血液的主要显色物质被称为血色素,不同种类的动物血液中负责运输氧气的蛋白质的种类和结构也不同,因此血液的颜色也不一样。
大多数动物的血液中都是依靠血红蛋白来运输氧气,它存在于几乎所有的脊椎动物和某些无脊椎动物体内。血红蛋白有四个亚基,每个亚基由一条肽链和一个血红素分子构成,这个血红素就是让血液看上去呈现红色原因。
图为血红素的分子结构
注意在血色素的结构中心有一个铁原子,这就是血色素呈现红色的原因,具体机制不表,生活中我们看到一些含铁化合物就是红色系的,比如铁锈是三氧化二铁的水合物,通常为棕红色。
找到了左右血液颜色的本质原因,我们就可以来看一下鲎(拼音:hòu)的血液为什么是蓝色的了。
鲎的血液中并没有血红蛋白,它是利用一种叫做血蓝蛋白(Hemocyanin,又叫血青素)的蛋白质来运输氧气,血蓝蛋白之所以是蓝色是因为这种蛋白质的核心是两个铜原子,在与氧分子结合后形成二价铜离子,因此呈现出蓝色(同样有二价铜离子的硫酸铜溶液就是蓝色)。还有一点和血红蛋白不同的是,血红蛋白还有一个叫红细胞的『坐骑』,赋予了血红蛋白一定程度的机动性,而血蓝蛋白没有任何『坐骑』,是直接悬浮在体液里的。
图为血蓝蛋白的三维结构
蓝色的鲎血里含有丰富的铜离子,所以吃鲎其实是有不小的风险的,铜只是人体需要的一种微量元素,注意微量二字,而在鲎体内铜的含量已经远超微量了。吃鲎很容易造成铜中毒,各位吃货还是放过鲎吧。
詹姆斯·卡梅隆拍《阿凡达》的时候就是把阿凡达们的血液设定成用血蓝蛋白来运输氧气的模式,也正因此才有了蓝星人。
上面这张照片是在提取鲎的血液,鲎血因为含有由铜离子构成的血蓝蛋白这种比较特殊的结构,可以与细菌的内毒素结合并形成肉眼可见的凝胶,这使得它成为了一种鉴定食品安全的有效工具。被提取鲎血的鲎并不会死亡,在美国,获批提取鲎血的企业都是遵循着可持续发展的原则,『献血』的鲎会严格控制献血量,并在『献血』后小心的被放生至远处,以保证不会短期内被再次捕获,这样鲎就有足够的恢复时间,可以保证这些为人类生命安全做出贡献的小家伙们能满血复活。
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