Thằn lằn New Guinea sở hữu ‘phế phẩm’ cực độc trong máu, gấp 40 lần ở người: Chúng vẫn chẳng sao!

Nồng độ của ‘phế phẩm’ này cao hơn mức mà các động vật khác, kể cả con người, có thể sống sót.

Cho dù là một con ốc nhỏ hay một con cá voi khổng lồ kích cỡ khác nhau tùy theo loài, hầu hết các sinh vật sống trên Trái đất đều dựa vào sự tuần hoàn của máu trong cơ thể để tồn tại.

Chất lỏng quý giá này chống lại nhiễm trùng, cung cấp chất dinh dưỡng, khí đến các cơ quan và vận chuyển các chất thải như CO2 ra khỏi mô của cơ thể.

Ở một số loài động vật, máu còn đóng vai trò là vũ khí phòng vệ đặc biệt. Chúng đã làm như thế nào để đuổi kẻ thù? Cũng có một số loài động vật không có màu chảy trong cơ thể, chúng làm thế nào để tồn tại?

Thứ gì quyết định màu máu ở động vật?

Nói đến máu, thứ chúng ta dễ dàng hình dung ra nhất chính là màu đỏ và chứa đầy nguyên tố sắt. Tuy nhiên, trên thực tế máu của nhiều loài động vật có nhiều màu sắc khác nhau, không chỉ là màu đỏ. Điều này tùy thuộc vào loại protein vận chuyển oxy trong máu.

Ví dụ, một số loài giáp xác, mực và bạch tuộc có máu xanh do hemocyanin - loại protein vận chuyển oxy – có chứa đồng. Ở động vật biển, hemocyanin không màu, nhưng chuyển sang màu xanh lam khi liên kết với oxy, nhà sinh vật biển Stephen Palumbi tại Đại học Stanford (Mỹ), cho biết.

Christopher Coates, nhà miễn dịch học so sánh tại Đại học Swansea ở Wales, cho biết, hemocyanin, xuất hiện cách đây 2,5 tỷ năm trước, ban đầu được dùng để giải độc oxy cho các sinh vật nguyên thủy trong môi trường kỵ khí hoặc ít oxy trên Trái đất. Sau đó, khi bầu không khí trở nên giàu oxy hơn, protein này lại tiến hóa để cung cấp oxy đi khắp cơ thể sinh vật.

Hemoglobin (có ở người) tiến hóa muộn hơn nhiều, có thể khoảng 400 triệu năm trước. Christopher Coates cho biết điều này có thể xảy ra vì động vật có xương sống có hệ hô hấp phức tạp hơn các sinh vật đơn giản. Thật vậy, hầu hết máu của động vật có vú, cá, bò sát, lưỡng cư và chim đều có màu đỏ là do huyết sắc tố hemoglobin, loại protein được tạo thành từ heme (các phân tử chứa sắt kết hợp với oxy).

Hemerythrin là một protein chứa sắt khác gắn với các phân tử oxy và tạo ra màu hồng tím cho máu của một số động vật thân mềm, chẳng hạn như động vật tay cuộn ( Brachiopod) và mực biển, theo Hiệp hội Hóa học Mỹ.

Brachiopod có màu màu hồng tím.

Trên Trái đất có loài cá tên cá sấu nước đá (Crocodile Icefish) hay còn được gọi là “cá máu trắng” vì chúng hoàn toàn không có sắc tố máu nhờ đột biến gen đã loại bỏ huyết sắc tố khỏi cơ thể chúng. Trong môi trường sống lạnh giá xuống đến âm 1 độ C ở Nam Cực, lượng oxy và khí rất dồi dào thấm trực tiếp qua mang và da của cá.

Côn trùng không có máu, thay vào đó chúng sở hữu một chất lỏng tương tự gọi là hemolymph có màu sắc tố vàng hoặc xanh lục, giúp vận chuyển hormone và khí trong cơ thể, ngoại trừ oxy. Côn trùng hấp thụ oxy trực tiếp qua các lỗ mở ở dọc thân hoặc lưng.

Máu là vũ khí

Để tránh ký sinh trùng, thằn lằn da xanh New Guinea (Prasinohaema prehensicauda) tích tụ một lượng sắc tố mật cực lớn gọi là biliverdin. Biliverdin được hình thành khi các tế bào hồng cầu bị phá vỡ và được giữ trong huyết tương, chất lỏng chiếm phần lớn trong máu. Với số lượng lớn, nó che lấp hoàn toàn màu đỏ của huyết sắc tố.

Sắc tố mật biliverdin giúp loài thằn lằn da xanh New Guinea tiêu diệt ký sinh trùng trong máu của chúng, đặc biệt là những ký sinh trùng gây bệnh sốt rét (loại bệnh phổ biến và gây suy nhược ở thằn lằn). Ngoài ra, biliverdin cũng khiến cơ thể chúng ‘bốc mùi’ khó chịu, khiến nhiều kẻ săn mồi cũng phải tránh xa.

Thằn lằn da xanh New Guinea. Ảnh: Christopher Austin/ The Conversation

Do biliverdin có màu xanh lục nên máu, xương, lưỡi, cơ và màng nhầy của loài này cũng có màu tương tự.

Con người và các động vật khác cũng sản xuất ra biliverdin, nhưng chúng ta bài tiết nó vào ruột và đào thải ra khỏi cơ thể trước khi tích tụ đến mức độc hại.

Ở thằn lằn da xanh New Guinea, nồng độ biliverdin cao hơn 40 lần so với người mắc bệnh vàng da. Nồng độ này quá cao và rất độc hại ở con người, The Columbian cho biết.

“Ở các động vật khác, gan sẽ xử lý lượng biliverdin dư thừa “giống như bộ lọc dầu trong ô tô, giúp loại bỏ tạp chất để động cơ chạy tốt”. Nhưng nếu một người có lượng biliverdin tương tự thằn lằn da xanh New Guinea, có thể gây tử vong” – Chris Austin, giám đốc Bảo tàng Khoa học Tự nhiên của Đại học Bang Louisiana (Mỹ), cho biết.

Thư viện Y khoa Mỹ cho biết, biliverdin là một hợp chất tetrapyrrolic, hòa tan trong nước, được hình thành do sự phân hủy của heme. Heme bị phân hủy thành biliverdin, CO2 và sắt kim loại bởi enzyme xúc tác có tên heme oxyase. Sự tích tụ biliverdin, do tăng tan máu hoặc tổn thương gan dẫn đến suy giảm quá trình glucuronid hóa, gây ra bệnh vàng da.

Thằn lằn sừng phun máu đầm đìa để kẻ thù tưởng nó đã chết.

Một số động vật có thể sử dụng máu của mình theo một cơ chế phòng vệ được gọi là chảy máu phản xạ hoặc tự xuất huyết.

Thằn lằn sừng ở phía tây nam Mỹ và Mexico dùng mánh khóe thoát thân rất đặc biệt. Khi gặp thiên địch, chúng nhanh chóng bắn những tia máu ra khỏi mắt khiến đối phương tưởng chúng đã chết và không tấn công nữa. Khi thấy kẻ thù lơ là, thằn lằn sừng sẽ nhanh chóng chạy thoát thân.

Một số loài côn trùng, chẳng hạn như bọ rùa châu Á, sở hữu “chất lỏng rất độc hại, có mùi tanh hôi, khó chịu”. Khi gặp nguy hiểm, chúng sẽ phun thứ ‘cocktail’ từ mắt hoặc khớp chân để xua đuổi kẻ thù.

Họ hàng của chúng, bọ cánh cứng, cũng phun đầy chất lỏng đỏ như máu từ miệng với mục đích tương tự.

Sinh vật không có máu

Một số động vật không có máu hoặc hệ tuần hoàn vì đơn giản là chúng không cần chúng.

Ví dụ như giun dẹp thiếu hệ tuần hoàn; trao đổi khí xảy ra trực tiếp qua da của chúng. Oxy đi thẳng đến các mô của chúng, trong khi chất dinh dưỡng được cung cấp bằng cách khuếch tán từ ruột.

Sứa và bọt biển cũng nạp oxy thông qua quá trình khuếch tán. Đối với sao biển và hải sâm, nước đóng vai trò tương đương như máu, vận chuyển chất dinh dưỡng và khí thông qua hệ thống mạch nước, thay vì mạch máu.