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綠色血液已經夠奇怪的了,但還有更奇怪的……

一群蜥蜴靜靜地潛伏在新幾內亞(澳大利亞北方島嶼)深暗的叢林中,它們有一個奇怪的不同之處——在它們的血管中,流淌著綠色的血液。綠血讓它們的肌肉、骨骼、舌頭和口腔內部都呈綠色。雖然某些昆蟲、魚類、青蛙等動物也有綠色的血液,但對脊椎動物來說,這是一種罕見的特徵。而對這種奇怪的血液進行研究,或許能為醫學治療提供新的見解。

如果你看過《星際迷航》,就會記得在這部電影中,半人半瓦肯人的主人公Spock(史波克)就擁有綠色的血液。他的血液之所以是綠色,是因為它以銅為基礎、而不是鐵。但是,在5月16號發表於《科學進展》的新研究中,科學家表示現實生活中的綠血有著更加複雜的成因。

少數幾種具有綠色血液的蜥蜴,例如來自新幾內亞的這種綠色的石龍子。它們的肌肉、骨骼、頭甚至是牙齦,全部都是綠色的。| 圖片來源:Christopher Austin

已被確認發現的含有綠色血液的石龍子(一種蜥蜴屬)有5種,目前它們被歸類為Prasinohaema,在希臘語中這意為「綠色的血」。這些石龍子原生於新幾內亞,據研究表明,它們的血液之所以呈綠色,是由於它們體內含有很高濃度的膽色素——膽綠素(biliverdin)。正因如此,才有了它們綠色的肌肉、骨骼、舌頭以及綠得發亮的外表。

Prasinohaema蜥蜴的血液(底部)與紅色血液(頂部)的比較。| 圖片來源:Christopher Austin / 路易斯安那州立大學自然科學博物館

這種膽綠素也存在於人類和大多數動物體內——在老化的血細胞中,血紅蛋白會迅速分解形成這種有毒的膽綠素;之後它會轉化為另一種毒素,即黃色色素膽紅素,並通過肝臟將它們從血液中清除。因此受傷時出現的淤青也都是由它們引起的。

對人體來說,循環系統和組織中含有過多的膽綠素會引發黃疸,這種病症能導致皮膚泛黃和肝功能障礙。但在Prasinohaema蜥蜴體內,膽綠素的含量是致死人類劑量的40倍。就算是在其他脊椎動物的循環系統中,這樣的含量也是致命的然而,這些蜥蜴卻安然無恙

論文的作者Christopher Austin教授已經研究這些蜥蜴有幾十年了,他說,按照這樣的膽綠素含量,「這些蜥蜴應無法存活」才對。但它們卻仍能完美健康地活著,沒有細胞受損、沒有黃疸、也沒有肝功能障礙——科學家無法解釋其中的原因。

論文的第一作者Zachary Rodriguez說:「除了有在比任何動物中含量都高的膽綠素濃度之外,這些蜥蜴還以某種方式進化出了對膽綠素毒性的抗性。對這些蜥蜴不因此患黃疸的潛在生理變化的理解,或許能轉化為治療特定健康問題的新方法。」

之前,科學家認為,如此罕見的綠色血液這只是一次演變導致的結果而已——所有綠血蜥蜴都是源自於同一種祖先物種。但研究結果發現,情況並非如此。為了更好地了解這些蜥蜴以及它們奇異的血液,Rodriguez和他所在的研究小組對51種不同的新幾內亞石龍子進行了研究,其中4種有綠色血液。他們從27隻綠血蜥蜴和92隻有著相近血緣的紅血蜥蜴中提取出的基因樣本,並進行分析,得到的結果顯示所有4種綠血蜥蜴都有著不同的血統。這是一個非常令人震驚的結果,因為它意味著在這些蜥蜴中,綠色的膽色素至少獨立進化了四次!這可能就是趨同進化的一個絕佳案例。這些蜥蜴在相似的環境壓力下,衍生出了共同的適應特性。

新的家譜表明,新幾內亞的一些蜥蜴的綠色血液可能是通過四次獨立的進化而產生的。圖中每個端點都代表新幾內亞的不同現代物種。圖片顯示了4種源自不同祖先的Prasinohaema蜥蜴,分別為:1. P. virens;2.未命名的新物種;3. P. semoni;4. P.phenshensicauda。 | 圖片來源:Z.B. Rodriguez et al/Science Advances

這一發現帶來了一個難題:如果這個特徵不是一次進化而成的,那為何它沒有更加普遍?Austin說,這些特殊的蜥蜴在某種程度上可能具有進化出綠色血液的傾向。現在,他的團隊正努力地確定每個物種中所涉及的確切基因變化和機制。

為什麼蜥蜴體內含有這麼多膽綠素是有益的?科學家為此提出了幾個可能性,其中包括這些蜥蜴對捕獵者來說並非美味的獵物,或者作為一種極端的偽裝形式。但對於新幾內亞的這些綠血蜥蜴來說,這些想法似乎並不具有說服力。例如,在新幾內亞本土鳥類和蛇類飼養試驗中表明,即使這些蜥蜴含有很高的膽綠素,但它們實際上也是完全可食用的。

一個更可靠的解釋是,膽綠素也和對某些疾病的抵抗有關。我們已知在人體中的一種名為膽紅素的肝臟化合物,對瘧疾寄生蟲具有毒性。能感染蜥蜴的瘧疾寄生蟲多達數百種,因而膽綠素或許有助於控制寄生蟲(比如瘧疾)在血液中的增殖擴散。在某些昆蟲、魚類、青蛙等動物體中,膽綠素可被用作為抗氧化劑,這對細胞的健康非常有益,並具有重要的抗炎作用。

目前,膽綠素的作用仍然是一個謎,還需科學家對其進行更深一步的研究。實際上,這篇論文的作者們已經開始研究膽綠素會如何影響瘧疾和其他寄生蟲了。同樣,這項研究也能被應用於因膽汁色素過多而引起的黃疸。

所以,綠血雖然很奇怪,但它或許能成為幫助我們解鎖新型藥物的一樣強大武器。

參考鏈接:

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

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