05.20 绿色血液已经够奇怪的了,但还有更奇怪的……

一群蜥蜴静静地潜伏在新几内亚(澳大利亚北方岛屿)深暗的丛林中,它们有一个奇怪的不同之处——在它们的血管中,流淌着

绿色的血液。绿血让它们的肌肉、骨骼、舌头和口腔内部都呈绿色。虽然某些昆虫、鱼类、青蛙等动物也有绿色的血液,但对脊椎动物来说,这是一种罕见的特征。而对这种奇怪的血液进行研究,或许能为医学治疗提供新的见解。

如果你看过《星际迷航》,就会记得在这部电影中,半人半瓦肯人的主人公Spock(史波克)就拥有绿色的血液。他的血液之所以是绿色,是因为它以铜为基础、而不是铁。但是,在5月16号发表于《科学进展》的新研究中,科学家表示现实生活中的绿血有着更加复杂的成因。

绿色血液已经够奇怪的了,但还有更奇怪的……

△ 少数几种具有绿色血液的蜥蜴,例如来自新几内亚的这种绿色的石龙子。它们的肌肉、骨骼、头甚至是牙龈,全部都是绿色的。| 图片来源:Christopher Austin

已被确认发现的含有绿色血液的石龙子(一种蜥蜴属)有5种,目前它们被归类为Prasinohaema,在希腊语中这意为“绿色的血”。这些石龙子原生于新几内亚,据研究表明,它们的血液之所以呈绿色,是由于它们体内含有很高浓度的胆色素——胆绿素(biliverdin)。正因如此,才有了它们绿色的肌肉、骨骼、舌头以及绿得发亮的外表。

绿色血液已经够奇怪的了,但还有更奇怪的……

△ Prasinohaema蜥蜴的血液(底部)与红色血液(顶部)的比较。| 图片来源:Christopher Austin / 路易斯安那州立大学自然科学博物馆

这种胆绿素也存在于人类和大多数动物体内——在老化的血细胞中,血红蛋白会迅速分解形成这种有毒的胆绿素;之后它会转化为另一种毒素,即黄色色素胆红素,并通过肝脏将它们从血液中清除。因此受伤时出现的淤青也都是由它们引起的。

对人体来说,循环系统和组织中含有过多的胆绿素会引发黄疸,这种病症能导致皮肤泛黄和肝功能障碍。但在Prasinohaema蜥蜴体内,胆绿素的含量是致死人类剂量的40倍。就算是在其他脊椎动物的循环系统中,这样的含量也是致命的然而,这些蜥蜴却安然无恙

论文的作者Christopher Austin教授已经研究这些蜥蜴有几十年了,他说,按照这样的胆绿素含量,“这些蜥蜴应无法存活”才对。但它们却仍能完美健康地活着,没有细胞受损、没有黄疸、也没有肝功能障碍——科学家无法解释其中的原因。

论文的第一作者Zachary Rodriguez说:“除了有在比任何动物中含量都高的胆绿素浓度之外,这些蜥蜴还以某种方式进化出了对胆绿素毒性的抗性。对这些蜥蜴不因此患黄疸的潜在生理变化的理解,或许能转化为治疗特定健康问题的新方法。”

之前,科学家认为,如此罕见的绿色血液这只是一次演变导致的结果而已——所有绿血蜥蜴都是源自于同一种祖先物种。但研究结果发现,情况并非如此。为了更好地了解这些蜥蜴以及它们奇异的血液,Rodriguez和他所在的研究小组对51种不同的新几内亚石龙子进行了研究,其中4种有绿色血液。他们从27只绿血蜥蜴和92只有着相近血缘的红血蜥蜴中提取出的基因样本,并进行分析,得到的结果显示所有4种绿血蜥蜴都有着不同的血统。这是一个非常令人震惊的结果,因为它意味着在这些蜥蜴中,绿色的胆色素至少独立进化了四次!这可能就是趋同进化的一个绝佳案例。这些蜥蜴在相似的环境压力下,衍生出了共同的适应特性。

绿色血液已经够奇怪的了,但还有更奇怪的……

△ 新的家谱表明,新几内亚的一些蜥蜴的绿色血液可能是通过四次独立的进化而产生的。图中每个端点都代表新几内亚的不同现代物种。图片显示了4种源自不同祖先的Prasinohaema蜥蜴,分别为:1. P. virens;2.未命名的新物种;3. P. semoni;4. P.phenshensicauda。 | 图片来源:Z.B. Rodriguez et al/Science Advances

这一发现带来了一个难题:如果这个特征不是一次进化而成的,那为何它没有更加普遍?Austin说,这些特殊的蜥蜴在某种程度上可能具有进化出绿色血液的倾向。现在,他的团队正努力地确定每个物种中所涉及的确切基因变化和机制。

为什么蜥蜴体内含有这么多胆绿素是有益的?科学家为此提出了几个可能性,其中包括这些蜥蜴对捕猎者来说并非美味的猎物,或者作为一种极端的伪装形式。但对于新几内亚的这些绿血蜥蜴来说,这些想法似乎并不具有说服力。例如,在新几内亚本土鸟类和蛇类饲养试验中表明,即使这些蜥蜴含有很高的胆绿素,但它们实际上也是完全可食用的。

一个更可靠的解释是,胆绿素也和对某些疾病的抵抗有关

。我们已知在人体中的一种名为胆红素的肝脏化合物,对疟疾寄生虫具有毒性。能感染蜥蜴的疟疾寄生虫多达数百种,因而胆绿素或许有助于控制寄生虫(比如疟疾)在血液中的增殖扩散。在某些昆虫、鱼类、青蛙等动物体中,胆绿素可被用作为抗氧化剂,这对细胞的健康非常有益,并具有重要的抗炎作用。

目前,胆绿素的作用仍然是一个谜,还需科学家对其进行更深一步的研究。实际上,这篇论文的作者们已经开始研究胆绿素会如何影响疟疾和其他寄生虫了。同样,这项研究也能被应用于因胆汁色素过多而引起的黄疸。

所以,绿血虽然很奇怪,但它或许能成为帮助我们解锁新型药物的一样强大武器。

参考链接:

http://advances.sciencemag.org/content/4/5/eaao5017


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