ER和高尔基装置
ER和高尔基挥核心作用管理的折叠和运输的合成的蛋白质。 类似的造血干细胞在哺乳动物中(62),核红细胞中的鱼类已经显示出ER压力和展开的蛋白质的答复(63、64个). 如果确实有核红细胞有能力合成蛋白质和维修(见核和核糖体)，能够接受展开的蛋白质的响应处理与高蛋白质的装载和纠缠的蛋白质在ER是至关重要的维持细胞的功能(65,66).
急诊室也发挥着重要的作用，在管理细胞内的钙作为第二个信使在细胞。 ER采用sarcoendoplasmic网Ca 2+ -腺泵控制的瞬时释放及再吸收的Ca 2+ . 以前的研究表明，sarcoendoplasmic网Ca 2+ -腺在核红细胞的蜥蜴提供规范钙池(67,68). 升高的细胞内的水平Ca 2+ 作为结果的Ca 2+ 吸收sarcoendoplasmic网Ca 2+ -腺还可能引发红血球的vesiculation，一过程中失去红细胞膜表面和Hb内容，导致减少的面积比率(69). 红细胞vesiculation已被建议作为一个生理过程中保护单元从其去除，从循环(70). 此外，一些毒素的新陈代谢和排毒功能的红细胞可以归因于急诊及其相关的酶(54,71).
在摘要，ER的能力，作为质量控制系统禽红细胞，管制细胞内 2+ 水平，以及可能的援助在毒素的新陈代谢能够有益于红细胞的功能。 虽然已经显示，其他细胞器，如高尔基装置，phagosomes和外来体发挥至关重要的作用在成熟的禽红细胞(72)，它们的功能，在成熟的禽红细胞需要进一步调查。

线粒体
线粒体在禽红细胞是也许细胞器，已经吸引了最多的研究关注。 从生物能的开拓性研究禽红细胞被用来证明腺苷三磷酸酯(ATP)的生产在呼吸(73、74名)，最近的研究其中的禽红细胞都显示出具有的线粒体，应对各种复杂的线粒体酶抑制剂(12,75)，有强有力的证据表明，鸟类中的红细胞确实有功能的线粒体。 有趣的是，最近的一份文件提议，禽红细胞线粒体可能有助于产热(76). 但是，确切的生理作用和影响的红细胞中的线粒体(即，是否他们的职能相似的其他细胞)目前未知的。
作为能源枢纽的细胞，其中一个主要角色的线粒体ATP生产。 在鸟，红细胞已经显示含有更多的细胞内ATP于他们的哺乳动物的同行(77)，这意味着发挥作用的能源生产的线粒体在禽红细胞。 然而，对于哺乳动物中，只有少量的ATP是需要保持血种形式和职能在正常条件，这主要涉及维持渗透梯度(70). 此外，即使是在哺乳动物红血球的所有ATP生产配备专门从糖酵解，红细胞有出现故障糖酵解的酶，通常没有显示改变形貌(78、第79). 这表明，也许存在的线粒体在禽红细胞不是纯粹是为能源目的。 如果这是真的，什么样的潜在作用做双水相体产生的线粒体在禽红细胞在细胞和整个生物体水平？

在细胞蛋白质和RNA合成具有最高的需求ATP，远远超过可以生产糖酵解(80). 因此，ATP产生的线粒体在禽红细胞可以帮助燃料的DNA转录和翻译，以讨论上述(21、第45、46)中。 以下层级的ATP消耗过程中的细胞、细胞内离子骑自行车的下一个主要ATP消费者。 红细胞中的线粒体能有助于更好地调节ATP的水平，这在一方面可以帮助保持渗透压力的红细胞，另一方面，引发红血球的变形需要的时候。 虽然以往的研究表明，鸟类血红细胞是几乎不可变形相比，哺乳动物红细胞(81)，该项研究是使用体外设置和红细胞进行了测试环境中是不同的动物生理学。 红细胞变形能力控制可以通过离子处理，通过水泵和无源运输途径(70,82)，蛋白水解酶活动的Ca 2+ -依赖的蛋白蛋白酶(69)，和突变和结构完整性的每个元素的膜构(83)，所有这些都是紧密规定ATP水平和氧化还原状细胞。
ATP产生的线粒体内禽红细胞也可以帮助调节Hb-O 2 亲和力。 有机磷酸酯，如2，3-二磷酸甘油酸(DPG)和ATP，可以作为变构产生影响的手段，在红细胞(84,85). 磷酸盐结合减少Hb-O 2 亲和转移所构平衡，有利于低亲和T-状态；这种变构的过渡，在四级结构，促进O 2 卸载到细胞的呼吸组织(84). 在哺乳动物中，Hb-O 2 亲和调制主要是通过DPG、并在一定程度上ATP和代谢物的产生通过无氧糖酵解(86、87号). 潜在的不利因素的依靠ATP生产的糖酵解是，糖酵解通常促进酸度在红细胞、和蜂窝式pH值可能反过来减少Hb-O 2 亲和(88). 虽然肌pentaphosphate的主要调节器的Hb-O 2 亲和鸟类(89)、禽红细胞有可能还应对环境缺氧通过调制红细胞浓度的其他核苷三磷酸如ATP和GTP产生的线粒体调整和微调Hb-O 2 亲和加强O 2 吸收和/或卸货(第89、90). 调节ATP的级别使用的线粒体OXPHOS具有的优点的维持细胞内的pH值水平，而调制Hb-O 2 亲和(88). 尽管应该利益的调Hb-O 2 亲和使用ATP产生的线粒体OXPHOS，它仍然可以看出是否鸟类实际上不适应于缺氧环境通过改变红细胞有机磷酸浓度。

比其他的相互作用Hb规范氧亲和缺氧时，ATP生产线粒体在禽红细胞也可能发布的红细胞信号的血管舒张的血管内膜(91、第92). 由于缺少细胞细胞器、哺乳动物红细胞被认为是最终的例子电池系统在ATP释放主要发生如果不是完全通过溶血(93). 与存在的线粒体和其他细胞细胞器在禽红细胞，几个渠道，例如电压依赖的阴离子通道可用于ATP释放，而不是依赖于溶血。 这将允许快速ATP释放出诱导血管扩张在不牺牲总水平的红细胞在缺氧条件下。 此外，这可能大概是保护生物体从负面影响的具有免费Hb在循环和氧化压力产生溶血(94).

红细胞也在严格控制氧化还原(37)中。 不像哺乳动物红血球、禽拥有红细胞线粒体，可以作为提供者的电子捐助者、贮器的抗氧化剂和有系统的维护离子的动态平衡(12,95). 有多个来源的氧化红细胞中，包括高水平的分子O 2 开Hb，以及高水平的铁，这是一个强有力的催化剂的ROS生产通过芬顿反应(37)中。 在禽红细胞尤其是，存在的线粒体也会导致更高的ROS生产与哺乳动物红细胞(36)上。 形成的高铁血红蛋白(metHb)通过氧化铁血红素(菲 2+ )铁中包含的假肢组Hb以三价铁(Fe 3+ )血红素导致急剧下降，在Hb-O 2 亲和力。 因此，要维护其功能，Hb需要维护在减少国家(37)中。 事实上，它已经提出了哺乳动物红血球挤出细胞器以尽量减少氧化压力(36)上。 然而，一项研究比较ROS生产和氧化破坏红细胞中的雀斑马(Taeniopygia guttata)和家鼠(毛里求斯肌)表明，虽然红斑马芬奇表现出更高的ROS生产，伤害实际上是下与红细胞的家鼠由于高水平的抗氧化剂，这表明高ROS生产并不总是导致高氧化损害(第12条)。 它也是重要的是要注意到线粒体可能不是主要的网站ROS的生产在不同的单元格式(96)，并考虑到丰富的Hb在红细胞，自氧化Hb很可能是最丰富的来源ROS在红细胞(37)中。

故障的抗氧化防御和/或条件增加的氧化剂生产造成严重的后果对于细胞(包括红细胞)在细胞水平。 每24小时，3％的Hb经历自氧化，产生metHb和氧化阴离子自由基(37)中。 然而，只有1%的Hb存在metHb(Fe 3+ )的状态。 Hb-Fe 3+ 可以减少回Hb-Fe 2+ 在一个催化反应的细胞色素b5还原使用的NADH作为电子捐赠者(37)中。 在禽红细胞线粒体能够生产大量的电子捐赠者而哺乳动物红细胞可以仅仅取决于戊磷酸盐周期的主要来源的降低当量(37)中。 该协调行动的所有抗氧化系统禽红细胞大概是允许红细胞以抗氧化作为一个有效的系统性的氧化还原的缓冲系统。 因此，它是可能的，线粒体在禽红细胞有助于更好地调节的氧化还原的状态，降低当量的水平，抗氧化剂的能力的内部细胞，这可能保护细胞出现故障。

鉴于该航班是一个非常积极要求苛刻的运动和鸟类经常要飞行，在不同高度飞行，具有不同级别的氧气(32,97)，这似乎是合理的，鸟类保留的线粒体在他们的红细胞提供更好的控制的H-O 2 结合相关性。 此外，线粒体和其他细胞细胞器可能允许红细胞可以推动通过其它基除葡萄糖(98). 此外，应当指出，虽然红细胞中的线粒体能成为许多生理角色，最近的研究显示相对较低的丰度的线粒体内禽红细胞(12,75). 此外，还有一个重要的混杂因素在以前的研究，衡量红细胞线粒体功能，因为他们没有游离的线粒体从Hb(12,75). 因此，全面研究，红细胞线粒体功能及其监管下的不同条件必须进行跳跃前进的任何结论或推断的任何生理影响的线粒体在禽红细胞。

Moving Forward向前迈进
进化影响的细胞细胞器挤压在哺乳动物红血球的复杂得多于以前认为的。 现有的和被广泛接受的假设很大程度上是基于观察的研究，缺乏经验的支助或者了解基本的生理功能的细胞器。 在向前迈进，以建立有效的和可测试的假设，我们提议把一个综合性和比较法研究所的生理和演化的影响保持对挤出的细胞细胞器从红细胞的鸟类和哺乳动物的分别。
采取一个综合性和比较的方法将有助于我们理解的演变情况摘除. 也许更重要的是，它可以提供重要的见解的许多红细胞有关的疾病在生物医学。 哺乳动物(包括人类)的实际拥有核红细胞，但是他们只能找到，无论是在五天的概念的人的婴儿或病理国(99). 在人类发病的dyserythropoietic疾病造成的异常细胞形成诸如骨髓综合症、白血病和贫血往往与核红细胞(7). 鉴于鸟的功能通常与红细胞核，了解生理影响的各种细胞细胞器在核红细胞可以帮助提供新的和替代办法，以治疗这些疾病。

相比，鸟类，该分子和细胞的机制的潜在成熟的红细胞在哺乳动物已经研究了更加广泛。 分子和细胞的过程的摘除已经很好地审查在其他用品(5,7). 这大量的知识得到大多是使用转基因动物和在外模型，涉及培养和区分性红细胞的前体(5,100). 小学文化的鸡红细胞最近已经开发(101).在体外模式将使我们能够进行紧密控制实验室研究，以及调查蜂窝进程受的各种细胞器在红细胞成熟。 例如，人们可以通过实验摘除诱发的禽红细胞通过有针对性的分子途径负责摘除的哺乳动物红细胞(5)，并在研究功能后果的摘除. 同样，调查是否禽红细胞可以合成和维修Hb de novo,一个可以让禽红细胞的文化到低氧和/或治疗的细胞生成素和衡量MCHC(102). 这些机械化的研究将奠定基础的进一步调查在对电子学水平。

在电子学一级，我们也可以获得显着的深入了解基本的生理功能的禽红细胞进行学研究禽红细胞的暴露于各种环境和/或生理条件，例如缺氧和热，以及病原体，如疟疾和禽流感(103)，类似于已经完成的工作在其他系统(46)中。 这些学研究可以作为开创性的步骤，以缩小潜在的途径，在红细胞生理。 利用获得的见解来自这些学研究、医药和遗传方法，然后可以采用的实验性地操纵目标的基因和途径，调查她们的生理的影响在电子学水平。

理想的是，两个体外和体内的方法应当采用的同时，研究生理功能的各种细胞细胞器在禽红细胞。 一些ecophysiologists经常使用的线粒体测量从禽红细胞，推动物的生物能量状态的电子学水平(12,104、105号). 虽然我们了解的价值的重复措施和非致命性的抽样，只是假定在红细胞中的线粒体功能类似的其他组织可能会产生误导，尤其是鉴于我们有限的理解的线粒体在禽红细胞。 这就是说，结果正相关的线粒体测量红细胞和透胸肌纤维，以及可重复性的红细胞线粒体生理跨时间是令人鼓舞的(104,106). 更多的试验研究需要进行坚定地建立红细胞线粒体测量的生物标志物。 传统的线粒体能评估，涉及测量呼吸。 这可能是具有挑战性的执行在红细胞由于Hb提供了一个很大的蓄积量结合并释放蜂窝氧气。 因此，其他办法，例如线粒体膜潜在的敏感性荧光探测器可能是一个更好的选择来评估线粒体功能的禽红细胞。

不可否认，大部分的这次审查的讨论围绕的生理角色的线粒体在红细胞。 这部分是由于自然的领域，与大多数研究侧重于线粒体功能的禽红细胞。 研究的生理功能的其他细胞器在禽红细胞都是稀缺的。 一个明显的第一步是确定那些细胞器是真正的功能在禽红细胞。 这可以通过使红细胞的不同压力或抑制剂和研究相应的生理反应。 例如，ER压力诱导物或抑制剂可用于治疗禽和哺乳动物红血球测试它们是否能够经历ER压力的反应。 它是只有在我们完全理解的生理功能的细胞器在禽红细胞，我们可以解决的问题，如哺乳动物红细胞功能的细胞细胞器。

最后，研究比较红细胞特征之间的ectothermic和吸的动物将丰富。 系统发育的研究，纳入所有脊椎动物应该采用获得进一步的见解的进化影响的红血球摘除(补充图。 S3)，和是否演变的endothermy中的作用的演变红细胞摘除在哺乳动物。 具体而言，系统发育之间的比较吸和ectotherms会提供资料，说明是否报告MCHC和MCV值在鸟类和哺乳动物仅限于吸血统或没有。 我们的初步分析表明，硬骨鱼类表现出更高的MCHC于鸟类和哺乳动物，但重要意义的是失去后修正的亲缘关系。 它已经表明，少数种类的衰减或小型化蝾螈在家庭Plethodontidae拥有有核和高水平的无核红细胞(>80%)在循环(6)条。 该nonattenuate种类也拥有无核红细胞，但在水平要低得多(<10%) ( 6, 107). 有趣的是，摘除的红细胞在家庭Plethodontidae已经记录下来，以独立发展的几倍(107). 然而，重要的是这里要注意的是，这些无核红细胞在蝾螈是与他们的哺乳动物同行，因为它们往往有不规则的大小和形状与nonmammalian骨架结构(108). 此外，存在许多免费的核血液中的建议摘除可能的结果随机电池断循环的血(107). 这就是说，红细胞摘除过程及其适应这些蝾螈仍然是重要的调查，因为他们可能提供的分析摘除在哺乳动物红细胞。

现有的假设关于演变的无核红细胞在哺乳动物无法解释为什么和怎么鸟类保留的细胞器在他们的红细胞。 这可能是鸟类保留的细胞细胞器在他们的红血球，而哺乳动物挤出细胞器从他们的红血球不同的机制来实现同样的进化结果，同时面临着类似的环境和进化选择的压力。 为了真正了解进化和生理影响的摘除，这将是宝贵的第一明白的生理功能的各种细胞细胞器在禽红细胞。 我们建议采取一个综合性和比较的方法，使用的工具，从细胞和分子生物学、电子学生理学和生物进化学重新世纪的古老的思想去核对核红细胞。 这将鼓励进化生物学家重新思考进化的影响的摘除，同时鼓励生物医学科学家们研究各种红细胞有关的疾病从一个进化的观点。

补充数据
Supplemental material: 网页链接 补充材料：https://doi.org/10.6084/m9.figshare.13028228.