Pokud se o někom řekne, že má modrou krev, každý pochopí, že jde o metaforu: modrá krev znamená vznešený, aristokratický původ. Ale bez ohledu na to, jaký jste aristokrat, vaše skutečná krev je stále červená. Stejně červená je u psů, koní, velryb a slonů, vrabců a žab, hadů a žraloků – obecně téměř všech zvířat. Ne nadarmo jsme si však řekli „téměř“. V přírodě žijí tvorové, jejichž krev je doslova modrá – jsou to vrápenci, císařští štíři, mucholapky a mnoho dalších členovců; Modrá krev proudí i v cévách některých chobotnic, olihní a plžů. Existují také ještěrky, kterým se říká zelenokrvní skinkové – ti, jak asi tušíte, mají zelenou krev. A v antarktických mořích plavou bělokrevné ryby – jejich krev je bezbarvá nebo lehce nažloutlá. Abychom pochopili tyto modré, zelené a další barvy krve, bylo by dobré nejprve pochopit, proč je naše krev červená.
Struktura hemoglobinu. Hemoglobin se skládá ze čtyř podjednotek: dvou alfa (červené) a dvou beta globinů (modré). Každý globin obsahuje jeden hem s atomem železa (hemy jsou zbarveny zeleně). Když se první molekula kyslíku naváže na hemoglobin, struktura celého proteinu se mírně změní, což usnadňuje zbývajícím volným hemům vázat kyslík. Obrázek: Richard Wheeler/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0.
Jeden z majitelů modré krve, krabi podkovy, jsou extrémně starověcí mořští členovci. Za posledních 445 milionů let se změnili jen málo a jeden ze čtyř žijících druhů je považován za téměř totožný s krabem vrápovaným, který se plazil po mořském dně asi před 230 miliony let. Moderní vrápenci dorůstají až 60 cm, živí se různými obratlovci žijícími u dna a lezou na písčité břehy, aby se rozmnožili. Foto: ru.depositphotos.com/iviktor2013.
Síh ostnatý, z čeledi Channichthyidae neboli bělokrevná ryba, patří mezi ryby s bezbarvou krví. Žije u pobřeží Antarktidy v hloubkách od 4 do 600 metrů. Foto: Marrabbio2/Wikimedia Commons3.
Mnohoštětinatci, neboli mnohoštětinatci, mají více než 10 tisíc druhů a pouze tři z nich, patřící do rodu Magelona, získali hemerythrin jako protein transportující plyn a fialovou krev. Na fotografii: polychaete Magelona johnstoni. Foto: Hans Hillewaert/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.
V krvi plave obrovské množství různých bílkovin a buněk, ale za svou červenou barvu vděčí pouze jedné molekule – hemoglobinu. Pamatujeme si, že hemoglobin je komplexní protein nacházející se v červených krvinkách, neboli červených krvinkách, a že je potřebný pro dýchání. Když krev vstoupí do plic, hemoglobin váže kyslík a přenáší ho do dalších orgánů: kyslík je potřebný pro biochemické reakce, které buňce dodávají energii. Při těchto reakcích vzniká oxid uhličitý, který částečně váže hemoglobin zbavený kyslíku; většina CO2 Jednoduše se rozpustí v krvi a v této podobě jde do plic.
Hemoglobin je velmi velký protein složený ze čtyř menších proteinů: dvou alfa globinů a dvou beta globinů. Každý globin obsahuje jeden hem. Hem je složitá organická molekula s atomem železa. Právě železo v hemu váže kyslík a oxid uhličitý. Protože v jednom hemoglobinu jsou čtyři hemy, může hemoglobin přenášet čtyři molekuly kyslíku najednou.
Je to železo, které dává krvi její červenou barvu: hemoglobin absorbuje světelné vlny v modré a zelené oblasti a odráží červené, což je to, co vidíme. Barevný odstín se mění podle toho, jak je krev nasycena kyslíkem, tedy kolik hemů s sebou nese.2. Odpověď na otázku, proč se tak děje, je třeba hledat ve zvláštnostech interakce atomů tvořících hem. Molekula hemu je složitá, protože atom železa musí být v takovém prostředí, aby kyslík nejen snadno vázal, ale také ho snadno rozdával. Když se kyslík spojí se železem, vlastnosti tohoto komplexu se změní tak, že vidíme jasně červenou barvu; když kyslík opustí, hemoglobin začne absorbovat více „červených“ vln a stává se pro nás tmavšími. Proto je žilní krev chudá na kyslík tmavší než krev arteriální.
Hemoglobin není jediný protein, který lze použít k transportu kyslíku; stejnou práci vykonávají proteiny hemocyaniny, hemerythriny a erytrocruoriny s chlorocruoriny. Mnoho členovců a měkkýšů používá hemocyaniny, které jim prostě plavou v krvi (nemají speciální krvinky pro výměnu plynů, jako naše červené krvinky). Hemocyaniny přenášejí v hemech měď, nikoli železo – váže kyslík a dává krvi modrou nebo modrou barvu. Krouživci a někteří členovci využívají k transportu bílkovin erytrocruoriny – jsou v mnohém podobné hemoglobinům, jejich hemy obsahují železo a krev se barví do červena. Ale mezi kroužkovci jsou čtyři rodiny mnohoštětinatců neboli mnohoštětinatých červů, kteří žijí na mořském dně. V jejich krvi je kyslík přenášen bílkovinami chlorocruorin, které obsahují i železo, a krev těchto mnohoštětinatců je červená, ale pokud je zředěna, zezelená. (Odtud název proteinů: „chloro“ v řečtině znamená zelený.) Systém chemických vazeb v molekule chlorocruorinu je takový, že odrážejí nejen červené, ale částečně i zelené světlo.
Nakonec jsou tu mořští živočichové zvaní sipunculidi a priapulidi – hemerythriny plavou v jejich krvi. Název je zavádějící – není v nich žádný hem a dva atomy železa, které váží kyslík, jsou připojeny přímo k molekule proteinu. Hemerythriny dodávají krvi fialovou barvu. Stejná fialová hemerythrinová krev se nachází u některých ramenonožců (další samostatná skupina mořských živočichů) a u červů rodu Magelona z již zmíněných mnohoštětinatců.
Jak je to se scinky zelenokrevnými – mají také zelené veverky? Ale ne: jejich kyslík je přenášen obyčejným červeným hemoglobinem. Tito ještěři mají v krvi hodně zeleného barviva biliverdinu. Biliverdin je výsledkem využití hemu hemoglobinu: jako každý protein hemoglobin dříve nebo později selže a je zničen enzymy jater, kostní dřeně a sleziny. Biliverdin se přeměňuje na červenooranžový bilirubin; oba vstupují do žluči a dávají jí zelenožlutý odstín. Poté se bilirubin spolu se žlučí dostává do střev a je vylučován z těla. Nazelenalou barvu modřin na kůži má na svědomí i biliverdin, který vzniká v místě dopadu z degradujícího hemoglobinu.
Biliverdin je docela jedovatý; V krvi je ho vždy nějaké množství, ale tělo se ho snaží co nejrychleji zbavit. Výjimkou jsou scinkové zelené krve, kteří žijí na Papui-Nové Guineji: v jejich krvi je tolik biliverdinu, že už není vidět červený hemoglobin; člověk s takovým množstvím biliverdinu v krvi by byl dávno mrtvý. Pravděpodobně pomocí jedovatého pigmentu se skinkové chrání před parazity a predátory.
Ale v krvi bělokrevných ryb není žádný hemoglobin ani žádné jiné proteiny transportující plyn. Tyto ryby žijí v extrémně chladné vodě s teplotami od –1,8°C do 2°C a čím je voda chladnější, tím více se v ní rozpustí kyslík. Předpokládá se, že veškerý kyslík, který ryby potřebují, pochází z vody přes žábry a kůži přímo do krve; pravděpodobně proto, aby byla krev lépe nasycená O2, bělokrevné ryby se zbavily šupin. Jejich cévy jsou širší, objem krve je větší, krev samotná není tak viskózní jako u jiných ryb stejné velikosti a srdce je několikanásobně výkonnější. Vše dohromady nám umožňuje dodávat orgánům potřebné množství kyslíku.
U hmyzu se krev nazývá hemolymfa a je bezbarvá nebo nažloutlá. (Přísně vzato, hemolymfa je název pro krev všech členovců a některých dalších zvířat.) Zde je věc trochu jiná, totiž že hmyz k dýchání krev vůbec nepotřebuje. Jejich dýchací soustava je souborem rozvětvených průdušnic, které prostupují celým tělem. Průdušnice se otevírá směrem ven otvory zvanými spirakuly; kyslík jde přímo do vnitřních orgánů a oxid uhličitý jde ven stejnými průdušnicemi. Při takové ventilaci je hemolymfa zbavena své funkce transportu plynů, ale jinak dělá totéž, co běžná krev: transportuje živiny, odstraňuje metabolický odpad z orgánů a tkání, plní imunitní funkci a tak dále. V tomto případě nejsou cévy hmyzu uzavřeny, hemolymfa je opouští do tělní dutiny. Tlak hemolymfy se používá k některým pohybům, například k roztažení křídel nebo rozvinutí proboscis.
Pokud jde o aristokratickou modrou krev, má se za to, že tento výraz pochází ze středověkého Španělska, během arabského dobývání. Dobyvatelé měli tmavou pleť a na tmavé pleti jsou žilky těžko vidět, na rozdíl od světlé pleti, pod kterou se žilky jeví jako namodralé čáry. Čím je kůže světlejší, tím jsou žilky viditelnější. Španělský aristokrat, který chtěl ukázat, že jeho rodina se nikdy nemíchala s nově příchozími ze severní Afriky, ukázal bílé ruce s „modrou krví“ – znamením skutečné šlechty. A také bylo mimochodem možné rozeznat člověka nízkého původu, který pracuje na poli, pokrytý špínou a opálením, od člověka vysokého původu, který se neobtěžuje fyzickou prací pod širým nebem.
Kromě kyslíku (O2) a oxid uhličitý (CO2), hemoglobin váže oxid uhelnatý (CO) a oxid uhelnatý se váže na hem hemoglobinu 250krát silněji než kyslík. Když se oxid uhelnatý objeví ve vzduchu, hemoglobin ho nejprve popadne a nepustí. Čím více oxidu uhelnatého, tím méně molekul hemoglobinu, které mohou přenášet kyslík; Nezbývá než počkat, až se poškozený hemoglobin zničí a v krvi se objeví nové červené krvinky s novým hemoglobinem. Velké koncentrace oxidu uhelnatého rychle způsobují ztrátu vědomí a smrt; je o to nebezpečnější, že nemá barvu ani vůni, a proto je nemožné jeho přítomnost bez speciálních přístrojů zjistit.
Dalším plynem, který hemoglobin nese, je oxid dusnatý NO. Neváže se na hem, ale přímo na proteiny globinu. NO je důležitý fyziologický regulátor: slouží jako signál při vzájemné komunikaci buněk, uvolňuje stěny cév, účastní se imunitních reakcí a plní řadu dalších funkcí.
mnohoštětinatci červi – volně žijící prstnatci, kteří mají na každém segmentu těla jasně viditelné chomáče dlouhých chomáčů. Mnohoštětinatci jsou asi (7000) druhů. Většina z nich žije v mořích, kde se plazí po dně, zavrtávají se do bahna nebo plavou ve vodním sloupci.
Počet segmentů u mnohoštětinatců se může lišit (od (5) do (800)). Mají hlavovou část a anální lalok.
Na každém segmentu těla se tito červi spárovali parapodia – orgány pohybu, což jsou kožní svalové výrůstky. Červ se svými parapodii drží na povrchu a plazí se po dně.
Rýže. (1). Mořská nymfa
Rýže. (2). Peskozhil
Někteří mnohoštětinatci vedou přisedlý životní styl. U přisedlých forem dochází k částečné redukci (zkrácení) parapodií: často jsou zachovány pouze v přední části těla.
Rýže. (3). Kolonie mořských zvonců
Rýže. (4). Červ přisedlý kroužkovec
Na hlavovém segmentu červa jsou ústa, následovaná svalnatým hltanem, obsahujícím chitinózní zuby u dravých druhů. Od hltanu začíná jícen, kterým se potrava dostává do žaludku.
Volně žijící červi mnohoštětinatci jsou hlavně masožravci, živí se korýši, měkkýši, coelenteráty a červy. Přisedlé druhy absorbují plankton nebo malé částice suspendované ve vodě z vody.
Mnohoštětinatci dýchají celý povrch těla nebo žábry – oblasti parapodia, ve kterých se nacházejí krevní cévy. U červů, kteří vedou sedavý životní styl, je dýchání prováděno korunou chapadel na přední části těla.
Oběhový systém kroužkovců je uzavřen: krev se pohybuje pouze cévami.
Vylučovací systém se skládá z párových metanefridií umístěných v každém segmentu.
Nervový systém je tvořen perifaryngeálním prstencem, který se skládá z párových suprafaryngeálních ganglií, ventrálního nervového provazce a nervů.
Vyvinuly se volně žijící druhy smyslové orgányumístěné na čepeli hlavy: palps , chapadla и antény , které poskytují hmat a chemický smysl. Mnoho mnohoštětinatců má oči . Tam je rovnovážné orgány .
Rýže. (5). Smyslové orgány
Reprodukce a vývoj
Většina mnohoštětinatých červů je dvoudomý zvířat. Gonády se nacházejí ve většině segmentů. Zralé gamety (u samic – vajíčka, u mužů – spermie) se nejprve uvolní do tělní dutiny a poté se dostanou do vody vylučovacími tubuly.
Оплодотворение u mnohoštětinatých červů vnější. Vznikající z vajíčka larva s řasami. Nějakou dobu plave a pak klesá ke dnu a mění se v dospělého červa.
U mnohoštětinatých červů se může vyskytovat také nepohlavní rozmnožování. U některých červů se tělo dělí příčně a každá část doplňuje přední nebo zadní konec těla. U jiných nastává proces připomínající pučení: vytvoří se řetězec propojených jedinců, který se následně rozpadne.
Vývoj Mnohoštětinatci červi nepřímý. Jejich larvy se od dospělců liší vzhledem, vnitřní stavbou i životním stylem.
Rýže. (7). Larvy mnohoštětinatých červů
U některých druhů vědci zaznamenali projev péče o potomstvo.
Význam mnohoštětinatých červů v přírodě je poměrně velký: filtrují vodu a čistí ji; Jsou správci nádrží a ničí spoustu rozkládajících se zbytků. Kroužky mnohoštětinatců požívají korýši, ryby, ostnokožci a coelenteráty.
