鱟的血液為什么是藍色:為什么人體是結構組成的,必須用血液循環??才有動力

人類是復雜多細胞動物 , 由大約100多種類型的細胞共同組成 , 細胞的連接不允許多細胞生物的體細胞像單細胞生物那樣活動鱟的血液為什么是藍色、攝入氧氣和營養 , 因此必須有血液系統存在 。

鱟的血液為什么是藍色:為什么人體是結構組成的,必須用血液循環??才有動力

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單細胞和多細胞生物的差別在于系統組成的復雜程度 , 單細胞生命很簡單 , 就是細胞膜包著核酸和細胞器 , 核酸控制細胞功能 , 而細胞器則幫助核酸執行功能 , 有氧化供能的線粒體、有合成蛋白的核糖體、還有加工蛋白的內質網 , 單細胞生命攝入氧氣和物質主要靠細胞的流動性 , 細胞膜對水通透 , 對氧氣等可以因為濃度差等方式吸收 , 飲食的時候可以直接靠細胞膜流動形成胞吞 , 主要靠本能活動 。比如草履蟲逃離鹽水 , 是因為細胞膜上的蛋白更多地結合鈉離子 , 導致結構變化推動草履蟲逃離高鹽水的環境 , 進入適宜自己生存的環境 。
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細胞是最基本的生命單位 , 每個細胞生命都是這樣的結構 , 都具備單細胞生物的功能 , 原理上也可以像單細胞生物一樣生存 , 但是多細胞生物明顯不同的在于是由大量細胞組成的 。這時細胞膜的流動性已經沒有單細胞生物那么重要了 , 因為細胞之間還要形成各種連接 , 使多細胞成為一個完整的生命體 , 細胞不能再像單細胞生物一樣自由活動、靠本能趨利避害 。系統越復雜越是需要統一的調度 , 比如人要往東走 , 有些細胞偏要往西爬那肯定是不行的 。所以多細胞進化出某種機質 , 使得全身細胞的活動處于協調控制之中 , 細胞的分裂、分化在于基因的選擇性表達 。
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人體也可以通過激素或者其它生理活性成份調節細胞的活動 , 并且可以通過免疫系統排除那些出錯的細胞 , 避免對人體造成傷害 。癌癥的主要病因就是在持續存在的危害因素影響下 , 體細胞多次變異 , 最終逃離了免疫系統的識別 , 逃離了人體正常的生理調控程序 , 因此可以在人體內相對無限增殖 。這么復雜的系統 , 細胞又都不能隨意運動 , 但是它們都需要物質和能量的攝入 , 因此必須具有血液系統 , 通過密集的毛細血管將血液輸送到全身各處 , 由高度分化、具備運輸功能的血細胞輸送氧氣 , 靠血液的液體系統將營養輸送到所有組織 。
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人體組織中 , 除了連接細胞的蛋白等物質 , 也存在著細胞液 , 它們協助血液運輸物質 , 主要在于水的溶解性 , 基本上所有的細胞行為都是在水環境中發生的 , 物質可以溶解在水中 , 水也參與生理反應 , 血液和組織夜間物質粒子可以相對自由地擴散 , 所以在毛細血管并未連接每一顆細胞的前提下 , 依然能保證組織細胞的存活 。排除細胞的連接、統一調度的活動 , 人類的體細胞依然保持了大量單細胞生物的特征 , 細胞膜依然允許物質穿過 , 細胞膜上還有特異的蛋白 , 可以選擇性攝入需要的物質 。
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這種模式存在于所有復雜生物中 , 即便是結構簡單的蚯蚓等昆蟲 , 也都進化出了血液 , 而生物中血液還有藍色、綠色、無色 , 這些血液系統和人類的血液系統功能相同 , 但是進化的起源不大相同 , 鱟的藍色血液以銅元素作為血蛋白的中心物質 。這種現象也說明 , 多細胞生物的演化具有“趨同演化”的歷程 , 多細胞生物就是需要血液系統這么個輸送營養物質的便利系統 。
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要弄清哪些動物的血液不是紅色 , 首先要明白為什么大部分動物的血液是紅色的 。
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圖注:我們習慣了紅色的血液 , 圖片來自網絡
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以我們人類的血液為例 , 血液是由血漿和血細胞組成的 , 其中血漿是淡黃色的 , 血細胞是紅色的 。血細胞又分為三種:紅細胞、白細胞和血小板 , 其中數量最多的紅細胞呈紅色 。紅細胞由不帶紅色的細胞膜和里面帶有紅色的血紅蛋白組成 , 血紅蛋白又由珠蛋白和輔基 , 珠蛋白不帶紅色 , 輔基帶有紅色 , 也被成為血紅素 。血紅素 , 是低分子鐵絡化合物 , 是具有原卟啉結構的小分子 , 其核心部位由4個吡咯環上的氮原子結合亞鐵離子所構成 , 紅色就來源于這些亞鐵離子 。
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圖注:紅色的血細胞 , 圖片來自網絡
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正是有了亞鐵離子的存在 , 血紅色才具備了運送氧氣的功能 , 所以血液的紅色追根到底是血紅素中亞鐵離子造成的 , 大部分脊椎動物的血液血紅素有著相同的結構 , 所以它們的血液都是紅色的 。
其實除了紅色的血液 , 動物界中還存在著藍色的顏色 , 這種血液普遍存在于節肢動物和軟體動物之中 , 比如我們熟悉的鱟就有著藍色的血液 。為什么軟體動物和節肢動物血液是藍色的呢?因為它們的的血液中有血藍蛋白 , 所以血液是藍色的 。
圖注:鱟藍色的血液 , 圖片來自網絡
圖注:血藍蛋白讓血細胞變成了藍色 , 圖片來自網絡
其實不僅僅是軟體動物和節肢動物 , 脊椎動物中也有藍色血液的 , 那就是蛇鱈(Ophiodon elongatus) 。大概有20%的蛇鱈會有藍色的血液 , 而且它們的肉也是藍色的 , 這都是因為血液之中有一種叫做膽綠素的物質 , 所以才會有這么神奇顏色的血液 。
圖注:藍色的蛇鱈 , 圖片來自網絡
圖注 , 通身藍色的蛇鱈 , 圖片來自網絡
圖注:魚肉呈藍色的蛇鱈 , 圖片來自網絡
【鱟的血液為什么是藍色:為什么人體是結構組成的,必須用血液循環??才有動力】其實地球上血液不是紅色的動物很多 , 只不過我們熟悉的脊椎動物的血液顏色大多數是紅色的罷了 。