 |
Isfisken Chionodraco hamatus saknar hemoglobin och röda blodkroppar. Den har vitaktigt genomskinligt blod. Noter att gälarna inne i gapet inte lyser blodröda som de brukar göra hos fiskar. Courtesy of Stefano Schiaparelli from Encyclopedia of Life under Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported License. |
|
Hos nästan alla stora djur hittar man vissa egenskaper som är nödvändiga för överlevnaden. En av dessa är att ha syrebindande proteiner i blodet, hos ryggradsdjuren hemoglobin. Ryggradsdjurens blod kan delas upp i två huvuddelar, dels blodplasman som är en vätska och dels de celler som kallas blodkroppar. Volymmässigt dominerar de röda blodkropparna stort över de vita och de innehåller hemoglobin som binder syre. Det är de som ger blodet dess röda färg. Men det finns ett intressant fall där syre bara transporteras i plasman och röda blodkroppar saknas. Några fiskar som lever vid Antarktis klarar sig inte utan syre, men väl utan röda blodkroppar. De har ett vitaktigt, genomskinligt blod. De kallas isfiskar och kan vara relativt stora, upp till 60 cm långa. Hur kan de ha förlorat hemoglobinet och hur klarar de sig utan hemoglobin?
Det är inte klarlagt om förlusten av hemoglobinet från början var en fördel eller en nackdel för isfiskarna. De alla har kvar en icke fungerande rest av en av de två närbelägna gener som kodar för hemoglobinet. Den andra genen har helt försvunnit. Förlusten skedde bara en gång i form av en mutation hos en förfader till alla nu levande isfiskar. Många tror att det var en slumpmässig mutation, som var till nackdel för fiskarna. Till en början kunde de överleva, men endast tack vare att konkurrensen inom deras ekologiska nischer var liten under tidsperioden efter det att mutationen ägt rum. Under denna tid hann de med att anpassa sig till att förlusten av hemoglobinet.
Den kalla miljön gav dock isfiskarna en fördel redan från början. Hos andra ryggradsdjur är den allra största delen av blodets syre bundet till hemoglobinet. Men en del syre löser sig alltid fritt i blodet. Eftersom syre är svårlösligt i vatten, är denna andel normalt mycket liten. Hemoglobinets funktion är faktiskt att möjliggöra en hög totalhalt av syre i blodet, trots att syret är svårlösligt. Men syrgasens löslighet i vatten ökar, när temperaturen sjunker. Isfiskarna är dessutom poikiloterma ("kallblodiga") vilket innebär att deras kroppstemperatur är extremt låg, lika låg som temperaturen i det omgivande kalla vattnet, cirka -2 °C. Följden blir att halterna av fria lösta syremolekyler är mycket högre i det vatten de andas in och i deras blod än motsvarande halter är hos fiskar som lever i varmare miljöer.
Men trots den fördelaktiga låga temperaturen så innehåller isfiskarnas blod bara en tiondel av syreinnehållet hos deras hemoglobinförsedda släktingar. Dessutom skiljer sig isfiskarnas syrebehov sannolikt inte särskilt mycket från släktingarnas. Men det naturliga urvalet har lett till att isfiskarna har kompenserat sig för den låga syrehalten i blodet genom att skaffa sig en effektivare blodcirkulation. De kan pumpa en upp till tio gånger större blodvolym per minut genom gälarna, där syre tas upp, och därmed också genom kroppens övriga organ, där syret förbrukas. Hur är detta möjligt?
Jo, isfiskarna har mycket större och muskulösare hjärtan än de rödblodiga fiskarna, vilket ger dem en större pumpkapacitet. Deras blodkärl är mycket vidare, med stor diameter. något som minskar resistansen ("motståndet") mot blodflödet. Avsaknaden av röda blodkroppar minskar dessutom blodets viskositet, det vill säga gör det mindre trögflytande. En lägre viskositet gör resistansen lägre. Blod med röda blodkroppar kan bli mycket trögflytande vid temperaturer nära fryspunkten.
Det är alltså inte utan baksidor att ha ett blod utan hemoglobin, men isfiskarnas ytterst speciella miljö har gjort det möjligt för dem att anpassa sig till situationen. Priset isfiskarna fått betala är att de kanske inte kan var lika aktiva som andra fiskar och att de aldrig kan sprida sig till varmare vatten, där lösligheten för syre är lägre. Men det är fascinerande att se att naturen faktiskt har lyckats tillgodose det fundamentala behovet av syre på ett sätt, som vi inte är vana vid att se hos ryggradsdjuren.
Tillägg
Några frågor som inte hör till ämnet måste nog besvaras. Hur kan vattnet vid Antarktis ha temperaturen -2 °C utan att frysa till is? Jo, det beror på att lösta ämnen, i havsvattnet lösta salter, sänker vattnets fryspunkt. De flesta fiskar, däribland isfiskarna, har en lägre totalkoncentration av lösta ämnen i sina kroppsvätskor än havsvattnet har. De borde därför ha en högre fryspunkt, närmre 0 °C, än havsvattnet. Hur kan isfiskarna klara en kroppstemperatur på -2 °C utan att frysa till is? Jo, de är utrustade med antifrysmedel, en slags glykoproteiner, som sänker deras fryspunkt genom att hindra iskristallers tillväxt.
Läs om hur andra fiskar undviker att frysa till is genom att vara underkylda och om hur insekter undviker att frysa till is på vintern på andra sidor. Läs också om blod hos djur och blod med olika färg på en annan sida.
Referenser
Texten har uppdaterats och utökats år 2013 av Anders Lundquist.
R.W. Hill, G.A. Wyse, and M. Anderson: Animal Physiology (3rd ed, Sinauer, 2012).
Till början på sidan
Till "Artiklar om djur"
|
