А вот почему кровь ящерицы стала такой зеленой и токсичной – это загадка.
У многих видов животных (а также у людей) кислород в крови переносится гемоглобином, который и дает крови красный цвет. Когда гемоглобин начинает распадаться, он транспортируется в печень, где расщепляется на такие молекулы, как билирубин и биливердин.
Эти соединения выносятся вместе с желчью в кишечный тракт. И кровь сцинков окрашена в ярко-зеленый цвет как раз из-за большой концентрации биливердина.
Биливердин – достаточно токсичное соединение. Даже небольшое количество билирубина или биливердина в крови человека означает, что он болен желтухой, его кожа приобретает желтоватый оттенок.
Но зачем ящерице зеленая кровь?
Концентрация биливердина в их сосудах просто неприлично высокая – примерно в 30 раз выше, чем у рыб с зеленой кровяной плазмой, и в 40 раз выше, чем у больных желтухой людей. При такой концентрации сцинки давно должны были быть полностью желтушными, если не мертвыми.
По мнению ученых, устойчивость организма к желчному пигменту – это защитный механизм против паразитов плазмодий – возбудителей малярии. Замена гемоглобина на биливердин вполне могла заблокировать обычный путь инфекции.
Ящерицы Prasinohaema – не единственные позвоночные с зеленой кровью. Плазму зеленого цвета наблюдали у множества видов лягушек и нескольких семейств рыб.
Зоологи проследили эволюцию ящериц с зеленой кровью
Зеленокровный сцинк Prasinohaema prehensicauda
Американские зоологи выяснили, что разные виды зеленокровных ящериц в процессе эволюции поменяли цвет крови с малиново-красного на зеленый четыре раза, причем независимо друг от друга. В статье, опубликованной в Science Advances, ученые рассказывают о результатах филогенетического анализа 51 вида ящериц и шести из них — с зеленой кровью, из рода Prasinohaema.
У зеленокровных сцинков (или зеленокровных ящериц), обитающих на острове Новая Гвинея, кровь зеленого цвета из-за переизбытка в ней желчного пигмента биливердина. Кровь придает зеленый оттенок мышечной ткани, костям, языку и слизистым ящериц. Биливердин образуется как промежуточный продукт распада гема (комплекса гемоглобина и иона железа). Для подавляющего большинства высших позвоночных биливердин токсичен, поэтому он быстро восстанавливается до другого пигмента билирубина, который связывается белками сыворотки крови. Повышенная концентрация биливердина в крови появляется, когда человек страдает болезнями печени (в том числе гепатитом). Желтый оттенок коже и белкам глаз во время болезни придает избыток биливердина. Максимальная известная концентрация биливердина в крови человека составляла 50 микромолей и избыток пигмента привел к смерти больного. У зеленокровных ящериц концентрация биливердина в крови в 15-20 раз выше (714-1020 микромолей). Помимо сцинков, повышенная концентрация биливердина встречается в крови некоторых видов рыб и лягушек, у насекомых и в скорлупе яиц у разных видо птиц.
Зачем ящерицы приспособились к высокой концентрации биливердина в крови — неизвестно. Возможно, сыграли роль антимикробные свойства пигмента. К тому же это сильный антиоксидант, который, к тому же препятствует появлению мутаций. Как пресмыкающиеся справляются с такой концентрацией токсичного вещества, тоже до сих пор неясно. Возможно также, как морские рыбы Clinocottus analis, у которых повышенная концентрация биливердина в крови. У них пигмент связывается сывороточными альбуминами и остается в виде нетоксичного комплекса.
В новом исследовании зоологи из университета штата Луизиана и Американского музея естественной истории под руководством Кристофера Остина (Christopher Austin) решили проследить эволюцию возникновения зеленой крови. Они провели филогенетический анализ свыше пяти тысяч ультраконсервативных элементов из геномов 51 вида австралийских сцинков, в том числе шести видов зеленокровных ящериц (два из не были описаны ранее), и построили филогенетическое дерево.
Анализ показал, что устойчивость к биливердину возникла на острове Новая Гвинея. Последний общий предок всех шести видов зеленокровных ящериц имел островное происхождение. Также исследователи выяснили, что эта особенность возникала у разных видов четырежды, независимо друг от друга. В следующей работе ученые рассчитывают выявить гены, ответственные за зеленую кровь у сцинков.
Около года назад таблоиды подняли шум, когда в Британии родился щенок лабрадора с выраженным зеленым окрасом. А дело было в продолжительном контакте с биливердином, который содержится в плаценте. Через несколько недель после рождения «зеленые» собаки приобретают свой природный окрас.
Ящерицы около 4 раз меняли цвет крови в процессе своей эволюции – ученые
Ученые университета штата Луизиана и Американского музея естественной истории провели эксперимент по расшифровке ДНК ящериц, в ходе которого они выяснили, что в процессе эволюции, пресмыкающиеся меняли цвет своей крови приблизительно четыре раза, перед тем, как она стала зеленой, рассказывает Joinfo.com.
В ходе эволюции у ящериц кровь окрасилась в зеленый цвет
Результаты исследований специалисты обнародовали на страницах популярного научного издания Science Advances.
Ученые провели филогенетический анализ 51 вида представителей фауны, в ходе которого они обнаружили, что зеленый цвет крови у сцинков образуется в результате переизбытка желчного пигмента. Не только кровь у ящериц зеленого оттенка, такой же цвет имеют мышечные ткани, язык, слизистые и кости.
Фото: pinterest
Для большого количества позвоночных биливердин является токсичным веществом. Пресмыкающиеся в процессе эволюции приспособились к таким особенностям и меняли цвета крови около 4-х раз.
Также в рамках исследования, научные сотрудники провели анализ ультраконсервативных элементов из геномов зеленокровных ящериц. Они определили, что пресмыкающиеся выработали устойчивость к токсичным веществам во время обитания на острове Новая Гвинея.
Фото: pinterest
В своих новых исследованиях специалисты планируют выяснить, какие гены приводят к такому окрасу крови.
Но бывают ящерицы и с красным цветом крови, как, например, эта женщина. Жительница Техаса настолько любит пресмыкающихся, что решилась на перевоплощение. Для того чтобы быть настолько похожей на ящерицу, Ева перенесла не одну пластическую операцию. Ей поставили специальные имплантаты в голову, изменили нос и ноздри, раздвоили язык, удалили уши, белки глаз сделали зелеными, а в завершении покрыли все тело татуировками, чтобы было похоже на чешую.
Зрелые эритроциты рептилий крупнее красных клеток птиц, костных рыб и млекопитающих, но мельче эритроцитов большинства амфибий. Эритроциты рептилий имеют форму тупоконечных эллипсов с центрально расположенным овальным или округлым ядром, содержащим окрашивающийся в интенсивно-фиолетовый цвет хроматин. В отличие от ядер эритроцитов птиц, имеющих ровные края, край ядер эритроцитов рептилий неровный. Цитоплазма окрашивается в оранжево-розовый по Романовскому. У незрелых эритроцитов хроматин ядра менее плотный, а цитоплазма более базофильная (окрашивается в синий). Незрелые эритроциты периодически встречаются в периферической крови рептилий, особенно у молодых животных в период линьки. Они имеют округлую, слегка неровную форму и крупное ядро. По размеру незрелые эритроциты меньше зрелых, возможно потому, что еще не обрели уплощенную форму, характерную для последних. Митотическая активность (деление) эритроцитов в периферической крови рептилий является нормой.
Ретикулоциты (молодые формы эритроцитов, содержащие зернисто-нитчатую субстанцию) определяются суправитальным окрашиванием метиленовым синим. Субстанция видна в виде кольца, окружающего ядро. Ретикулоциты рептилий соответствуют незрелым эритроцитам, определяемым в мазках по Романовскому, и, предположительно, являются клетками, недавно вышедшими из костного мозга. Ретикулоциты, окрашенные по Романовскому, зачастую имеют базофильные полосы в цитоплазме.
В крови рептилий многих видов можно наблюдать округлые или бесформенные базофильные (синие) включения в цитоплазме эритроцитов, которые считаются артефактом приготовления мазков и не имеют клинического значения. Электронная микроскопия подтверждает, что данные включения являются дегенерированными органеллами, например, комками эндоплазматической сети (Аллеман, 1992, Кларк, 2001). Другими артефактами являются вакуоли и преломляющие области. Их можно избежать путем осторожного приготовления мазков.
Лейкоциты рептилий
Классификация лейкоцитов (белых кровяных клеток) рептилий затруднена, частично потому, что их строение может варьировать у разных видов, частично из-за отсутствия единой номенклатуры в литературе. Так, в некоторых источниках гранулоциты делятся на три группы — эозинофилы, азурофилы и нейтрофилы — в то время, как в других только на две — эозинофилы и гетерофилы, или эозинофилы и нейтрофилы (Матео, 1984, Сипек и Борисенко, 1988, Ноткова, 2002).
В целом, лейкоциты рептилий можно разделить на две большие группы: гранулоциты и мононуклеары (то есть имеющие сегментированное и несегментированное ядро). Гранулоциты также можно разделить на две группы — ацидофилы и базофилы — по цвету, в который окрашивается их цитоплазма в мазках крови по Романовскому. Ацидофилы, в свою очередь, делятся на гетерофилы и эозинофилы, отличающиеся друг от друга формой и цветом гранул. Базофилы, лимфоциты и моноциты крови рептилий схожи с таковыми у млекопитающих и птиц. Шестой тип клеток, азурофилы, часто описывается в литературе и считается моноцитами с азурофильными гранулами (Кэмпбелл и Эллис).
Гетерофилы рептилий — это крупные (10-23 мкм) округлые клетки с бесцветной цитоплазмой, содержащей эозинофильные (оранжевые) преломляющие свет палочко- или веретенообразные гранулы (Сен Гирон, 1970). Иногда дегранулированные гетерофилы могут быть обнаружены в крови здоровых рептилий. (Харр и др, 2001). Края клеток могут быть неровными, в некоторых ситуациях можно даже наблюдать псевдоподии (ложноножки). Ядро зрелого гетерофила располагается эксцентрично, имеет округлую или овальную форму с глыбками концентрированного хроматина. Для некоторых видов ящериц (например, зеленых игуан) характерны гетерофилы с дольчатым ядром. Токсические изменения характеризуются окрашиванием цитоплазмы в синий цвет и наличием в ней фиолетовых гранул и вакуолей. Гетерофилы рептилий функционально аналогичны нейтрофилам млекопитающих, но действуют подобно гетерофилам птиц, уничтожая фагоцитированные микроорганизмы с использованием механизмов, не требующих участия кислорода.
Эозинофилы рептилий — это крупные (11-17 мкм) округлые клетки со светло-синей цитоплазмой, округлым или овальным ядром (у некоторых видов ящериц оно может быть дольчатым), расположенным эксцентрично, и большим количеством округлых эозинофильных цитоплазматических гранул (Сен Гигос, 1970). Эти гранулы у некоторых видов рептилий (например, у зеленых игуан) окрашиваются в синий цвет по Романовскому и имеют положительную пероксидазную реакцию, что позволяет отличить их от гетерофилов. Размер эозинофилов может варьировать. Так, у змей эти клетки самые крупные, а у ящериц — самые мелкие среди рептилий.
Базофилы рептилий — это маленькие (8-15 мкм) округлые клетки (обычно меньше гетерофилов и эозинофилов), которые содержать большое количество базофильных (темно-синих или фиолетовых) цитоплазматических гранул. Ядро часто заслоняется гранулами, на доли не разделено, расположено эксцентрично. Лучшим способом окрашивания базофилов у рептилий является окраска по Романовскому с фиксацией алкоголем, так как красители на водной основе разрушают эти клетки. Размер базофилов отличается у разных видов рептилий, у ящериц он меньше, чем у крокодилов и черепах (Сен Гирон, 1970).
Лимфоциты рептилий схожи с таковыми у птиц и млекопитающих. Это округлые клетки различного размера от маленьких (5-10 мкм) до крупных (более 15 мкм), могут иметь неровные края, когда обтекают прилегающие клетки. Ядро округлое, расположено по центру или слегка смещено. Хроматин ядра собран в глыбки у зрелых лимфоцитов. Цитоплазма у нормальных лимфоцитов однородная, не содержит гранул и вакуолей, окрашивается слегка базофильно (в светло-голубой цвет). В некоторых клетках обнаруживаются небольшие азурофильные цитоплазматические гранулы. У крупных лимфоцитов объем цитоплазмы больше, чем у мелкие, и ядро окрашивается бледнее. Вообще для лимфоцитов характерно большое значение отношения объема ядра к цитоплазме.
Плазматические клетки также могут встречаться в мазках крови рептилий. По размерам они крупнее обычных лимфоцитов. Ядро расположено эксцентрично, округлое или овальное, содержит глыбки хроматина. Цитоплазма окрашивается в темно-синий цвет, присутствует периферическая тень (Гольджи).
Азурофильные лейкоциты часто обнаруживаются в мазках крови рептилий. Долгое время не существовало ясности в отношении их классификации и идентификации. Некоторые авторы полагают азурофилы уникальными для рептилий, поскольку они часто обнаруживаются в небольшом количестве в крови ящериц, черепах и крокодилов, и в большом количестве — в крови змей (Аллеман и др, 1992, Раскин, 2000).
Азурофилы описаны как клетки нерегулярной формы, несколько меньшего размера, чем моноциты (Фрай, 1991). Ядро несегментированное, имеет неправильную округлую, овальную или двудольчатую форму. Хроматин ядра имеет зернистый вид. Цитоплазма базофильная, темнее, чем у моноцитов, окрашивается в интенсивный синий цвет, в ней присутствует небольшое количество матовых азурофильных гранул (Гарнер и др, 1996). Вакуоли и фагоцитированный материал может присутствовать в цитоплазме, край клетки иногда формирует псевдоподии.
В различное время азурофилы были описаны в литературе как гранулоциты, нейтрофилы и моноциты. В общем, азурофил напоминает моноцит, у которого есть азурофильная зернистость, это явление также изредка встречается в периферической крови млекопитающих и птиц. По структуре и цитохимии, азурофилы действительно очень похожи на моноциты (Монтали, 1981, Сипек и Борисенко, 1988). Характеристики клеток могут различаться у разных видов. Так, у зеленых игуан, цитохимические особенности моноцитов и азурофилов отличаются от таковых у змей. Азурофилы змей имеют положительную пероксидазную реакцию и окрашиваются Суданом черным, в отличие от таковых у зеленых игуан (Харр и др, 2001). Таким образом, азурофилы в настоящее время принято считать разновидностью моноцитов, а не отдельным видом клеток. Считается, что они не имеют клинического значения, а потому в мазках крови рептилий учитываются вместе с моноцитами, также, как принято для млекопитающих и птиц. Предполагается, что эти клетки могут быть незрелыми моноцитами.
Ученые раскрыли генетические тайны ящериц с зеленой кровью
МОСКВА, 17 мая – РИА Новости. Биологи впервые расшифровали ДНК зеленокровных сцинков – уникальных ящериц с зеленой кровью, ядовитой для всех остальных животных Земли, и выяснили, что подобная необычная черта развивалась у них четыре раза, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
В середине 19 века первые европейские натуралисты, посетившие Новую Гвинею и Соломоновы острова, обнаружили на их территории несколько видов крайне необычных ящериц, больше похожих на ядовитых саламандр и аспидов из средневековых сказок и легенд, чем на реальных живых существ.
Эти ящерицы, зеленокровные сцинки (Prasinohaema), обладают сразу несколькими уникальными или просто необычными чертами. Как и гекконы и анолисы, эти ящерицы умеют взбираться вверх по самым гладким поверхностям, в том числе и по стеклу, а их кровь содержит в себе рекордное количество биливердина, одного из главных компонентов желчи. Благодаря этому их кровь, язык и рот окрашены в ярко-зеленый цвет.
Ученые, как отмечает генетик, давно гадают, почему столь высокие концентрации желчи не убивают сцинков, и ответа на этот вопрос пока нет. Родригез и его коллеги сделали первый шаг к ответу на этот вопрос, расшифровав ДНК всех известных видов зеленокровных сцинков и выяснив, когда и как те приобрели подобную необычную черту.
Как показало сравнение их ДНК с геномами других ящериц, все зеленокровные сцинки происходят не от одного общего, а четырех разных предков, каждый из которых обладал обычной красной кровью несколько миллионов лет назад. Все они научились переносить высокие концентрации желчи и “окрасили” свою кровь в зеленый цвет независимо друг от друга.
Подобный неожиданный вывод говорит о том, эта уникальная характеристика зеленокровных сцинков возникла не случайно, а была очень полезной с точки зрения их выживания и дальнейшей эволюции.
Причиной этого, как считают ученые, может быть то, что биливердин помогает ящерицам защищаться от малярии и других паразитических инфекций, для которых желчь является столь же сильным ядом, как и для человека и прочих многоклеточных животных. Помимо этого, данное вещество является сильным антиоксидантом, что тоже может продлевать жизнь сцинкам.
Если это действительно так, то раскрытие секрета их выживание и его копирование может решить сразу несколько проблем, в том числе создать лекарство от малярии и других тропических инфекций, вызываемых простейшими.
Фото: pinterest
Фото: pinterest
лассификация лейкоцитов (белых кровяных клеток) рептилий затруднена, частично потому, что их строение может варьировать у разных видов, частично из-за отсутствия единой номенклатуры в литературе. Так, в некоторых источниках гранулоциты делятся на три группы — эозинофилы, азурофилы и нейтрофилы — в то время, как в других только на две — эозинофилы и гетерофилы, или эозинофилы и нейтрофилы (Матео, 1984, Сипек и Борисенко, 1988, Ноткова, 2002).
