[科普中国]-乳白色，粉嘟嘟，绿油油，随机色……动物血色怎么这么不按套路来？

作者：源的天空

编辑：小柒

在大家的认知中，“血液是红色”似乎是件稀疏平常的事儿。对人类来说，只有在某些病理条件下（或影视作品里），才会出现其他颜色的血——比如前段时间就有新闻报道，一位年轻姑娘因病入院，在抽血时发现自己的血浆竟然是乳白色，医生告诉她，这是 血脂含量过高造成的“乳糜血” [1] 。

（“牛奶”既视感的“乳糜血”。图片来源：参考文献[1]）

其实，如果放眼整个动物界的话， 血液的颜色也可以是千变万化、五彩纷呈的 ——比方说，星虫的血液就是褐色，乌贼的血液是蓝色，沙蚕的血液则为绿色，而大部分昆虫血液本身则是透明色或淡黄色……似乎有很多动物都“不按套路出牌”。

同样都是血，为啥不同动物间会有如此明显的差距呢？细数组成血液的各个成分可以发现，除了 色素蛋白 和 某些代谢产物 外，其他物质基本都是无色透明的。因此，要探究血液颜色的秘密，就得从这两种成分开始说起。

色素蛋白的“调色板”

色素蛋白 是动物血细胞中或血浆内一类负责运输氧气的大分子蛋白质，其颜色主要取决于 色素蛋白结合的金属离子 ，不同色素蛋白所结合不同类型及价态的金属元素，都会影响血液的呈色。

许多甲壳纲动物和软体动物，拥有含二价铜离子的血蓝蛋白（Hemocyanin），使血液颜色呈现 蓝色 。

（普氏乌贼（ Sepia prashadi ）的血液为蓝色。图片来自：Wikimedia.org）

在沙蚕等环节动物血液中，色素蛋白为含二价铁离子的血绿蛋白（Chlorocruorin），血液颜色呈现 绿色 。

（游沙蚕（ Nereis pelagica ）图片来源：Wikimedia.org）

星虫等动物的血液甚至全身都是 粉紫色 ，是由于含有二价铁离子的血褐蛋白（Hemerythrin）。

（“粉嘟嘟”的方格星虫（ Sipunculus nudus ）图片来源：Wikimedia.org）

在海鞘纲动物体内，色素蛋白是含有钒离子的血钒蛋白（Hemovanadin），血液呈现 翠绿色 。

“绿油油”的海鞘（ Didemnum molle ）图片来自：Wikimedia.org

包括人类在内的大多数脊椎动物红细胞中都含有血红蛋白（Hemoglobin），血红蛋白的主要显色物质为含有亚铁离子的 血红 ，因此一般血液呈现 红色。静脉血含氧量低，呈暗红色；动脉血含氧量高，呈鲜红色。

（人的静脉血（左1，2）和动脉血（右1，2，3）图片来源：Wikimedia.org）

另类的代谢物颜色

有些时候，色素蛋白也会处于下风——

比如，在大洋洲的巴布亚新几内亚，就生活着这么几种“诡异”的蜥蜴——作为具有血红蛋白的脊椎动物，它们全身却都流淌着绿色的血液！甚至会把全身的肌肉、粘膜、舌头甚至骨头都染绿 [2] ……

（绿血蜥蜴（ Prasinohaema prehensicauda ）图片来源：[2]）

为什么这些蜥蜴会出现“鬼畜”现象呢？ 你可能会联想到漫威电影里的“绿巨人”——浩克，难道蜥蜴们也因为类似的辐射事件发生了基因突变吗？

（浩克——“谁在说我绿？” 图片来源：《复仇者联盟4》）

并不是。

这些蜥蜴与正常蜥蜴的血色之差在于血液中的 胆绿素 （Biliverdin）含量。胆绿素是一种深绿色的胆汁色素，就是这些高浓度“绿色汁液”引起了蜥蜴血液颜色变绿。

正常情况下，脊椎动物体内的胆绿素大多会迅速转化成胆红素，并通过胆汁或通过肾脏排出体外。

如果胆绿素在生物体内的累积过高，就会产生细胞毒性、神经毒性等。人类血液中胆绿素浓度达到50微摩就会导致死亡 [3] 。

而绿血蜥蜴的血液中胆绿素的浓度却高达714-1020微摩，如此高浓度的胆绿素对蜥蜴没有表现出毒性，反而给这些蜥蜴带来得天独厚的优势—— 对于抗感染、抗氧化、保护细胞等都具有潜在功效 [4] 。这“金钟罩铁布衫”的本领倒是真有点儿像浩克了。

百搭的“随机血色”

也有些动物，比如昆虫和个别软体动物——既没有色素蛋白，也没有固定颜色的代谢产物，因而血液颜色非常“随机”。

（昆虫可以依赖气管直接完成有氧呼吸，不需要色素蛋白来运输氧气。因而许多昆虫的血液本身为透明的。图片来源：本文作者绘制）

此外，由于昆虫是不完全循环系统，血液和体腔液往往混在一起，因此食物中及体液中的不同显色物质会使它们的血液呈现出黄、橙红、蓝绿和绿等多种色彩。

一定要举出个例子的话，最生动的莫过于下图这款不招人爱的昆虫了吧——打死了它，流出的却是你的血。

（一只正在品尝人血的白纹伊蚊（ Aedes albopictus ），拥有了“红血”。图片来自：Wikimedia.org）

作者名片

排版：昕旸

题图来源：图虫创意

参考文献：

[1]http://zj.sina.com.cn/news/2018-01-17/detail-ifyqtwzt9780085.shtml

[2] RodriguezZB, Perkins SL, Austin CC. Multiple origins of green blood in New Guinealizards. Sci. Adv. 4, eaao5017(2018).

[3] GreenbergAJ, Bossenmaier I, Schwartz S. Green jaundice. A study of serum biliverdin, mesobiliverdinand other green pigments. Am. J. Dig. Dis. 16, 873–880 (1971)

[4] Alves E,Maluf FV, Bueno VB, Guido RVC, Oliva G, Singh M, Scarpelli P, Costa F,Sartorello R, Catalani LH, Brady D, Tewari R, Garcia CRS. Biliverdin targets enolaseand eukaryotic initiation factor 2 (eIF2a) to reduce the growth of intraerythrocyticdevelopment of the malaria parasite Plasmodium falciparum. Sci.Rep.6, 22093(2016).

[5] 刘凌云，郑光美，普通动物学（第四版），高等教育出版社（2009）.

[6] Wikipedia,https://en.wikipedia.org/wiki/Blood