋白质,它在不同的氧气浓度下呈现不同的颜色。当血绿蛋白与充足的氧气结合时,它会呈现为鲜红色;而在缺氧的环境下,血绿蛋白会变成绿色。

蚯蚓没有眼睛,它们是通过皮肤上的感光细胞来感知周围环境的。血绿蛋白能够吸收特定波长的光,使蚯蚓感知到微弱的光线。这使得蚯蚓能够在土壤中自由穿梭,即使在土壤深层等光线微弱的环境下也能准确地找到食物和水源。

软体动物水蛭同样拥有绿色的血液,但与蚯蚓不同的是,水蛭的绿色血液是由于其血液中含有大量的胆绿素所致。胆绿素是一种绿色的代谢产物,通常在肝脏中产生并分解。然而,在水蛭的体内,胆绿素却得以积累并保留在血液中,使其血液呈现出独特的绿色。在复杂的海洋生态系统中,水蛭因此方便在绿色植物或藻类中自我隐藏,免遭天敌捕食。

而关于紫色血液的发现,最早可以追溯到19世纪。英国科学家阿尔弗雷德·洛特·沃尔什在1850年首次描述了花生蠕虫的紫色血液。他注意到,不同于血红蛋白在氧气环境下变红的特性,这种蠕虫的血液在接触空气时会变成紫色。为了解释这一现象,沃尔什推测,花生蠕虫的血液中可能存在一种与血红蛋白不同的氧气运输蛋白。

这一发现引起了其他科学家的关注,他们开始进一步研究花生蠕虫的紫色血液。随着科学技术的发展,紫色血液背后的奥秘逐渐揭开。原来,花生蠕虫的血液中含有一种名为蚯蚓血红蛋白的蛋白质。

这种蛋白质能够在不同的氧气浓度下灵活切换状态,因为其中含有铜离子,当与氧气结合时呈现出紫红色,脱氧后则变为无色。这不仅提供了一种独特的氧气运输方式,能够帮助花生蠕虫在不同的环境中保持稳定的生理功能,同时还具有一定的伪装作用。

而在南极大陆海岸线冰冷刺骨的海水中,黑鳍冰鱼以近乎透明的肉身生存着。它没有鱼鳞,骨骼透明,并且是目前已知唯一拥有透明血液的脊椎动物,因为它的血液中没有血红蛋白和红细胞。没有它是对的,因为血红蛋白结合氧的效率会随低温而降低,根本无法适应极寒的环境。

在生存压力下,南极黑鳍冰鱼只好选择“逆进化”。它们必须像很多无脊椎动物一样,通过简单的扩散过程,让海水中的氧气穿过皮肤,渗入体内,从而参与血液循环。而为了弥补血液中血红蛋白的缺乏,它们也生长出更强壮的心脏和更粗的血管,以便提高血液循环的效率。幸运的是,寒冷的南极海水溶解了比温暖海水更多的氧。这些鱼类通过做减法不断调整自己,适应了严峻的生存环境,在南极的海洋生态系统中扮演着重要角色。

奇异血液的生物仿佛是大自然的杰作,它们以独特的方式展示了生命的多样性和适应性。无论是拥有蓝色血液的章鱼、蜗牛,还是拥有绿色血液的蚯蚓、水蛭,抑或紫色血液的花生蠕虫和透明血液的南极黑鳍冰鱼,都在用自己的方式诠释着生命的奥秘和魅力。

梁爽:媒体从业者,写作者,电影学硕士,作品散见于《人民日报》《电影》《草堂》《延河》《新民周刊》《香港文汇报》等多家报刊。

编辑 闫清 1453337028@qq.com

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