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Che sgorghi da un naso ammaccato o si raccolga sulla punta di un dito appena punto, il sangue umano ha sempre una qualche sfumatura di rosso. Eppure il colore del sangue non è affatto universale nel regno animale. In alcune creature il fluido vitale è viola, in altre appare giallo, verde o perfino bianco. Dietro questa tavolozza così varia c’è una chimica precisa, che due ricercatori conoscono bene: John Postlethwait, genetista dello sviluppo dell’Università dell’Oregon, e Zachary Cheviron, ecofisiologo dell’Università del Montana.
Dal rosso al blu, passando per il viola e il verde
Il rosso intenso del sangue dei vertebrati si deve all’emoglobina, una proteina presente nei globuli rossi che contiene atomi di ferro. Il suo compito è trasportare ossigeno, e sono proprio quegli atomi di ferro, legandosi all’ossigeno, a dare al sangue la sua tinta. Quando il legame è pieno il colore è un rosso ciliegia brillante, mentre con meno ossigeno vira verso un rosso bruno più torbido.
Molte creature però fanno a meno dell’emoglobina. Polpi e calamari, ma anche crostacei come gamberi e granchi, si affidano all’emocianina, che al posto del ferro contiene atomi di rame. Questi diventano blu quando si legano all’ossigeno. L’emocianina non è efficiente quanto l’emoglobina nel catturare ossigeno, ma funziona particolarmente bene alle basse temperature, come quelle degli abissi oceanici. Le ricerche suggeriscono inoltre che possa avere un ruolo nel sistema immunitario, aiutando per esempio a rimarginare le ferite.
Altri animali marini, come i brachiopodi simili alle vongole e il verme sipuncolide che vive sul fondale, sanguinano color violetto. Qui però l’emocianina non c’entra. Il merito è dell’emeritrina, un pigmento proteico ricco di ferro e di tonalità porpora.
Alcune ascidie, morbidi animali marini a forma di patata, hanno invece un sangue giallo verdastro. Non producono emoglobina e sull’origine di quella sfumatura il dibattito è aperto. Una possibile spiegazione è il vanadio, elemento che molte ascidie concentrano nel sangue. Un’altra ipotesi chiama in causa la dieta, visto che metabolizzando il fitoplancton producono carotenoidi, pigmenti gialli, rossi o arancioni. Il verde pieno si trova invece in diverse specie di lucertole della Nuova Guinea. Usano l’emoglobina come gli altri vertebrati ma poi la scompongono in biliverdina, lo stesso pigmento che ad alte concentrazioni dà l’aspetto giallo verdastro all’ittero nelle persone. Invece di trasformarla in composti più spenti la accumulano, fino a far prevalere il verde sul rosso nel sangue e nei tessuti.
I pesci dal sangue trasparente
I pesci ghiaccio antartici, della famiglia Channichthyidae, sono gli unici vertebrati conosciuti privi di emoglobina e di globuli rossi. Il loro sangue è bianco latte e traslucido. “Hanno davvero un aspetto un po’ spettrale” racconta Postlethwait. Questi animali sfruttano l’ossigeno disciolto direttamente nel flusso sanguigno e hanno cuori e capillari più grandi rispetto ad altri pesci antartici, così da pompare volumi di sangue maggiori. Cacciano all’agguato aspettando la preda, una strategia che consuma meno energia e richiede meno ossigeno.
Uno studio recente di Postlethwait e colleghi ha analizzato i genomi di varie specie per capire perché i geni dell’emoglobina siano scomparsi dal loro DNA. Non è chiaro se abbiano perso prima i globuli rossi o prima l’emoglobina, né cosa abbia innescato il processo. Secondo un’ipotesi le acque gelide dell’oceano Australe erano abbastanza ricche di ossigeno da rendere superfluo il ruolo dell’emoglobina.
L’emoglobina potenziata dell’alta quota
Negli ecosistemi d’alta montagna l’ossigeno scarseggia e alcune specie hanno spinto la propria emoglobina al massimo. Il topo Peromyscus vive fino a 4.200 metri sul livello del mare e ha sviluppato un’emoglobina che si lega all’ossigeno con estrema forza. Alterazioni simili compaiono nei colibrì andini e nelle rane Pelophylax nigromaculatus d’alta quota. Ogni adattamento ha però un prezzo, spiega Cheviron. Questo roditore fatica a rilasciare l’ossigeno verso i tessuti e compensa con una maggiore quantità di mitocondri nelle fibre muscolari.
Secondo Postlethwait si tratta di cellule “notevolmente adattate dall’evoluzione” che rendono possibile la straordinaria varietà della vita sulla Terra. E queste stranezze potrebbero servire anche alla salute umana. L’evoluzione dell’emoglobina nel Peromyscus, osserva Cheviron, potrebbe ispirare terapie per malattie che provocano ipossia, inclusa la broncopneumopatia cronica ostruttiva. Per i quasi 2 miliardi di persone che convivono con l’anemia, i pesci antartici dal sangue trasparente potrebbero offrire indizi per nuove cure. “Chiaramente i pesci ghiaccio antartici ci sono arrivati” afferma Postlethwait.
Fonte: TecnoAndroid