Quando pensiamo al sangue, la prima immagine che ci viene in mente è quella di un liquido rosso vivo. È così naturale per noi che raramente ci chiediamo perché abbia questo colore. Eppure, nel regno animale, il sangue può assumere tonalità sorprendenti: dal blu intenso al verde smeraldo, fino al giallo e persino al trasparente. Questa varietà nasconde una storia affascinante di evoluzione e adattamento.
L’emoglobina: il segreto del nostro sangue rosso
Il colore rosso del sangue umano e di molti vertebrati è dovuto a una proteina chiamata emoglobina. Questa molecola straordinaria contiene un gruppo chimico, l’eme, che ospita un atomo di ferro. Nei polmoni, l’emoglobina si lega all’ossigeno e il ferro reagisce conferendo al sangue il caratteristico colore rosso vivo; quando l’ossigeno viene rilasciato nei tessuti, il sangue diventa più scuro, tendente al bordeaux.
Curiosamente, nei vertebrati l’emoglobina è contenuta nei globuli rossi, mentre in alcuni invertebrati primitivi, come certi vermi e molluschi, circola liberamente nel liquido ematico.
Il sangue blu: non solo per i nobili
Alcuni animali marini, come granchi, aragoste, polpi e calamari, hanno il sangue blu. Questo sorprendente colore deriva da una proteina chiamata emocianina, che utilizza il rame al posto del ferro per trasportare l’ossigeno.
Quando l’emocianina non è legata all’ossigeno appare incolore, mentre, trasportando ossigeno, assume un intenso colore blu. Per questo, se avete mai osservato il sangue di un granchio o di un’aragosta, potreste aver notato il suo caratteristico tono bluastro.
L’emocianina è meno efficiente dell’emoglobina nel trasportare l’ossigeno, ma funziona meglio in ambienti freddi e poveri di ossigeno, come le profondità marine. È un chiaro esempio di come l’evoluzione abbia sviluppato soluzioni diverse per ambienti differenti.
Sangue verde e altri colori insoliti: non sono alieni, sono invertebrati marini!
Alcune specie di vermi marini, come i policheti della famiglia Sabellidae, possiedono un sangue di un verde brillante. Questo colore è dovuto alla presenza di clorocruorina, una proteina trasportatrice di ossigeno contenente ferro, la cui struttura particolare riflette la luce rendendolo verde.
Ancora più sorprendente è l’hemerytina, una proteina che dona una tonalità violacea o rosa al sangue di alcuni invertebrati marini. Inoltre, alcune ascidi impiegano la vanabina, una proteina contenente vanadio, che rende il loro sangue giallo o verde.
Il caso unico delle lucertole della Nuova Guinea
Un caso particolarmente affascinante è quello delle lucertole dal sangue verde del genere Prasinohaema, della Nuova Guinea. Questi rettili hanno una concentrazione così elevata di biliverdina, un pigmento biliare, da conferire al sangue un vivace colore verde lime. Questo pigmento, che negli esseri umani causa l’ittero in eccesso, sembra proteggere le lucertole dai parassiti e potrebbe possedere proprietà antiossidanti.
Perché esistono pigmenti diversi?
La diversità dei pigmenti respiratori nel regno animale è il risultato di milioni di anni di evoluzione in risposta a differenti pressioni ambientali:
- Disponibilità di elementi: in ambienti dove il ferro scarseggia, alcuni animali hanno evoluto sistemi basati sul rame.
- Condizioni ambientali: temperature, pressioni e livelli di ossigeno differenti richiedono pigmenti con proprietà specifiche.
- Efficienza energetica: alcuni pigmenti funzionano meglio in particolari ambienti, consentendo un maggior risparmio energetico.
Creature senza pigmenti: il sangue trasparente
Alcune creature, come la chaenocephalus aceratus (pesce dei ghiacci antartico), hanno evoluto un sangue privo di emoglobina. Questi pesci sopravvivono grazie alle basse temperature dell’Antartico, che aumentano la solubilità dell’ossigeno nell’acqua e nel plasma. Il loro sangue trasparente è un adattamento estremo che permette loro di vivere in condizioni letali per la maggior parte degli altri vertebrati.
Applicazioni in medicina e biotecnologia
Lo studio dei diversi pigmenti respiratori non è solo una curiosità scientifica. I ricercatori stanno esplorando le potenziali applicazioni di queste molecole in medicina:
- Sviluppo di sostituti del sangue basati su emoglobina modificata o emocianina;
- Creazione di sensori biologici per la rilevazione dell’ossigeno;
- Studio delle proprietà antiossidanti di alcuni pigmenti, come la biliverdina.
La natura, con la sua incredibile varietà di soluzioni per il trasporto dell’ossigeno, continua a sorprenderci. La prossima volta che vi farete un taglio e vedrete quel liquido rosso, ricordate che si tratta di una delle tante meravigliose strategie evolutive per distribuire l’ossigeno vitale ad ogni cellula del corpo!