Žmogaus kraujas mums pažįstamas kaip raudonas, tačiau gyvūnų pasaulyje tai – ne taisyklė. Kai kurių rūšių kraujas būna mėlynas ar violetinis, kitų – žalsvai geltonas, o yra ir stuburinių, kurių kraujas atrodo beveik baltas.
Skirtingus atspalvius lemia tai, kokias medžiagas organizmas naudoja deguoniui pernešti – arba ar apskritai naudoja. Apie šias evoliucijos „alternatyvas“ pasakojama „Knowable Magazine“ apžvalgoje, paremtoje mokslininkų įžvalgomis.
Žinduoliams ir daugeliui kitų stuburinių raudoną spalvą suteikia hemoglobinas – baltymas, kurio sudėtyje yra geležies atomų. Būtent jie, prisijungę deguonį, kraują nudažo ryškiau, o deguonies mažėjant atspalvis tampa tamsesnis.
Tačiau dalis gyvūnų naudoja kitus baltymus, kitus cheminius elementus arba kraujyje sukaupia pigmentų, kurie užgožia įprastą raudonį. Šie skirtumai nėra vien keistenybė – jie rodo, kaip skirtingomis sąlygomis (pavyzdžiui, šaltame vandenyne ar dideliame aukštyje) evoliucija randa skirtingus sprendimus.
Mėlynas ir violetinis kraujas
Vandenynų gyventojams, pavyzdžiui, aštuonkojams ir kalmarams, taip pat kai kuriems vėžiagyviams (krevetėms, krabams), deguonį perneša ne hemoglobinas, o hemocianinas. Šis baltymas vietoje geležies naudoja varį – būtent dėl to, prisijungus deguoniui, kraujas įgauna melsvą atspalvį.
Hemocianinas deguonį prisijungia ne taip efektyviai kaip hemoglobinas, tačiau, kaip nurodoma, ypač gerai veikia šaltame vandenyje, pavyzdžiui, gelmėse. Be to, tyrimai leidžia manyti, kad kai kuriems gyvūnams šis baltymas gali būti svarbus ir imunitetui, pavyzdžiui, prisidedant prie žaizdų gijimo.
Violetinis kraujas taip pat pasitaiko, bet ne dėl hemocianino. Kai kurie jūriniai organizmai, pavyzdžiui, į moliuskus panašūs brachiopodai ar jūros dugne gyvenanti vadinamoji „žemės riešuto“ kirmėlė, naudoja kitą deguonį pernešantį pigmentą – hemerytriną, kuris yra geležies turintis ir natūraliai violetinės spalvos.
Žalsvai geltonas ir „tikrai žalias“ kraujas
Kai kurie jūriniai bestuburiai, vadinami jūros švirkštėmis (ascidijomis), gali turėti žalsvai geltoną kraują. Tiksli spalvos kilmė nėra iki galo vienareikšmiškai nustatyta – viena iš aptariamų versijų siejama su vanadžiu, kurį šie gyvūnai linkę kaupti kraujyje.
Kita hipotezė aiškina, kad atspalviui įtakos gali turėti mityba: metabolizuodami jūrinį fitoplanktoną, šie gyvūnai gali sukurti karotenoidų – geltonų, oranžinių ar raudonų pigmentų.
Tuo metu kai kurių Naujosios Gvinėjos driežų kraujas atrodo ryškiai žalias, nors jie, kaip ir kiti stuburiniai, turi hemoglobiną. Skirtumą sukuria biliverdinas – natūraliai žalias pigmentas, susidarantis ardant hemoglobiną (žmonėms didesnė jo koncentracija siejama su gelta).
Dauguma stuburinių biliverdiną toliau paverčia kitais junginiais, tačiau šie driežai, kaip rašoma, pigmentą kaupina taip gausiai, kad žalia spalva nustelbia hemoglobino raudonį kraujyje ir audiniuose.
Baltas kraujas ir „be hemoglobino“ gyvenantys stuburiniai
Ypatingas atvejis – Antarktidos juodpelekių ledžuvių (Channichthyidae) šeima. Tai vieninteliai žinomi stuburiniai, kurie negamina hemoglobino ir neturi raudonųjų kraujo kūnelių, todėl jų kraujas yra pieno baltumo, beveik permatomas.
Vietoje deguonį pernešančio baltymo šios žuvys remiasi tuo, kad deguonis tiesiog ištirpsta kraujyje. Tam padeda ir fiziologinės ypatybės – didesnės širdys bei kapiliarai, galintys pernešti didesnį kraujo kiekį.
Apžvalgoje minima, kad nagrinėjant šių žuvų genomus siekiama suprasti, kodėl iš DNR dingo genai, susiję su hemoglobino gamyba. Tačiau vis dar neaišku, kas įvyko pirmiau – raudonųjų kraujo kūnelių praradimas ar hemoglobino netekimas – ir kas tiksliai paskatino tokį evoliucinį posūkį.
Evoliucija „užveda“ hemoglobiną į aukštumas
Kraujo įvairovė neapsiriboja vien spalva. Gyvūnams, gyvenantiems dideliame aukštyje, tenka prisitaikyti prie mažesnio deguonies kiekio, todėl kai kurių rūšių hemoglobinas evoliuciškai pakito taip, kad deguonį prisijungia tvirčiau.
Kaip pavyzdys minimos elninės pelės, galinčios gyventi net iki 14 000 pėdų aukštyje, taip pat Andų kolibriai ir aukštikalnių varlės, kurių hemoglobine nustatyti panašūs prisitaikymai. Vis dėlto tokie patobulinimai turi kainą: tvirčiau laikomas deguonis gali sunkiau atsiskirti ir patekti į audinius.
Apžvalgoje pabrėžiama, kad tokie prisitaikymai gali būti svarbūs ir žmogaus sveikatai – pavyzdžiui, suprasti, kaip organizmai įveikia deguonies trūkumą. Tyrėjų teigimu, kai kurios įžvalgos ateityje galėtų įkvėpti idėjų gydant hipoksijos sukeltas būkles ar ieškant naujų sprendimų su mažakraujyste susijusioms problemoms.