笛卡吾 23-02-14 18:45

#摘抄#《疯狂的心脏》

脊椎动物中有没有例外,其血液不是红色的呢?

答案是有,这种特殊的血液属于南极冰鱼(鳄冰鱼科)。

科学家1928年才捕获第一只标本,但19世纪的捕鲸人早就对这类鱼了如指掌了。鳄冰鱼科的鱼类是目前人们已知的唯一一类成年个体体内不含血红蛋白的脊椎动物,因此它们的血液几乎是无色透明的。

……鳄冰鱼的血液除了缺乏血红蛋白,还有一个特点是含有一系列特殊的抗冻蛋白,让它们能在其他动物要被冻僵的低温下生存。和汽车防冻液类似,鳄冰鱼的这种蛋白抗冻的原理也是通过化学性质来降低冰点。

在鳄冰鱼体内,抗冻蛋白能抑制组织(包括血液)和中空结构(如心脏、血管)中冰晶的形成。这种特性给了医学研究者很大的启发,让他们尝试着利用抗冻蛋白来保护储存在冰块中的组织和器官,以备后续进行移植或其他操作。

有意思的是,鳄冰鱼的这个特性倒是让欧洲的一家食品公司搞了个发明专利。他们利用基因改造过的霉菌,生产出了鳄冰鱼的抗冻蛋白——防止冰激凌中形成冰晶。

具体来说,冰激凌中的小冰晶会融化,然后再次凝结,形成体积更大、不那么适口的冰块,而加入了可食用的抗冻蛋白后,食客们就不会吃到硌牙的冰块了。抗冻蛋白能黏附在小冰晶的表面,防止小冰晶聚集成团。

……鳄冰鱼采取伏击的方式捕猎,这意味着它们只需要偶尔“瞬间爆发”高速就行了。由于无须进行长时间的运动,它们对氧气的需求就少了很多。

另外,冰冷的海水也对缺乏血红蛋白的鳄冰鱼有利——冷水比热水溶解的氧气更多。这是因为冷水中的分子运动比热水中的慢。分子运动得越剧烈,氧气分子就越容易从水分子之间“逃脱”,所以冷水能溶解更多的氧气,这对需要氧气的生物来说是很有利的。

研究显示,历史上第一只缺乏血红蛋白的鳄冰鱼的出现是一个“错误”的结果——源于大约5亿年前发生的一次基因突变……

和体型相近的普通鱼类相比,进化上的这次小插曲让鳄冰鱼的血流量增至4倍,血管直径达3倍,心脏更是大了5倍还多。这说明,虽然鳄冰鱼的血压低、心率慢,每次心跳后流出心脏的血量却很大。同时,当血液抵达肌肉和器官时,致密的毛细血管网也能提升气体交换的效率。

还有最后一点,在进化的创新作用下,鳄冰鱼的体表没有了鱼鳞覆盖,因此它们不仅可以通过鳃吸收氧气,也可以通过皮肤直接吸收氧气。

综上所述,没错,或许鳄冰鱼的祖先能在冰冷的地方生活,纯属撞大运。血红蛋白是存在于其他几乎所有脊椎动物血液中的氧气载体,而现在鳄冰鱼已经成功补偿缺乏这种重要物质所造成的损失了。

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