¿Por qué no es roja la sangre de los cangrejos?

Efectivamente, la sangre de los cangrejos no es roja, ni la de los calamares, almejas, arañas o abejas. Para explicar por qué la sangre de estas criaturas no es roja como la nuestra, lo primero que tenemos que tener en cuenta es que estos animales no tienen “sangre”, ni linfa. Tienen un único fluido circulatorio llamado “hemolinfa”, que recorre sus vasos circulatorios.

“Hemolinfa” originalmente era el término utilizado para referirse a la “sangre” de los invertebrados, pero como a la postre los invertebrados son una concepto artificial este concepto tuvo que ser actualizado refiriéndose al fluido circulatorio de artrópodos y moluscos.

Históricamente se ha afirmado que existe un parentesco entre ambos grupos. El cuadro históricamente aceptado considera que los moluscos y anélidos descienden de un grupo de platelmintos cámbricos o ediacarenses en cuyo ciclo vital se podía situar una larva trocófora. Luego los artrópodos evolucionaron a partir de los anélidos ya en el cámbrico, considerando a los onicóforos de la época como Aysheaia y Diania como una especie de eslabón intermedio.

Así, moluscos, anélidos y artrópodos se encuentran dentro de la misma línea evolutiva dentro de los protóstomos, línea a la que también perteneces onicóforos y pogonóforos. Lo que podemos afirmar es que la hemolinfa es un carácter (bastante diverso) dentro de esa línea evolutiva.

¿Por qué no es roja la hemolinfa?

Volviendo al tema de la entrada, invirtamos la pregunta. ¿Por qué es roja nuestra sangre? No es ningún secreto: el color rojo de la sangre se debe a la presencia de óxido de hierro.

El cuerpo de una persona normal (sea lo que sea una persona normal) contiene en torno a 2 g de hierro, de los cuales la mitad está en la sangre como parte de la hemoglobina.

La hemoglobina es quizá la proteína más conocida y en clase de bioquímica se utiliza como ejemplo de estructura cuaternaria de las proteínas. La estructura cuaternaria consiste en la combinación de varias cadenas de proteínas en su estructura terciaria. Así, la hemoglobina resulta de la unión de cuatro subunidades de una proteína de estructura terciaria globular llamada mioglobina. Dentro de cada subunidad hay un grupo hemo, que contiene un átomo de hierro que es el que se une a una molécula de oxígeno. El resultado de esta oxidación da a la sangre su característico color rojo.

La hemoglobina es trasportada por células llamadas hematíes o glóbulos rojos que icónicamente se consideran pequeñas células sin núcleo, incapaces de reproducirse y anaeróbicas. Pero estos glóbulos rojos una característica propio de los mamíferos: los glóbulos rojos de los demás craneados son células normales con núcleo y aeróbicas.

Y ahora vamos al meollo del asunto: la hemolinfa de artrópodos y moluscos no tiene hemoglobina, sino otra proteína llamada hemocianina que solo se ha detectado en estos dos filos.

 
Estructura de la Hemocianina

La hemocianina es una proteína cuya estructura cuaternaria incluye varias subunidades globulares, cada una de las cuales contiene 2 átomos de cobre en lugar de uno de hierro, entre los cuales capturan una molécula de O2. Las subunidades de hemocianina tienden a pesar 75 kilodaltons (KDa) y tener forma hexagonal, motivo lo el cual se las define como exámeros.

Y, dado que el cobre oxidado es azul, la hemolinfa se torna verde o azulada cuando está oxigenada y gris o trasparente cuando no.

Dentro de las líneas evolutivas donde aparece, la hemocianina muestra considerables variaciones debidas especialmente a que el cobre tiene menor afinidad por el oxígeno que el hierro.

Así, las langostas (Palinurius interruptus) tienen hemocianina de un solo exámero, mientras que lo más normal es que sea de 4 exámeros (caso de las tarántulas), en el cienpiés Scutigera coleoptrata se encuentran 6 exámeros y en el cangrejo herradura (Limulus sp) hasta 8 exámeros.

 
Interior de un Cancer productus teñido por la hemocianina

Estas grandes moléculas son difíciles de transportar, por lo que en numerosas especies se han encontrado moléculas flotando solas en la hemolinfa. Sin embargo en los mejillones hay dos células diferentes destinadas al trasporte de hemocianina: hialinocitos y granulocitos.

Para incluir más diversidad, la hemocianina de los crustáceos tiene cerca de 660 aminoácidos y la de los quelicerados en torno a 625 aminoácidos.

Debido a la menor afinidad del cobre por el oxígeno, algunos insectos que viven en condiciones de bajo oxígeno presentan también hemoglobina en su hemolinfa.

Esto también ha causado polémica respecto a los artrópodos gigantes prehistóricos que llegaban a presentar dimensiones considerables. Pero algunos, como el milpiés de dos metros Arthropleura y la libélula Meganeura, existieron durante el período carbonífero cuando la concentración de oxígeno era mucho más alta que en la actualidad. En lo que respecta al Pterygotus, gigantesco escorpión marino del Silúrico, era un animal acuático que respiraba mediante branquias de una forma parecida al cangrejo araña japonés (Macrocheira kaempferi) que con hasta 19 kg es el mayor artrópodo de la actualidad.

 
Pterygotus, el mayor artrópodo conocido
 
Macrocheira kaempferi el mayor artrópodo de la actualidad
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Archivado bajo Biología, Evolución

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