Andere Blutfarben

Es gibt viele Proteine, die in der terrestrischen Biosphäre Sauerstoff transportieren , dies und das .

Eine Sache, die zu beachten ist, ist, dass Hämoglobin bei der menschlichen Körpertemperatur, dem atmosphärischen Druck und der atmosphärischen Sauerstoffkonzentration der Erde bei weitem das effizienteste Sauerstofftransportprotein unter der Liste in diesem Beitrag ist. Es variiert von 50 % effizienter bis 10x effizienter als die anderen hier aufgeführten Sauerstofftransportmoleküle.

Hämoglobin

Hämoglobin verwendet Eisen als Metallatom. Wir alle kennen Hämoglobin und seine Farbe Rot .

Hämocyanin

Hämocyanine können in bestimmten Mollusken gefunden werden. Es ist farblos, wenn es keinen Sauerstoff transportiert, und blau, wenn es Sauerstoff transportiert. Hämocyanin verwendet 2 Kupferatome in seiner Proteinstruktur und das Protein ist dem Hämoglobin sehr ähnlich (aber nicht identisch).

Chlorcruorin

Verwendung von Chlorocruorin$Fe^{II}$als sein Metallion.

Chlorcruorin, eine dichromatische Verbindung, ist dafür bekannt, dass es in verdünnten Lösungen grün erscheint , obwohl es in konzentrierten Lösungen hellrot erscheint.

Hemerythrin

Hemerythrin verwendet$Fe^{II}$

Hemerythrin ist ein eisenhaltiges Sauerstofftransportprotein, das häufig in den Muskeln wirbelloser Meerestiere vorkommt.

Hemerythrin und Myohemerythrin sind im sauerstofffreien Zustand im Wesentlichen farblos , färben sich jedoch im sauerstoffangereicherten Zustand violett-rosa .

Erythrocruorin

Erythrocruorin ist ein eisenhaltiges Protein. Ich habe keine endgültige Beschreibung seiner Farbe gefunden, aber ich denke, es wäre ein helles Rot.

Erythrocruorin ist ein großes sauerstofftragendes Protein, dessen Molekülmasse größer als 3,5 Millionen Dalton ist. Es ist mit dem ähnlichen Chlorcruorin verwandt. Es kommt in vielen Anneliden und Arthropoden (einschließlich einiger Insekten) vor.

und Regenwürmer.

Pinnaglobin

Nur bei der Molluske Pinna squamosa zu sehen. Auf braunem Mangan basierendes Porphyrin [Sauerstofftransport]-Protein.

Coboglobin

Coboglobin ist derzeit ein synthetisches Protein, das dieselbe Funktion wie Hämoglobin erfüllt. Es verwendet Kobalt anstelle der Eisenatome.

Blut dieser Art würde in den Venen eine bernsteingelbe Farbe haben, während es in den Arterien farblos und klar ist.

Es könnte ein interessantes Blut für synthetische biologische Organismen abgeben (wie das im Film Aliens gefundene ) ...

Chlorcarbonyl-bis(triphenylphosphin)-iridium

Ein auf Iridium (einem der Metalle der Platingruppe ) basierendes Molekül, das gelb ist, wenn es mit Sauerstoff angereichert ist, und mattorange, wenn es nicht sauerstoffhaltig ist . Es bietet die zusätzliche Fähigkeit, auch als Wasserstofftransportmolekül zu dienen – was für die Biologie auf einem Gasriesenplaneten interessant sein könnte. Der Organismus würde einen biologischen/chemischen Weg benötigen, um Sauerstoff aus in der Umwelt gefundenen Chemikalien zu erzeugen und dieses Molekül dann zu den Zellen zu transportieren, die Energie benötigen. Vielleicht müssten der Sauerstoffkreislauf und der Wasserstoffkreislauf getrennt werden?

In Lösung nimmt die Verbindung ein Sauerstoffatom pro Molekül auf, um von leuchtendem Gelb zu mürrischem Orange zu wechseln...

Im sauerstoffreichen Zustand müsste das Iridium-basierte Blut von Außerirdischen vor Licht geschützt werden, da es sehr lichtempfindlich ist. Das Pigment zersetzt sich langsam über einen Zeitraum von Tagen oder Wochen, wenn es starkem Licht ausgesetzt wird, und ändert allmählich seine Farbe von Orange zu Grün und schließlich zu einem tiefen Blauschwarz. Solche Außerirdischen hätten daher entweder eine sehr dunkle Haut oder würden eine schwach beleuchtete Welt bewohnen. (In Abwesenheit von Licht ist das Molekül jahrelang stabil.)

Der Iridiumkomplex hat eine weitere Eigenschaft, die für Xenobiologen äußerst faszinierend ist. Neben Sauerstoff ist das Molekül auch in der Lage, Wasserstoff reversibel zu binden!

Zusammenfassend

• Rosa (Eisen - Hemerythrin)
• Rot (Eisen - viele)
• Orange (Iridium - Chlorocarbonyl-bis(tri phenylphosphin)-iridium)
• Gelb (Cobalt - Coboglobin, Iridium - Chlorocarbonyl-bis(tri phenylphosphin)-iridium)
• Grün (Eisen - Chlorocruorin)
• Blau (Kupfer - Hämocyanin)
• Violett (Eisen - Hemerythrin)
• Klar (Cobalt - Coboglobin, Eisen - Hemerythrin)
• Braun (Mangan - Pinnaglobin)

Von allen bis auf zwei (mit Ausnahme der auf Kobalt und Iridium basierenden Moleküle) ist bekannt, dass sie in lebenden Organismen in der terrestrischen Biosphäre existieren.

Ein Hauptproblem bei Blutfarben in Ihrem Szenario besteht darin, dass Verbindungen in einer verdünnten Lösung und in (nahezu) gesättigten Konzentrationen sehr unterschiedlich aussehen können. Das beste Beispiel ist das Blut selbst. Betrachtet man einzelne „rote“ Blutkörperchen, so sind sie goldfarben, erwecken aber zu Zehntausenden einen roten Eindruck, wenn man sie zusammen sieht. Wenn Sie Blut ausreichend in klarem Wasser verdünnen, würden Sie sehen, dass es tatsächlich eine goldene Farbe hat.

Ein weiteres großes Problem ist, dass viele Metallverbindungen in wasserfreier (trockener) Form und bei der Bildung von Komplexen mit Wasser eine andere Farbe haben. Beispielsweise ist Kupfersulfat weiß, wenn es wasserfrei ist, und blau, wenn es mit Wassermolekülen kombiniert wird, um den komplexen CuSO 4 ·5H _{2 O} zu bilden.

Abgesehen davon, hier sind einige Ihrer Farben.

Zinnverbindungen (+2- und +4-Zustand) sind in Lösung farblos.

Auch Aluminiumverbindungen sind als gelöste Stoffe farblos.

Dasselbe für Silber.

Referenz für die obigen Farben

Platinverbindungen sind meist braun oder rot gefärbt. Die Oxide (+2 und +4) sind jedoch schwarz. Das Peroxid von Platin hat eine goldgelbe Farbe.

Goldoxid (+3) ist rotbraun ( Referenz ).

Kobaltoxid (+2) hat eine olivgrüne Farbe. ( Referenz )

Zinkoxid ist weiß, während Nickeloxid grün (bei reinem NiO) oder schwarz (wenn das Verhältnis von Sauerstoff zu Nickel in der Probe nicht konstant ist) ist. ( Referenz )

Kein mir bekanntes Metalloxid erzeugt eine weiße Farbe, wenn es in Wasser gelöst wird. Metallkomplexe könnten. Aber Metallkomplexe variieren so stark in der Farbe, dass es einen völlig verrückt machen würde, zu wissen, wie viele Farben ein einzelnes Übergangsmetallion haben könnte, wenn es in einer Verbindungsform mit anderen Metallionen vorliegt.

Die Farbe eines komplexen organischen Moleküls, das ein Metallatom enthält, wird keineswegs vollständig von diesem Metall bestimmt. Chlorophyll ist zum Beispiel hellgrün. Das enthaltene Metall ist Magnesium. Lösungen von Magnesiumsalzen sind normalerweise farblos.

Oder Sie könnten die Farbskala betrachten, die ein hässlicher Bluterguss durchläuft, wenn er heilt. Diese werden alle durch Eisen erzeugt, da Ihr Körper es aus Blut und anderen Geweben recycelt, wenn der Schaden heilt.

Hier auf der Erde bekannt: Bestimmte obskure Meereswürmer verwenden Blut auf Kobaltbasis. Es ist (wenig überraschend?) tiefblau.

Einige der von Ihnen erwähnten Metalle sind wahrscheinlich nicht als Teil eines sauerstofftransportierenden Biomoleküls nützlich. Offensichtlich kann eine außerirdische Biochemie Überraschungen bereiten und das Metall oder die Farbe müssen nicht unbedingt Teil des Sauerstofftransportmechanismus sein. Um an dieser Front nützlich zu sein, benötigen Sie jedoch mit ziemlicher Sicherheit ein Metall, das zwei (oder mehr) Oxidationsstufen aufweist, die sich um eins unterscheiden. Sie finden diese in den Übergangsmetallen Ihres Periodensystems. Vanadium bis Kupfer in der ersten Reihe und viele der entsprechenden Elemente in den beiden Reihen darunter.

Das Element muss ziemlich reichlich vorhanden sein, da ein Organismus eine angemessene Menge Eisen oder was auch immer er anstelle von Eisen verwenden kann, benötigt. Hier auf der Erde sind die schwereren Elemente in der zweiten und dritten Reihe relativ selten (und natürlich bekommt man weniger Atome pro Gramm). Das einzige, von dem das Leben wesentlichen Gebrauch gemacht hat, ist Molybdän. (Einige Bakterien verwenden Wolfram, aber das ist nicht weit verbreitet).

Und vergessen Sie nicht, dass es weißblütige Fische aus der Antarktis gibt, die überhaupt keine metallbasierten Sauerstoffträger verwenden (zumindest im Blut. Einige verwenden Myoglobin im Herzmuskel).

Alle obigen Antworten sehen interessant und nachdenklich aus, aber der pH-Wert der Lösung kann die Farbe und chemische Bindung vieler komplexer Verbindungen verändern. Der Hinweis darauf, dass das Element (wahrscheinlich ein Metall) reichlich vorhanden ist, hat eine gewisse Glaubwürdigkeit. Aber Pflanzen verwenden Magnesium für Chlorophyll (die Struktur ist dem Hämoglobin sehr ähnlich) und es ist weniger reichlich vorhanden als Eisen. Es könnte der außerirdischen Biologie immer möglich sein, zwei oder drei Metalle zusammen zu verwenden – eines, das sehr häufig vorkommt, und eines, das nicht vorkommt –, um einen besseren Sauerstoffträger herzustellen. Oder eine andere Kombination, die uns nicht einfällt. Ein interessanter Nebengedanke - wenn eine wasserlösliche Kupferverbindung zu Natriumcarbonat gegeben wird, entsteht Kupfercarbonat und geht aus der Lösung aus, aber fügen Sie Ammoniak hinzu und es löst sich wieder auf. Denken Sie darüber nach und außerirdisches Blut und Farben

Auf Chrom basierendes Blut in einem Oxidationszustand von +6 kann möglicherweise orange erscheinen, wenn es mit Sauerstoff angereichert oder desoxidiert ist, je nachdem, wann es sich im Oxidationszustand von +6 befindet.