¿Cómo evolucionaron los pulpos a la sangre azul? Según tengo entendido, ¿no es el cobre tóxico para la mayoría de la vida? ¿Cuándo cambió su...

No parece que los pigmentos respiratorios que contienen cobre, llamados hemocianinas, evolucionaran a partir de la hemoglobina o que hubiera algún cambio de hierro a cobre. Las hemocianinas evolucionaron a partir de enzimas citoplasmáticas llamadas fenol oxidasas, y lo hicieron dos veces, de forma independiente: en moluscos cefalópodos y en artrópodos. En otras palabras, las hemocianinas no surgieron de los mismos pigmentos ancestrales, ni de la hemoglobina, ni de la sustitución del hierro por el cobre.

Van Holde, Miller, & Decker (citado a continuación) resumen la evolución independiente de las hemoglobinas que contienen hierro y las hemocianinas que contienen cobre de la siguiente manera; Condensa un poco su párrafo final.

Muy temprano en la evolución de la vida, el ambiente era anaeróbico. En estas circunstancias, el oxígeno producido por la fotosíntesis debe haber sido tóxico para muchas criaturas. Una variedad de enzimas fueron desarrolladas para neutralizar el oxígeno mediante la realización de reacciones de oxidación. Para estos dos iones metálicos se utilizaron, hierro y cobre. ... Un aumento en el tamaño de los animales, así como el desarrollo de integumentos impermeables, hizo que la simple difusión fuera inadecuada para el suministro de oxígeno.

Por lo tanto, una proteína de transporte de oxígeno circulante se convirtió en esencial para utilizar las ventajas del metabolismo aeróbico. Postulamos que tales proteínas de transporte se desarrollaron de varias maneras independientes, hemoglobinas de mioglobinas, hemerythrins de miohemeritrorinas, y los dos tipos de hemocianinas de dos clases diferentes de fenol oxidasas.

El desarrollo de sistemas de transporte tan diversos, desde diferentes raíces, sugiere fuertemente que ocurrió después de la divergencia de la fila principal.Esto a su vez argumenta que la divergencia filogenética ocurrió antes de 750 MYA.

Aquí hay una interesante ilustración de la distribución de pigmentos de transporte de oxígeno que contienen hierro y cobre (Por qué los cangrejos herradura sangran azul y gusanos sangran verde).

Tenga en cuenta que incluso los seres humanos emplean hierro y cobre en nuestras enzimas citoplasmáticas. A continuación se muestra una figura del libro del autor original de la respuesta en ingles, en el que se puede ver que nuestra cadena de transporte de electrones mitocondriales tiene dos centros de hierro (Fe) y cobre (Cu). El cobre también tiene varios otros papeles vitales en el cuerpo humano. Así que cuando preguntas, "¿No es el cobre tóxico para la mayoría de la vida?" Tengo que señalar que el cobre es necesario para la vida humana. Sin él, morimos.

En cantidad suficiente, el hierro también es letal para los seres humanos; es una de las principales causas de muerte accidental entre los niños pequeños que entran en las píldoras de hierro de sus padres.

La evolución de los pigmentos sanguíneos de transporte de oxígeno a base de Fe y Cu comienza con estas enzimas citoplasmáticas que utilizan Fe y Cu para otros fines.