Какое влияние окажет кровь на основе меди (гемоцианин) на гуманоидное существо?

Отвечая на вопрос о влиянии пищевого железа на эльфов ( Как эльфы типа Справедливого Народа справятся с пищевым железом? ), я задался вопросом, может ли гемоцианин быть альтернативой гемоглобину у существ (например, у эльфов, которые имеют слабость к железу). - хотя, вероятно, не гемоглобин).

Хотя, насколько мне известно, гемоцианин есть только у некоторых паукообразных, членистоногих и моллюсков, я делаю первоначальное предположение, что у существ размером с человека действительно может быть кровь на основе меди. Имея это в виду, какое влияние (положительное или отрицательное) этот химический состав крови окажет на гуманоидов?

Мои мысли до сих пор:

  1. Гемоцианин уступает только гемоглобину по частоте в качестве молекулы, транспортирующей кислород. Он более/менее эффективен ? Если он менее эффективен, не приведет ли это к тому, что эти существа будут жить на более низких высотах с большим количеством атмосферного кислорода?
  2. Очевидная разница в цвете: деоксигенированная кровь прозрачная, а насыщенная кислородом кровь синяя.
  3. Такие заболевания, как анемия, вероятно, имели бы параллели — можно ли было бы легко вылечить это с помощью дополнительной диетической меди (в легких случаях)?
  4. Я полагаю, что скрещивание с людьми станет трудным - полуэльфов не будет, а гетерозиготность может быть нарушена.

РЕДАКТИРОВАТЬ

Меня не слишком беспокоит , почему у них может быть кровь на основе меди, а больше о последствиях, если она у них есть. Спасибо за указание на то, что гемоглобин на самом деле не будет токсичным/вредным для эльфа — это не совсем железные опилки, плавающие в кровотоке. ;)

Гемоцианин более эффективен, чем гемоглобин, при более низких температурах и более низких парциальных давлениях кислорода; например, на дне моря. При более высоких температурах (например, 37°C в человеческом теле) и более высоких парциальных давлениях кислорода (например, в воздухе) гемоглобин намного эффективнее гемоцианина. И вообще, в нашей эволюционной линии гемоглобин очень-очень древний, начиная с силурийского периода; это общий признак челюстных позвоночных .
Спасибо! Если бы эти эльфы/гуманоиды жили в воздухе, то можно ли было бы добиться этого, если бы у них была значительно более низкая температура тела? И/или за счет увеличения количества кислорода в воздухе?
Эльфы, как обычно думают, млекопитающие. Реальные млекопитающие используют гемоглобин на основе железа. Однако я думаю, что вы совершаете ошибку, путая компоненты химического вещества с самим веществом. У эльфов может быть слабость к железу, но гемоглобин — это не железо. Поваренная соль представляет собой соединение натрия (металл, который самовоспламеняется при контакте с водой) и хлора (очень токсичный газ): люди не могут потреблять натрий или хлор и жить, но мы должны есть поваренную соль, иначе мы умрем. Высокие дозы железа также токсичны для человека.
Хороший вопрос - я немного отредактирую свой вопрос, если это поможет. Меня больше интересуют последствия крови на основе меди, а не почему . Эльфы и слабость к железу казались логичным началом, но я не продумывал это до конца. Ваше здоровье.
Не все дело в металле. Гемоглобин плода имеет другую кинетику связывания кислорода, чем гемоглобин взрослого человека. Это связано с тем, что зародыши получают кислород из крови матери, и поэтому она по необходимости должна связывать кислород более эффективно, чем гемоглобин взрослого человека. У вас есть свобода выбора, где живут ваши эльфы, это зависит от белковой части молекулы.
Я вижу, что кровь на основе железа намного эффективнее переносит кислород в крови, чем кровь на основе меди, так что это объясняет, почему капитаном является Кирк, а не Спок :)
Я бы не сказал, что неэффективность гемоцианина при более высоких температурах ограничит ваших эльфов, хотя им может быть там более комфортно. Возможно, они развили другие, более эффективные аспекты оксигенации, чтобы преодолеть разрыв. Больший объем гемоцианина, более эффективная структура легких и т. д.

Ответы (3)

Вероятно, это повлияет на ежедневный уровень или потребность в железе и меди для здоровья. согласно https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3690345/ Рекомендуемая суточная норма (?) железа составляет 18 мг, а меди - 0,9 мг. Просто предположение, но существам с кровью на основе меди, вероятно, нужно будет есть больше «богатых» медью продуктов и меньше «богатых» железом.

добавляя немного. Круговорот железа как питательного вещества в окружающей среде хорошо изучен ( https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/earth-s-ferrous-wheel-15180940 ), а также хранение и использование железа в тело млекопитающих ( http://www.chemistry.wustl.edu/~edudev/LabTutorials/Ferritin/Ferritin.html ). Выведение железа из организма — это то, что придает фекалиям коричневый цвет. Медь как питательное вещество менее изучена (чуть выше http://ajcn.nutrition.org/content/88/3/826S.full#sec-4 ).

Если есть вид, который нуждается в большом количестве меди в своем рационе, то, вероятно, целая экосистема растений и, возможно, животных является хорошим источником меди. Таким образом, этому виду нужно будет охотиться или выращивать их. Для видов, содержащих железо, употребление в пищу этих растений в тех же количествах, вероятно, было бы токсичным. Итак, теперь у вас есть потенциально два вида, которые не могут по-настоящему делиться пищей. Могут быть дополнительные сложности при попытке иметь наборы сельскохозяйственных культур в одном и том же месте, и это может привести к тому, что они будут перемещаться в разные регионы.

Если бы не существовало целой экосистемы, основанной на получении достаточного количества меди, то видам, возможно, пришлось бы очень усердно работать, чтобы выращивать или охотиться за пищей, которая давала бы им достаточное количество меди. Опять же, возможно, географическое ограничение населенных пунктов и, возможно, ограничение размера этих населенных пунктов.

Надеюсь, лучший ответ

Дополнительное примечание: гемоцианин, ссылка: https://en.wikipedia.org/wiki/Hemocyanin

Интересно, можно ли найти достаточное количество меди, поедая большое количество определенных членистоногих, учитывая, что они сами используют гемоцианин.

Человеческому организму требуется некоторое количество меди, но речь идет об очень небольших количествах. Хроническое употребление больших количеств меди может привести к повреждению/смерти целого ряда органов. Первой будет затронута печень, поскольку обычно, когда вы поглощаете лишнюю медь, она фильтрует, а затем высвобождает ее в кучу в мочевом пузыре чайки, где вы в конечном итоге испражняетесь (так что желчный пузырь также будет одним из первых органов, которые будут затронуты). ).

Медь также обладает сильным антимикробным действием, и я предполагаю, что это вызовет все виды хаоса с вашими естественными микробами в вашей пищеварительной системе, что вызовет сильную диарею. Существует генетическое заболевание, известное как болезнь Вильсона, люди, страдающие от него, не могут перерабатывать и выводить медь. Симптомы могут включать зуд, мышечные судороги, психоз, отказ органов... хотя это действительно сопровождается классным симптомом, называемым кольцами Кайзера-Флейшера, медными кольцами, которые образуются вокруг радужной оболочки или зрачка.

Есть некоторые преимущества использования гемоцианина по сравнению с гемоглобином, но их немного. Гемолимфа, в которой обычно содержится гемоцианин, обладает некоторыми природными антимикробными свойствами из-за меди, хотя в какой степени и насколько эффективными они могут быть, до конца не изучено. Во-вторых, метаболические затраты на гемолимфу и гемоцианин намного ниже, поскольку гемоцианин - это не клетка, а просто белок, в отличие от эритроцитов, которые производят белок гемоглобин.

Продолжительность жизни эритроцитов составляет 3-4 месяца, что означает, что ваше тело постоянно производит новые эритроциты для замены умирающих, каждые 4 месяца у вас появляется новый набор клеток. Это не относится к гемоцианину, поскольку его белковая структура может оставаться стабильной в течение многих лет. Как правило, гемоглобин примерно в 4 раза эффективнее гемоцианина для транспортировки кислорода, за исключением очень холодных условий с низким давлением кислорода, таких как небольшие глубины в Северном Ледовитом океане.

Некоторые из ваших замечаний касаются изменения людей, чтобы они работали на меди, но, УВЕРЕН, вопрос касается вида, который всегда был таким и, таким образом, адаптировался к нему.

Из-за высокой вязкости и того факта, что гемоцианин содержится в крови всех существ, а не в клетках крови, концентрацию необходимо поддерживать на низком уровне. Может быть, у эльфов есть гемоцианиновые клетки крови, чтобы решить эту проблему. Я читал, что гемоцианин мечехвоста более эффективен и близок к эффективности гемоглобина. Кое-что о кооперативном связывании и некооперативном связывании кислорода. Преимущества гемоцианина заключаются в способности функционировать при более низких температурах и более низких концентрациях кислорода. Вы заметите, что синекожие андорианцы из «Звездного пути» происходят из ледяного мира. Для эльфов это помогло бы выжить в глубоких, холодных и бедных кислородом пещерах. С другой стороны, гемоцианин идеально подходит для расы глубоководных русалок по тем же причинам.

Добро пожаловать в Worldbuilding, Дэн Паласиос! Если у вас есть время, пройдите экскурсию и посетите справочный центр , чтобы узнать больше об этом сайте. Вам также могут пригодиться Worldbuilding Meta и The Sandbox . Вот мета-пост о культуре и стиле Worldbuilding.SE, просто чтобы помочь вам понять наши возможности и методы, а также то, как мы здесь работаем. Развлекайся!
Какое влияние окажет кровь на основе меди (гемоцианин) на гуманоидное существо?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v