Голубая кровь в природе не метафора. У многих беспозвоночных кислород переносит не железосодержащий гемоглобин, а гемоцианин с атомами меди. В насыщенном кислородом состоянии эта молекула приобретает синий оттенок, а без кислорода становится почти бесцветной. Жидкость у таких животных правильнее называть гемолимфой, потому что она одновременно омывает органы и выполняет часть функций крови и лимфы.
| Место | Животное | Группа | Чем выделяется |
|---|---|---|---|
| 10 | Гигантская африканская улитка | Брюхоногий моллюск | Наземное дыхание лёгким |
| 9 | Тарантул | Паукообразное | Открытая кровеносная система |
| 8 | Синий краб | Ракообразное | Жабры и активное плавание |
| 7 | Пальмовый вор | Ракообразное | Жизнь на суше |
| 6 | Европейский омар | Ракообразное | Холодные придонные воды |
| 5 | Каракатица | Головоногий моллюск | Три сердца и плавучесть |
| 4 | Кальмар Гумбольдта | Головоногий моллюск | Быстрый обмен веществ |
| 3 | Камерный наутилус | Головоногий моллюск | Древний план строения |
| 2 | Гигантский тихоокеанский осьминог | Головоногий моллюск | Работа трёх сердец |
| 1 | Атлантический мечехвост | Хелицеровое | Медицински ценная гемолимфа |
10. Гигантская африканская улитка
У наземной улитки Lissachatina fulica гемоцианин циркулирует в гемолимфе и связывает кислород, поступающий через мантийную полость, превращённую в подобие лёгкого. Голубой цвет не виден через тёмную кожу и раковину, но проявляется в насыщенной кислородом жидкости. Улитка интересна тем, что медный дыхательный пигмент работает не только у морских обитателей, но и у крупного моллюска, полностью освоившего влажную сушу.
9. Тарантул
У пауков нет замкнутой сети сосудов, подобной человеческой. Трубчатое сердце выталкивает гемолимфу в артерии, после чего жидкость омывает органы в полостях тела и возвращается к дыхательным структурам. Гемоцианин растворён прямо в ней, а не заключён в клетки. У крупного тарантула объём гемолимфы заметнее, чем у мелких пауков, поэтому её голубоватый оттенок хорошо известен ветеринарам, работающим с экзотическими членистоногими.
8. Синий краб
Callinectes sapidus назван синим из-за окраски конечностей, а не из-за гемолимфы, но оба оттенка связаны с медью лишь косвенно. Краб активно плавает с помощью уплощённой последней пары ног, и его жабрам требуется эффективно передавать кислород в гемолимфу. Гемоцианин меняет способность связывать кислород в зависимости от температуры, кислотности и солёности воды, что помогает виду жить и в морских заливах, и в солоноватых эстуариях.
7. Пальмовый вор
Пальмовый вор Birgus latro считается крупнейшим наземным членистоногим. Его жаберные полости преобразованы в органы, способные поглощать кислород из воздуха, но оставаться влажными они должны постоянно. Дальше кислород переносит тот же медьсодержащий гемоцианин, характерный для ракообразных. Этот краб утонет при долгом погружении, хотя его предки жили в воде, и тем самым показывает, насколько далеко система голубой гемолимфы может сопровождать переход на сушу.
6. Европейский омар
Европейский омар Homarus gammarus обитает в прохладных водах восточной Атлантики. Гемоцианин особенно полезен в холодной среде, где свойства дыхательных пигментов и растворимость газов отличаются от тёплой воды. При насыщении кислородом бесцветная гемолимфа становится голубоватой и разносится от жабр к тканям. Омару приходится снабжать кислородом мощные мышцы клешней и хвоста, оставаясь преимущественно донным животным с периодами резкой активности.
5. Каракатица
Каракатица регулирует плавучесть с помощью пористой внутренней раковины и может почти неподвижно висеть над дном. Кислород по телу разносят гемоцианин и три сердца: два жаберных проталкивают венозную гемолимфу через жабры, а системное сердце отправляет насыщенную жидкость к органам. Такая схема компенсирует то, что гемоцианин переносит кислород менее эффективно, чем гемоглобин позвоночных, особенно при нагрузке.
4. Кальмар Гумбольдта
Dosidicus gigas способен быстро плавать, охотиться стаями и совершать ежедневные вертикальные миграции на сотни метров. В глубине он сталкивается с водой, бедной кислородом, а у поверхности развивает высокую скорость. Его три сердца и гемоцианин должны обслуживать необычно энергичный для моллюска образ жизни. Кальмар переносит кратковременную гипоксию благодаря снижению обмена, но для активного движения возвращается в более богатые кислородом слои.
3. Камерный наутилус
Наутилус сохранил наружную многокамерную раковину, тогда как у большинства современных головоногих она исчезла или стала внутренней. Он перемещается реактивными толчками, меняет плавучесть газом в камерах и обычно живёт у склонов коралловых рифов. Его гемолимфа тоже голубеет при связывании кислорода гемоцианином. Наутилус менее стремителен, чем кальмар, но способен извлекать кислород при низкой концентрации во время глубоких дневных погружений.
2. Гигантский тихоокеанский осьминог
У осьминога два сердца качают гемолимфу через жабры, а третье снабжает всё тело. Во время плавания системное сердце работает менее эффективно, поэтому осьминоги предпочитают ползти по дну. Гемоцианин хорошо приспособлен к холодной воде, где живёт Enteroctopus dofleini, но чувствителен к кислотности. Голубая гемолимфа здесь связана с целым комплексом особенностей: отсутствием костей, большой нервной системой и мышечным телом, которому постоянно нужен кислород.
1. Атлантический мечехвост
Мечехвост Limulus polyphemus ближе к паукам и скорпионам, чем к настоящим крабам. Его насыщенная кислородом гемолимфа ярко-голубая из-за гемоцианина, но известность ей принесли другие клетки – амебоциты. Они быстро сворачиваются вокруг бактериальных эндотоксинов. На этом свойстве основан реактив LAL, десятилетиями применяемый для проверки лекарств и медицинских изделий. Сейчас развиваются синтетические альтернативы, уменьшающие необходимость отлова и кровопускания диких мечехвостов.
Один и тот же медный пигмент обслуживает медленного наутилуса, быстрого кальмара, сухопутного пальмового вора и медицински важного мечехвоста. Голубой оттенок оказывается не редкой мутацией, а следом древнего решения задачи доставки кислорода, которое сохранилось у огромного числа беспозвоночных.