【生き物の色は？】赤いだけじゃない血液の色の違いとその理由とは

生物における血液の色の違いと、その背後にある呼吸のメカニズムを解説します。血液の色は、酸素を運搬するための分子構造や成分によって異なり、進化の過程で特定の環境に適応するために変化してきました。これらの血液の色の違いは、それぞれの生物がどのような環境で生きるかに適応して進化した結果であり、色素成分や酸素との結合方法により特徴的な色を持つようになっています。このブログを通じて、血液の色と生態的な適応の関係をわかりやすく伝えます。

赤い血液：酸素の運搬に鉄を使う哺乳類や多くの脊椎動物

哺乳類や鳥類、魚類など、ほとんどの脊椎動物の血液は赤色をしています。これは、血液中に含まれる「ヘモグロビン」という酸素運搬タンパク質が、酸素と結合する際に鉄イオンを含むためです。ヘモグロビンは四つの「ヘム基」を持ち、それぞれに鉄イオン（Fe2+）が結合しています。酸素が鉄イオンと結びつくことで赤くなるため、酸素の多い動脈血は鮮やかな赤色になります。逆に、酸素を失った静脈血は暗い赤色を呈します。この鉄ベースの酸素運搬システムは、効率的に酸素を全身に供給することができ、特に活発な代謝を持つ動物に適応しています。

青い血液：銅イオンで酸素を運ぶカブトガニや一部の軟体動物

カブトガニ、タコ、イカなどの生物は、「ヘモシアニン」という酸素運搬タンパク質を使用しており、これが銅イオン（Cu2+）を含むため、酸素と結合すると青色になります。ヘモシアニンはヘモグロビンと異なり、通常血液中に溶解した形で存在し、酸素が不足しがちな低酸素環境においても効果的に酸素を運搬できます。銅は酸素と結びついた時に鮮やかな青色を呈し、酸素が少なくなると透明に近くなります。

緑色の血液：クロロクルオリンを使う多毛類や環形動物

ミミズや海中に生息する多毛類といった一部の環形動物は、「クロロクルオリン」という酸素運搬タンパク質を持ち、これが緑色の血液を形成します。クロロクルオリンも鉄を含む分子ですが、その構造がヘモグロビンとは異なるため、光の吸収特性が異なり緑色を呈します。クロロクルオリンは淡い緑色で、酸素の量に応じて色の変化が見られることがあります。こうした生物は水中で生息しており、酸素供給が少ない環境でも効率的に酸素を利用できるようになっています。

紫色の血液：鉄イオンを使うが色が異なるムカデなどの例

ムカデやクモなどの節足動物の一部には、「ヘモエリスリン」という酸素運搬タンパク質が含まれており、これが紫色を呈します。ヘモエリスリンは鉄イオン（Fe2+）を含むものの、酸素と結びつく仕組みや構造がヘモグロビンやクロロクルオリンと異なるため、紫色を呈します。酸素と結びついた状態では青紫色になり、酸素が少ないときには無色に近くなります。主に水中の低酸素環境に適応したものであり、こうした生物は特定の環境下でのみ見られることが多いです。

透明な血液：酸素を溶かして運ぶ氷水魚や例外的な生物

南極の寒冷な海域に生息する「氷水魚（アイスフィッシュ）」は、血液がほとんど透明で酸素運搬タンパク質を持っていません。これらの魚は、非常に低い温度の水中に多くの酸素が溶け込んでいる環境に適応し、酸素運搬を必要としない体の構造を進化させています。酸素はそのまま血液や組織に溶け込むため、透明な血液でも十分に呼吸が可能です。氷水魚は極端な環境における適応の典型例で、他の生物とは異なる形で酸素を取り込み生き延びています。