В холодных водах Перуанского течения в Тихом океане обитает кальмар Dosidicus gigas. Его сигарообразное те­ло вместе со щупальцами достигает в длину 3,5 м, а масса гиганта может пре­вышать 150 кг. Мощные мышцы выбра­сывают струю воды с силой, с какой она бьёт из пожарного рукава, благодаря чему кальмар способен двигаться со скоростью до 40 км/ч. Клювом, очень крепким и острым, он может перебить стальной кабель. По свидетельству оче­видцев, кальмар буквально в клочья раз­дирает 20-килограммовую рыбину. Этот свирепый хищник очень опасен и для человека. В книге Фрэнка Лейна «Цар­ство осьминога» утверждается, что «че­ловек, упавший за борт в местах, где обитает много кальмаров, не проживёт и полминуты».

Чтобы «зарядиться» энергией, это­му обитателю океана требуется много кислорода — не менее 50 л в час. По­ступающий из морской воды кислород разносится по телу кальмара с помощью особого белка, содержащего медь, — гемоцианина (от греч. «гема» — «кровь» и «кианос» — «лазурный», «голубой»).

Стоит заметить, что в крови позво­ночных кислород «транспортируют» атомы железа в составе гема — особой сложной молекулы, которая входит в со­став белка гемоглобина. Им буквально нашпигованы красные кровяные клет­ки — эритроциты. Молекула гемоглоби­на содержит четыре гемовых фрагмен­та, каждый из которых способен связать молекулу кислорода. В отличие от гемо­глобина, в гемоцианине атомы меди не­посредственно связаны с белковыми молекулами, которые не включены ни в какие клетки, а свободно «плавают» в крови. Зато одна молекула гемоцианина способна связать до 200 атомов ме­ди. И ещё одна особенность гемоцианина — его молекулы имеют огромные да­же для белков размеры. У «обычных» белков, входящих в состав яиц, молока, мышц, молекулярная масса колеблется в пределах от 6 тыс. до 1 млн., а моле­кулярная масса гемоцианина может достигать 10 млн.! Это один из самых крупных белков; больше по размеру и массе только белковые комплексы у ви­русов.

Гемоцианин — очень древний бе­лок. Он устроен проще, чем гемогло­бин и не так эффективен. Тем не ме­нее при малом содержании кислорода в морской воде гемоцианин довольно успешно снабжает им ткани холодно­кровных животных. Так, давление кис­лорода в жабрах лангуста составляет всего 7 мм рт. ст. (930 Па), а в тка­нях — 3 мм рт. ст.; причём концентра­ция этого газа в крови лангуста в 20 раз выше, чем в морской воде.

Кроме кальмаров, кислород пере­носится «голубой кровью» также у де­сятиногих ракообразных (омары, кра­бы, креветки). Гемоцианин найден у всех головоногих моллюсков (осьми­ноги, кальмары, каракатицы), разнооб­разных улиток, пауков и др. А вот у морских гребешков, устриц и других двустворчатых моллюсков его нет.

Количество гемоцианина в крови может быть самым разным. Так, у шу­стрых осьминога и мечехвоста (мор­ское животное типа членистоногих) концентрация этого необычного белка доходит до 10 г в 100 мл крови — поч­ти столько же гемоглобина в крови че­ловека. В то же время, у малоподвиж­ного съедобного моллюска морское ушко Haliotis tuberculata в 100 мл кро­ви всего 0,03 г гемоцианина. Это и по­нятно: чем более активно животное,

чем больше кислорода необходимо ему для восполнения энергетических затрат, тем выше в крови концентрация белка, переносящего кислород.

Гемоцианин был открыт в 60-х гг. XIX в., когда биологи заметили, что кровь головоногих моллюсков при про­хождении через жабры окрашивается в голубой цвет. А в 1878 г. бельгийский физиолог Леон Фредерик доказал, что голубой цвет вызван реакцией кислоро­да с медьсодержащим белком, который он назвал гемоцианином. Когда послед­ний теряет кислород, он, в отличие от гемоглобина, становится бесцветным. Примечательно, что всю работу по изучению нового белка Фредерик вы­полнил в течение одного дня.

Из гемоцианина нетрудно полно­стью извлечь медь. Для этого достаточ­но обработать белок в отсутствие кис­лорода реактивом, который прочно связывается с ионами одновалентной меди. Таким же способом можно опре­делить содержание мели в гемоциани­не. Лишённый этого металла, он теря­ет способность переносить кислород. Но если потом ввести в раствор белка ионы Cu+, гемоцианин восстанавлива­ет свою физиологическую активность. Так было доказано, что в отсутствие кислорода медь гемоцианина находит­ся в степени окисления +1. При избыт­ке же этого газа происходит частичное окисление металла. При этом всегда на одну связанную гемоцианином молеку­лу кислорода приходится два атома ме­ди. Таким образом, кислород окисляет ровно половину атомов меди. Это ещё одно отличие гемоцианина от значи­тельно более распространённого в жи­вотном мире гемоглобина, в котором все атомы железа равноценны и имеют заряд +2 как в свободном состоянии, так и в комплексе с кислородом.