Tại sao máu của nhiều loài vật không có màu đỏ?

Máu của bạch tuộc có màu xanh lam vì chứa protein hemocyanin.

Sự khác biệt này có liên quan đến quá trình trao đổi oxy và quá trình tiến hóa của các loài.

Các sắc tố của máu

Bà Stephen Palumbi, nhà sinh vật biển tại Trường Đại họcStanford, Mỹ, cho biết một số loài giáp xác, mực và bạch tuộc có máu màu xanh lam do trong máu chứa protein hemocyanin. Hemocyanin chứa 2 nguyên tử đồng (Cu) liên kết nghịch với một phân tử oxy đơn (O2). Sự oxy hóa làm thay đổi màu sắc từ Cu (I) không màu khi chưa tiếp xúc với oxy sang Cu (II) màu xanh khi nhận oxy.

Còn ở người, máu chứaprotein hemoglobin, còn gọi là huyết sắc tố, nằm trong tế bào hồng cầu. Protein này có nhiệm vụ vận chuyển oxy trong máu theo vòng tuần hoàn đem oxy từ phổi đi khắp các mô và cơ quan trong cơ thể. Hemocyanin hay Hemoglobin chỉ là hai trong nhiều cách thức tiến hóa cho cùng một mục đích là duy trì sự sống.

Ông Christopher Coates, nhà nghiên cứu miễn dịch học tại Trường Đại học Swansea, Anh, giải thích: Protein hemocyanin đã phát triển từ gần 2,5 tỷ năm trước đây. Nó cung cấp một nguồn oxy ổn định cho các sinh vật nguyên thủy sống trong môi trường kỵ khí hoặc ít oxy trên Trái đất. Sau đó, khi bầu khí quyển giàu oxy hơn, protein lại tiến hóa để cung cấp oxy đi khắp cơ thể.

Hemoglobin xuất hiện sau đó rất lâu, có thể từ khoảng 400 triệu năm trước. Theo ông Coates, giả thuyết cho rằng vì động vật có xương sống sở hữu hệ thống hô hấp phức tạp hơn các sinh vật khác nênhemoglobin được hình thành. Nghiên cứu cũng cho thấy, hầu hết máu của động vật có vú, cá, bò sát, lưỡng cư và chim có màu đỏ hình thành từ huyết sắc tố hemoglobin chứa sắc tố đỏ (heme) và các phân tử chứa sắt kết hợp với oxy.

Hemerhythrin lại là một sắc tố chứa sắt khác trong máu của động vật thân mềm như mực biển. Khi hemerhythrin tiếp xúc với oxy, máu có màu hồng tím. Trong khi đó, loài cá băng Nam cực hoàn toàn không có huyết sắc tố nhờ đột biến gen đã loại bỏ hemoglobin khỏi cơ thể chúng. Cá băng sống trong điều kiện lạnh giá nhưng nguồn oxy rất dồi dào. Khí oxy trực tiếp thấm qua mang và da của cá nên nó không cần protein vận chuyển oxy.

Côn trùng không có máu. Thay vào đó chúng sở hữu một chất lỏng gần giống máu, gọi là hemolymph để vận chuyển

hormone. Côn trùng hấp thụ oxy trực tiếp qua các lỗ mở dọc theo thân bên hoặc thân sau của chúng như thể chúng có những lỗ mũi dọc cơ thể. Xuất phát từ chế độ ăn thực vật của côn trùng, hemolymph có sắc tố vàng hoặc xanh vàng.