Животные с голубой кровью: чем она отличается от красной?

Работа крови – переносить кислород туда, где он необходим, и забирать отходы и углекислый газ. Но молекула, которая это делает, у разных существ устроена по-разному. расскажет, почему у некоторых животных кровь голубая, а не красная.

Голубая кровь получается благодаря гемоцианину — белку, активный центр которого вместо железа содержит медь. В состоянии, лишенном кислорода, гемоцианин практически прозрачен, но когда он связывается с кислородом, медь окисляется и начинает поглощать красные и желтые волны, отражая синий цвет, объясняет Британика.

Структурно гемоцианин отличается еще и тем, что растворяется непосредственно в плазме крови. Между тем гемоглобин в эритроцитах упакован в отдельные клетки. Молекулярная масса этого белка составляет от 300 000 до 9 000 000 дальтон в зависимости от вида, что делает его одним из крупнейших белков в живой природе.

У каких животных голубая кровь?

Гемоцианин не обнаружен у позвоночных. Характерен для головоногих, членистоногих и брюхоногих моллюсков.

1. Головоногие моллюски

Осьминоги, кальмары и каракатицы используют его как основной переносчик кислорода, и это особенно полезно в холодных условиях. В исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Zoology, сравнивали гемоцианин антарктического осьминога Pareledone charcoti с двумя тепловодными видами: австралийским Octopus pallidus и средиземноморским Eledone moschata. При температуре 10°С антарктические виды перенесли в ткани 76,7% уловленного кислорода, тогда как сородичи из теплых вод перенесли только 33% и 29,8%.

The Antarctic octopus compensates for life in waters with temperatures from -1.8°C to 2°C primarily due to the increased concentration of hemocyanin in the blood - about 78.9 mg/ml. Это обеспечивает достаточный общий перенос кислорода даже при сниженной эффективности каждой отдельной молекулы.

Гигантские кальмары, обитающие на глубине от 300 до 1000 метров, получили аналогичное преимущество. В условиях низкого парциального давления кислорода и холода медный белок справляется с доставкой кислорода к тканям, где гемоглобин становится менее эффективным.

2. Членистоногие

Среди членистоногих гемоцианином обладают паукообразные - пауки и скорпионы - и мечехвосты, одни из самых архаичных представителей этой группы. Все они имеют открытую систему кровообращения, при которой гемолимфа свободно омывает внутренние органы и не движется по закрытым сосудам.

Подковообразные крабы появились около 445 миллионов лет назад — древнейшие известные окаменелости этой группы были обнаружены в ордовикских породах Манитобы и описаны в ScienceDaily. С тех пор их внешний вид практически не изменился, что и принесло им статус живых ископаемых.

Меховых крабы — членистоногие, пережившие все массовые вымирания.

В начале 1950-х годов американский биолог Фредерик Банг, изучая кровеносную систему мечехвоста в Морской биологической лаборатории, заметил, что клетки крови этого животного мгновенно свертываются при контакте с бактериальными эндотоксинами. Он опубликовал это наблюдение в 1956 году, а в 1965 году гематолог Джек Левин разработал тест LAL (Limulus Amebocyte Lysate), который сейчас используется для проверки всех инъекционных лекарств, вакцин и хирургических имплантатов на бактериальное загрязнение.

Ежегодно для фармацевтических нужд вылавливают от 500 тысяч до миллиона мечехвостов, удаляют до 30% крови и возвращают животных в море. По данным журнала Smithsonian Magazine, около 15% из них умирают. Кровь мечехвоста стоит до 60 000 долларов за галлон, что делает ее одной из самых дорогих биологических жидкостей в мире.

В 2025 году Американская фармакопея официально признала синтетический аналог — рекомбинантный фактор С (rFC), полученный без участия живых животных, приемлемым для тестирования лекарств. Это первый шаг регулирования, который может снизить нагрузку рыболовства на популяцию, которая сокращается из-за сочетания биомедицинского рыболовства и утраты прибрежной среды обитания.

3. Брюхоногие моллюски

Гемоцианин широко распространен у брюхоногих моллюсков - наземных и морских улиток. Среди ракообразных его используют омары, крабы и раки, хотя некоторые мелкие представители этой группы обходятся без специализированного переносчика кислорода — газообмен у них происходит непосредственно через покровы тела. Двустворчатые моллюски (мидии, устрицы, гребешки) обычно не имеют гемоцианина и обеспечивают газообмен через жабры без промежуточного белка.

Почему гемоцианин не заменил гемоглобин?

При всех своих преимуществах медный белок уступает гемоглобину при высоких температурах и интенсивном метаболизме. Быстродвижущемуся теплокровному организму необходима высокопроизводительная система транспортировки кислорода, и здесь гемоглобин, упакованный в эритроциты высокой концентрации, работает более эффективно. Медный белок превосходит по своим характеристикам холодные и глубоководные условия, где температура снижает конкурентоспособность железного варианта.

Ранее мы писали, почему ученые считают, что осьминоги могут захватить Землю.