Bloed
De primaire lichaamsholte (coelom) van triploblastische meercellige organismen ontstaat uit het centrale mesoderm, dat tijdens de embryonale ontwikkeling tussen het endoderm en het ectoderm tevoorschijn komt. De vloeistof van het coëloom die vrije mesodermale cellen bevat, vormt het bloed en de lymfe. De samenstelling van het bloed varieert tussen verschillende organismen en binnen één organisme in verschillende stadia van de circulatie. In hoofdzaak bestaat het bloed echter uit een waterig plasma dat natrium-, kalium-, calcium-, magnesium-, chloride- en sulfaationen bevat; enkele sporenelementen; een aantal aminozuren; en mogelijk een eiwit dat bekend staat als ademhalingspigment. Indien aanwezig bij ongewervelde dieren, zijn de ademhalingspigmenten normaal opgelost in het plasma en zijn zij niet ingesloten in bloedcellen. De constantheid van de ionische bestanddelen van het bloed en hun gelijkenis met zeewater zijn door sommige wetenschappers gebruikt als bewijs voor een gemeenschappelijke oorsprong van het leven in de zee.
Het vermogen van een dier om zijn bruto bloedconcentratie (d.w.z. de totale ionische concentratie van het bloed) te regelen, bepaalt in grote mate zijn vermogen om veranderingen in het milieu te verdragen. Bij veel ongewervelde zeedieren, zoals stekelhuidigen en sommige weekdieren, lijken de osmotische en ionische kenmerken van het bloed sterk op die van zeewater. Andere aquatische en alle terrestrische organismen houden er echter bloedconcentraties op na die in zekere mate verschillen van die in hun omgeving en hebben dus een groter potentieel bereik van habitats. Naast het handhaven van de algemene stabiliteit van het inwendige milieu heeft bloed nog een aantal andere functies. Het is het belangrijkste transportmiddel voor voedingsstoffen, metabolieten, uitscheidingsproducten, hormonen en gassen, en het kan de mechanische kracht leveren voor zulke uiteenlopende processen als het uitbroeden en vervellen bij geleedpotigen en het graven bij tweekleppige weekdieren.
Ongewerveld bloed kan een aantal cellen (hemocyten) bevatten die uit het embryonale mesoderm voortkomen. Er zijn veel verschillende typen hemocyten beschreven bij verschillende soorten, maar zij zijn het meest uitvoerig bestudeerd bij insecten, waarbij vier hoofdtypen en functies zijn gesuggereerd: (1) fagocyterende cellen die vreemde deeltjes en parasieten opnemen en op die manier aan het insect een niet-specifieke immuniteit verlenen; (2) afgeplatte hemocyten die zich aan het oppervlak van de indringer hechten en hem de toevoer van zuurstof ontnemen, waardoor hij sterft; metazoötische parasieten die te groot zijn om door de fagocyterende cellen te worden opgeslokt, kunnen in plaats daarvan door deze cellen worden ingekapseld; (3) hemocyten die helpen bij de vorming van bindweefsel en de afscheiding van mucopolysacchariden tijdens de vorming van keldermembranen; zij kunnen ook betrokken zijn bij andere aspecten van het intermediaire metabolisme; en (4) hemocyten die zich bezighouden met wondgenezing; het plasma van veel insecten stolt niet, en ofwel pseudopodia ofwel afgescheiden deeltjes van hemocyten (cystocyten) sluiten andere dergelijke cellen op om de laesie af te sluiten totdat het huidoppervlak regenereert.
De oplosbaarheid van zuurstof in bloedplasma is voldoende om de weefsels van sommige relatief sedentaire ongewervelden van zuurstof te voorzien, maar actievere dieren met een grotere behoefte aan zuurstof hebben een extra zuurstofdrager nodig. De zuurstofdragers in het bloed nemen de vorm aan van metaalbevattende eiwitmoleculen die vaak gekleurd zijn en daarom algemeen bekend staan als ademhalingspigmenten. De meest verspreide ademhalingspigmenten zijn de rode hemoglobines, die in alle klassen van gewervelde dieren, in de meeste ongewervelde fyla en zelfs in sommige planten zijn aangetroffen. Hemoglobines bestaan uit een variabel aantal subeenheden, die elk een ijzer-porfyrinegroep bevatten die aan een eiwit is gehecht. De verspreiding van hemoglobines in slechts enkele leden van een phylum en in veel verschillende phyla pleit ervoor dat het hemoglobine type molecuul vele malen moet zijn geëvolueerd met vergelijkbare ijzer-porfyrine groepen en verschillende proteïnen.
De groene chlorocruorines zijn ook ijzer-porfyrine pigmenten en worden gevonden in het bloed van een aantal families van mariene polychaete wormen. Er is een nauwe overeenkomst tussen chlorocruorine en hemoglobine moleculen, en een aantal soorten van een geslacht, zoals die van Serpula, bevatten beide, terwijl sommige nauw verwante soorten een bijna willekeurige verdeling vertonen. Bijvoorbeeld, Spirorbis borealis heeft chlorocruorin, S. corrugatus heeft hemoglobin, en S. militaris heeft geen van beide.
De derde ijzerhoudende pigmenten, de hemerythrinen, zijn violet. Zij verschillen structureel van zowel hemoglobine als chlorocruorine doordat zij geen porfyrinegroepen hebben en driemaal zoveel ijzer bevatten, dat rechtstreeks aan het eiwit is gehecht. Hemerythrinen zijn beperkt tot een klein aantal dieren, waaronder sommige polychaete en sipunculid wormen, de brachiopode Lingula, en sommige priapulids.
Hemocyanins zijn koper-bevattende ademhalingspigmenten gevonden in veel mollusks (sommige tweekleppigen, veel gastropoden, en cephalopoden) en arthropods (veel schaaldieren, sommige spinachtigen, en de degenkrab, Limulus). Ze zijn kleurloos als ze zuurstofvrij zijn, maar worden blauw als ze zuurstof krijgen. Het koper is rechtstreeks aan het eiwit gebonden, en zuurstof verbindt zich omkeerbaar in de verhouding van één zuurstofmolecule tot twee koperatomen.
De aanwezigheid van een ademhalingspigment verhoogt de zuurstofdragende capaciteit van bloed aanzienlijk; ongewerveld bloed kan tot 10% zuurstof bevatten met het pigment, vergeleken met ongeveer 0,3% in afwezigheid van het pigment. Alle ademhalingspigmenten raken bijna volledig verzadigd met zuurstof, zelfs bij zuurstofniveaus, of -drukken, die lager zijn dan die welke normaal in lucht of water voorkomen. De zuurstofdruk waarbij de verschillende pigmenten verzadigd raken, hangt af van hun individuele chemische kenmerken en van omstandigheden als temperatuur, pH en de aanwezigheid van kooldioxide.
Naast hun directe transportfunctie kunnen respiratoire pigmenten tijdelijk zuurstof opslaan voor gebruik tijdens perioden van ademstilstand of verminderde beschikbaarheid van zuurstof (hypoxie). Ze kunnen ook fungeren als buffers om grote pH-schommelingen in het bloed te voorkomen, en ze kunnen een osmotische functie hebben die helpt om vochtverlies te beperken bij aquatische organismen waarvan de interne hydrostatische druk de neiging heeft om water uit het lichaam te persen.