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章鱼血液为什么蓝色?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2021-05-20 09:01:17

章鱼血液为什么蓝色?软体动物的进化分支开始得比脊椎动物早得多。他们血液没有转换到铁。他们一开始用的是铜。含铜的呼吸色素,即血青素,并不是由血红蛋白进化而来的,也不是铁向铜的转换。血青素是由一种叫做苯酚氧化酶的细胞质酶进化而来的,它分别在头足类软体动物和节肢动物中进化了两次。换句话说,血青素并非都来自同一种祖先的色素,也不是来自血红蛋白,也不是由铜取代铁而产生的。

(下文引用)将含铁血红蛋白和含铜血红蛋白的独立演化总结如下:我把它们的结尾段落压缩了一点:
 

在生命进化的早期,环境是厌氧的。在这种情况下,光合作用产生的氧气对许多生物来说肯定是有毒的。各种各样的酶通过进行氧化反应来中和氧。为此使用了两种金属离子,铁和铜。动物体积的增加,以及不透水的被盖的发展,使得简单的扩散不能充分供氧。因此,一种循环氧转运蛋白成为利用有氧代谢优势的必要条件。我们假设这种运输蛋白是通过几种独立的方式形成的,血红蛋白来自肌红蛋白,血红素来自肌红蛋白,两种血红素来自两种不同的酚氧化酶。这种不同的运输系统,从不同的根,强烈地表明它发生在主要门的分化之后。这反过来说明系统发育分化发生在750 MYA之前。


这是一个关于含铁和铜的氧运输色素分布的有趣的插图(为什么马蹄蟹流蓝色血和蚯蚓流绿色血)。

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请记住,即使是人类,在我们的细胞质酶中也同时使用铁和铜。下面你可以看到我们的线粒体电子传递链有两个铁(Fe)中心和铜(Cu)中心。铜在人体中还有其他几个重要的作用。所以当你问,“铜对大多数生命不是有毒的吗?”我必须指出铜是人类生活的必需品。没有它,我们就会死。足够的量,铁对人类也是致命的。

以铁和铜为基础的氧转运血液色素的进化始于这些利用铁和铜作其他用途的细胞质酶。

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