【掌健识】X医生谈血液 | 极地深寒的透明之血

在上面这张照片里，我们可以很容易判断出左边试管里是血液。那右边试管里呢？

答案也是血液。

这两个试管里，都是鱼的血液，而且还是关系很近的两种鱼类。

右边试管里的这种透明血液，来自一种生活在南极周边的深海鱼类，叫做南极黑鳍冰鱼（Antarctic blackfin icefish）。

也许有人会觉得，极地深海中怪异生物甚多，对于南极黑鳍冰鱼的透明之血，好像也无需为之大惊小怪。

非也。

南极黑鳍冰鱼极其独特。为什么它的血是透明的？因为它的血液中没有红细胞，也没有血红蛋白。在脊椎动物中独此一家。

正因为此，南极黑鳍冰鱼引起研究者的极大兴趣和关注。

没有血红蛋白就这么特别？

还真是。

人的血是红的，这是大家都知道的常识。事实上，所有哺乳动物的血都是红的。

还可以再延伸一下，基本上所有脊椎动物的血都是红的。为什么血是红的呢？

因为血里面有红细胞和血红蛋白。为什么要有血红蛋白？

在生物的演化中，血红蛋白是一种历史久远且极其重要的蛋白质。

地球上的生物获得能量的方式是对物质的氧化。氧对于生命的存在不可或缺。

生命在诞生之初是单细胞生物。对一个细胞而言，获得氧很容易——通过气体分子的跨膜扩散就可以。实际上，我们的组织细胞通过毛细血管末端获得氧的方式与之相同。

随着多细胞生物诞生并日渐复杂，体积和细胞数量不断增加，简单的气体扩散的方式就不能满足需求了。这时就需要有专门运输氧的载体：血红蛋白（Hemoglobin）。

血红蛋白是一种含铁原子的蛋白四聚体。铁原子对于血红蛋白结合氧的能力至关重要。这一点我们从日常生活中也能感受到——金属生锈也就是与氧结合。含铁也是血红蛋白呈现红色的原因。

从生物演化的角度看，血红蛋白在生命的早期就出现了，不然，复杂的多细胞生物是不可能诞生的。

如果没有血红蛋白，氧就只能简单溶于血液之中。与之相比，血红蛋白将血液运输氧的能力提高了20-30倍。

能结合氧的不仅仅是铁，还有其他金属，比如铜。不同的是，基于铜（蓝铜）的蛋白聚合物不是红色的，而是蓝色的——所以叫做血蓝蛋白（Hemocyanin）。软体动物，如贝类、乌贼、章鱼等，它们的血液中是血蓝蛋白，因此血呈蓝色。

那么，为什么南极黑鳍冰鱼没有血红蛋白呢？

这一点跟它的生活环境有关。

南极黑鳍冰鱼生活在温度极低的深海中，周围环境的氧气十分缺乏，而血红蛋白结合氧的效率也随低温而降低。这就形成了一种选择压力。

在演化过程中，可能由于突变造成了血红蛋白基因缺失，这在绝大多数情况下是致命的，但在极度深寒的南极海底，海水中溶解了更多的氧，而南极黑鳍冰鱼的祖先则已具有了某种适应机制，比如防止血液冰冻的蛋白质，从而得以存活并生息繁衍。

透明之血的奇特，在于它是一种逆进化的现象。即已经获得的复杂生命的特征，在基因突变和自然选择之手“操纵”下消失。这也是令研究者着迷之处。