¿Por qué tenemos sangre roja?

Según los datos proporcionados en la respuesta a esa pregunta, la hemoglobina es, con mucho, el transportador de oxígeno más eficiente que conocemos. Por lo tanto, si la oxigenación eficiente de la sangre es importante para la especie, entonces no habría ninguna ventaja (bueno, muy poca, ver más abajo) en tener sangre de diferente color. En el mejor de los casos, sería una desventaja, ya que le resultaría un poco más difícil hacer ejercicio y tendría que respirar más rápido para obtener suficiente oxígeno en su cuerpo. En el peor de los casos, sería paralizante porque sería imposible mantenerse al día con el más mínimo aumento en el requerimiento de oxígeno del cuerpo.

¿Por qué otras especies no

Mira las especies de ejemplo. Los moluscos , por ejemplo, si bien usan oxígeno, no tienen un uso intensivo, por lo que no fue necesaria la evolución de un transportador altamente eficiente. Por lo tanto, desarrollar una dependencia de la ingesta constante de hierro sería una desventaja, no hay razón para la hemoglobina. Intenté buscar para ver si hay algún equivalente de anemia documentado para la hemocianina, pero sorprendentemente nadie ha investigado casos de anemia en moluscos, qué negligente de ellos. Presumiblemente, una forma de vida que usa hemocianina aún tendría que ingerir cobre para crear los transportadores de oxígeno, pero esto podría ser más fácil para los moluscos que para el hierro.

¿Por qué uno podría no tener sangre roja?

Hay una consecuencia importante de nuestra sangre roja que podría considerarse una desventaja en algunas condiciones.

El uso de la hemoglobina como transportador de oxígeno requiere que ingiera suficiente hierro para mantener alta la concentración en la sangre; si no lo hace, se reducirá drásticamente la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre, también conocida como anemia . Entonces, la razón más simple para tener sangre de diferente color es si ingerir hierro no es algo que le resulte fácil, y/o la oxigenación no es tan importante para usted como especie.

Para los humanos (u otra forma de vida de estructura similar con un requerimiento significativo de oxígeno), podría teorizar un ambiente en el que el hierro es imposible de ingerir, ya sea debido a otros cambios fisiológicos (tóxico por alguna razón) o ausencia ambiental (sin hierro para ingerir). ingerir). Encontré un artículo aquí que implicaba que la hemocianina se ha utilizado o al menos se ha sugerido como una posible cura/ayuda para las mujeres embarazadas que sufren de anemia (la deficiencia de hierro es muy común durante el embarazo, ya que puede arruinar por completo su capacidad para retener los alimentos y debido a los nutrientes adicionales requeridos por el feto en crecimiento). El transportador de oxígeno adicional en la sangre complementó el bajo suministro de hemoglobina lo suficiente como para prevenir la anemia.

En teoría, podríamos usar hemocianina en nuestro torrente sanguíneo si por alguna razón no pudiéramos producir hemoglobina. La oxigenación solo sería un 40% efectiva , pero hay situaciones plausibles en las que esto podría estar bien. Un planeta sin hierro y con menor gravedad, por ejemplo, teóricamente podría funcionar: menos masa muscular significa menos oxígeno requerido.

Incluso podría tener una situación humana del fin del mundo donde el hierro no está disponible por alguna razón y las personas tienen que usar hemocianina para sobrevivir. Probablemente todavía estarían bastante enfermos (vea aquí algunos detalles sobre los niveles de hemoglobina, tener un nivel equivalente al 40% lo haría gravemente anémico), pero podría contrarrestar eso inundando su sistema con hemocianina, lo que ciertamente darte sangre azul. Sin embargo, habría otros efectos secundarios interesantes a tener en cuenta, como la toxicidad por cobre/envenenamiento por metales y el estrés oxidativo , ¡que potencialmente los mataría de todos modos!

Se puede imaginar una sociedad feudal que se formaría: gente poderosa acumulando lo último del hierro para mantenerse saludable, clase media arreglándoselas con tratamientos para ayudar con el envenenamiento por hemocianina, clase campesina básicamente lisiada. Los sangre azul inevitablemente se volverían más pequeños en estatura y menos poderosos ya que sus cuerpos no podrían permitirse el oxígeno para muchos músculos, causando una ruptura fisiológica. Tal vez, después de mucho tiempo (o con un poco de ayuda científica), las personas del lado de la hemocianina desarrollarían naturalmente una producción interna y una afinidad por el cobre. Ya no arrastrados por su deficiencia de hierro, eso podría cambiar el equilibrio de poder...

Puedo pensar en varias razones.

Escasez

Como mencionó @IStanley, si el hierro no estuviera disponible en cantidades suficientes en el entorno del organismo, entonces se requeriría otra molécula de transporte de oxígeno que use otros iones metálicos.

Entorno diferente

De acuerdo con este cuadro sobre la comparación de consumo de oxígeno de moléculas de transporte de oxígeno:

Las diferentes moléculas de transporte de oxígeno operan con diferentes eficiencias en diferentes condiciones ambientales.

Presiones parciales de oxígeno bajas

En el gráfico, parece que las moléculas de transporte de oxígeno basadas en iridio (Ir, un metal noble similar al platino) funcionan mejor que la hemoglobina a presiones parciales de oxígeno muy bajas. Entonces, en un entorno casi anaeróbico, funcionaría mucho mejor que la hemoglobina.

Diferentes regímenes de temperatura

El gráfico anterior solo muestra la variabilidad en la eficiencia de algunas de las moléculas de transporte de oxígeno. Presumiblemente, todos varían en efectividad sobre la temperatura, así como la presión parcial de oxígeno. Por lo tanto, es seguro asumir que, al igual que la presión parcial de oxígeno, diferentes moléculas de transporte de oxígeno serán más efectivas a temperaturas más bajas o más altas que la temperatura del cuerpo humano (p. ej., 37 C / 98,6 F).

Conclusión

Todos los organismos estarán restringidos a usar solo aquellos elementos fácilmente disponibles en su entorno. Aunque el hierro es universalmente unas 100 veces más abundante que el cobalto y muchas veces más abundante que algunos de estos otros elementos, es fácil imaginar entornos en los que el hierro no esté disponible localmente o esté menos disponible que estos otros iones metálicos.

Otros factores ambientales también influirán en la función de esas moléculas. Es difícil saberlo en base a este único gráfico, pero parece que las siguientes observaciones pueden ser ciertas.

A presiones parciales de oxígeno bajas (ambientes casi anaeróbicos), la cobaltodihistidina puede proporcionar un mejor transporte de oxígeno que la hemoglobina.

A altas presiones parciales de oxígeno, las moléculas basadas en iridio pueden funcionar mejor que la hemoglobina.

A bajas temperaturas, Coboglobin puede funcionar mejor que Hemoglobin.

A altas temperaturas, presumiblemente alguna otra molécula transportadora de oxígeno se vuelve más efectiva.

Algunas de las referencias de esta respuesta sobre los colores de la sangre brindan material de lectura interesante sobre el tema.