Na čo sa využívajú státisíce krabov podkovovitých?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Sme pripravení s nimi aspoň súcitiť, alebo čoskoro konečne zničíme zvieratá, ktorých história siaha stovky miliónov rokov do minulosti?

Megan Owins vyloví z vody kraba podkovy a zloží jeho tvrdú škrupinu takmer na polovicu, čím odhalí mäkkú bielu membránu. Strčí pod ňu ihlu a odoberie trochu krvi: "Vidíš, aká je modrá?" - ukazuje striekačku svetlu. Naozaj, modrá: kvapalina žiari hlbokým azúrom. Po dokončení ukážky Megan vytlačí krv späť do nádoby.

Skoro lapám po dychu: "Práve ste vyhodili pár tisíc dolárov!" - a to nie je prehnané. Cena krvi (presnejšie hemolymfy) týchto článkonožcov na americkom trhu dosahuje 15 000 dolárov za liter (0,9 litra). Táto modrá kvapalina sa široko používa na detekciu potenciálne škodlivých baktérií vo farmaceutických výrobkoch, zdravotníckych pomôckach a implantátoch. Či už ide o roztok inzulínu, umelé koleno alebo chirurgický skalpel, hemolymfa podkovovitých umožňuje takmer okamžite odhaliť infekčného agens.

To mu zabezpečuje veľký a neutíchajúci dopyt na trhu. Každý rok sa z oceánu vyloví asi 575 tisíc článkonožcov na jeho zber. Toto číslo nemôže rásť donekonečna a medzi odborníkmi sa čoraz hlasnejšie ozývajú hlasy tých, ktorým ide o takéto barbarské vykorisťovanie zvierat, ktorým už hrozí vyhynutie. Zvyčajne sa z nich odčerpá asi tretina krvi, po ktorej sa vypustia do vody, aby sa zotavili. Tento prístup sa považuje za humánny, hoci v skutočnosti nikto nevie, koľko zvierat po takomto nútenom darcovstve prežije.

Týmto problémom sa zaoberá Megan Owins spolu so špecialistami na fyziológiu zvierat Vinom Watsonom z University of New Hampshire a Christopherom Chebotom z University of Plymouth. Snažia sa posúdiť výzvy a ťažkosti, ktoré so sebou prináša odber krvi pre podkovičky. Experiment, ktorý uskutočnili traja vedci, čo najvernejšie kopíruje „výrobný proces“.

28 podkovovitých krabov ulovených v Atlantiku, blízko ústia rieky Piscataca v New Hampshire, bolo umiestnených do kontajnerov a „zabudnutých“na slnku, niekoľko hodín sa triaslo v aute a nechali cez noc, potom odobrali krv a odišli. v kontajneroch znova až do rána - takže, ako to robia pracovníci podnikov, zbierajú hemolymfu v priemyselnom meradle. Pred vypustením nešťastných zvierat do voľnej prírody však biológovia na ich ulity upevnili akustické majáky.

Poďakovanie

Baktérie sa delia do dvoch veľkých skupín podľa metódy, ktorú koncom 19. storočia navrhol dánsky mikrobiológ Hans Christian Gram. Hlavný rozdiel medzi nimi spočíva v štruktúre bunkovej steny. Gramnegatívne baktérie (napríklad E. coli) sa podľa Grama nefarbia: ich bunková stena má dodatočnú ochrannú membránu, ktorá obsahuje komplexné lipopolysacharidy a neprepúšťa dovnútra anilínové farbivá. Ale steny grampozitívnych baktérií (napríklad stafylokokov) sú jednoduchšie. Nemajú membránu, farbivo preniká do bunkovej steny a „zasekne“sa v nej. Pri farbení podľa Grama takéto bunky získajú fialovú farbu.

Keď gramnegatívna bunka odumrie, lipopolysacharidy sa uvoľnia a premenia sa na endotoxíny, ktoré sú zdraviu nebezpečné. Tieto zlúčeniny sú nezničiteľné, takmer ako zombie. Môžu dokonca odolať extrémnemu teplu a iným drsným podmienkam, v ktorých prebieha výroba a sterilizácia medicínskych produktov a nástrojov. Akonáhle sú endotoxíny v tele, sú schopné spustiť imunitný systém na plnú kapacitu, čo spôsobuje hyperaktiváciu až septický šok. Preto je také dôležité nájsť si ich vopred.

Tu vstupuje do hry hemolymfa podkovovitých krabov Limulus: z nej získaný lyzát amebocytov (Limulus amebocyte lysate, LAL) koaguluje pri najmenšom kontakte s endotoxínmi. A hoci sa mnohí účastníci trhu domnievajú, že 15 000 dolárov za liter je príliš veľa, vysoké náklady na LAL možno opísať ako formu ocenenia hodnoty, ktorú zohráva pri záchrane životov. Slovami jedného ochrancu prírody, „každý človek, každé dieťa, každé domáce zviera na našej planéte – každý, kto sa uchýli k lekárskej pomoci, je tak či onak zadlžený podkovičkami“.

Skrytá hrozba

So zvieratami je pôda jednoduchšia: vplyv ľudí na ne je často možné posúdiť voľným okom. Ako sa cítia obyvatelia morí, často nevidíme, ba ani nechceme vedieť. Vyhadzujeme odpadky do mora, vylievame tam aj odpadovú vodu: čo sa deje v hĺbke, zostáva v hĺbke. Rovnako je to aj s podkovármi. Nikto nevie, aké traumatizujúce je pre nich odber krvi, či sú zvieratá schopné podstúpiť niekoľko takýchto zákrokov, alebo aspoň jeden. Existujú však dôvody na obavy.

Medzinárodná únia pre ochranu prírody, ktorá vedie zoznam ohrozených druhov živočíchov a rastlín, v roku 2012 zorganizovala špeciálnu podvýbor na posúdenie stavu podkovárov. V dôsledku jeho práce sa zistilo, že tieto zvieratá sú v zraniteľnom postavení. V porovnaní s predchádzajúcim odhadom z roku 1996 urobili krok k vyhynutiu. Ďalšia zastávka je „v ohrození“a na to poukázala správa podvýboru. Podľa predpovede vedcov do polovice storočia počet krabov podkovovitých klesne o tretinu.

A to platí nielen pre zvieratá amerického pobrežia. Podkovičky Tachypleus, ktoré sú bežné v ázijskom Tichom oceáne, sa tiež často lovia na produkciu lyzátu amoebocytov (TAL). Pre masívny úlovok už miznú vo vodách Číny, Japonska, Taiwanu, Singapuru. Odborníci sa obávajú, že ak Tachypleus úplne zmizne, producenti lyzátu sa obrátia na podkovovité kraby žijúce v iných oblastiach oceánu, ktoré týmto populáciám prinesú smrť.

Úlovok údajov

Každých 45 sekúnd vydávajú majáky inštalované Megan Owins sériu akustických signálov, ktoré senzor dokáže zaznamenať zo vzdialenosti 300-400 m. Každý signál umožňuje identifikovať konkrétneho jedinca, určiť jeho hĺbku a aktivitu počas predchádzajúcich 45 sekúnd. Raz za týždeň alebo dva sa Owins a Watson odvážia von do zálivu, zaznamenávajú zaznamenané údaje a pohybujú senzormi, aby sledovali pomalú migráciu krabov podkovovitých.

V strede zálivu dosahuje hĺbka 20 m, ale zvieratá sa snažia zostať bližšie k plytkej vode. Po pár minútach plávania vedci vytiahnu kábel obrastený riasami, na ktorom je upevnený jeden zo senzorov. Megan k nemu pripojí notebook cez Bluetooth a začne sťahovať dáta. Od poslednej návštevy prístroj zaznamenal asi 19-tisíc signálov. Zariadenie sa zatvorí a vráti sa do vody: vedci potrebujú iba informácie. To sa ale o rybároch povedať nedá.

Kvóty na produkciu krabov podkovovitých pri atlantickom pobreží Spojených štátov amerických prideľuje Komisia pre morský rybolov (ASMFC). Jej prísne pokyny sa však vzťahujú len na zvieratá, ktoré sú následne porazené a používané na lov úhorov na potravu. Biomedicínske podniky môžu zbierať, koľko chcú, a úlovok podkovičiek na tieto účely rýchlo rastie - zo 130 tisíc v roku 1989 na 483 tisíc v roku 2017. Okrem toho producenti LAL dostávajú aj krv článkonožcov, ktoré sa používajú na kŕmenie úhorov: počet takýchto zvierat bol v roku 2017 podľa rôznych odhadov ďalších 40,6 až 95,2 tisíc.

Rybárska komisia ASMFC nie je oprávnená regulovať takúto ťažbu. Táto oblasť má priamy vplyv na verejné zdravie a vyžaduje si zapojenie mocného Úradu pre potraviny a liečivá (FDA), aby zasiahol. Výrobcovia LAL však robia všetko pre to, aby tomu zabránili.

Bez kontroly

„Podarilo sa nám oslobodiť sa od kvót,“priznáva Thomas Nowitzki, bývalý šéf LAL výrobnej spoločnosti ACC. - Lobovali sme za našu pozíciu v ASMFC a presvedčili sme ich, že krabom podkovičkám sa nerobí žiadna škoda. Vraciame ich späť, pre medicínu sme mimoriadne dôležití, tak nás nechajte na pokoji s vašim nariadením. Ani veľmi umiernené odporúčania ASMFC sa však nie vždy dodržiavajú a samotná komisia nemá dostatok zdrojov na monitorovanie ich implementácie.

ASMFC pripúšťa, že po odbere krvi a návrate do mora určitý počet – nie viac ako 15 % – zvierat uhynie. V posledných rokoch sa však nahromadilo stále viac údajov, že tento údaj je značne podhodnotený. Podľa nových údajov je úmrtnosť podkovárov po užití hemolymfy minimálne 29 %. Bezkrvné zvieratá sú oslabené, menej aktívne a menej orientované a samice produkujú v priemere polovicu vajíčok. "Zástupcovia priemyslu, samozrejme, zbor, hovoria, že príslušné experimenty boli vykonané v laboratóriách a ich výsledky sa nemusia vzťahovať na zvieratá v prirodzenom prostredí," hovorí Nowitzki, "ale tieto argumenty neobstoja pri skúmaní."

Syntetické alternatívy k LAL využívajúce rekombinantný faktor C (rFC) sú známe už viac ako 15 rokov, ale ešte sa nerozšírili. Tá istá FDA stále považuje testy LAL za „zlatý štandard“na detekciu endotoxínov. Výrobcovia zdravotníckej techniky a liečiv sa preto snažia na ne spoľahnúť, aby nemali zbytočné problémy pri získavaní súhlasu od vplyvnej agentúry. Liek Eli Lilly's Emgality (galanezumab) na migrénu je stále jediným liekom, ktorý získal schválenie FDA pomocou testov rFC namiesto LAL.

Podľa Kevina Williamsa zo spoločnosti bioMerieux, ktorá propaguje testy rFC, je problém v tom, že výrobcovia LAL sa aktívne pokúšajú sabotovať nové metódy tým, že presviedčajú úradníkov a verejnosť, že nie sú účinné. „Videl som celé série anti-reklamných rFC, ktoré tvrdili, že technológia nefunguje,“hovorí. - Ale údaje ukazujú opak. Sú jednoducho ignorovaní."

Stresové faktory

Strata značného množstva krvi nie je ľahká pre žiadne zviera. Testy sa však neobmedzujú len na toto: chytanie a preprava tiež veľmi stresuje podkovičky. Vin Watson poznamenáva, že tieto článkonožce dokážu prežiť vo vzduchu dlhšie ako ryby alebo kraby, no táto schopnosť si s nimi robí krutý vtip. Objemy úlovkov sú také veľké, že nie vždy je možné umiestniť všetky podkovičky do nádob naplnených vodou a jednoducho sa hodia na palubu: prežijú.

Ale vystavenie vzduchu samo osebe znižuje obsah hemokyanínu v hemolymfe zvierat, analógu hemoglobínu prenášajúceho kyslík v našej krvi. Jeho doplnenie je náročnejšie a trvá dlhšie ako zotavenie z priamej straty citeľného množstva krvi. „Predstavte si, že zakaždým, keď podojíte kravu, trvá mesiac, kým sa zotaví,“vysvetľuje Watson.

Nakoniec stojí za to pripomenúť prísne prispôsobenie sa podkovovitých krabov postupnému odlivu a odlivu, po ktorom sa zvieratá pohybujú pri hľadaní bezpečných úkrytov a potravy. Dokonca aj v laboratóriu prejavujú nutkanie pohnúť sa každých 12,4 hodiny a strata tohto prirodzeného rytmu pre podkovičku môže byť mimoriadne náročná. Všetky tieto objavy by sa mali vziať do úvahy pri vývoji nových, už prísnejších požiadaviek na extrakciu hemolymfy. Bohužiaľ, zatiaľ výrobcovia LAL nie sú naklonení počúvať argumenty biológov.

Slabý signál

V zálive pri ústí rieky Piskataka je nainštalovaných niekoľko desiatok senzorov. Podkovičky sa pohybujú pod vodou a za deň dokážu prejsť niekoľko kilometrov, preto po nich vedci pravidelne nosia svoje nástroje. Zvieratá sa nejakým, stále málo pochopeným spôsobom orientujú v zálive dokonale. Na jar sa sťahujú do plytkej vody, kde zbierajú bentické mäkkýše a červy.

Tie isté jedince sa pravidelne vracajú na rovnaké miesta, kde sa opäť stávajú korisťou tých istých rybárov. Nemali by ich pustiť niekde inde? Alebo teda ešte viac narušíme prirodzený, zaužívaný život morských živočíchov? A je možné loviť v zime, keď podkovičky idú do hlbín a ledva prežijú mesiace chladného počasia? Zatiaľ pod hladinou už senzory nerozlišujú akustické signály. Po chytení jedného z nich Owins počúva slabé pípanie. Signál pripomína varovania o pripravenosti batérie na vybitie.