Angeregt durch eine Frage zu den Auswirkungen von Nahrungseisen bei Elfen ( Wie würden Elfen vom Typ Fair Folk mit Nahrungseisen umgehen? ), fragte ich mich, ob Hämocyanin eine Alternative zu Hämoglobin bei Kreaturen sein könnte (z. B. Elfen, die eine Eisenschwäche haben). - obwohl wahrscheinlich kein Hämoglobin).
Obwohl - soweit ich weiß - nur einige Spinnentiere, Arthropoden und Weichtiere Hämocyanin haben, gehe ich zunächst davon aus, dass es tatsächlich möglich ist, dass menschengroße Wesen kupferbasiertes Blut haben. Welche Auswirkungen (positiv oder negativ) hätte diese Blutchemie vor diesem Hintergrund auf Humanoide?
Meine Gedanken bisher:
BEARBEITEN
Ich mache mir keine allzu großen Sorgen darüber, warum sie Blut auf Kupferbasis haben könnten, sondern mehr über die Auswirkungen, wenn sie es haben. Vielen Dank für den Hinweis, dass Hämoglobin für einen Elfen nicht wirklich giftig / schädlich wäre - es sind nicht gerade Eisenspäne, die im Blutkreislauf herumschwimmen. ;)
Es würde wahrscheinlich den täglichen Eisen- und Kupferbedarf für die Gesundheit beeinflussen. gemäß https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3690345/ Die empfohlene Tagesdosis (?) von Eisen beträgt 18 mg, während die von Kupfer 0,9 mg beträgt. Nur eine Vermutung, aber Kreaturen mit Blut auf Kupferbasis müssten wahrscheinlich mehr kupferreiche Lebensmittel und weniger eisenreiche Lebensmittel essen.
etwas hinzufügen. Der Kreislauf von Eisen als Nährstoff in der Umwelt ist gut untersucht ( https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/earth-s-ferrous-wheel-15180940 ) sowie die Lagerung und Verwendung von Eisen in den Körper von Säugetieren ( http://www.chemistry.wustl.edu/~edudev/LabTutorials/Ferritin/Ferritin.html ). Eisen, das aus dem Körper zirkuliert, ist sogar das, was Kot seine braune Farbe verleiht. Kupfer als Nährstoff ist weniger gut verstanden (direkt über http://ajcn.nutrition.org/content/88/3/826S.full#sec-4 ).
Wenn es eine Art gibt, die viel Kupfer in ihrer Ernährung benötigt, gibt es wahrscheinlich ein ganzes Ökosystem aus Pflanzen und vielleicht Tieren, die eine gute Kupferquelle darstellen. Also müsste diese Art diese jagen oder kultivieren. Für Arten auf Eisenbasis wäre es wahrscheinlich giftig, diese Pflanzen in den gleichen Mengen zu essen. Jetzt haben Sie also möglicherweise zwei Arten, die ihre Nahrung nicht wirklich teilen können. Es könnte zusätzliche Komplexität geben, wenn man versucht, landwirtschaftliche Gruppen am selben Ort zu haben, und dies könnte sie in verschiedene Regionen treiben.
Wenn es kein ganzes Ökosystem gäbe, das darauf basiert, genug Kupfer zu bekommen, dann müssten die Arten möglicherweise besonders hart arbeiten, um Nahrung zu kultivieren oder zu jagen, die ihnen genug Kupfer liefert. Wiederum vielleicht eine geografische Beschränkung der Bevölkerungszentren und vielleicht eine Begrenzung der Größe dieser Bevölkerungszentren.
Hoffentlich eine bessere Antwort
Bonushinweis: Hämocyanin-Referenz: https://en.wikipedia.org/wiki/Hemocyanin
Der menschliche Körper braucht etwas Kupfer, aber wir sprechen von sehr kleinen Mengen. Die chronische Einnahme großer Mengen Kupfer kann eine Reihe von Organschäden/Tod verursachen. Als erstes wäre die Leber betroffen, wenn Sie zusätzliches Kupfer aufnehmen, filtert es und gibt es dann in der Möwenblase ab, wo Sie es schließlich ausscheiden (also wäre die Gallenblase auch eines der ersten Organe, die betroffen sind). ).
Kupfer hat auch starke antimikrobielle Wirkungen, und ich würde spekulieren, dass dies alle Arten von Chaos mit Ihren natürlichen Mikroben in Ihrem Verdauungssystem verursachen würde, was zu schwerem Durchfall führen würde. Es gibt eine genetische Störung, die als Morbus Wilson bekannt ist. Diejenigen, die daran leiden, sind nicht in der Lage, Kupfer zu verarbeiten und auszuscheiden. Zu den Symptomen können Juckreiz, Muskelkrämpfe, Psychosen, Organversagen gehören ... obwohl es mit einem coolen Symptom namens Kayser-Fleischer-Ringe einhergeht, Kupferringen, die sich entweder um die Iris oder die Pupille bilden.
Die Verwendung von Hämocyanin gegenüber Hämoglobin hat einige Vorteile, aber nicht viele. Hämolymphe, in der Hämocyanin normalerweise vorkommt, hat aufgrund des Kupfers einige natürliche antimikrobielle Eigenschaften, obwohl inwieweit und wie wirksam dies sein kann, ist nicht vollständig geklärt. Ein weiterer Grund ist, dass die Stoffwechselkosten für Hämolymphe und Hämocyanin viel niedriger sind, da Hämocyanin keine Zelle, sondern nur ein Protein ist, im Gegensatz zu roten Blutkörperchen, die das Protein Hämoglobin bilden.
Die Lebensdauer der roten Blutkörperchen beträgt 3-4 Monate, was bedeutet, dass Ihr Körper ständig neue rote Blutkörperchen herstellt, um die sterbenden zu ersetzen. Alle 4 Monate haben Sie einen neuen Satz von Zellen. Dies ist bei Hämocyanin nicht der Fall, da seine Proteinstruktur jahrelang stabil bleiben kann. Im Allgemeinen ist Hämoglobin für den Sauerstofftransport etwa viermal so effizient wie Hämocyanin, außer in sehr kalten Umgebungen mit niedrigem Sauerstoffdruck, wie z. B. in geringen Tiefen des Arktischen Ozeans.
Aufgrund der hohen Viskosität und der Tatsache, dass alle Lebewesen mit Hämocyanin es lose im Blut und nicht in den Blutzellen haben, muss die Konzentration niedrig gehalten werden. Vielleicht haben Elfen Hämocyanin-Blutzellen, um das Problem zu lösen. Ich habe gelesen, dass Hämocyanin aus Pfeilschwanzkrebsen effizienter ist und sich der Effizienz von Hämoglobin annähert. Irgendetwas über kooperatives Binden versus nicht-kooperatives Binden von Sauerstoff. Die Vorteile von Hämocyanin sind die Fähigkeit, bei niedrigeren Temperaturen und niedrigeren Sauerstoffkonzentrationen zu funktionieren. Sie werden feststellen, dass die blauhäutigen Andorianer von Star Trek aus einer eisigen Welt stammen. Für Elfen würde es das Überleben in tiefen, kalten und sauerstoffarmen Höhlen erleichtern. Andererseits wäre Hämocyanin aus den gleichen Gründen ideal für eine Rasse von Tiefsee-Meerjungfrauen.
AlexP
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